JP5149443B2 - オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、オートバイの分野に関する。具体的には、本発明は、オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法、および上記方法を実行するための制御装置に関する。さらに具体的には、本発明は、オートバイの前部および後部セミアクティブサスペンションに設けられる制御可能なショックアブソーバーに印加される減衰力を一緒に制御する方法と対応する装置とに関する。

車両用サスペンションシステムは概して３つのカテゴリーに分類されうる。

車両の計画段階の間に、予め設定される固定された減衰係数を有するショックアブソーバーによって特徴づけられるパッシブサスペンションシステム。

適切な制御システムによって連続的に変化する変動可能な減衰係数を有するショックアブソーバーが備えられたアクティブサスペンションシステム。

セミアクティブサスペンションシステムにおいてはショックアブソーバーが減衰力の特性を制御するために外部エネルギーを必要としないという相違があるが、アクティブサスペンションシステムと同様に連続的に変化する変動可能な減衰係数を有する、ショックアブソーバーが備えられたセミアクティブサスペンションシステム。実際、セミアクティブサスペンションシステムにおいては、制御は、ショックアブソーバーのエネルギーを適切に消散するためにのみ用いられる。

パッシブサスペンションシステムによっては、乗り心地と路面グリップ性との両方を同時に最適化することはできない。一方、アクティブおよびセミアクティブサスペンションシステムによって、車両の原動力に関連する一連の測定された信号に基づいて、リアルタイムでショックアブソーバーの減衰係数を変化させることによる柔軟な選択が可能となる。主に、アクティブサスペンションシステムに対して製造コストがより低く設計の複雑さがより低いために、セミアクティブサスペンションシステムが広く用いられている。

用いられるショックアブソーバーの種類と、採用される制御方法のため、セミアクティブサスペンションシステムに基づく公知の解決法はお互いに異なっている。

第１の態様に関して、主要な種類のショックアブソーバー技術が以下に関連している。

１つはＣＤＣ（連続的減衰制御）ショックアブソーバーである。ショックアブソーバーのピストンの上部チャンバーを下部チャンバーと接続する開口部の部分を適切に減少させる、もしくは増加させることによって、減衰因子が変化されることを特徴とする。

もう１つは、それぞれ、適切な印加電界もしくは印加磁界に応じて変化可能な粘性を有する流体によって機能する電気流体もしくは磁気流体ショックアブソーバーである。

制御方法が関係している限り、車両のセミアクティブサスペンションシステム用の数種類の方法および制御装置が提案されている。それらのほとんどは、車両サスペンションシステム用の「１／４車」モデルと、スカイフック型制御とに関する。

この基本戦略から始まり、いくつかの先行技術文献に示されるいくつかの重要な側面を改良するために、いくつかの解決法が実行されている。

特許文献１は、制御の結果における追加因子を導入することによる連続的なスカイフック制御（すなわち、減衰係数が、オン状態の間、広い範囲で高い数値であると仮定し得ることを特徴とする）の改良に関する。追加因子は、たとえば絶対値関数や指数関数のような絶対速度の平滑化関数である。この方法においては、古典的な制御方法において存在し、ギクシャクすること（ｊｅｒｋｉｎｅｓｓ）およびバネ上マスの加速における高められたパルス（ｅｌｅｖａｔｅｄ ｐｕｌｓｅｓ）を引き起こす典型的な不連続性なしに、三次元の制御面（支持構造体の速度の絶対値および、バネ上マスとバネ下マスとの間の相対速度の関数として対象の減衰力を示す）を獲得することが可能である。

特許文献２は、適切なセンサーによって測定される車両の原動力に関するさまざまな情報を考慮に入れたファジー論理制御器によるスカイフック制御モデルに基づいた乗り心地指数の測定と最適化とに基づいた制御方法を示す。

特許文献３は、車両の速度と、その横および縦の加速度とを考慮に入れた減衰係数の数値における補正因子を導入することによるバネ上マスとバネ下マスとの間の相対変位に対応する数値および相対速度に対応する数値の積の符号の判別に基づいた古典的なスカイフック近似に従った、車両の４つのサスペンションそれぞれにおける独立制御の改良に関する。

特許文献４によれば、古典的な２段階スカイフック近似は、バネ上マスおよびバネ下マスの加速度の平方と、速度と適切な不変周波数との平方との間の比率を比較することによる低いおよび高い使用周波数によって特徴づけられる領域を特定する制御戦略によって改良される。

米国特許第６，１１５，６５８号明細書 米国特許第７，０３５，８３６号明細書 米国特許第７，３４０，３３４号明細書 国際公開第２００８／０１００７５号

先行技術文献に記載された方法および装置によっては、サスペンションそれぞれの独立の制御しかできない。具体的には、オートバイの場合においては、前部サスペンションは後部サスペンションとは独立に制御される。そのため、先行技術文献に記載された方法および装置によっては、オートバイの乗り心地および路面グリップ性を最適化することができない。具体的には、前部および後部サスペンションシステムが独立に制御されているので、オートバイの運転性能が最適化されることができない。たとえば、空気式の前輪および後輪が一緒に制御され得ないので、路面に対するオートバイの広範囲な密着が最適化され得ない。さらに、同じ理由のため、乗り心地が最適化され得ない。さらにまた、移動の快適さが最適化され得ない。

公知のシステムに関する上記課題に鑑み、本発明の目的は、オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法、および上記課題を克服するようにする上記方法を実行するための対応する装置を提供することにある。具体的には、本発明の目的は、オートバイの運転性能の最適化を可能とするオートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、オートバイの路面グリップ性能の最適化を可能とするオートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、路面に対するオートバイの広範囲な密着の最適化を可能とする方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、オートバイの乗り心地と移動の快適さとの両方の最適化を可能とするオートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、本発明による方法を実行する装置を提供することにある。

本発明はオートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御するための方法に関する。具体的には、本発明は、路面グリップ性能を向上させるようにバネ下マス（たとえば、前輪および後輪）の振動を制御し、乗り心地を向上させるようにバネ上マス（たとえばオートバイの車体）の振動を制御するために、オートバイの前部および後部サスペンションのそれぞれに設けられる制御可能なショックアブソーバーに印加される減衰力の共同の制御方法に関する。

本発明は、オートバイの前部および後部サスペンションシステムを一緒に制御する創意工夫あふれる概念に基づく。具体的には、本発明は、オートバイの前部および後部サスペンションシステムを一緒に制御するようにバネ上マスのピッチ速度を考慮に入れる創意工夫あふれる概念に基づく。

本発明の第一の実施形態によれば、オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法が提供され、上記方法は以下のステップを含む。

バネ上マスと前部バネ下マスとの間の相対速度に対応する第一信号の決定。

バネ上マスと後部バネ下マスとの間の相対速度に対応する第二信号の決定。

前部サスペンションの動作と後部サスペンションとの動作の間の連結を考慮に入れるようにバネ上マスのピッチ角速度に対応する第三信号の決定。

第一および第三信号に基づいて前部制御可能動力発生器によって発生される減衰力の決定。

第二および第三信号に基づいて後部制御可能動力発生器によって発生される減衰力の決定。

本発明はさらに、オートバイの前部および後部制御可能力発生器に関する減衰力を一緒に制御するコントローラーにも関係する。

本発明のより好ましい形態によれば、コントローラーは、本発明の制御方法に係る減衰力を決定するために適用される。

本発明に係るシステムの第１の実施形態を模式的に示す図である。 図１に示すシステムを制御するために用いられる本発明に係る制御方法のブロック図である。 たとえば、図２に示す制御方法に用いられる制御面の三次元図である。 本発明に係るシステムの第２の実施形態を模式的に示す図である。 図４に示すシステムの制御に用いられる本発明に係る制御方法のブロック図である。 たとえば、図５に示す制御方法に用いられる制御面の三次元図である。 オートバイの縦方向速度Ｖ_ｓｐに対する所望の減衰力Ｆ_１ｄのための利得補正Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）を示すグラフ図である。 ピッチ速度Ｖ_ｐと相対速度Ｖ_ｂｆとの組み合わせに対するオートバイの異なる原動力を示すグラフ図である。 たとえば、図２に示す制御方法に用いられる制御面の別の三次元図である。 たとえば、図５に示す制御方法に用いられる制御面のさらなる例を示す図である。

以下、添付の図面に示すように特定の実施形態について本発明が説明されているが、本発明は以下の詳細な説明に記載され図面に示される特定の実施形態に限定されず、記載された実施形態は本発明のいくつかの側面を説明するにすぎず、その範囲は添付の請求項によって定義される。

本発明のさらなる修正および変形は当業者にとって明白である。そのため、本発明は、本発明の全ての修正および／または変形を含むものとみなされなければならず、その範囲は添付の請求項によって定義される。

本明細書においては、もし他に記載がなければ、前、後、左、右、上方、下方、時計回り、反時計回りという用語は、それぞれ、オートバイの座席における運転位置に座った運転手から見える、前、後、左、右、上方、下方、時計回り、反時計回り、を意味する。簡素化のため、たとえば、デバイスコンポーネント、信号および物理量のような、同一もしくは対応する要素が、同じ参照番号もしくは記号で図面中に示される。

本発明の第１の実施形態に係るオートバイ用セミアクティブサスペンションシステム１は、図１に模式的に示される。システム１は、オートバイの路面グリップ性能と乗り心地とを最適化するために、本発明の方法に従った制御法に従って機能する。

システム１において、バネ上マスＭ_ｓ（たとえば、オートバイの車体を意味する）が、バネ下マスｍ_ｆｕおよびｍ_ｒｕ（たとえば、対応するフォーク、サスペンションアーム、および空気タイヤを伴った、それぞれ前輪および後輪のマスを意味する）に接続されている。

数値Ｘ_ｍ、Ｘ_ｆ、およびＸ_ｒは、それぞれ、バネ上マスＭ_ｓ、バネ下マスｍ_ｆｕおよびｍ_ｒｕの垂直位置に、それぞれ対応する。上記数値がマスの上方変位の際に正の値であり、下方変位の際に負の値であることに従って、任意の約束事が適用される。Ｖ_ｍは、上方変位の際に速度値が正であるとみなす約束事とともに、バネ上マスＭ_ｓの速度の垂直方向成分を意味する。似たような考慮が、前方および後方のバネ下マスの速度の垂直方向成分に関連する数値Ｖ_ｆおよびＶ_ｒに対して、それぞれ有効である。引用符号θは、バネ上マスが時計回り方向の際に正の変位とみなし、反時計回り方向の際に負の変位とみなす約束事とともに、バネ上マスＭ_ｓの質量中心の角度位置を意味する。

システム１は、係数Ｋ_ｆを有するバネと、たとえば前部サスペンションを制御するための制御可能なショックアブソーバーのような制御可能動力発生器２を含む前部サスペンションシステムと、を含む。同様に、後部サスペンションについては、システム１は、係数Ｋ_ｒを有するバネと、たとえば制御可能なショックアブソーバーのような制御可能動力発生器３と、を含む。図１に示すようにシステム１においては、係数Ｋ_ｆｔおよびＫ_ｒｔを有するバネが、非制御可能ショックアブソーバーｃ_ｆｔおよびｃ_ｒｔとともに、さらに示されている。ショックアブソーバーが前部および後部の空気タイヤの減衰のヒステリシスを表す一方、バネは前部および後部の空気タイヤの弾性を表す。

システム１においては、２つの制御可能動力発生器２および３のそれぞれが、たとえばピストン状のショックアブソーバーのような油圧シリンダーショックアブソーバーによって実現されうる。この種のショックアブソーバーにおいては、ピストンおよびシリンダーは、適切なコネクタによってバネ上およびバネ下マスとかみ合わされる。バネ上マスとバネ下マスとの垂直方向相対変位はピストンとシリンダーとの間の相対的な変位に関与し、それは次々にショックアブソーバーの可変チャンバー内部での流体の変位を引き起こす。上記チャンバーを接続するバルブに作用することによって、上記チャンバーは電気的もしくは油圧的に制御されうる。制御可能な粘性を有する流体（電気流体もしくは磁気流体）を用い、流体の粘性を変化させるために適切な電界および／または磁界を印加することで、他の解決法が採用されうる。他の種類のショックアブソーバーが用いられることもあり得、当業者にとって、以下の記載は、他の種類の適切な制御可能動力発生器に容易に拡大可能である。

動力発生器２および３は好ましくは連続式の発生器である。そのため、それらの状態は、ショックアブソーバーの減衰係数および対応する減衰力が比較的小さな増幅値（いくつかのケースではほぼゼロに等しい）によって特徴づけられるオフ条件から、ショックアブソーバーの減衰係数および対応する減衰力が大きな増幅によって特徴づけられる数値の間隔の範囲内で変化し得るオン条件に、素早く変化し得る。ショックアブソーバーの状態における変化は制御信号Ｕ_１およびＵ_２による。制御信号は対応するバルブに印加され得、それゆえに上記バルブの開口位置を制御し得る、もしくはそれらは、所望の粘性を得るためにレオロジー流体の硬化もしくは軟化を引き起こす電界もしくは磁界の適切な発生器に印加され得る。

制御可能動力発生器の制御用の制御信号Ｕ_１およびＵ_２はコントローラー４によって供給される。コントローラー４は、好ましくは、所定の制御法を実行するために適切にプログラムされたマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラーを含む。電気的なコントローラー４は、たとえば前部位置センサーのような第１デバイス５からの信号と、たとえば後部位置センサーのような第２デバイス６からの信号と、たとえばジャイロスコープのような第３デバイス７からの信号と、を受け取る。

第１デバイス５は、バネ上マスＭ_ｓ（たとえば、オートバイの車体のマス）とバネ下前部マスｍ_ｆｕとの間の相対変位に対応する電気信号Ｘ_ｂｆを発生させるために前部ショックアブソーバーに適切に設置される。誘導体フィルター８は、前部バネ下マスｍ_ｆｕに関してマスＭ_ｓの相対速度を決定するため、および、コントローラー４によって受け取られる対応する信号Ｖ_ｂｆを発生させるために、信号Ｘ_ｂｆに影響する。

第２デバイス６は、バネ上マスＭ_ｓ（たとえば、オートバイの車体のマス）とバネ下後部マスｍ_ｒｕとの間の相対変位に相当する電気信号Ｘ_ｂｒを発生させるために後部ショックアブソーバーに適切に適用される。誘導体フィルター９は、バネ上マスＭ_ｓとバネ下後部マスｍ_ｒｕとの間の相対速度を決定するため、および、コントローラー４によって受け取られる対応する信号Ｖ_ｂｒを発生させるために、信号Ｘ_ｂｒに影響する。誘導体フィルター８および９は、たとえば、電気的なコントローラー４の内部に含まれうる。

第３デバイス７は、バネ上マスの角速度に対応する電気信号Ｖ_ｐを発生させるため、および、コントローラー４によって受信させるために、バネ上マスＭ_ｓに適切に適用される。上記記載に基づき、当業者は、センサー５、６および７と、フィルター８および９と、コントローラー４と、の具現化のために適するいくつかの公知のデバイスの中から選択しうる。

さらに、上記記載に似た、代わりのデバイスおよび／または代わりのデバイスの組み合わせが、コントローラー４に入力される信号の発生のために適切に用いられ得る。たとえば、前部位置センサー５は、１つはバネ上マスＭ_ｓに、もう１つはバネ下前部マスｍ_ｆｕに適用される２つの加速度計と、加速度計によって受け取られる信号に基づいてバネ上マスＭ_ｓとバネ下前部マスｍ_ｆｕとの間の相対速度に対応する信号Ｖ_ｂｆを発生させる適切な積分回路と、を含む。

コントローラー４は、たとえば以下の記述に詳細が記載されるような制御法に従って操作されるためにプログラムされる。

コントローラー４は、それぞれ制御可能動力発生器２および３への出力信号１０および１１と、対応する所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄとを同時に供給するために、入力信号を的確に作る。適切な変圧デバイス１２が、所望の減衰力に対応する出力信号１０および１１を、制御可能動力発生器２および３によって用いられる信号Ｕ_１およびＵ_２に、それぞれ変換する。たとえば、変圧デバイス１２は、２つの出力信号１０および１１のそれぞれを、電圧信号もしくは電流信号に変換し得る。制御可能動力発生器２および３は、対応する、印加される減衰力Ｆ_{１，ａｐｐ}およびＦ_{２，ａｐｐ}をそれぞれ発生させる制御信号Ｕ_１およびＵ_２に反応する。好ましくは、印加される減衰力Ｆ_{１，ａｐｐ}およびＦ_{２，ａｐｐ}は、対応する所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄと実質的に等しい。しかしながら、対応する制御可能動力発生器に実際に印加される動力は、動力発生器２および３の性能に影響を与えるいくつかの因子の結果として、対応する所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄとはわずかに異なりうる。

概して、および図２を参照すると、本発明に係る制御方法の入力は、信号Ｖ_ｂｆ、Ｖ_ｂｒ、およびＶ_ｐを含む。また、利得値Ｇ_１およびＧ_２がさらに導入される。

利得値Ｇ_１は、前部ショックアブソーバーの固有の形状と、前部ショックアブソーバー上の第１デバイス５の位置と、を考慮に入れうる。同様に、利得値Ｇ_２は、後部ショックアブソーバーの固有の形状と、後部ショックアブソーバー上の第２デバイス６の位置と、を考慮に入れうる。利得値Ｇ_１およびＧ_２と、瞬間速度信号Ｖ_ｂｆおよびＶ_ｂｒとに基づき、前部および後部ショックアブソーバーに印加されなければならない基本的な動力を計算することが可能となりうる。たとえば、相対速度Ｖ_ｂｆと利得Ｇ_１との積は、前部ショックアブソーバーを制御するために用いられ得る。同様に、相対速度Ｖ_ｂｒと利得Ｇ_２との積は、後部ショックアブソーバーを制御するために用いられ得る。また、基本的な動力は、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄを得るために、因子によって、さらに補正されうる。

図２に示されるブロック図中に模式的に示されるように、本発明の制御方法によれば、所望の減衰力Ｆ_１ｄは、相対速度Ｖ_ｂｆ（利得Ｇ_１によって増加される）と、相対速度Ｖ_ｂｆとピッチ速度Ｖ_ｐとの適切な関数Ｆ_ｆとの積に相当する。さらに、本発明の制御方法によれば、所望の減衰力Ｆ_２ｄは、相対速度Ｖ_ｂｒ（利得Ｇ_２によって増加される）と、相対速度Ｖ_ｂｒとピッチ速度Ｖ_ｐとの適切な関数Ｆ_ｒとの積に相当する。補正関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒの両方は、コントローラー４のプロセッサーによって評価されうる表もしくは数式として実装される。

関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒは、２つの適切な三次元制御面に基づいて、本発明に係る制御法を決定するために一緒に寄与する。具体的には、関数Ｆ_ｆは、いくつかの関数領域を特定するために、相対速度Ｖ_ｂｆおよびピッチ速度Ｖ_ｐのそれぞれの数値の符号を考慮に入れており、関数領域のそれぞれは、前部ショックアブソーバーと、バネ上マスおよびバネ下前部マスの動作方向と、に作用する圧縮もしくは伸長の条件の特別な組み合わせによって特徴づけられる。同様に、関数Ｆ_ｒは、いくつかの関数領域を特定するために、相対速度Ｖ_ｂｒおよびピッチ速度Ｖ_ｐのそれぞれの数値の符号を考慮に入れており、関数領域のそれぞれは、後部ショックアブソーバーと、バネ上マスおよびバネ下後部マスの動作方向との、圧縮もしくは伸長の条件の特別な組み合わせによって特徴づけられる。

制御関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒによる制御利得用の数値を用いることによって、たとえば、乗り心地と路面グリップ性能とを最適化する、前輪および後輪（バネ下前部マスおよびバネ下後部マス）、および、オートバイの車体（バネ上マス）、の振動を減少させるために、制御可能なショックアブソーバー２および３によって発生される所望の減衰力を一緒に制御することができる。

たとえば、負の値の相対速度Ｖ_ｂｒ、正の値のピッチ速度Ｖ_ｐ、および正の値の相対速度Ｖ_ｂｆは、以下の条件の同時の実現を示唆する。以下の条件とは、後部ショックアブソーバーが圧縮され、バネ下後部マスが上昇運動に耐え、前部ショックアブソーバーが伸長され、バネ下前部マスが下降運動に耐え、バネ上マスが時計回りの回転に耐えることをいう。そのような条件に応えて、本発明に係る制御方法は、路面グリップ性能を向上させるよう後輪の振動を減少させるために後部サスペンションの硬化（所望の減衰力Ｆ_２ｄの高い値）と、乗り心地を向上させるよう前輪の振動を低減するために前部サスペンションの同時に起こる軟化（所望の減衰力Ｆ_１ｄの低い強度値）を供給し得る。

似たような考慮が、相対速度Ｖ_ｂｒ、Ｖ_ｂｆおよびピッチ速度Ｖ_ｐの符号および数値の他の組み合わせに対応する他の関数領域に関して用いられ得る。

図３は、本発明に係る方法で獲得可能な三次元制御面の典型的な例を示す。

本発明の第二の好ましい実施形態が図４に模式的に示される。図１に示す実施形態に関して既に言及された信号に加えて、第二の実施形態に係るコントローラー４は、適切な測定手段１３、１４、１５および１６から、さらなる入力信号も受け取る。信号Ｖ_ｒｏｌｌはバネ上マスＭ_ｓの角回転速度に対応し、信号Ｖ_ｓｐはバネ上マスの縦方向速度に対応し、信号Ａ_ｆは前部バネ下マスに作用する停止手段（たとえば、前輪に作動する前部ブレーキ）の作動に対応し、信号Ａ_ｒは後部バネ下マスに作用する停止手段（たとえば、後輪に作動する後部ブレーキ）の作動に対応する。

より正確には、信号Ａ_ｆおよびＡ_ｒは、前部および後部停止手段が作動されているか否かをそれぞれ示すオンオフ信号であり得る。

この方法では、前輪および後輪に作用する荷重の異なる分配が、車両の横方向加速度、縦方向加速度、および／または、速度から決定され得、車両の乗り心地および安定性のさらなる向上に寄与する前部および後部ショックアブソーバーの減衰係数を一緒に調節するために用いられ得る。

この第二の実施形態の範囲内で、コントローラー４は、図５に模式的に示されるように、本発明の方法に従って動作するようにプログラムされ得る。

具体的には、図２を参照して第一の実施形態に関する前述の記載に示されるように、計算された所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄの両方が、入力信号Ｖ_ｒｏｌｌ、Ｖ_ｓｐ、Ａ_ｆおよびＡ_ｒに、さらに従属する適切な利得係数によって、さらに素早く増幅される。

図５を参照して、利得調整手段１７および１８は、回転速度信号Ｖ_ｒｏｌｌ（前部および後部サスペンションの２つのサスペンションの動作の連結をさらに考慮に入れるため）と、対応する相対速度信号Ｖ_ｂｆもしくはＶ_ｂｒと、の両方に従属する制御面Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｆ，Ｖ_ｒｏｌｌ）およびＣ_{ｒ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｒ，Ｖ_ｒｏｌｌ）から導出する増幅率とともに、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄを補正する。

回転速度Ｖ_ｒｏｌｌの大きさによって、オートバイが曲がり角に進入もしくは抜ける時を特定することが可能になる。具体的には、曲がり角に進入もしくは抜ける時、回転速度Ｖ_ｒｏｌｌの大きさは最大値となり、それはオートバイの前進速度と軌道の曲率半径との間の比率に従属する。相対速度Ｖ_ｂｆおよびＶ_ｂｒと、回転速度Ｖ_ｒｏｌｌとに基づき、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄ用に、補正値Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｆ，Ｖ_ｒｏｌｌ）およびＣ_{ｒ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｒ，Ｖ_ｒｏｌｌ）を決定することが可能になる。それから、補正された減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄが、ショックアブソーバーに作用する圧縮を相殺するために、前部および後部ショックアブソーバーに印加され得る。上記圧縮は、直線の軌道で体験される圧縮よりもはるかに大きい。曲がり角の周辺を運転中、ショックアブソーバーによって体験される追加の荷重はバネ上マスＭ_ｓに作用する遠心力に起因し、上記遠心力はオートバイの垂直対称軸に沿った非ゼロ要素を有する。図６は、前部ショックアブソーバーの減衰力を補正し、バネ上マスの回転速度に従属する補正因子として採用され得る三次元制御面Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｆ，Ｖ_ｒｏｌｌ）を示す。

図５において、利得手段１９および２０は、ともにオートバイの縦方向速度信号Ｖ_ｓｐに従属する、増幅率Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）およびＧ_ｒ（Ｖ_ｓｐ）とともに、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄを補正する。

図５における利得制御手段２１および２２は、ともに前輪および後輪の停止手段のそれぞれの作用信号（ａｃｔｉｏｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）（Ａ_ｆおよびＡ_ｒ）に従属する、増幅率Ｇ_ＡｆおよびＧ_Ａｒとともに、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄをそれぞれ補正する。

具体的には、以下の数式がＧ_Ａｆに適用される。

そのため、本発明に係る制御法は、信号Ａ_ｆが所定の時間間隔の間「オン状態」のままでいる時、制御可能な前部ショックアブソーバー用の所望の減衰力Ｆ_１ｄが増大すること暗示する。同じ把握が、増幅率Ｇ_Ａｒにもあてはまる。

図７は、図５を参照して導入された増幅率Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）の例を示す。補正利得の傾きはオートバイの速度Ｖ_ｓｐとともに３段階で変化する。低速領域（６０ｋｍ／ｈまで）においては、補正利得Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）の増加率は小さい。中速領域（６０ｋｍ／ｈから１５０ｋｍ／ｈまで）においては、関数Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）の傾きは非常に大きい。最後に、高速領域（１５０ｋｍ／ｈ超過）においては、オートバイの速度に対して補正利得Ｇ_ｆ（Ｖ_ｓｐ）のわずかな負の増加率が認められる。増幅率Ｇ_ｒ（Ｖ_ｓｐ）は類似挙動を示す。

次に、関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒと、上記関数の間の関係と、ピッチ速度および相対速度によって特定される関数領域との意味が、図８および図９を参照して、包括的に説明される。

前述のように、関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒは本発明に係る制御法を決定するために一緒に寄与する。具体的には、関数Ｆ_ｆは、オートバイの固有の瞬間的な動作条件を、バネ上Ｍ_ｓおよびバネ下前部マスｍ_ｆｕによって体験される全ての可能な動作条件に結びつける。たとえば、動作条件は、オートバイの停止動作もしくはバンプ上で回転する前輪でもよく、第一の関数領域を特定し得る。同様に、関数Ｆ_ｒは、オートバイの固有の瞬間的な動作条件を、バネ上マスＭ_ｓおよびバネ下後部マスｍ_ｒｕによって体験される全ての可能な動作条件に結びつける。この場合、たとえば、動作条件は、オートバイの加速動作もしくは路面のくぼみ上を横切る前輪でもよく、第二の関数領域を特定し得る。

その結果、関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒは、ピッチ速度Ｖ_ｐと相対速度Ｖ_ｂｆおよびＶ_ｂｒとの数値および符号と、所定の閾値と、をそれぞれ比較することによって、前部および後部ショックアブソーバーによって体験される応力の種類を一緒に決定する。上記比較によって、バネ上マスＭ_ｓの動作が、バネ下マスｍ_ｆｕおよびｍ_ｒｕの動作に支配的な影響力を及ぼすか、もしくはその逆であるかが確立されうる。オートバイのいくつかの動作条件が相対前部速度信号Ｖ_ｂｆおよびピッチ速度信号Ｖ_ｐの対応する値に関連することを特徴とする図が図８に示される。

いったん応力の種類が決定されると、関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒがハーフカーモデルを解決することによって組み立てられる。具体的には、ショックアブソーバーのいずれか１つにおいて補正が決定され、その補正は、利得値Ｇ_１およびＧ_２と、速度信号Ｖ_ｂｆおよびＶ_ｂｒと、をそれぞれ組み合わせることによって得られる基本的な動力の数値に適用され得る。次に、路面グリップ性（バネ下マスｍ_ｆｕおよびｍ_ｒｕへの垂直荷重によって表される）と、快適さ度合い（バネ上マスＭ_ｓの加速によって表される）と、を考慮に入れる所定の性能指数を最適化するように、所望の減衰力Ｆ_１ｄおよびＦ_２ｄが計算されうる。

例として、前輪がくぼ地を横切る間に後輪がバンプを通過する状況が、後部ショックアブソーバーの圧縮、前部ショックアブソーバーの伸長、および時計回り方向の回転を耐えるバネ上マスの減速を示唆する。この場合、関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒは、路面グリップと、オートバイの快適さと、を最適化するショックアブソーバーの減衰力の補正を決定するだろう。

補正関数Ｆ_ｆおよびＦ_ｒは、それぞれ、三次元の制御面を定義し、それによって、前輪および後輪（バネ下前部および後部マス）とオートバイの車体（バネ上マス）との振動を減少させるために、制御可能なショックアブソーバー２および３によって発生される所望の減衰力を一緒に制御することを可能にし、それによって車両の乗り心地および路面グリップ性能を最適化する。

図９は、本発明に係る方法で獲得可能な補正関数Ｆ_ｆ用の三次元の制御面Ｆ_ｆ（Ｖ_ｂｆ，Ｖ_ｐ）の例を示す。具体的には、異なる補正利得が、ハーフカーモデルの方程式を解くことによって計算される。それから、バネ上マスＭ_ｓおよびバネ下前部マスｍ_ｆｕそれぞれの加速におけるピークを制限するために、適切な所定の数値範囲内に入るピッチ速度Ｖ_ｐおよび相対速度Ｖ_ｂｆに対する傾きを有する面によって、計算されたポイントが結合される。同様に、Ｆ_ｒ用の三次元の制御面が類似挙動を示す。

図１０は、図６を参照して既に記載された三次元の制御面Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}（Ｖ_ｂｆ，Ｖ_ｒｏｌｌ）のさらなる例である。制御面を得るために、回転の角度のさまざまな所定値用の静的状態におけるオートバイ用のハーフカーモデルの方程式を解くことによって、いくつかの補正値が解かれ得る。次に、面によって上記補正値が結合され得、該面の回転速度Ｖ_ｒｏｌｌおよび相対速度Ｖ_ｂｆに対する傾斜は、バネ上マスＭ_ｓの加速におけるピークを防ぐように適切な所定の数値範囲内に入る。補正Ｃ_{ｒ，ｒｏｌｌ}用の三次元の制御面が類似の方法において決定され得る。

本発明に係る方法によってオートバイのサスペンションシステムの特性の完全な開発をすることができ、オートバイの縦方向の対称面におけるオートバイの動力の完全なモデルに基づいて、前部および後部サスペンションが一緒に制御されるため、路面に対する前部および後部空気タイヤの両方のより良い密着性、および／または、より良い乗り心地を保証する。

Claims (7)

1. オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法であって、
   前記方法が前部サスペンションと後部サスペンションとを一緒に制御し、前記前部サスペンションがバネ上マス（Ｍ_ｓ）と前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）との間に設けられる前部制御可能動力発生器（２）を含み、前記後部サスペンションが前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）との間に設けられる後部制御可能動力発生器（３）を含み、前記方法が、
   ａ．前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と前記前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）との間の相対速度に対応する第一信号（Ｖ_ｂｆ）を決定するステップと、
   ｂ．前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と前記後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）との間の相対速度に対応する第二信号（Ｖ_ｂｒ）を決定するステップと、
   ｃ．前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）のピッチ動作のピッチ角速度に対応する第三信号（Ｖ_ｐ）を決定するステップと、
   ｄ．前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定するステップと、
   ｅ．前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定するステップと、
   を含み、
   前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前記前部動力（Ｆ _１ｄ ）が前記第一信号（Ｖ _ｂｆ ）と前記第三信号（Ｖ _ｐ ）との第一関数（Ｆ _ｆ ）に基づいて決定され、前記第一関数（Ｆ _ｆ ）が三次元制御面を定義し、発生される前記前部動力（Ｆ _１ｄ ）が前記第一関数（Ｆ _ｆ ）に比例することを特徴とし、
   前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される前記後部動力（Ｆ _２ｄ ）が前記第二信号（Ｖ _ｂｒ ）と前記第三信号（Ｖ _ｐ ）との第二関数（Ｆ _ｒ ）に基づいて発生され、前記第二関数（Ｆ _ｒ ）が三次元制御面を定義し、発生される前記後部動力（Ｆ _ｓｄ ）が前記第二関数（Ｆ _ｒ ）に比例することを特徴とする、
   方法。
2. ｄ．１）第一利得値（Ｇ_１）を決定するステップと、
   ｄ．２）前記第一信号（Ｖ_ｂｆ）と前記第三信号（Ｖ_ｐ）との前記第一関数（Ｆ_ｆ）を決定するステップと、
   ｄ．３）前記第一関数（Ｆ_ｆ）と、前記第一信号（Ｖ_ｂｆ）と、前記第一利得値（Ｇ_１）との積として前記前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定するステップと、
   ｅ．１）第二利得値（Ｇ_２）を決定するステップと、
   ｅ．２）前記第二信号（Ｖ_ｂｒ）と前記第三信号（Ｖ_ｐ）との前記第二関数（Ｆ_ｒ）を決定するステップと、
   ｅ．３）前記第二関数（Ｆ_ｒ）と、前記第二信号（Ｖ_ｂｒ）と、前記第二利得値（Ｇ_２）との積として前記後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
3. ｆ）バネ上マス（Ｍ_ｓ）の縦方向速度に対応する第四信号（Ｖ_ｓｐ）を決定するステップと、
   ｇ）バネ上マス（Ｍ_ｓ）の回転角速度に対応する第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）を決定するステップと、
   ｈ）前記前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）に作用する停止手段の作動に対応する第六信号（Ａ_ｆ）を決定するステップと、
   ｉ）前記後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）に作用する停止手段の作動に対応する第七信号（Ａ_ｒ）を決定するステップと、
   ｊ）前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）と、前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）と、前記第六信号（Ａ_ｆ）とにさらに基づいて前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定するステップと、
   ｋ）前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）と、前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）と、前記第七信号（Ａ_ｒ）とにさらに基づいて前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ｊ．１）前記第一信号（Ｖ_ｂｆ）と前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）との第三関数（Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}）を決定するステップと、
   ｊ．２）前記第六信号（Ａ_ｆ）の第三利得関数（Ｇ_Ａｆ）を決定するステップと、
   ｊ．３）前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）の第四利得関数（Ｇ_ｆ）を決定するステップと、
   ｊ．４）前記第一関数（Ｆ_ｆ）と、前記第一信号（Ｖ_ｂｆ）と、前記第一利得値（Ｇ_１）と、前記第三関数（Ｃ_{ｆ，ｒｏｌｌ}）と、前記第三利得関数（Ｇ_Ａｆ）と、前記第四利得関数（Ｇ_ｆ）との積として前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定するステップと、
   ｋ．１）前記第二信号（Ｖ_ｂｒ）と前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）との第四関数（Ｃ_{ｒ，ｒｏｌｌ}）を決定するステップと、
   ｋ．２）前記第七信号（Ａ_ｒ）の第五利得関数（Ｇ_Ａｒ）を決定するステップと、
   ｋ．３）前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）の第六利得関数（Ｇ_ｒ）を決定するステップと、
   ｋ．４）前記第二関数（Ｆ_ｒ）と、前記第二信号（Ｖ_ｂｒ）と、前記第二利得値（Ｇ_２）と、前記第四関数（Ｃ_{ｒ，ｒｏｌｌ}）と、前記第五利得関数（Ｇ_Ａｒ）と、前記第六利得関数（Ｇ_ｒ）との積として後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定するステップと、
   をさらに含む請求項３に記載の方法。
5. オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する装置であって、
   前記装置が前部サスペンションと後部サスペンションとを一緒に制御し、前記前部サスペンションがバネ上マス（Ｍ_ｓ）と前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）との間に設けられる前部制御可能動力発生器（２）を含み、前記後部サスペンションが前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）との間に設けられる後部制御可能動力発生器（３）を含み、前記装置が、
   前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と前記前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）との間の相対速度に対応する第一信号（Ｖ_ｂｆ）を決定する手段と、
   前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）と前記後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）との間の相対速度に対応する第二信号（Ｖ_ｂｒ）を決定する手段と、
   前記バネ上マス（Ｍ_ｓ）のピッチ動作のピッチ角速度に対応する第三信号（Ｖ_ｐ）を決定する手段と、
   前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定する手段と、
   前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定する手段と、
   を備え、
   前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前部動力（Ｆ _１ｄ ）を決定する前記手段が前記第一信号（Ｖ _ｂｆ ）と前記第三信号（Ｖ _ｐ ）との第一関数（Ｆ _ｆ ）に基づいて前記前部動力（Ｆ _１ｄ ）を決定するために適用され、前記第一関数（Ｆ _ｆ ）が三次元制御面を定義し、発生される前記前部動力（Ｆ _１ｄ ）が前記第一関数（Ｆ _ｆ ）に比例することを特徴とし、
   前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される後部動力（Ｆ _２ｄ ）を決定する前記手段が前記第二信号（Ｖ _ｂｒ ）と前記第三信号（Ｖ _ｐ ）との第二関数（Ｆ _ｒ ）に基づいて前記後部動力（Ｆ _２ｄ ）を決定するために適用され、前記第二関数（Ｆ _ｒ ）が三次元制御面を定義し、発生される前記後部動力（Ｆ _ｓｄ ）が前記第二関数（Ｆ _ｒ ）に比例することを特徴とする、
   装置。
6. バネ上マス（Ｍ_ｓ）の縦方向速度に対応する第四信号（Ｖ_ｓｐ）を決定する手段と、
   バネ上マス（Ｍ_ｓ）の回転角速度に対応する第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）を決定する手段と、
   前記前部バネ下マス（ｍ_ｆｕ）に作用する停止手段の作動に対応する第六信号（Ａ_ｆ）を決定する手段と、
   前記後部バネ下マス（ｍ_ｒｕ）に作用する停止手段の作動に対応する第七信号（Ａ_ｒ）を決定する手段と、
   前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）と、前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）と、前記第六信号（Ａ_ｆ）とにさらに基づいて前記前部制御可能動力発生器（２）によって発生される前部動力（Ｆ_１ｄ）を決定する手段と、
   前記第四信号（Ｖ_ｓｐ）と、前記第五信号（Ｖ_ｒｏｌｌ）と、前記第七信号（Ａ_ｒ）とにさらに基づいて前記後部制御可能動力発生器（３）によって発生される後部動力（Ｆ_２ｄ）を決定する手段と、
   をさらに備える請求項５に記載の装置。
7. 前記前部制御可能動力発生器（２）と前記後部制御可能動力発生器（３）とが制御可能なショックアブソーバーを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。

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