ES2319966T3 - Amortiguador de direccion. - Google Patents
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Abstract
Un sistema amortiguador de dirección incluyendo un amortiguador de dirección de presión de líquido (10) en el que se ejerce una fuerza de amortiguamiento (D) en un sistema de dirección de rueda delantera (2, 4) dispuesto en una porción delantera de una carrocería de vehículo (3), y una válvula de control (31) en un paso de derivación (33) del amortiguador de dirección (10) para hacer variable dicha fuerza de amortiguamiento (D), estando adaptado dicho sistema amortiguador de dirección de tal manera que dicha fuerza de amortiguamiento (D) se varíe según una cantidad variable relacionada con la magnitud de un rebote previsto en dicho sistema de dirección de rueda delantera (2, 4), y un valor de referencia (D1) de dicha fuerza de amortiguamiento (D) que varía linealmente en proporción a dicha cantidad variable es corregida según la velocidad de dirección (omega) de dicho sistema de dirección de rueda delantera (2, 4), caracterizado por un primer sensor de tasa de flujo (37a) dispuesto en una primera parte (33a) del paso de derivación (33) que conecta un lado del amortiguador de dirección (10) con la válvula de control (31), y un segundo sensor de tasa de flujo (37b) dispuesto en una segunda parte (33b) del paso de derivación (33) que conecta el otro lado del amortiguador de dirección (10) con la válvula de control (31), cada uno para detectar una tasa de flujo y velocidad de flujo dentro de las partes primera y segunda (33a, 33b) del paso de derivación (33), y un sensor de carrera (38) para detectar la cantidad de rotación del eje de dirección (14), estando adaptado dicho sistema amortiguador de dirección de tal manera que las señales salidas de los sensores de tasa de flujo primero y segundo (37a, 37b) y del sensor de carrera (38) se usen como las cantidades variables relacionadas con la magnitud de rebote a enviar a una unidad de control (32) que controla de forma variable la válvula de control (31).
Description
Amortiguador de dirección.
La presente invención se refiere a un sistema
amortiguador de dirección del tipo de presión de líquido para
vehículos que es preferible para vehículos del tipo de silla de
montar tal como motocicletas y análogos y se usa para limitar el
basculamiento de un manillar durante la marcha.
Con el fin de evitar que el manillar bascule
debido a rebote al pasar por un bache, se conocen sistemas
amortiguadores de dirección del tipo de presión de líquido que
generan una fuerza de amortiguamiento contra el basculamiento (por
ejemplo, patente japonesa número 2593461). Además, también se
conocen sistemas en los que la fuerza de amortiguamiento es
variable de modo que la fuerza de amortiguamiento se genere
solamente cuando sea necesario y no se genere una fuerza de
amortiguamiento innecesaria en otras situaciones; por ejemplo, se
conoce un sistema que controla la fuerza de amortiguamiento en base
al ángulo de dirección y la velocidad de marcha (Publicación de
Patente japonesa número Sho 63-64888), un sistema
que controla la fuerza de amortiguamiento en base a variaciones en
la carga en la rueda delantera (Publicación de Patente japonesa
número Hei 7-74023) y análogos.
Mientras tanto, la regulación de la fuerza de
amortiguamiento en dichos ejemplos de la técnica relacionada tiene
solamente la finalidad de generar la fuerza de amortiguamiento
correspondientemente a la magnitud del rebote que se prevé que se
generará, y se considera que la generación de la fuerza de
amortiguamiento es controlada de manera que sea lineal en
proporción a una cantidad variable (correspondiente al ángulo de
dirección, la velocidad de marcha y la carga en la rueda delantera,
en dichos ejemplos de la técnica relacionada) relacionada con la
magnitud del rebote. Sin embargo, hay algunos casos donde, con el
fin de hacer más satisfactorio la dirigibilidad de acuerdo con la
marcha real, es deseable corregir la fuerza de amortiguamiento que
varía linealmente (a continuación esta fuerza de amortiguamiento se
denominará el valor de referencia), según la magnitud del rebote
previsto. Además, tal corrección debe hacerse en base a una cantidad
variable que tiene una relación estrecha con la magnitud del rebote
previsto y con la que las condiciones de dirección al tiempo de la
marcha real se pueden conocer apropiadamente. Consiguientemente, un
objeto de la presente invención es satisfacer dichas peticiones.
US-A-6 145 637,
en que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un
sistema amortiguador de dirección operado mecánicamente, controlado
de forma no electrónica, del tipo de presión de líquido en el que se
ejerce una fuerza de amortiguamiento en un sistema de dirección de
rueda delantera dispuesto en una porción delantera de una
carrocería de vehículo y que incluye una válvula de control para
hacer variable dicha fuerza de amortiguamiento, donde dicha fuerza
de amortiguamiento se varía según la velocidad del flujo de fluido
relacionada con la magnitud de un rebote en dicho sistema de
dirección de rueda delantera, y un valor de referencia de dicha
fuerza de amortiguamiento que varía linealmente en proporción a
dicha cantidad variable se corrige según la velocidad de dirección
de dicho sistema de dirección de rueda delantera.
EP-A-0 409 094
describe un sistema amortiguador de dirección operado mecánicamente,
controlado de forma no electrónica, que tiene una función de
corrección por la que la cantidad de corrección es negativa en
relación a dicho valor de referencia cuando la velocidad de
dirección es baja, y la cantidad de corrección es positiva en
relación a dicho valor de referencia cuando dicha velocidad de
dirección es alta.
US 5586 780, figura 8, muestra un sistema
amortiguador de dirección operado mecánicamente, controlado de forma
no electrónica, que tiene una curva característica en forma de S de
la fuerza de amortiguamiento en función de la velocidad de carrera
D, que se logra con una boquilla De Laval.
Con el fin de resolver dichos problemas, la
invención de la reivindicación 1 relativa a un sistema amortiguador
de dirección según la presente solicitud reside en un sistema
amortiguador de dirección del tipo de presión de líquido en el que
se ejerce una fuerza de amortiguamiento en un sistema de dirección
de rueda delantera dispuesto en una porción delantera de una
carrocería de vehículo, y una válvula de control en un paso de
derivación del amortiguador de dirección para hacer variable dicha
fuerza de amortiguamiento, donde dicha fuerza de amortiguamiento se
varía según una cantidad variable relacionada con la magnitud de un
rebote previsto en dicho sistema de dirección de rueda delantera, y
un valor de referencia de dicha fuerza de amortiguamiento que varía
linealmente en proporción a dicha cantidad variable se corrige
según la velocidad de dirección de dicho sistema de dirección de
rueda delantera, caracterizado por un primer sensor de tasa de flujo
dispuesto en una primera parte del paso de derivación que conecta
un lado del amortiguador de dirección con la válvula de control y un
segundo sensor de tasa de flujo dispuesto en una segunda parte del
paso de derivación que conecta el otro lado del amortiguador de
dirección con la válvula de control, cada uno para detectar una tasa
de flujo y velocidad de flujo dentro de las partes primera y
segunda del paso de derivación, y un sensor de carrera para detectar
la cantidad de rotación del eje de dirección, donde las señales
salidas de los sensores de tasa de flujo primero y segundo y del
sensor de carrera se usan como las cantidades variables
relacio-
nadas con la magnitud del rebote a enviar a una unidad de control de forma variable que controla la válvula de control.
nadas con la magnitud del rebote a enviar a una unidad de control de forma variable que controla la válvula de control.
Según la reivindicación 2, dicha unidad de
control calcula, a partir de la señal de salida de dicho sensor de
carrera, dicha velocidad de dirección, se lleva a cabo una
corrección de modo que la cantidad de corrección sea negativa en
relación a dicho valor de referencia cuando dicha velocidad de
dirección sea baja, y se lleva a cabo una corrección de modo que la
cantidad de corrección sea positiva en relación a dicho valor de
referencia cuando dicha velocidad de dirección sea alta.
Según la reivindicación 3, la fuerza de
amortiguamiento es constante cuando la velocidad de dirección ha
excedido un valor umbral predeterminado.
Según la reivindicación 1, un valor de
referencia de la fuerza de amortiguamiento se determina según las
señales salidas de los sensores de tasa de flujo primero y segundo
y del sensor de carrera con relación a la magnitud del rebote
previsto, y el valor de referencia se corrige según la magnitud de
la velocidad de dirección que tiene una relación estrecha con la
generación de un rebote y con el que las condiciones de dirección
del sistema de dirección de rueda delantera pueden ser captadas
apropiadamente. Por lo tanto, es posible generar una fuerza de
amortiguamiento apropiada según la variación de la velocidad de
dirección en marcha real, y hacer la dirigibilidad más
satisfactoria de acuerdo con la marcha real.
Según la reivindicación 2, la unidad de control
calcula la velocidad de dirección a partir de la señal de salida
del sensor de carrera, por lo que se genera una fuerza de
amortiguamiento según la velocidad de dirección del sistema de
dirección de rueda delantera. Por lo tanto, es posible predecir
apropiadamente la magnitud del rebote a generar, generando por ello
una fuerza de amortiguamiento con una magnitud apropiada e
inhibiendo el rebote rápidamente y con seguridad.
Además, dado que se hace que la cantidad de
corrección sea negativa con el fin de hacer la generación de la
fuerza de amortiguamiento menor que el valor de referencia cuando la
velocidad de dirección es baja, se puede dar prioridad a la
operabilidad ligera del manillar por parte del motorista. Por el
contrario, cuando la velocidad de dirección es alta, se hace que la
cantidad de corrección sea positiva con el fin de hacer la
generación de la fuerza de amortiguamiento más grande que el valor
de referencia, por lo que es posible aumentar la fuerza de
amortiguamiento e inhibir el rebote rápidamente y con seguridad.
Según la reivindicación 3, la fuerza de
amortiguamiento es constante cuando la velocidad de dirección ha
excedido un valor umbral predeterminado, y, a partir de entonces,
la fuerza de amortiguamiento se mantiene constante aunque la
velocidad de dirección aumente más. Por lo tanto, se puede impedir
la generación de una fuerza de amortiguamiento excesivamente
grande, y es innecesario poner una resistencia innecesariamente alta
para el amortiguador de dirección.
Una primera realización se describirá en base a
los dibujos.
La figura 1 es una vista en perspectiva que
representa una motocicleta a la que se aplica la presente
realización.
La figura 2 es una vista lateral de la
estructura de una porción delantera de una carrocería de vehículo en
la que se dispone un amortiguador de dirección.
La figura 3 es una vista en planta del
mismo.
La figura 4 es una ilustración de la estructura
general del amortiguador de dirección.
La figura 5 es una vista en sección de una
válvula de solenoide.
La figura 6 es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea 6-6 de la figura 5.
La figura 7 es un gráfico que representa un
método de corrección.
La figura 8 es un gráfico que representa el
valor de un coeficiente de corrección.
En la figura 1, una porción superior de una
horquilla delantera 2 para soportar una rueda delantera 1 en su
extremo inferior está conectada a una porción delantera de un
bastidor de carrocería de vehículo 3, y se puede girar con un
manillar 4. Un depósito de carburante 5 se soporta en el bastidor de
carrocería de vehículo 3. El número 6 denota un asiento, 7 denota
un carenado trasero, 8 denota un brazo basculante trasero, y 9
denota una rueda trasera.
A continuación se describirá el amortiguador de
dirección. Como se representa en las figuras 2 y 3, el amortiguador
de dirección 10 está dispuesto en el lado superior de un puente
superior 11 en el que se monta el manillar 4. El puente superior 11
se soporta en eje en una porción de cabeza 3a que es una porción de
extremo delantera del bastidor de carrocería de vehículo 3. El
puente superior 11 constituye un par con un puente inferior 12
dispuesto en el lado inferior, con el fin de fijar integralmente un
eje de dirección 14, que es soportado por un tubo delantero 13,
desde los lados superior e inferior. El puente superior 11, el
puente inferior 12 y el eje de dirección 14 giran como un
cuerpo.
El tubo delantero 13 en la presente realización
es una porción cilíndrica formada integralmente en la dirección
vertical en el centro de una porción delantera de la porción de
cabeza 3a. Se deberá indicar que el tubo delantero 13 puede ser un
tubo conocido que se forma preliminarmente de un elemento de tubo
separado del bastidor de carrocería de vehículo y se une con la
porción de extremo delantera del bastidor de carrocería de vehículo
por soldadura o análogos. El amortiguador de dirección 10 está
dispuesto de manera que se alargue en la dirección
delantera-trasera en el lado superior de la porción
de cabeza 3a, yendo desde el lado superior al lado trasero del tubo
delantero 13 a lo largo del centro C (figura 3) de la carrocería de
vehículo.
Las respectivas porciones superiores de un par
izquierdo-derecho de porciones de la horquilla
delantera 2 se soportan en el puente superior 11 y el puente
inferior 12. El tubo delantero 13 es una porción en forma de tubo
formada integralmente con la porción de cabeza 3a del bastidor de
carrocería de vehículo 3. El bastidor de carrocería de vehículo 3
incluye la porción de cabeza 3a y porciones de bastidor principales
3b que se extienden en un par desde la izquierda y derecha de una
porción de extremo trasero de la porción de cabeza 3a a los lados
traseros izquierdo y derecho (figura 3). Un soporte 11a que
sobresale integralmente hacia adelante, está dispuesto en el centro
de una porción delantera del puente superior 11, un interruptor
principal 15 integral con un bloqueo de manillar se soporta aquí, y
operaciones como el encendido/apagado y el desbloqueo se llevan a
cabo con una llave 16.
El sistema amortiguador de dirección 10 en la
presente realización es un amortiguador del tipo de presión de
líquido para evitar el rebote, e incluye una porción de cuerpo
principal 17 y una cubierta 18 (figura 2). El lado de porción
trasera del amortiguador de dirección 10 está fijado por un perno 20
a un saliente 21 formado integralmente y que sobresale hacia arriba
de una superficie superior de la porción de cabeza 3a del bastidor
de carrocería de vehículo 3 cerca del tubo delantero 13, y,
entonces, la porción de cuerpo principal 17 y la cubierta 18 se
fijan juntos integralmente. El saliente 21 está provisto
preliminarmente de una porción de tuerca.
Porciones escalonadas elevadas 3c están
dispuestas en la superficie superior de porciones traseras de la
porción de cabeza 3a en los lados izquierdo y derecho del saliente
21, y soportes 5a formados a la izquierda y derecha de una porción
delantera del depósito de carburante 5 están montados por pernos 22b
de manera antivibración a través de cauchos 22a. Como se representa
en la figura 3, los soportes 5a se han formado sobresaliendo al
lado central de la carrocería de vehículo desde ambos lados de una
porción de extremo delantera de una porción rebajada 5b dispuesta
en el centro de una porción delantera del depósito de carburante 5
en estado abierto hacia adelante y hacia arriba, y se solapan sobre
las porciones escalonadas 3c cerca de las porciones donde las
porciones de extremo delantero de las porciones de bastidor
principales 3b están conectadas.
De nuevo en la figura 2, un filtro de aire 19
está dispuesto en el lado inferior del depósito de carburante 5, y
su porción de extremo delantero está montada en una porción de
montaje 3d en el extremo trasero de la porción de cabeza 3a por un
perno 19a, en una posición en el lado inferior de la porción
rebajada 5b. La porción de montaje 3d es una porción que sobresale
continuamente de las porciones escalonadas 3c al lado trasero y al
lado inferior de la porción rebajada 5b.
Un eje 23 atraviesa una porción delantera del
amortiguador de dirección 10 con su eje dirigido verticalmente en
la figura, y así se soporta de manera que pueda girar con respecto
al amortiguador de dirección 10. El extremo inferior del eje 23
sobresale hacia abajo de la porción de cuerpo principal 18 del
amortiguador de dirección 10, está montado en el extremo superior
del eje de dirección 14, y así está conectado de modo que pueda
girar como un cuerpo, y el eje 23 y el eje de dirección 14 están
dispuestos coaxialmente.
El número 24 denota una tuerca de dirección, que
sujeta el extremo superior del eje de dirección 14 al puente
superior 11. El extremo inferior del eje 23 atraviesa un agujero
formado en una porción central de la tuerca de dirección 24.
El lado de porción superior del eje 23 sube a
través de la cubierta 18, y su porción de extremo superior entra en
un sensor de ángulo rotacional 25 fijado sobre la cubierta 18. El
sensor de ángulo rotacional 25 es un sensor conocido que utiliza
resistencia eléctrica o análogos, detecta un ángulo rotacional como
el giro relativo del eje 23 y el lado del cuerpo principal 17 del
amortiguador de dirección 10, detectando por ello un ángulo
rotacional del eje de dirección 14 girado como un cuerpo con el eje
23, y envía la señal de detección a una unidad de control (descrita
más tarde) como cantidad de sensor para calcular la velocidad de
dirección.
El amortiguador de dirección 10 de la figura 3
representa la estructura en el lado de la porción de cuerpo
principal 17 excluida la cubierta 18, donde el número 26 denota una
cámara de líquido aproximadamente en forma de abanico formada por
una porción rebajada dispuesta en la porción de cuerpo principal 17,
y el interior de la cámara de líquido se divide en una cámara de
líquido derecha 27 y una cámara de líquido izquierda 28. El número
30 denota una pared divisoria en forma de aleta que divide las
cámaras de líquido izquierda y derecha una de otra, y su extremo
está integrado con el eje 23 para girar como un cuerpo con el eje
23. El número 31 denota una válvula de control, y 32 denota una
unidad de control. La válvula de control 31 y la unidad de control
32 se han dispuesto sobresaliendo hacia fuera en una porción de
extremo trasero del amortiguador de dirección 10, y se contiene en
la porción rebajada 5b del depósito de carburante 5 juntamente con
una porción de extremo trasero del amortiguador de dirección
10.
Un bloqueo de dirección 15 y el eje de dirección
14 y el eje 23 están situados aproximadamente en la misma línea
recta con respecto a la línea central C de la carrocería de
vehículo, el bloqueo de dirección 15 y la válvula de control 31 y
la unidad de control 32 están situados en los lados opuestos en la
dirección delantera-trasera con respecto al
amortiguador de dirección 10, la válvula de control 31 y la unidad
de control 32 están situadas en los lados izquierdo y derecho con
respecto a la línea central C de la carrocería de vehículo, y la
válvula de control 31 y la unidad de control 32 están montadas en
porciones traseras de la porción de cuerpo principal 17.
La figura 4 representa esquemáticamente la
estructura del amortiguador de dirección 10, donde el interior del
amortiguador de dirección 10 está provisto de la cámara de líquido
en forma de abanico 26 ensanchada al lado trasero de la carrocería
de vehículo (hacia abajo en la figura), el eje 23 está situado en
una posición correspondiente al pivote del ventilador, y el
interior de la cámara de líquido 26 se divide en la cámara de
líquido derecha 27 y la cámara de líquido izquierda 28 por la pared
divisoria 30 que se extiende hacia atrás en forma de aleta
integralmente desde el eje 23. El amortiguador de dirección 10 es
del tipo de aleta donde un pistón oscilante es la pared divisoria
30.
El extremo de punta 30a de la pared divisoria 30
define, entre sí mismo y la superficie interior de una pared en
forma de arco 29 de la cámara de líquido 26, un intervalo pequeño
26a para comunicación entre la cámara de líquido derecha 27 y la
cámara de líquido izquierda 28. Un líquido operativo no compresible
tal como un aceite está sellado en la cámara de líquido derecha 27
y la cámara de líquido izquierda 28, que están en comunicación
entre sí a través del intervalo 26a y están mutuamente conectadas
por un paso de derivación 33.
Por lo tanto, cuando se gira el sistema de
dirección de rueda delantera debido a la rotación oscilante de la
rueda delantera en la dirección izquierda o derecha y la pared
divisoria 30 gira (líneas imaginarias en la figura) en unión con
esto, si el giro de la pared divisoria 30 es comparativamente lento,
el líquido operativo se mueve desde la cámara de líquido de volumen
reducido a la cámara de líquido de volumen ampliado en el lado
opuesto a través del intervalo 26a, adaptándose por ello al cambio
de volumen. En este caso, se genera poca fuerza de amortiguamiento
o solamente se genera una fuerza de amortiguamiento ligera en el
intervalo 26a.
Por otra parte, cuando el giro de la pared
divisoria 30 es rápido, la cantidad del líquido operativo a mover
excede de la cantidad que puede pasar a través del intervalo 26a, de
modo que el líquido operativo se desplaza desde la cámara de
líquido de volumen reducido a la cámara de líquido en el otro lado a
través del paso de derivación 33. La válvula de control 31 está
dispuesta en una porción intermedia del paso de derivación 33.
La válvula de control 31 incluye un paso de
restricción variable para generar una fuerza de amortiguamiento.
Por lo tanto, variando el área en sección del paso del paso de
restricción, es posible restringir el movimiento del líquido
operativo concomitante a la variación de volumen entre las cámaras
de líquido izquierda y derecha, generando por ello una fuerza de
amortiguamiento variable.
La válvula de control 31 de la presente
realización se compone de una primera válvula de control 31a para
regular la fuerza de amortiguamiento del líquido operativo que fluye
desde la cámara de líquido derecha 27 hacia la cámara de líquido
izquierda 28, y una segunda válvula de control 31b para regular la
fuerza de amortiguamiento del líquido operativo que fluya a la
inversa desde la cámara de líquido izquierda 28 hacia la cámara de
líquido derecha 27. Aquí, se puede usar una única válvula de
control en lugar de la primera válvula de control 31a y la segunda
válvula de control 31b que son elementos separados.
El paso de derivación 33 también se compone de
un primer paso 33a que pasa a través de la primera válvula de
control 31a, y un segundo paso 33b que pasa a través de la segunda
válvula de control 31b; un primer sensor de tasa de flujo 37a está
dispuesto en el lado de entrada de la primera válvula de control 31a
en el primer paso 33a, y un segundo sensor de tasa de flujo 37b
está dispuesto en el lado de entrada de la segunda válvula de
control 31b en el segundo paso 33b. Además, un sensor de carrera 38
para detectar la cantidad de giro de la pared divisoria 30 está
dispuesto en el amortiguador de dirección 10.
Estos sensores de tasa de flujo 37a, 37b
detectan la dirección de giro del eje de dirección 14, y también
detectan la tasa de flujo y la velocidad de flujo. El sensor de
carrera 38 tiene la finalidad de detectar la cantidad de rotación
del eje de dirección 14, y también se puede usar de forma auxiliar
para calcular la velocidad de dirección del eje de dirección 14.
Los valores de detección de los sensores pueden ser utilizados como
cantidades de sensor relacionadas con la magnitud del rebote, y los
resultados de la detección son enviados a la unidad de control 32 a
usar para controlar la fuerza de amortiguamiento según sea
preciso.
La figura 5 representa la estructura de la
válvula de control 31. Dado que la primera válvula de control 31a y
la segunda válvula de control 31b tienen la misma estructura, las
válvulas de control se describirán como una válvula de control
común 31 sin distinguirlas una de otra. La válvula de control 31
tiene una estructura en que una bobina 41, un muelle 42 y un pistón
43 se contienen en una caja 40, y una porción de aguja
aproximadamente en forma cónica 44 formada en un extremo del pistón
43 avanza y se retrae en una porción de restricción 45 en la
dirección vertical en la figura. La porción de aguja 44 tiene un
grosor gradualmente incrementado (o gradualmente disminuido) a lo
largo de su dirección axial. La porción de restricción 45 es una
porción para restringir una parte del área en sección del paso de
derivación 33.
La válvula de control 31 está constituida como
un solenoide lineal incluyendo una porción de accionamiento que se
mueve de forma rectilínea con una carrera proporcional a la cantidad
del sensor. El pistón 43 es movido hacia abajo en la figura contra
el muelle 42, según una fuerza electromagnética por excitación de la
bobina 41, con el fin de variar el área en sección del paso del
paso de intervalo 46 formado entre la pared interior de la porción
de restricción 45 y la periferia de la porción de aguja 44, por lo
que se varía la magnitud de la fuerza de amortiguamiento generada
por el líquido operativo que pasa a través del paso de intervalo
46. Cuando la bobina 41 es desmagnetizada, el pistón 43 es empujado
por el muelle 42 desplazándose hacia arriba en la figura, por lo
que la porción de restricción 45 se abre, dando lugar a que no se
genere fuerza de amortiguamiento.
Como es claro por las secciones transversales
con respecto a las direcciones axiales de la porción de aguja 44 y
la porción de restricción 45 representada en la figura 6, las
secciones de la porción de aguja 44 y la porción de restricción 45
son circulares, y el paso de intervalo 46 formado entremedio es
anular. El símbolo R1 denota el radio de la porción de aguja 44 en
una cierta sección, R2 denota el radio del paso de intervalo 46, y
S denota la zona de holgura correspondiente al área en sección del
paso del paso de intervalo 46, que muestran respectivos valores en
la misma sección arbitraria (en la figura, la sección
correspondiente a 6-6 de la figura 5).
La zona de holgura S es variable según los
movimientos de avance/retirada del pistón 43, y el radio R1 de la
porción de aguja 44 en una cierta sección varía linealmente en
proporción a la carrera d al tiempo del avance/retirada del
pistón 43. Concomitantemente con esto, el radio R2 del paso de
intervalo 46 varía de forma inversamente proporcional al radio R1,
dado que el diámetro interior de la porción de restricción 45 es
constante. Como resultado, la zona de holgura S varía con el fin de
variar la cantidad de restricción del paso de derivación 33,
variando por ello la generación de la fuerza de amortiguamiento de
forma no lineal.
De nuevo en la figura 5, el número 47 denota una
entrada de la porción de restricción 45, y 48 denota una salida. La
salida 48 se abre y cierra por una válvula de retención compuesta de
una bola 49 y un muelle de retención 50; la salida 48 se cierra
cuando la presión de líquido en la salida 48 es menor que un valor
predeterminado, y se abre cuando la presión de líquido no es menor
que el valor predeterminado, permitiendo por ello que el líquido
operativo fluya desde la entrada 47 a la salida 48. La válvula de
retención está dispuesta en cada una de la primera válvula de
control 31a y la segunda válvula de control 31b (véase la figura 4),
y la válvula de retención dispuesta en el lado de la primera
válvula de control 31a permite el flujo del líquido operativo
solamente desde la cámara de líquido derecha 27 al lado de la cámara
de líquido izquierda 28 y evita el flujo inverso. La válvula de
retención en el lado de la segunda válvula de control 31b funciona
de manera inversa.
La figura 7 es un gráfico que representa el
contenido del control de la fuerza de amortiguamiento por la unidad
de control 32, donde el eje de abscisas representa la velocidad de
dirección, el eje de ordenadas representa la fuerza de
amortiguamiento, D1 denota una línea de referencia que indica el
valor de referencia, y D2 denota una curva de corrección. La línea
de referencia D1 indica el valor de referencia, y representa que la
fuerza de amortiguamiento varía linealmente en proporción a la
magnitud de la velocidad de dirección. Concretamente, se ha trazado
de manera que pase a través del origen y un valor predeterminado
a que se describirá más tarde.
En la figura, \omega1 es una región de
operación de motorista donde la fuerza de amortiguamiento es baja
para permitir operaciones suaves del motorista, mientras que
\omega2 es una región de convergencia de perturbación donde la
perturbación tiene que converger positivamente mejorando la fuerza
de amortiguamiento. \omega3 es una región de restricción de
límite superior donde la porción excesiva innecesaria de la fuerza
de amortiguamiento se ha de cortar.
La curva de corrección D2 representa la
corrección con respecto a la línea de referencia D1; la curva de
corrección D2 se regula de manera que esté en el lado inferior de
la línea de referencia D1, a saber, de modo que la fuerza de
amortiguamiento sea menor, en la región de operación de motorista
\omega1 debajo de una posición de inversión positiva/negativa
a (la velocidad de dirección está a un valor límite entre la
región de operación de motorista \omega1 y la región de
convergencia de perturbación \omega2). Por otra parte, la curva de
corrección D2 es regulada de manera que esté en el lado superior de
la línea de referencia D1, a saber, de modo que la fuerza de
amortiguamiento sea mayor que el valor de referencia, en la región
de convergencia de perturbación \omega2 encima de la posición de
inversión positiva/negativa a.
En la región de restricción de límite superior
\omega3 superior a un valor umbral predeterminado b, la
fuerza de amortiguamiento es sustancialmente constante. En este
caso, donde la generación de la fuerza de amortiguamiento ha
alcanzado un valor límite superior suficiente y no hay que aumentar
la generación de la fuerza de amortiguamiento aunque la velocidad
de dirección \omega aumente más, se impide otro aumento de la
fuerza de amortiguamiento, y la fuerza de amortiguamiento se
mantiene constante aproximadamente al mismo nivel.
La figura 8 es un gráfico que representa la
posición de un coeficiente de corrección en tal corrección, donde
el eje de abscisas representa la velocidad de dirección \omega, y
el eje de ordenadas representa el coeficiente de corrección K. En
el gráfico, K = 0 corresponde a la línea de referencia D1; en la
región de operación de motorista \omega1 donde \omega es del
rango desde el origen 0 a la posición de inversión positiva/negativa
a, K varía a lo largo de una curva cuádrica convexa al lado
inferior de modo que K sea negativo; y en la región de convergencia
de perturbación \omega2 en el rango de la posición de inversión
positiva/negativa a al valor umbral b, K varía a lo
largo de una curva cuádrica convexa al lado superior de modo que K
sea positivo. En la región de restricción de límite superior
\omega3 superior al valor umbral b, K varía linealmente con
un gradiente descendente hacia la derecha al lado negativo. En este
caso, se puede mantener K = 0.
A continuación, se describirán acciones de la
presente realización. En la figura 4, cuando el eje de dirección
gira debido a un bache, gira el eje 23 integral con el eje de
dirección. Si la pared divisoria 30 se gira al lado de la cámara de
líquido izquierda 28, la unidad de control 32 calcula la velocidad
de dirección diferenciando el ángulo rotacional detectado por el
sensor de ángulo rotacional 25, detecta la dirección de giro en base
a los resultados de la detección del segundo sensor de tasa de
flujo 37b y el sensor de carrera 38, y, en base a estos datos, da a
la segunda válvula de control 31b una instrucción de limitar el
segundo paso 33b una cantidad predeterminada correspondiente a la
velocidad de dirección. En el caso donde la pared divisoria 30 se
gira en la dirección inversa, también se da igualmente una
instrucción de limitación a la primera válvula de control 31a.
\newpage
Esta instrucción es para hacer que el pistón 43
de la válvula de control 31 representado en la figura 5 avance o se
retire la cantidad calculada por la unidad de control 32;
concretamente, el pistón 43 se baja con el fin de restringir el
paso de intervalo 46 en la porción de restricción 45. Por esto, la
zona de holgura S del paso de intervalo 46 se varía con el fin de
generar una fuerza de amortiguamiento requerida, inhibiendo por
ello el giro de la pared divisoria 30, y se ejerce una fuerza de
amortiguamiento en el giro del eje 23 y el eje de dirección 14 que
son integrales con la pared divisoria 30, por lo que se amortigua el
basculamiento del manillar debido a rebote.
Entonces, el control de la fuerza de
amortiguamiento mencionado anteriormente se realiza a lo largo de la
curva de corrección D2 representada en la figura 7, según la
velocidad de dirección. En la región de operación de motorista
\omega1, la curva está en el lado inferior de la línea de
referencia D1, y la fuerza de amortiguamiento se regula de manera
que sea pequeña, de modo que las operaciones del motorista se puedan
llevar a cabo lo más suavemente posible, y se puede dar prioridad a
una operabilidad suave del manillar por parte del motorista. Por
otra parte, en la región de convergencia de perturbación \omega2,
se hace que la cantidad de corrección sea positiva con el fin de
hacer la generación de la fuerza de amortiguamiento más grande que
el valor de referencia porque la velocidad de dirección es alta,
por lo que la fuerza de amortiguamiento se regula de modo que esté
en el lado superior de la línea de referencia D1, a saber, que sea
más grande, de modo que la perturbación se pueda anular rápida y
efectivamente.
Además, dado que el valor de referencia se
corrige según la magnitud de la velocidad de dirección que tiene
una relación estrecha con la generación de un rebote y con la que
las condiciones de dirección del sistema de dirección de las ruedas
delanteras se pueden captar apropiadamente, es posible generar una
fuerza de amortiguamiento apropiada según la variación de la
velocidad de dirección en marcha real, y hacer más satisfactoria la
dirigibilidad de acuerdo con la marcha real. Además, aunque se
considera que el ángulo de dirección en el sistema de dirección de
rueda delantera sería más grande cuando sea mayor el rebote a
generar debido a un bache, es posible generar una fuerza de
amortiguamiento requerida antes de que el ángulo de dirección real
sea demasiado grande.
A propósito, en el caso del ejemplo representado
en el que el líquido operativo fluye desde la cámara de líquido
izquierda 28 hacia el lado de la cámara de líquido derecha 27, de
los dos sistemas del paso de derivación 33 representados en la
figura 4, solamente el segundo paso 33b en un lado es restringido
por la segunda válvula de control 31b, mientras que el primer paso
33a en el otro lado no es restringido porque la primera válvula de
control 31a está en un estado de válvula abierta. Por lo tanto, el
flujo del líquido operativo desde la cámara de líquido derecha 27
al lado de la cámara de líquido izquierda 28 a través del primer
paso 33a tiene lugar suavemente. Entonces, la válvula de retención
en la primera válvula de control 31a también permite este flujo.
Consiguientemente, es posible no solamente inhibir el giro del
sistema de dirección de rueda delantera debido a rebote, sino
también permitir un giro rápido para volver el manillar a una
posición recta de avance.
Además, en la figura 7, en la región de
restricción de límite superior \omega3 que excede del valor umbral
b, se impone un límite superior a la generación de la fuerza
de amortiguamiento de modo que no se genere una fuerza de
amortiguamiento mayor que el límite superior necesario para la
prevención de rebote. Por lo tanto, es posible evitar la generación
de una fuerza de amortiguamiento a un nivel innecesariamente alto
para la prevención de rebote, y hacer apropiada la resistencia
requerida del amortiguador de dirección 10. Consiguientemente, no
hay que poner una resistencia innecesariamente alta para el
amortiguador de dirección 10, y es posible evitar que el
amortiguador de dirección 10 se rompa debido a una fuerza de
amortiguamiento excesivamente alta.
Se deberá indicar aquí que la restricción de
límite superior en la región de restricción de límite superior
\omega3 puede no ser en base al coeficiente de corrección K, sino
que puede ser efectuada por la válvula de control 31. En este caso,
la salida máxima de la fuerza electromagnética en la válvula de
control 31 se pone a aproximadamente el valor de referencia
correspondiente al valor umbral b, por lo que se asegura que
la fuerza de amortiguamiento no exceda del valor de referencia en el
valor umbral b, aunque la velocidad de dirección exceda del
valor umbral b. Por lo tanto, los medios de restricción de
límite superior se pueden formar fácilmente y de forma barata
regulando simplemente la fuerza electromagnética.
Además, la curva de corrección D2 representada
en la figura 7 se puede realizar fácilmente estableciendo el
coeficiente de corrección de modo que K sea negativo en la región de
operación de motorista \omega1, K es positivo en la región de
convergencia de perturbación \omega2, y K es negativo en la región
de restricción de límite superior \omega3. Además, dado que K se
puede poner arbitrariamente, el contenido de la corrección puede
ser regulado libremente.
A propósito, la presente invención no se limita
a las realizaciones anteriores, y varias modificaciones y
aplicaciones son posibles dentro del principio de la invención. Por
ejemplo, el amortiguador de dirección al que se aplica la presente
invención, no se limita al tipo de aleta incluyendo la pared
divisoria oscilante como en la realización, sino que puede ser un
sistema de cilindro incluyendo un pistón que avanza y se retrae.
Además, la válvula de control 31 no se limita a
la válvula de solenoide, y se pueden utilizar otras conocidas.
El objetivo es hacer más satisfactoria la
dirigibilidad de acuerdo con la marcha real, corrigiendo la
regulación de una fuerza de amortiguamiento en base a una cantidad
variable que tiene una relación estrecha con la magnitud de rebote
y con la que las condiciones de dirección al tiempo de marcha real
pueden ser captadas apropiadamente, en contraste al sistema donde
la regulación de la fuerza de amortiguamiento es controlada
linealmente en proporción a una cantidad variable relacionada con
la magnitud de rebote.
En la invención, en un sistema amortiguador de
dirección del tipo de presión de líquido donde se ejerce una fuerza
de amortiguamiento en un sistema de dirección de rueda delantera
dispuesto en una porción delantera de una carrocería de vehículo y
que incluye una válvula de control para hacer variable la fuerza de
amortiguamiento, la fuerza de amortiguamiento es controlada en base
a la velocidad de dirección. Entonces, se hace que una línea recta
de la fuerza de amortiguamiento que varía linealmente en proporción
a la velocidad de dirección sea una línea de referencia D1, y la
fuerza de amortiguamiento se corrige a lo largo de una curva de
corrección D2 en base a la velocidad de dirección, contra la línea
de referencia D1. Esta corrección se regula de modo que la curva
esté en el lado inferior de la línea de referencia D1, a saber, la
fuerza de amortiguamiento es menor en una región de operación de
motorista \omega1 menor que una posición de inversión
positiva/negativa a, que la curva esté en el lado superior de
la línea de referencia D1, a saber, la fuerza de amortiguamiento es
más grande que el valor de referencia en una región de convergencia
de perturbación \omega2 más grande que la posición de inversión
positiva/negativa a, y que la fuerza de amortiguamiento sea
constante en una región de restricción de límite superior \omega3
que excede de un valor umbral b.
Claims (3)
1. Un sistema amortiguador de dirección
incluyendo un amortiguador de dirección de presión de líquido (10)
en el que se ejerce una fuerza de amortiguamiento (D) en un sistema
de dirección de rueda delantera (2, 4) dispuesto en una porción
delantera de una carrocería de vehículo (3), y una válvula de
control (31) en un paso de derivación (33) del amortiguador de
dirección (10) para hacer variable dicha fuerza de amortiguamiento
(D), estando adaptado dicho sistema amortiguador de dirección de tal
manera que dicha fuerza de amortiguamiento (D) se varíe según una
cantidad variable relacionada con la magnitud de un rebote previsto
en dicho sistema de dirección de rueda delantera (2, 4), y un valor
de referencia (D1) de dicha fuerza de amortiguamiento (D) que varía
linealmente en proporción a dicha cantidad variable es corregida
según la velocidad de dirección (\omega) de dicho sistema de
dirección de rueda delantera (2, 4),
caracterizado por
un primer sensor de tasa de flujo (37a)
dispuesto en una primera parte (33a) del paso de derivación (33) que
conecta un lado del amortiguador de dirección (10) con la válvula
de control (31), y un segundo sensor de tasa de flujo (37b)
dispuesto en una segunda parte (33b) del paso de derivación (33) que
conecta el otro lado del amortiguador de dirección (10) con la
válvula de control (31), cada uno para detectar una tasa de flujo y
velocidad de flujo dentro de las partes primera y segunda (33a, 33b)
del paso de derivación (33), y
un sensor de carrera (38) para detectar la
cantidad de rotación del eje de dirección (14),
estando adaptado dicho sistema amortiguador de
dirección de tal manera que las señales salidas de los sensores de
tasa de flujo primero y segundo (37a, 37b) y del sensor de carrera
(38) se usen como las cantidades variables relacionadas con la
magnitud de rebote a enviar a una unidad de control (32) que
controla de forma variable la válvula de control (31).
2. Un sistema amortiguador de dirección como se
expone en la reivindicación 1, donde dicha unidad de control (32)
calcula, a partir de la señal de salida de dicho sensor de carrera
(38), dicha velocidad de dirección (\omega), se lleva a cabo una
corrección de modo que la cantidad de corrección (K) sea negativa en
relación a dicho valor de referencia (D1) cuando dicha velocidad de
dirección (\omega) sea baja, y se lleva a cabo una corrección de
modo que la cantidad de corrección (K) sea positiva en relación a
dicho valor de referencia (D1) cuando dicha velocidad de dirección
(\omega) sea alta.
3. Un sistema amortiguador de dirección como se
expone en la reivindicación 1, donde dicha fuerza de amortiguamiento
(D) es constante cuando dicha velocidad de dirección (\omega) ha
excedido de un valor umbral predeterminado (b).
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