JP6259944B1 - 懸架装置用の制御装置および懸架システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、車輪と車体とが相対的に移動するときの伸長方向および圧縮方向の少なくとも一方側の力を減衰させる懸架装置の減衰機構の減衰力特性を電気的に制御するとともに、減衰力特性を複数の特性モードに切替可能な制御部を備え、制御部は、特性モードが切り替えられる際の減衰力の変化の大きさに応じて、特性モードの切替に要する切替時間を変化させるように構成されている、懸架装置の制御装置が記載されている。この特許文献2には、懸架装置の制御装置として自動二輪車のECUが記載され、懸架装置として右側フロントフォークおよびリヤサスペンションが記載されている。また、減衰機構として圧縮側電子制御バルブ、伸長側電子制御バルブ、圧縮側電子制御バルブおよび伸長側電子制御バルブが記載され、特性モードとしてサーキットモード、スポーツモード、ノーマルモードおよびコンフォートモードが記載されている。
しかしながら例えば、車両の加速や減速が大きい場合は、低速側の速度領域と高速側の速度領域との間での電流値の変化がより急になる。そのため、運転者に与える影響が大きくなり、その結果、運転者が違和感を覚えやすくなる。これを抑制するために、遷移領域の速度範囲を広くしたり、低速側の速度領域と高速側の速度領域とで出力される電流値の差を小さくしたりする対策を採ることが考えられる。しかし、これらの対策を採ると、車速依存制御の効果が小さくなる問題がある。
本発明は、車速依存制御の効果を維持しつつ、車両の加速や減速が大きい場合でも運転者に与える影響を低減しやすい懸架装置用の制御装置等を提供することを目的とする。
さらに、上記本発明の第1の態様および上記本発明の第2の態様において、寄与率決定部は、第1の速度領域と第2の速度領域との間の遷移領域で寄与率を決定するようにしてもよい。
またさらに、上記本発明の第1の態様および上記本発明の第2の態様において、減衰力制御部は、第1パラメータと第2パラメータとの差分に寄与率を乗算することによって、乗算値を得る、乗算部と、乗算値を第1パラメータに加算することによって、ストローク速度により定まり懸架装置の減衰力を制御するための電流値である加算値、を算出する、加算部と、を有し、加算値を用いて懸架装置の減衰力を制御するようにしてもよい。
またさらに、上記本発明の第1の態様および上記本発明の第2の態様において、変化量制限部は、車速が減少する際に寄与率の変化量を制限するようにしてもよい。
(自動二輪車)
図1は、本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、前側の車輪である前輪2と、後側の車輪である後輪3と、車両本体10とを備えている。車両本体10は、自動二輪車1の骨格をなす車体フレーム11と、ハンドル12と、ブレーキレバー13と、シート14等を有している。
また、前輪側のサスペンション21と後輪側のサスペンション22とをまとめて「サスペンション」と称する場合もある。また、前輪2と後輪3とをまとめて「車輪」と称する場合もある。
なお本実施の形態において、サスペンションは、車両(自動二輪車1)の車両本体10と車輪との間に配され、車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置として把握することができる。
自動二輪車1は、減衰装置21d及び減衰装置22dの減衰力を制御する制御装置100を備えている。制御装置100には、サスペンション21の伸縮量を検出するストロークセンサ31と、サスペンション22の伸縮量を検出するストロークセンサ32からの出力信号が入力される。以下の説明において、ストロークセンサ31とストロークセンサ32とをまとめて「ストロークセンサ30」と称する場合もある。
減衰装置200は、作動油で満たされたシリンダ210と、シリンダ210内に移動自在に収容されたピストン221と、ピストン221を保持するピストンロッド222とを備えている。シリンダ210の一方側(図2においては上側)の端部210aが車両本体10に連結されている。ピストンロッド222は、一方側の端部にピストン221を保持し、他方側(図2においては下側)の端部222aが車輪に連結されている。なお、本発明における減衰装置はこのような形態に限定されない。本発明における減衰装置は、シリンダ210の他方側の端部が車輪に連結されるとともに、ピストンロッド222の他方側の端部がピストン221を保持し、ピストンロッド222の一方側の端部が車両本体10に連結されていても良い。
シリンダ210内は、ピストン221がシリンダ210内に収容されていることにより、圧縮行程において作動油の圧力が高まる圧縮側の油室211と、伸長行程において作動油の圧力が高まる伸長側の油室212とに区画されている。
また、減衰装置200は、第3分岐路253に設けられ、第2油路232から第3油路233へと向かう作動油の移動を許容し、第3油路233から第2油路232へと向かう作動油の移動を禁止する第3チェック弁273を有している。また、減衰装置200は、第4分岐路254に設けられ、第3油路233から第2油路232へと向かう作動油の移動を許容し、第2油路232から第3油路233へと向かう作動油の移動を禁止する第4チェック弁274を有している。
また、減衰装置200は、作動油を貯留するとともに作動油を給排する機能を有するリザーバ290と、リザーバ290と第3油路233の他方の端部とを接続するリザーバ通路291とを有している。
制御装置100は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等からなる算術論理演算回路である。
制御装置100には、ストロークセンサ31にて検出されたサスペンション21の伸縮量が出力信号に変換された、前輪側のストローク信号sfと、ストロークセンサ32にて検出されたサスペンション22の伸縮量が出力信号に変換された、後輪側のストローク信号srとが入力される。このほか、制御装置100には、車速検出部40からの車速Vcに対応する出力信号vなどが入力される。
[第1の実施形態]
ここでは、まず、設定部120の第1の実施形態について、説明を行なう。
図4は、第1の実施形態における設定部120Xの機能構成について説明したブロック図である。なお、第1の実施形態の設定部120は、後述する第2の実施形態の設定部120Yと区別するため、設定部120Xとして、以下の説明を行なう。
図示するように、設定部120Xは、車速取得部120aと、寄与率決定部120bと、変化量制限部120cと、取得部120dと、第1パラメータ算出部120eと、第2パラメータ算出部120fと、差分部120gと、乗算部120hと、加算部120iと、上下限制限部120jと、データ変換部120kとを備える。
図5は、寄与率決定部120bが、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定する例を示した図である。図5で横軸は車速を表し、縦軸は、寄与率を表す。
本実施の形態では、車速を、低速側の速度領域である第1の速度領域と、第1の速度領域よりも高速側の速度領域である第2の速度領域と、第1の速度領域と第2の速度領域との間の遷移領域とに分ける。
図6で横軸は時間を表し、縦軸は、寄与率を表す。つまり図6は、時間の経過に対する寄与率の変化を示している。
図6では、実線は、寄与率決定部120bが決定した制限前の寄与率を示し、点線は、変化量制限部120cによって制限した後の寄与率を示す。車速が減少する際に寄与率の変化量を制限することにより、運転者に与える影響(違和感)を低減しやすくなる。
なおここでは、寄与率が減少する際に寄与率の変化量を制限した場合を示している。本発明は、寄与率が増加する際に寄与率の変化量を制限するようにしてもよい。また、寄与率が減少する際、および増加する際のそれぞれについて、制限の度合いを異ならせてもよい。
また第2パラメータ算出部120fは、高速側の速度領域である上述した第2の速度領域で減衰力を制御するための電流値である第2パラメータを、算出する。
第1パラメータ算出部120eおよび第2パラメータ算出部120f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、ストローク速度Vpと第1パラメータまたは第2パラメータとの対応を示すマップに、取得部120dで取得されたストローク速度Vpを代入することにより、第1パラメータまたは第2パラメータを算出する。
ここでは、第1パラメータおよび第2パラメータのマップの双方を並べて図示している。図示するように、ストローク速度Vpが0のときは、第1パラメータおよび第2パラメータは、ともに0である。対してストローク速度Vpが正の値や負の値のときには第1パラメータまたは第2パラメータとして所定の電流値が決められる。なおこの例では、第1パラメータよりも、第2パラメータの方がより大きい電流値となる。これによれば低速側の速度領域では、ソレノイドの電流値をより小さくし、サスペンションをより動きやすくする。そのため乗り心地が向上する。対して高速側の速度領域では、ソレノイドの電流値をより大きくし、サスペンションをより動きにくくする。そのため自動二輪車1の走行安定性が向上する。
図7−2A〜図7−2Dは、第1パラメータと第2パラメータとの他の関係の例を示した図である。
このうち、図7−2Aは、ストローク速度Vpが0のとき、及び、正の値のときに、第1パラメータと第2パラメータとを同じ電流値とした場合を示している。
つまり、この場合、図7−2Aに示すように、ストローク速度Vpが0のとき、及び、正の値のときは、第1パラメータを示す実線と第2パラメータを表す点線とは重なる。一方、ストローク速度Vpが負の値のときは、図7−1の場合と同様に、第1パラメータよりも、第2パラメータの方がより大きい電流値となる。
つまり、この場合、図7−2Bに示すように、ストローク速度Vpが0のとき、及び、負の値のときは、第1パラメータを示す実線と第2パラメータを表す点線とは重なる。一方、ストローク速度Vpが正の値のときは、図7−1の場合と同様に、第1パラメータよりも、第2パラメータの方がより大きい電流値となる。
つまり、この場合、図7−2Cに示すように、第1パラメータを示す実線と第2パラメータを示す点線との大小関係は、図7−1の場合と比較して、逆となる。
つまり、この場合、図7−2Dに示すように、第1パラメータを示す実線と第2パラメータを示す点線とは、少なくとも1箇所以上で交差する。図7−2Dの場合は、ストローク速度Vpが負の値のときに交点Kt1を有するとともに、正の値のときに交点Kt2を有する。つまり交点Kt1および交点Kt2の2箇所で交差し、この箇所を境に第1パラメータの電流値と第2パラメータの電流値との大小関係が入れ換わっている。
加算部120iは、乗算部120hで算出した乗算値を第1パラメータに加算することによって、ストローク速度Vpにより定まりサスペンションの減衰力を制御するための電流値である加算値を算出する。加算部120iで算出された加算値を用いて減衰力を制御することにより、第1パラメータと第2パラメータとを寄与率の割合で混合した値での制御が可能になる。
データ変換部120kは、電流値を上述したソレノイドで使用するために適した出力信号に変換し出力する。
次に、設定部120の第2の実施形態について説明を行なう。
図8は、第2の実施形態における設定部120Yの機能構成について説明したブロック図である。なお、第2の実施形態の設定部120は、第1の実施形態の設定部120Xと区別するため、設定部120Yとして、以下の説明を行なう。
図示する設定部120Yは、図4で示した設定部120Xと同様に、車速取得部120aと、取得部120dと、第1パラメータ算出部120eと、第2パラメータ算出部120fと、差分部120gと、乗算部120hと、加算部120iと、上下限制限部120jと、データ変換部120kとを備える。一方、設定部120Yは、図4で示した設定部120Xに対し、変化量制限部120cの代わりに変化量制限部120lを備え、寄与率決定部120bの代わりに寄与率決定部120mを備える。
本実施の形態では、変化量制限部120lの動作は、図4で示した設定部120Xに対して異なるが、他の機能部の動作は同様である。よって以下、変化量制限部120lについて主に説明を行ない、他の機能部の説明は省略する。
図9で横軸は時間を表し、縦軸は、車速を表す。つまり、図9は、時間の経過に対する車速の変化を示している。
このとき変化量制限部120lは、予め定められた速度範囲として、例えば、30km/h〜80km/hの範囲を設定する。そしてこの速度範囲で、車速の変化により、例えば、0.3G以上の加速度が生じるときに車速の変化量を制限する。図9では、実線は、実際の車速を示し、点線は、変化量制限部120lが制限後の車速を示す。そして制限の度合いは、車速が増加する際は、増加側変化量制限により決まり、車速が減少する際は、減少側変化量制限により決まる。増加側変化量制限および減少側変化量制限は予め設定され、ROM等に保存されている。
なお、以上説明した例で、車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置(サスペンション)と、サスペンションの減衰力を制御する制御装置100とを合わせて懸架システムとして捉えることができる。
なお、第1の実施形態の懸架システムS1は、後述する第2の実施形態の懸架システムS2と区別するため、懸架システムS1として、以下の説明を行なう。
図示する懸架システムS1は、前輪側のサスペンション21と、後輪側のサスペンション22と、車速検出部40と、制御装置100とを備える。
そして、上述したように、制御装置100は、サスペンション21のストロークセンサ31から前輪側のストローク信号sfを取得する。また、制御装置100は、サスペンション22のストロークセンサ32から後輪側のストローク信号srを取得する。さらに、制御装置100は、車速検出部40から出力信号vを取得する。
制御装置100では、算出部110が、ストローク信号sfから前輪側のストローク速度Vpfを算出する。また、算出部110が、ストローク信号srから後輪側のストローク速度Vprを算出する。さらに、設定部120Xが、ストローク速度Vpfと出力信号vから求められる車速とから、前輪側の目標電流Itfを算出する。また、設定部120Xは、ストローク速度Vprと車速とから、後輪側の目標電流Itrを算出する。このとき設定部120Xでは、図4で説明したように、寄与率決定部120bが、車速を基に、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定する。また変化量制限部120cが、寄与率決定部120bで決定された寄与率の変化量を制限する。そして、駆動部130は、目標電流Itfに基づき、前輪側の減衰装置21dの減衰力制御弁240の駆動を制御する。また、駆動部130は、目標電流Itrに基づき、後輪側の減衰装置22dの減衰力制御弁240の駆動を制御する。
なお、第2の実施形態の懸架システムS2は、第1の実施形態の懸架システムS1と区別するため、懸架システムS2として、以下の説明を行なう。
第2の実施形態の懸架システムS2は、図10Aに示した第1の実施形態の懸架システムS1に比較して、設定部120Xが設定部120Yとなっている点で相違し、他は同様である。設定部120Yは、設定部120Xと同様に、ストローク速度Vpfと出力信号vから求められる車速とから、前輪側の目標電流Itfを算出する。また、設定部120Yは、ストローク速度Vprと車速とから、後輪側の目標電流Itrを算出する。ただし設定部120Yでは、図8で説明したように、変化量制限部120lが、車速の変化量を制限する。そして変化量を制限後の車速を基に、寄与率決定部120mが、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定する。
まず、車速取得部120aが、車速検出部40からの出力信号vを基に、車両の速度である車速Vcを取得する(ステップ101)。
次に、寄与率決定部120bが、車速Vcを基に、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定する(ステップ102)。これは図5で説明した方法で行なうことができる。
さらに、変化量制限部120cが、寄与率決定部120bで決定された寄与率の変化量を制限する(ステップ103)。これは図6で説明した方法で行なうことができる。
次に、第1パラメータ算出部120eが、第1パラメータを算出する(ステップ105)。さらに、第2パラメータ算出部120fが、第2パラメータを算出する(ステップ106)。これは図7−1や図7−2A〜図7−2Dで示した、ストローク速度Vpと電流値との対応を示すマップを使用することで算出することができる。
さらに、加算部120iが、乗算部120hで算出した乗算値を第1パラメータに加算する(ステップ109)。これによりサスペンションの減衰力を制御するための電流値である加算値を算出することができる。
そして、データ変換部120kが、電流値を上述したソレノイドで使用するために適した出力信号に変換し出力する(ステップ111)。
図12において、ステップ201は、図11のステップ101と同様である。またステップ204〜ステップ211は、ステップ104〜ステップ111と同様である。よってこの箇所は説明を省略し、ステップ202〜ステップ203について説明を行なう。
次に、寄与率決定部120mが、変化量制限部120lで制限した車速Vcを基に、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定する(ステップ203)。これは図5で説明した方法で行なうことができる。
車速取得工程は、図11の例では、車速取得部120aが、車両の速度である車速Vcを取得するステップ101に対応する。
取得工程は、図11の例では、取得部120dが、算出部110で算出したストローク速度Vpを取得するステップ104に対応する。
寄与率決定工程は、図11の例では、寄与率決定部120bが、車速Vcを基に、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定するステップ102に対応する。
変化量制限工程は、図11の例では、変化量制限部120cが寄与率の制限を行なうステップ103に対応する。
減衰力制御工程は、第1パラメータ算出部120e、第2パラメータ算出部120f、差分部120g、乗算部120h、加算部120i、上下限制限部120j、およびデータ変換部120kが、制限後の寄与率およびストローク速度Vpを基に、懸架装置(サスペンション)の減衰力を制御することに対応する。即ち、図11の例では、ステップ105〜ステップ111に対応する。
車速取得工程は、図12の例では、車速取得部120aが、車両の速度である車速Vcを取得するステップ201に対応する。
取得工程は、図12の例では、取得部120dが、算出部110で算出したストローク速度Vpを取得するステップ204に対応する。
変化量制限工程は、図12の例では、変化量制限部120lが車速の変化量を制限するステップ202に対応する。
寄与率決定工程は、図12の例では、変化量制限部120lで変化量を制限された車速Vcを基に、寄与率決定部120mが、第1パラメータと、第2パラメータとの寄与率を決定するステップ203に対応する。
減衰力制御工程は、第1パラメータ算出部120e、第2パラメータ算出部120f、差分部120g、乗算部120h、加算部120i、上下限制限部120j、およびデータ変換部120kが、決定後の寄与率およびストローク速度Vpを基に、懸架装置(サスペンション)の減衰力を制御することに対応する。即ち、図12の例では、ステップ205〜ステップ211に対応する。
Claims (9)
- 車両の速度である車速を取得する車速取得部と、
車両本体と車輪との間に配され、前記車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置のストローク速度を取得する、取得部と、
前記車速を基に、前記車両の第1の速度領域で減衰力を制御するための第1パラメータと、前記第1の速度領域よりも高速側の速度領域である第2の速度領域で減衰力を制御するための第2パラメータと、の寄与率を決定する、寄与率決定部と、
前記寄与率の変化量を制限する変化量制限部と、
制限後の前記寄与率および前記ストローク速度を基に、前記懸架装置の減衰力を制御する減衰力制御部と、
を備える懸架装置用の制御装置。 - 車両の速度である車速を取得する車速取得部と、
車両本体と車輪との間に配され、前記車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置のストローク速度を取得する、取得部と、
前記車速の変化量を制限する変化量制限部と、
制限後の前記車速を基に、前記車両の第1の速度領域で減衰力を制御するための第1パラメータと、前記第1の速度領域よりも高速側の速度領域である第2の速度領域で減衰力を制御するための第2パラメータと、の寄与率を決定する、寄与率決定部と、
決定後の前記寄与率および前記ストローク速度を基に、前記懸架装置の減衰力を制御する減衰力制御部と、
を備える懸架装置用の制御装置。 - 前記第1の速度領域と前記第2の速度領域との間に、遷移領域を有し、
前記変化量制限部は、前記遷移領域の速度範囲で前記車速の変化量を制限する請求項2に記載の懸架装置用の制御装置。 - 前記寄与率決定部は、前記第1の速度領域と前記第2の速度領域との間の遷移領域で前記寄与率を決定する請求項1乃至3の何れか1項に記載の懸架装置用の制御装置。
- 前記減衰力制御部は、
前記第1パラメータと前記第2パラメータとの差分に前記寄与率を乗算することによって、乗算値を得る、乗算部と、
前記乗算値を前記第1パラメータに加算することによって、前記ストローク速度により定まり前記懸架装置の減衰力を制御するための電流値である加算値、を算出する、加算部と、
を有し、
前記加算値を用いて前記懸架装置の減衰力を制御する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の懸架装置用の制御装置。 - 前記変化量制限部は、前記車速が減少する際に前記寄与率の変化量を制限する請求項1乃至5の何れか1項に記載の懸架装置用の制御装置。
- 車両の車両本体と車輪との間に配され、前記車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置と、
前記懸架装置の減衰力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記車両の速度である車速を取得する車速取得部と、
前記懸架装置のストローク速度を取得する取得部と、
前記車速を基に、前記車両の第1の速度領域で減衰力を制御するための第1パラメータと、前記第1の速度領域よりも高速側の速度領域である第2の速度領域で減衰力を制御するための第2パラメータと、の寄与率を決定する、寄与率決定部と、
前記寄与率の変化量を制限する変化量制限部と、
制限後の前記寄与率および前記ストローク速度を基に、前記懸架装置の減衰力を制御する減衰力制御部と、
を備える懸架システム。 - 車両の車両本体と車輪との間に配され、前記車輪から伝搬される振動を減衰させる懸架装置と、
前記懸架装置の減衰力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記車両の速度である車速を取得する車速取得部と、
前記懸架装置のストローク速度を取得する取得部と、
前記車速の変化量を制限する変化量制限部と、
制限後の前記車速を基に、前記車両の第1の速度領域で減衰力を制御するための第1パラメータと、前記第1の速度領域よりも高速側の速度領域である第2の速度領域で減衰力を制御するための第2パラメータと、の寄与率を決定する、寄与率決定部と、
決定後の前記寄与率および前記ストローク速度を基に、前記懸架装置の減衰力を制御する減衰力制御部と、
を備える懸架システム。 - 前記懸架装置は、前記懸架装置のストローク量を出力するストロークセンサを備え、
前記取得部は、前記ストロークセンサが出力した前記ストローク量を基に前記ストローク速度を算出する請求項7または8に記載の懸架システム。
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