JP6491340B2 - 車体挙動制御装置及び車体の挙動の制御方法 - Google Patents
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Description
なお、以下では、本発明に係る車体挙動制御装置及び車体の挙動の制御方法が、モーターサイクルに用いられる場合を説明しているが、他の車両に用いられてもよく、例えば、自転車(電動自転車及び電動アシスト自転車を含む)等に用いられてもよい。
また、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係る車体挙動制御装置及び車体の挙動の制御方法は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。
また、各図において、詳細部分の図示が適宜簡略化又は省略されている。
<液圧制御システム100の全体構成>
図1は、本実施の形態1に係る車体挙動制御装置1を含む液圧制御システム100の概要構成図である。
液圧制御システム100は、モーターサイクルに搭載され、車体の挙動を制御する車体挙動制御装置1を備えている。
モーターサイクルは、ユーザー等が操作するハンドルレバー24及びフットペダル34を備えている。このハンドルレバー24を操作すると前輪20の制動力が変化し、フットペダル34を操作すると後輪30の制動力が変化する。ハンドルレバー24は、運転者の手で操作され、フットペダル34は運転者の足で操作される。
車体挙動制御装置1は、ブレーキ液が流れる内部流路4と、内部流路4内のブレーキ液を第1マスターシリンダ25及び第2マスターシリンダ35側に搬送するのに用いられるポンプ装置2と、前輪液圧回路C1及び後輪液圧回路C2に設けられた開閉自在の調整弁3とを含む。なお、調整弁3は、第1増圧弁3A及び第1減圧弁3Bと、第2増圧弁3C及び第2減圧弁3Dとを含む。調整弁3は、例えば、ソレノイドを備えた電磁弁である。
ここで、本発明の挙動制御機構としてのブレーキ機構は、例えば調整弁3及びポンプ装置2等に対応し、それらの機構によって内部流路4の液圧が制御されて、車体の挙動が制御される。
第1内部流路4Aには、第1増圧弁3A、第1減圧弁3B、及び第1圧力センサ8A等が設けられている。第1内部流路4Aは、ポートPを介してブレーキ液管23及びブレーキ液管27に接続されている。第2内部流路4Bには、第2増圧弁3C、第2減圧弁3D及び第2圧力センサ8B等が設けられている。第2内部流路4Bは、ポートPを介してブレーキ液管33及びブレーキ液管37に接続されている。
連動ブレーキ動作は、ハンドルレバー24によって前輪20に制動力を発生させる操作、又は、フットペダル34によって後輪30に制動力を発生させる操作が行われた際に、前輪20及び後輪30の両方に制動力を発生させる動作である。
つまり、制御部7は、別々の操作系統に接続されている複数の車輪Wのうちの一部の車輪Wを、その操作系統におけるユーザー等の操作に応じて制動する際に、その車輪Wと、それと異なる操作系統に接続されている他の車輪Wと、に制動力を生じさせる連動ブレーキ動作を実行する。
なお、制御部7は、路面の勾配値θを用いて、車輪Wの軸荷重を算出してもよく、また、路面の勾配値θに換算できる他の物理量を用いて、車輪Wの軸荷重を算出してもよい。また、制御部7は、車輪Wの軸荷重を用いて、連動ブレーキ動作を実行してもよく、また、車輪Wの軸荷重に換算できる他の物理量を用いて、連動ブレーキ動作を実行してもよい。
図2は、平地を走行するモーターサイクルの前輪20の軸荷重及び後輪30の軸荷重の説明図である。
質量mは、モーターサイクルの質量である。重心Gは、モーターサイクルの重心である。高さhは、路面からの重心Gまでの高さである。位置Cxは、水平方向における重心Gの位置である。位置Fxは、水平方向における前輪20の軸の位置である。位置Rxは、水平方向における後輪30の軸の位置である。荷重Fは、重心Gに作用するモーターサイクルの荷重である。荷重Fn_FAは、前輪20の軸荷重である。荷重Fn_RAは、後輪30の軸荷重である。モーターサイクルに搭乗している人の成分(質量、重心等)が加味されてもよい。また、モーターサイクルの加減速に起因する加速度成分が加味されてもよい。
なお、説明の便宜上、平坦な路面において、x1=x2が成立するように、モーターサイクルが設計されているものとする。まず、図2に示すように、モーターサイクルが、平坦な路面上にある場合について考える。
路面の勾配値θは、水平面を基準とする角度であり、上り勾配では正の値となり、下り勾配では負の値となる。高さhは、上り勾配の路面に直交する方向における、重心Gの高さである。位置Cx’は、水平方向における重心Gの位置である。位置Fx’は、水平方向における前輪20の軸の位置である。位置Rx’は、水平方向における後輪30の軸の位置である。荷重Fn_FA’は、前輪20の軸荷重である。荷重Fn_RA’は、後輪30の軸荷重である。
図5は、本実施の形態1に係る車体挙動制御装置1を含む液圧制御システム100が備えている各種センサ、制御部7及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。図6は、本実施の形態1に係る車体挙動制御装置1に含まれる制御部7の機能ブロック図である。図5及び図6を参照して、制御部7の構成例について説明する。
入力部7Aは、例えば検出部8からの信号を受ける入力回路等を含む回路で構成されるものである。入力部7Aで受けた信号は、プロセッサ部7Bに出力される。
プロセッサ部7Bは、演算部T1と、アクチュエータ制御部T2とを含む。演算部T1は、車体速度算出部7B1と、勾配算出部7B2と、判定部7B3と、軸荷重算出部7B4と、車体挙動制御実行部7B5とを含む。プロセッサ部7Bは、例えばマイクロコントローラ等で構成することができる。
また、制御部7は、例えば、モーターサイクルが走行中の路面の勾配値θの情報を、GPS情報を元に取得してもよい。そのような場合でも、上記の勾配算出部7B2の演算を行わないでよい分、制御部7の負荷を軽減することができる。
路面の勾配値θに応じて各車輪Wにかかる軸荷重は変化する。したがって、車体挙動制御実行部7B5は、後述される制動力配分フローを実行して、各車輪Wの軸荷重に応じて各車輪Wに発生させる制動力の比率を変化させることで、モーターサイクルの挙動が不安定になることを抑制する。
連動ブレーキ動作の実行時に、弁制御部7B7は、調整弁3の開閉動作を制御し、駆動機構制御部7B6は、弁制御部7B7と協働して駆動機構2Aの回転数を制御する。
記憶部7Cには、前輪20及び後輪30の車輪速度の情報、プロセッサ部7Bで算出された情報、基準値等が格納されている。記憶部7Cは、例えばRAM(Random Access Memory)等で構成することができる。
図7は、本実施の形態1に係る車体挙動制御装置1の前輪20及び後輪30の制動力配分フローの一例である。
制御部7は、制動力配分フローを開始する。
制御部7の車体挙動制御実行部7B5は、例えば、車体速度算出部7B1が算出した車体速度vVehを用いて、前輪20及び後輪30に配分する制動力の基準値を設定する。なお、前輪20及び後輪30の制動力の基準値は、逐次算出されてもよいし、記憶部7Cに予め記憶されていてもよい。
制御部7の勾配算出部7B2は、加速度センサ8Eの検出信号及び車輪速度センサWSの検出信号に基づいて、車体が走行中の路面の勾配値θを算出する。
制御部7の判定部7B3は、勾配算出部7B2が算出した路面の勾配値θに基づいて、路面が上り勾配であるか、下り勾配であるか、又は、平坦であるかを判定する。
路面が上り勾配又は下り勾配である場合には、ステップS4に移る。
路面が平坦である場合には、ステップS5に移る。
制御部7の軸荷重算出部7B4は、判定部7B3が上り勾配又は下り勾配であると判定していると、勾配算出部7B2が算出した路面の勾配値θに基づいて各車輪Wの軸荷重を算出する。
制御部7の車体挙動制御実行部7B5は、軸荷重算出部7B4が算出した各車輪Wの軸荷重に基づいて、ステップS1で設定した前輪20の制動力及び後輪30の制動力の数値を修正する。
制御部7は、ステップS3を経てきた場合にはステップS1で設定した前輪20及び後輪30の制動力の基準値を、制動力配分の設定値とする。
また、制御部7は、ステップS5を経てきた場合にはステップS5で修正した前輪20及び後輪30の制動力の数値を、制動力配分の設定値とする。
制御部7は、制動力配分フローを終了する。
本実施の形態1に係る車体挙動制御装置1は、車体の挙動を制御する挙動制御機構と、路面の勾配値θを用いて算出された車輪Wの軸荷重に基づいて挙動制御機構の動作を制御する制御部7と、を備えている。このため、路面の勾配が変化する場合であっても、車体の挙動が不安定になることを抑制することができる。
以下では、実施の形態1と重複する説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
制御部7は、各車輪Wの軸荷重に基づいて各車輪Wに浮き上がりが生じているか否かを判定する。そして、制御部7は、その判定結果を、車体挙動制御としての、例えば、ABS制御、トラクションコントロール等に用いる。
ここで、ABS制御は、モーターサイクルの減速中に、車輪Wのロックを抑制する制御である。制御部7は、路面の勾配値θを用いて算出した車輪Wの軸荷重に基づいて、車輪Wの浮き上がりを判定し、ABS制御において、その判定結果を用いる。
また、トラクションコントロールは、モーターサイクルの走行中に、車輪Wの空転を抑制する制御である。制御部7は、路面の勾配値θを用いて算出した車輪Wの軸荷重に基づいて、車輪Wの浮き上がりを判定し、トラクションコントロールにおいて、その判定結果を用いる。
本実施の形態2に係る車体挙動制御装置1の制御部7は、車輪Wの軸荷重に基づいて車輪Wの浮き上がりを検出する。そのため、車輪Wの浮き上がりの判定が正確化されて、車体の挙動が不安定になることを抑制することができる。
Claims (6)
- 複数の車輪を含む車体に組み込まれる車体挙動制御装置であって、
前記車体の挙動を制御する挙動制御機構としてのブレーキ機構と、
いずれかの車輪を制動する操作が行われた際に、複数の車輪に制動力を生じさせる連動ブレーキ動作を前記ブレーキ機構に実行させる制御部と、
を備えており、
前記制御部は、前記連動ブレーキ動作で複数の車輪のそれぞれに生じさせる制動力の比率を、路面の勾配値を用いて算出された車輪の軸荷重に基づいて制御する、
車体挙動制御装置。 - 前記制御部は、
前記路面が上り勾配である状態において、後輪の前記軸荷重が大きい程、後輪に配分される前記制動力の比率を大きくする、
請求項1に記載の車体挙動制御装置。 - 前記制御部は、
前記路面が下り勾配である状態において、前輪の前記軸荷重が大きい程、前輪に配分される前記制動力の比率を大きくする、
請求項1又は2に記載の車体挙動制御装置。 - 前記制御部は、
前記路面が下り勾配である状態において、後輪に生じさせる前記制動力を低下させずに、前輪に配分される前記制動力の比率を大きくする、
請求項3に記載の車体挙動制御装置。 - 前記制御部は、
車輪の前記軸荷重に基づいて車輪の浮き上がりを検出する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の車体挙動制御装置。 - 複数の車輪を含む車体の挙動の制御方法であって、
車体挙動制御装置の制御部が、いずれかの車輪を制動する操作が行われた際に、複数の車輪に制動力を生じさせる連動ブレーキ動作を、前記車体の挙動を制御する挙動制御機構としてのブレーキ機構に実行させ、
前記制御部は、前記連動ブレーキ動作で複数の車輪のそれぞれに生じさせる制動力の比率を、路面の勾配値を用いて算出された車輪の軸荷重に基づいて制御する、
車体の挙動の制御方法。
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