JP2015189441A - 車高調整装置、車高調整装置用の制御装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、緩衝器本体の伸縮動作によって発生した油圧を検出する圧力センサ(油圧検出手段)と、圧力センサによる検出油圧が所定値を超えたとき油圧を開放する電磁弁(油圧開放手段)とを備える車高調整機構が開示されている。
また特許文献2には、車高が目標車高値以上のときは、ピストン下部室および高圧作動油貯蔵室の作動油をリザーバに対して放出する電磁弁を備えた車高調整装置において、電磁弁が目標車高値に対して作動する車高センサーからの入力信号および目標車高を設定する車高設定スイッチの入力信号を演算処理するコントローラの出力信号によって駆動されるものが開示されている。
しかしながらこの場合、走行時における車高は高い状態の1つしかなく、自動二輪車の走行シーンに適合したものであるとは、必ずしも言えなかった。
本発明は、自動二輪車の走行シーンに応じて車高を調整することが可能な車高調整装置等を提供することを目的とする。
また走行シーン判定部は、車両の移動速度である車速および車両本体の左右方向の傾斜角に基づき走行シーンを判定することができる。
さらに変更手段は、流体の流通経路上に設けられて、供給される電力に応じた開度に制御される電磁弁を有し、制御部は、電磁弁の開度を制御することで変更手段の相対的な位置を変更するようにできる。
図1は、実施の形態に係る自動二輪車1の概略構成を示す図である。
自動二輪車1は、本実施の形態では車両の一例である。自動二輪車1は、図1に示すように、車体フレーム11と、この車体フレーム11の前端部に取り付けられているヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12に設けられた2つのフロントフォーク13と、この2つのフロントフォーク13の下端に取り付けられた前輪14と、を有している。2つのフロントフォーク13は、前輪14の左側と右側にそれぞれ1つずつ配置されている。図1では、右側に配置されたフロントフォーク13のみを示している。このフロントフォーク13の具体的構成については後で詳述する。
また、自動二輪車1は、フロントフォーク13の上部に取り付けられたハンドル15と、車体フレーム11の前上部に取り付けられた燃料タンク16と、この燃料タンク16の下方に配置されたエンジン17および変速機18と、を有している。
また、自動二輪車1は、フロントフォーク13の後述する前輪側電磁弁270およびリヤサスペンション22の後述する後輪側電磁弁170の開度を制御する制御手段の一例としての制御装置50を備えている。制御装置50は、後述する前輪側電磁弁270および後輪側電磁弁170の開度を制御することで自動二輪車1の車高を制御する。制御装置50には、上述した前輪回転検出センサ31、後輪回転検出センサ32、傾斜角センサ33などからの出力信号が入力される。
図2は、リヤサスペンション22の断面図である。
リヤサスペンション22は、自動二輪車1の車両本体の一例としての車体フレーム11と後輪21との間に取り付けられている。そして、リヤサスペンション22は、自動二輪車1の車重を支えて衝撃を吸収する後輪側懸架スプリング110と、後輪側懸架スプリング110の振動を減衰する後輪側ダンパ120と、を備えている。また、リヤサスペンション22は、後輪側懸架スプリング110のバネ力を調整することで車体フレーム11と後輪21との相対的な位置である後輪側相対位置を変更可能な後輪側相対位置変更装置140と、この後輪側相対位置変更装置140に液体を供給する後輪側液体供給装置160と、を備えている。また、リヤサスペンション22は、このリヤサスペンション22を車体フレーム11に取り付けるための車体側取付部材184と、リヤサスペンション22を後輪21に取り付けるための車軸側取付部材185と、車軸側取付部材185に取り付けられて後輪側懸架スプリング110における中心線方向の一方の端部(図2においては下部)を支持するばね受け190と、を備えている。リヤサスペンション22は、車体フレーム11と車輪の一例としての後輪21との相対的な位置を変更する変更手段、および後輪側変更手段の一例として機能する。
後輪側液体供給装置160は、後輪側ダンパ120の上蓋124に中心線方向に延びるように固定された円筒状のパイプ161を有している。パイプ161は、円筒状のピストンロッド127の内部であるポンプ室162内に同軸的に挿入されている。
以上のように構成された後輪側液体供給装置160は、自動二輪車1が走行してリヤサスペンション22が路面の凹凸により力を受けると、ピストンロッド127がシリンダ125およびパイプ161に進退する伸縮動によりポンピング動作する。このポンピング動作により、ポンプ室162が加圧されると、ポンプ室162内の液体が吐出用チェック弁163を開いて後輪側相対位置変更装置140のジャッキ室142側へ吐出され(図3(a)参照)、ポンプ室162が負圧になると、シリンダ125の第2油室132内の液体が吸込用チェック弁164を開いてポンプ室162に吸い込まれる(図3(b)参照)。
後輪側電磁弁170が全開状態から少しでも閉じた状態のときに、後輪側液体供給装置160によりジャッキ室142内に液体が供給されるとジャッキ室142内に液体が充填され、支持部材141が油圧ジャッキ143に対して中心線方向の一方の端部側(図4(a)では下側)に移動し、後輪側懸架スプリング110のバネ長が短くなる(図4(a)参照)。他方、後輪側電磁弁170が全開になるとジャッキ室142内の液体は液体溜室143aに排出され、支持部材141が油圧ジャッキ143に対して中心線方向の他方の端部側(図4(b)では上側)に移動し、後輪側懸架スプリング110のバネ長が長くなる(図4(b)参照)。
なお、後輪側電磁弁170は、制御装置50によりその開度が制御される。
また、後輪側電磁弁170が開いたときに、ジャッキ室142に供給された液体を排出する先は、シリンダ125内の第1油室131および/または第2油室132であってもよい。
図5は、車高が維持されるメカニズムを示す図である。
戻し路121aにより、後輪側電磁弁170が全閉しているときにジャッキ室142内に液体が供給され続けても、供給された液体がシリンダ125内に戻されるので油圧ジャッキ143に対する支持部材141の位置、ひいてはシート19の高さ(車高)が維持される。
図6は、フロントフォーク13の断面図である。
フロントフォーク13は、車体フレーム11と前輪14との間に取り付けられている。そして、フロントフォーク13は、自動二輪車1の車重を支えて衝撃を吸収する前輪側懸架スプリング210と、前輪側懸架スプリング210の振動を減衰する前輪側ダンパ220と、を備えている。また、フロントフォーク13は、前輪側懸架スプリング210のバネ力を調整することで車体フレーム11と前輪14との相対的な位置である前輪側相対位置を変更可能な前輪側相対位置変更装置240と、この前輪側相対位置変更装置240に液体を供給する前輪側液体供給装置260と、を備えている。また、フロントフォーク13は、このフロントフォーク13を前輪14に取り付けるための車軸側取付部285と、フロントフォーク13をヘッドパイプ12に取り付けるためのヘッドパイプ側取付部(不図示)と、を備えている。フロントフォーク13は、車体フレーム11と車輪の一例としての前輪14との相対的な位置を変更する変更手段、および前輪側変更手段の一例として機能する。
また、前輪側ダンパ220は、内シリンダ222における中心線方向の一方の端部側(図6では下部側)に固定されるとともに、ピストンロッド227の円筒状部227aの外周に対して摺動可能なピストン226を備えている。ピストン226は、ピストンロッド227の円筒状部227aの外周面に接触し、シリンダ225内の液体(本実施の形態においてはオイル)が封入された空間を、ピストン226よりも中心線方向の一方の端部側の第1油室231と、ピストン226よりも中心線方向の他方の端部側の第2油室232とに区分する。なお、本実施の形態においてはオイルが作動油の一例として機能する。
前輪側液体供給装置260は、前輪側ダンパ220の覆い部材230に中心線方向に延びるように固定された円筒状のパイプ261を有している。パイプ261は、後述する前輪側相対位置変更装置240の支持部材241の下側円筒状部241aの内部であるポンプ室262内に同軸的に挿入されている。
以上のように構成された前輪側液体供給装置260は、自動二輪車1が走行してフロントフォーク13が路面の凹凸により力を受けて、ピストンロッド227が内シリンダ222に進退すると、パイプ261が前輪側相対位置変更装置240の支持部材241に進退することによりポンピング動作する。このポンピング動作により、ポンプ室262が加圧されると、ポンプ室262内の液体が吐出用チェック弁263を開いて前輪側相対位置変更装置240のジャッキ室242側へ吐出され(図7(a)参照)、ポンプ室262が負圧になると、油溜室233内の液体が吸込用チェック弁264を開いてポンプ室262に吸い込まれる(図7(b)参照)。
前輪側電磁弁270が全開状態から少しでも閉じた状態のときに、前輪側液体供給装置260によりジャッキ室242内に液体が供給されるとジャッキ室242内に液体が充填され、支持部材241が油圧ジャッキ243に対して中心線方向の一方の端部側(図8(a)では下側)に移動し、前輪側懸架スプリング210のバネ長が短くなる(図8(a)参照)。他方、前輪側電磁弁270が全開になるとジャッキ室242内の液体は油溜室233に排出され、支持部材241が油圧ジャッキ243に対して中心線方向の他方の端部側(図8(b)では上側)に移動し、前輪側懸架スプリング210のバネ長が長くなる(図8(b)参照)。
なお、前輪側電磁弁270は、制御装置50によりその開度が制御される。
また、前輪側電磁弁270が開いたときに、ジャッキ室242に供給された液体を排出する先は、第1油室231および/または第2油室232であってもよい。
油圧ジャッキ243の外周面には、図9に示すように、支持部材241が油圧ジャッキ243に対して中心線方向の一方の端部側(図8(a)および図8(b)では下側)に予め定められた限界位置まで移動したときに、ジャッキ室242内の液体を油溜室233内まで戻す戻し路(不図示)が形成されている。
戻し路により、前輪側電磁弁270が閉弁しているときにジャッキ室242内に液体が供給され続けても、供給された液体が油溜室233内に戻されるので油圧ジャッキ243に対する支持部材241の位置、ひいてはシート19の高さ(車高)が維持される。
図10(a)は、前輪側電磁弁270の概略構成を示す図であり、図10(b)は、後輪側電磁弁170の概略構成を示す図である。
前輪側電磁弁270は、いわゆるノーマルオープンタイプの電磁弁であり、図10(a)に示すように、コイル271を巻いたボビン272と、ボビン272の中空部272aに固定された棒状の固定鉄心273と、コイル271とボビン272と固定鉄心273を支持するホルダ274と、固定鉄心273の先端(端面)に対応して配置され、固定鉄心273に吸引される略円板状の可動鉄心275と、を備えている。また、前輪側電磁弁270は、可動鉄心275の先端中央に固定された弁体276と、ホルダ274と組み合わされるボディ277と、ボディ277に形成され、弁体276が配置される弁室278と、ボディ277に形成された開口部を覆うとともにボディ277と協働して弁室278を形成する覆い部材279と、弁体276と覆い部材279との間に配置されたコイルスプリング280と、を備えている。また、前輪側電磁弁270は、ボディ277に形成され、弁体276に対応して弁室278に配置された弁座281と、ボディ277に形成され、ジャッキ室242(図9参照)から弁室278に流体を導入する導入流路282と、ボディ277に形成され、弁室278から弁座281を経由して油溜室233の方へ流体を導出する導出流路283と、を備えている。なお、前輪側電磁弁270は、ノーマルクローズタイプの電磁弁であってもよい。
次に、制御装置50について説明する。ここでは、まず制御装置50の第1の実施形態について説明を行なう。
図11は、制御装置50のブロック図である。
制御装置50は、CPUと、CPUにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたROMと、CPUの作業用メモリ等として用いられるRAMと、不揮発性メモリであるEEPROMと、を備えている。制御装置50には、上述した前輪回転検出センサ31、後輪回転検出センサ32、前輪側相対位置検出部295および後輪側相対位置検出部195などからの出力信号が入力される。
図12は、本実施の形態に係る電磁弁制御部57のブロック図である。
電磁弁制御部57は、自動二輪車1の走行シーンを判定するための走行情報に基づき、自動二輪車1の走行シーンを判定する走行シーン判定部560を有している。また電磁弁制御部57は、前輪側移動量Lfの目標移動量である前輪側目標移動量を決定する前輪側目標移動量決定部571と、後輪側移動量Lrの目標移動量である後輪側目標移動量を決定する後輪側目標移動量決定部572と、を有する目標移動量決定部570を有している。さらに、電磁弁制御部57は、前輪側相対位置変更装置240の前輪側電磁弁270および後輪側相対位置変更装置140の後輪側電磁弁170に供給する目標電流を決定する目標電流決定部510と、目標電流決定部510が決定した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部520とを有している。
ここでは、走行シーン判定部560は、自動二輪車1の走行シーンとして、「市街地」、「ワインディング」、「高速道路」の3通りについて判定する場合を示している。
まず走行シーン判定部560は、車速Vcを参照し、車速Vcが「低速」であるか否かを判定する(ステップ101)。そして低速であった場合(ステップ101でYes)、走行シーン判定部560は、自動二輪車1の走行シーンが「市街地」であると判定する(ステップ102)
目標移動量決定部570は、自動二輪車1が走行開始後、車速把握部56が把握した車速Vcが予め定められた上昇車速Vuよりも小さいときには目標移動量を零に決定し、車速Vcが上昇車速Vuより小さい状態から上昇車速Vu以上となった場合には、目標移動量を、自動二輪車1の走行シーンに応じて予め定められた値に決定する。より具体的には、前輪側目標移動量決定部571は、図15(a)に示すように、車速Vcが上昇車速Vuより小さい状態から上昇車速Vu以上となった場合には、前輪側目標移動量を、自動二輪車1の走行シーンに応じて予め定められた所定前輪側目標移動量Lf0に決定する。他方、後輪側目標移動量決定部572は、図15(b)に示すように、車速Vcが上昇車速Vuより小さい状態から上昇車速Vu以上となった場合には、後輪側目標移動量を、自動二輪車1の走行シーンに応じて予め定められた所定後輪側目標移動量Lr0に決定する。以降、車速把握部56が把握した車速Vcが上昇車速Vu以上である間は、前輪側目標移動量決定部571,後輪側目標移動量決定部572は、前輪側目標移動量,後輪側目標移動量を、所定前輪側目標移動量Lf0,所定後輪側目標移動量Lr0に決定する。自動二輪車1の走行シーンと、これに応じた所定前輪側目標移動量Lf0,所定後輪側目標移動量Lr0との関係は、予めROMに記憶しておく。前輪側移動量Lfと後輪側移動量Lrとに応じて自動二輪車1の車高が定まることから、自動二輪車1の走行シーンに応じて自動二輪車1の車高の目標値である目標車高を定め、この目標車高に応じた所定前輪側目標移動量Lf0,所定後輪側目標移動量Lr0を予め定め、ROMに記憶しておくことを例示することができる。
また、目標移動量決定部570は、車速把握部56が把握した車速Vcが下降車速Vdよりも大きい場合であっても、急ブレーキなどで自動二輪車1が急減速した場合には、目標移動量を零に決定する。つまり、前輪側目標移動量決定部571,後輪側目標移動量決定部572は、前輪側目標移動量,後輪側目標移動量を零に決定する。自動二輪車1が急減速したかどうかは、車速把握部56が把握した車速Vcの単位時間当たりの減少量が予め定められた値以下であるか否かで把握することができる。
前輪側目標電流決定部511は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、前輪側目標移動量と前輪側目標電流との対応を示すマップに、前輪側目標移動量決定部571が決定した前輪側目標移動量を代入することにより前輪側目標電流を決定する。
後輪側目標電流決定部512は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、後輪側目標移動量と後輪側目標電流との対応を示すマップに、後輪側目標移動量決定部572が決定した後輪側目標移動量を代入することにより後輪側目標電流を決定する。
後輪側作動制御部540は、後輪側目標電流決定部512が決定した後輪側目標電流と、後輪側検出部544が検出した実際の電流(後輪側実電流)との偏差に基づいてフィードバック制御を行う後輪側フィードバック(F/B)制御部541と、後輪側電磁弁170をPWM制御する後輪側PWM制御部542とを有している。
前輪側検出部534は、前輪側電磁弁駆動部533に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から前輪側電磁弁270に流れる実電流の値を検出する。後輪側検出部544は、後輪側電磁弁駆動部543に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から後輪側電磁弁170に流れる実電流の値を検出する。
第1の実施形態では、走行シーン判定部560が、車速Vcおよび傾斜角Bcに基づいて、いわば自動的に自動二輪車1の走行シーンを判定し、これに基づき目標移動量決定部570が目標移動量を決定したが、これに限られるものではない。つまりユーザが、自動二輪車1の走行シーンを設定し、これに基づき目標移動量決定部570が目標移動量を決定してもよい。以下、第2の実施形態としてこの事項について説明を行なう。
入力装置34は、例えば、図16に示すように、ダイヤル式のスイッチであり、ユーザがつまみを回転させることにより、「自動」、「市街地」、「ワインディング」、「高速道路」の4通りの何れかを選択できるように構成されている。入力装置34は、例えばスピードメータの近傍に設けられている。
ユーザが、「自動」を選択した場合は、第1の実施形態と同様に、走行シーン判定部560が、車速Vcおよび傾斜角Bcに基づいて、自動二輪車1の走行シーンを判定する処理を行なう。一方、ユーザが、「市街地」、「ワインディング」、「高速道路」の何れかを選択した場合、走行シーン判定部560は、選択された「市街地」、「ワインディング」、「高速道路」の何れかを、自動二輪車1の走行シーンであると判定する。
自動二輪車1の走行シーンが、「サーキット」の場合は、前輪側の車高および後輪側の車高を共に「中」とする。即ち、サーキットは、安定した路面を有し、前輪側の車高および後輪側の車高は共に標準的であることが好ましい。
また「コンフォートモード」の場合は、前輪側の車高および後輪側の車高を共に「低」とする。これにより前輪側懸架スプリング210や後輪側懸架スプリング110のバネ長がより長くなるため、前輪側懸架スプリング210や後輪側懸架スプリング110がさらに動作しやすくなり、ユーザに対して、より快適な乗り心地を与えることができる。
例えば、フロントフォーク13やリヤサスペンション22のストローク量の変化量が大きければ、自動二輪車1の走行シーンが、「ワインディング」であり、小さければ、「市街地」または「高速道路」と考えられる。またアクセルの開度、ブレーキ27のブレーキ圧、自動二輪車1の加速度、自動二輪車1のヨーレートが頻繁に変化すれば、「市街地」または「ワインディング」であり、あまり変化しなければ、「高速道路」と考えられる。
Claims (7)
- 車両の車両本体と車輪との相対的な位置を変更する変更手段と、
前記変更手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記車両の走行シーンを判定するための走行情報に基づき、当該走行シーンを判定する走行シーン判定部と、
判定した前記走行シーンに応じて前記相対的な位置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車高調整装置。 - 前記変更手段は、前記車両本体と前輪との相対的な位置である前輪側相対位置を変更する前輪側変更手段と、当該車両本体と後輪との相対的な位置である後輪側相対位置を変更する後輪側変更手段とからなり、
前記制御部は、判定した前記走行シーンに応じて、前記前輪側相対位置及び/又は前記後輪側相対位置を変更する制御を行なうことを特徴とする請求項1に記載の車高調整装置。 - 前記走行シーン判定部は、前記車両の移動速度である車速および前記車両本体の左右方向の傾斜角に基づき前記走行シーンを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の車高調整装置。
- 前記変更手段は、流体の流通経路上に設けられて、供給される電力に応じた開度に制御される電磁弁を有し、
前記制御部は、前記電磁弁の開度を制御することで前記変更手段の前記相対的な位置を制御することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車高調整装置。 - 車両の走行シーンを判定するための走行情報に基づき、当該走行シーンを判定する走行シーン判定部と、
判定した前記走行シーンに応じて前記車両の車両本体と車輪との相対的な位置を変更する変更手段を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車高調整装置用の制御装置。 - 前記制御部は、前記走行シーンに応じて決定され、前記車両本体と前輪との相対的な位置である前輪側相対位置の目標移動量である前輪側目標移動量と当該車両本体と後輪との相対的な位置である後輪側相対位置の目標移動量である後輪側目標移動量とに基づき、当該前輪側相対位置及び/又は当該後輪側相対位置を変更する制御を行なうことを特徴とする請求項5に記載の車高調整装置用の制御装置。
- 車高調整装置に用いられるコンピュータに、
車両の走行シーンを判定するための走行情報に基づき、当該走行シーンを判定する機能と、
判定した前記走行シーンに応じて前記車両の車両本体と車輪との相対的な位置を変更する変更手段を制御する機能と、
を実現させるプログラム。
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