WO2014051045A1

WO2014051045A1 - ダンパ制御装置

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Publication number: WO2014051045A1
Application number: PCT/JP2013/076244
Authority: WO
Inventors: 栗田　典彦
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-04-03
Also published as: US20150239317A1; EP2902306A4; EP2902306B1; EP2902306A1; KR20150042844A; JP2014080184A; KR101728254B1; US9446649B2; JP6302196B2

Abstract

　ダンパ制御装置は、車体のピッチング角速度を検出するピッチング角速度検出部と、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検出する前輪側圧力検出部と、後輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検出する後輪側圧力検出部と、を備える。ダンパ制御装置は、ピッチング角速度、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力、及び後輪側ダンパにおける圧側室の圧力に基づいて、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力と後輪側ダンパにおける圧側室の圧力とを制御する。

Description

ダンパ制御装置

　本発明は、ダンパ制御装置に関する。

　ダンパ制御装置は、二輪車の車体と前輪との間に介装される前輪側ダンパ、及び車体と後輪との間に介装される後輪側ダンパの減衰力を制御する。ＪＰ２０１１－５２９８２２Ａは、スカイフック制御を用いて減衰力を制御するダンパ制御装置を開示している。

　ダンパ制御装置は、前輪側ダンパのストロークを検出するストロークセンサと、後輪側ダンパのストロークを検出するストロークセンサと、車体のピッチング角速度を検出するピッチングセンサと、を備える。ダンパ制御装置は、ストロークセンサによって検出された変位を微分することで、前輪側ダンパ及び後輪側ダンパのストローク速度を演算する。ダンパ制御装置はさらに、ピッチング角速度と前輪側ダンパ及び後輪側ダンパのストローク速度とに基づいて、予め用意した三次元マップを参照して、前輪側ダンパ及び後輪側ダンパの減衰係数を算出して各ダンパの減衰力を開ループ制御する。

　しかし、上記従来のダンパ制御装置は、ストロークセンサを必要とするが、サスペンションにリンク機構をもたない二輪車では、ストロークセンサを取り付けることが難しい。そこで、ストロークセンサの代わりに、車体や車輪の上下加速度を検出する加速度センサを設け、加速度センサによって検出された加速度を積分してストローク速度を検出することが考えられる。しかし、二輪車では、特有の車体姿勢の大きな変化によってストローク速度の算出が困難になる場合があり、この場合、正確に前輪側ダンパ及び後輪側ダンパのストローク速度を得ることができなくなる。よって、サスペンションにリンク機構をもたない二輪車ではダンパ制御装置を搭載することが難しい。

　また、上記従来のダンパ制御装置は、前輪側ダンパ及び後輪側ダンパの減衰係数を調節しているので、ダンパ内の油温の変化等によって各ダンパに発揮させたい減衰力と実際の減衰力との間に誤差が生じる場合がある。この場合、二輪車における乗り心地を損なう可能性がある。

　本発明の目的は、二輪車への搭載が容易であり、二輪車における乗り心地を向上させることができるダンパ制御装置を提供することである。

　本発明のある態様によれば、二輪車における車体と前輪との間に介装される前輪側ダンパの圧側室の圧力と、車体と後輪との間に介装される後輪側ダンパの圧側室の圧力と、を制御するダンパ制御装置であって、車体のピッチング角速度を検出するピッチング角速度検出部と、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検出する前輪側圧力検出部と、後輪側ダンパにおける圧側室の圧力を検出する後輪側圧力検出部と、を備え、ピッチング角速度、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力、及び後輪側ダンパにおける圧側室の圧力に基づいて、前輪側ダンパにおける圧側室の圧力と後輪側ダンパにおける圧側室の圧力とを制御する、ダンパ制御装置が提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係るダンパ制御装置の概略構成図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るダンパ制御装置の前輪側ダンパ及び後輪側ダンパの概略図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るダンパ制御装置の制御ブロック図である。図４は、本発明の第２実施形態に係るダンパ制御装置の制御ブロック図である。図５は、本発明の第３実施形態に係るダンパ制御装置の制御ブロック図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

　初めに、第１実施形態について説明する。

　図１から図３に示すように、本実施形態におけるダンパ制御装置１は、二輪車の車体Ｂと前輪ＦＷとの間に介装される前輪側ダンパＦＤと、車体Ｂと後輪ＲＷとの間に介装される後輪側ダンパＲＤと、における圧側室Ｒ２の圧力を制御する。

　ダンパ制御装置は、車体Ｂのピッチング角速度ωを検出するピッチング角速度検出部としてのレートセンサ２と、前輪側ダンパＦＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆを検出する前輪側圧力検出部としての圧力センサ３と、後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｒを検出する後輪側圧力検出部としての圧力センサ４と、ピッチング角速度ω、前輪側ダンパＦＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆ、及び後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｒに基づいて前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力を制御する制御部５と、を備える。

　図２に示すように、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤは、シリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されてシリンダ１０内を液体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン１１と、シリンダ１０内に移動自在に挿入されてピストン１１に連結されるピストンロッド１２と、圧側室Ｒ２に連通されるリザーバＲを内部に備えるタンク１３と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路１４と、伸側減衰通路１４に並列に設けられ圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する圧側通路１５と、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路１６と、圧側減衰通路１６に並列に設けられリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路１７と、圧側減衰通路１６及び吸込通路１７に並列に設けられ圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通するバイパス路１８と、バイパス路１８の途中に設けられ圧側室Ｒ２の圧力を調節する圧力制御要素としての制御バルブＶと、を備える。

　ピストンロッド１２が突出する側の端部であるシリンダ１０の図２中下端は二輪車の前輪ＦＷ又は後輪ＲＷに連結され、シリンダ１０の図２中上端は二輪車の車体Ｂに連結される。伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２には液体が充填される。リザーバＲは、タンク１３内に設けた弾性隔壁１９によって液室Ｌと気室Ｇとに区画される。なお、弾性隔壁１９の代わりに、フリーピストンをタンク１３内に摺動自在に挿入して液室Ｌと気室Ｇとを区画してもよい。また、液体としては、作動油のほか、水、水溶液等を利用することができる。

　伸側減衰通路１４は、途中に減衰バルブ１４ａを備える。減衰バルブ１４ａは、伸側減衰通路１４を通過する液体の流れに抵抗を与える。圧側通路１５は、途中に逆止弁１５ａを備える。逆止弁１５ａは、圧側通路１５を通過する液体の流れを一方通行に規制する。圧側減衰通路１６は、途中に減衰バルブ１６ａを備える。減衰バルブ１６ａは、圧側減衰通路１６を通過する液体の流れに抵抗を与える。吸込通路１７は、途中に逆止弁１７ａを備える。逆止弁１７ａは、吸込通路１７を通過する液体の流れを一方通行に規制する。

　逆止弁１５ａは、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容し、液体の流れに与える抵抗は圧側減衰力に影響を与えない程度に設定される。なお、逆止弁１５ａを、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とに積極的に差圧を与える減衰弁として機能させてもよい。この場合、伸側減衰通路１４と圧側通路１５とを一体化して、液体が伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを双方向に通過することを許容しつつ流れに抵抗を与えるようにすればよい。

　制御バルブＶは、例えばソレノイドで弁体を駆動する電磁弁等であり、供給する電流量によって弁体位置を調整して流路面積を変化させることができる。制御バルブＶは、流路面積の変化に応じてバイパス路１８を流れる液体へ与える抵抗を変化させることができる。なお、制御バルブＶは、可変絞りタイプのバルブであってもよいし、開閉弁タイプのものであってもよい。

　前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤが伸長作動する場合、圧縮される伸側室Ｒ１から拡大される圧側室Ｒ２へ伸側減衰通路１４を介して液体が移動する。このとき、伸側減衰通路１４は液体の流れに抵抗を与えるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに差圧が生じ、この差圧に応じて伸長作動を抑制する伸側減衰力が発揮される。さらに、圧側室Ｒ２内には、リザーバＲから吸込通路１７を介して液体が供給され、シリンダ１０内から退出するピストンロッド１２の体積が補償される。したがって、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤは、伸長作動時には、減衰特性が変化しないパッシブダンパとして機能する。

　反対に、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤが収縮作動する場合、圧縮される圧側室Ｒ２から拡大される伸側室Ｒ１へ圧側通路１５を介して液体が移動する。さらに、シリンダ１０内にピストンロッド１２が侵入するので、シリンダ１０内で過剰となった液体が圧側減衰通路１６及びバイパス路１８を介して圧側室Ｒ２からリザーバＲへ排出される。よって、シリンダ１０内へ侵入したピストンロッド１２の体積相当の液体がシリンダ１０からリザーバＲへ排出されるので、シリンダ１０内へ侵入するピストンロッド１２の体積が補償される。圧側室Ｒ２からリザーバＲへ液体が移動する際、圧側減衰通路１６及び制御バルブＶは通過する液体の流れに抵抗を与えるので、シリンダ１０内の圧力が上昇する。したがって、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤは、収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮する。

　ここで、バイパス路１８の途中に設けた制御バルブＶにおける開度（流路面積）を変更すると、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する流路の面積が変化するので、圧側室Ｒ２内の圧力を制御バルブＶの開度によってコントロールすることができる。すなわち、ピストンロッド１２がシリンダ１０内へ侵入することでシリンダ１０から押し出された液体は、圧側減衰通路１６とバイパス路１８とを通過してリザーバＲへ移動する。このとき、制御バルブＶの開度を小さくすれば液体がリザーバＲへ移動し難くなるので、圧側室Ｒ２内の圧力が大きくなる。反対に、制御バルブＶの開度を大きくすれば液体がリザーバＲへ移動し易くなるので、圧側室Ｒ２内の圧力が小さくなる。

　前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）は、圧側室Ｒ２内の圧力をピストン１１で受けて、収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮するので、圧側室Ｒ２の圧力をコントロールすることで、圧側減衰力を制御することができる。制御バルブＶにおける流路面積を最小にすると、前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）の圧側室Ｒ２の圧力が最も高くなり、制御バルブＶにおける流路面積を最大にすると、前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）の圧側室Ｒ２の圧力が最も低くなる。前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）の圧側室Ｒ２の圧力は収縮速度によっても変化するが、いかなる収縮速度であっても、流路面積を最小にすれば、前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）の圧側室Ｒ２の圧力を最も高くすることができる。なお、制御バルブＶは、流路面積を最小とする場合に、流路面積をゼロとしてバイパス路１８を遮断するように設定されていてもよい。

　前輪側ダンパＦＤ（後輪側ダンパＲＤ）のシリンダ１０内に充填される液体が、電気粘性流体や磁気粘性流体である場合、制御バルブＶの代わりにバイパス路１８に電圧又は磁界を作用させることができる装置を組み込んでもよい。この場合、当該装置が圧力制御要素となり、制御部５からの指令に応じて電界又は磁界の大きさを調整する。これにより、バイパス路１８を流れる流体に与える抵抗を変化させることで圧側室Ｒ２内の圧力を制御することができる。

　圧力センサ３は、前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２内の圧力Ｐｆを検出可能な位置であって、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧側減衰通路１６の上流やバイパス路１８の制御バルブＶよりも上流に取付けられる。圧力センサ３は、前輪側ダンパＦＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆを検出し、検出値を制御部５へ出力する。また、圧力センサ４は、後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２内の圧力Ｐｒを検出可能な位置であって、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧側減衰通路１６の上流やバイパス路１８の制御バルブＶよりも上流に取付けられる。圧力センサ４は、後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｒを検出し、検出値を制御部５へ出力する。

　以上のように前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤを構成することで、一般的なダンパに対してバイパス路１８と圧力制御要素とを追加することで圧側室Ｒ２の圧力の制御を行うことができる。これにより、圧力センサ３、４の設置が容易になる。さらに、シリンダ１０側を車体Ｂ側へ設置することで、圧力センサ３、４及び圧力制御要素が車体Ｂ側へ配置されるので、高周波で大振幅の振動が入力される車輪側へ配置される場合と比べて、ダンパ制御装置１の信頼性が向上する。さらに、信号の取り出しや電流供給に使用される信号線やハーネスの取り回しが容易となるとともに劣化を抑制することができる。

　レートセンサ２は、ジャイロを利用したセンサ等、ピッチング角速度を検出可能なセンサである。レートセンサ２は、車体Ｂのピッチング回転中心及びその付近、又は、車体Ｂの重心付近に設けられ、車体Ｂのピッチング角速度ωを検出して制御部５へ出力する。なお、レートセンサ２の車体Ｂへの設置位置は、上記の位置に限定されることなくその他の位置であってもよい。

　制御部５は、図１及び図３に示すように、ピッチング角速度ωから車体Ｂのピッチングを抑制する目標トルクτを求めるレギュレータ２１と、レギュレータ２１で求めた目標トルクτの符合から車体Ｂのピッチングを抑制する方向に圧側減衰力を発生可能なダンパを選択するスイッチ２２と、スイッチ２２により前輪側ダンパＦＤが選択された場合に入力される目標トルクτに係数Ｋｆを乗じて前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊を求める乗算部２３と、乗算部２３で求めた圧力Ｐｆ^＊と圧力センサ３で検出した圧力Ｐｆとの偏差εＰｆを求める偏差演算部２４と、偏差演算部２４で求めた偏差εＰｆから前輪側ダンパＦＤの制御バルブＶへ与える目標電流Ｉｆ^＊を求めるレギュレータ２５と、目標電流Ｉｆ^＊の下限と上限とを規制するようにサーチュレート演算して前輪側ダンパＦＤの制御バルブＶへ与える最終的な電流指令Ｉｆを求めるリミッタ２６と、スイッチ２２により後輪側ダンパＲＤが選択された場合に入力される目標トルクτに係数Ｋｒを乗じて後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊を求める乗算部２７と、乗算部２７で求めた圧力Ｐｒ^＊と圧力センサ４で検出した圧力Ｐｒとの偏差εＰｒを求める偏差演算部２８と、偏差演算部２８で求めた偏差εＰｒから後輪側ダンパＲＤの制御バルブＶへ与える目標電流Ｉｒ^＊を求めるレギュレータ２９と、目標電流Ｉｒ^＊の下限と上限とを規制するようにサーチュレート演算して後輪側ダンパＲＤの制御バルブＶへ与える最終的な電流指令Ｉｒを求めるリミッタ３０と、を備える。

　レギュレータ２１は、ピッチング角速度ωから車体Ｂのピッチングを抑制する目標トルクτを求める。レギュレータ２１は、比例ゲインをピッチング角速度ωに乗じたり、ピッチング角速度をパラメータとする関数を用いたりマップ演算を行ったりして、ピッチング角速度ωから車体Ｂのピッチング角速度が０に近づくような目標トルクτを求める。

　スイッチ２２は、目標トルクτの符合に基づいて前輪側ダンパＦＤと後輪側ダンパＲＤとのうち、車体Ｂのピッチングによって圧縮されて当該ピッチングを抑制する方向に圧側減衰力を発生可能なダンパを選択する。

　車体Ｂが前輪側へ傾く回転方向を正とすると、目標トルクτの符号が正である場合、車体Ｂが後輪側へ傾く方向にピッチングが生じていることになる。車体Ｂが後輪側へピッチングすることを抑制する方向へ圧側減衰力を発生することができるのは後輪側ダンパＲＤであるので、スイッチ２２は後輪側ダンパＲＤを選択して目標トルクτが乗算部２７へ入力される。目標トルクτの符号が負である場合、車体Ｂが前輪側へ傾く方向にピッチングが生じていることになる。車体Ｂが前輪側へピッチングすることを抑制する方向へ圧側減衰力を発生することができるのは前輪側ダンパＦＤであるので、スイッチ２２は前輪側ダンパＦＤを選択して目標トルクτが乗算部２３へ入力される。

　乗算部２３は、目標トルクτに係数Ｋｆを乗じて前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊を求める。係数Ｋｆは、目標トルクτを前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊へ変換するための係数であり、車体重心から前輪側ダンパＦＤの取付位置までの距離やピストン１１の断面積等を考慮して規定される。なお、乗算部２３に代えて、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行い目標圧力Ｐｆ^＊を求める演算部を用いてもよい。

　偏差演算部２４とレギュレータ２５とは、圧力フィードバックループを形成する。レギュレータ２５は、ＰＩＤ補償器等の補償器である。レギュレータ２５は、ＰＤ補償器やＨ∞補償器等であってもよい。

　乗算部２７は、目標トルクτに係数Ｋｒを乗じて後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊を求める。係数Ｋｒは、目標トルクτを後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊へ変換するための係数であり、車体重心から後輪側ダンパＲＤの取付位置までの距離や、ピストン１１の断面積等を考慮して規定される。なお、乗算部２７に代えて、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行い目標圧力Ｐｒ^＊を求める演算部を用いてもよい。

　偏差演算部２８とレギュレータ２９とは、圧力フィードバックループを形成する。レギュレータ２９は、レギュレータ２５と同様に、ＰＩＤ補償器等の補償器である。レギュレータ２９は、ＰＤ補償器やＨ∞補償器等とであってもよい。

　リミッタ２６、３０が出力した電流指令は、それぞれ対応する前輪側ダンパＦＤ、後輪側ダンパＲＤの制御バルブＶへ送られる。制御バルブＶは、電流指令に応じて開度を調節し、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力を制御する。これにより、ダンパ制御装置１によって車体Ｂのピッチングが抑制される。なお、前輪側ダンパＦＤと後輪側ダンパＲＤとのうちスイッチ２２によって選択されなかった乗算部２３、２７には、０が入力される。また、目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を０又は最小に設定して、選択されなかった前輪側ダンパＦＤ又は後輪側ダンパＲＤの圧側減衰力を低くしてもよいし、予め決められた圧側減衰力を出力するように制御バルブＶを制御してもよい。さらに、レギュレータ２５、２９において積分補償を行う場合に積分値が飽和するのを避けるため、スイッチ２２によって選択されなかった制御パスについては演算を行わず、選択されなかったダンパの制御バルブＶには常に予め決められた電流指令を出力するようにしてもよい。

　前述のように、ダンパ制御装置１は、レートセンサ２及び圧力センサ３、４がそれぞれ検出したピッチング角速度ω、圧力Ｐｆ、Ｐｒに基づいて、前輪側ダンパＦＤ又は後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を求める。さらに、ダンパ制御装置１は、圧力センサ３、４で検出した前輪側ダンパＦＤ又は後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆ、Ｐｒが目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊となるように電流指令を制御バルブＶへ出力する。ハードウェア資源としては、図示はしないがレートセンサ２及び圧力センサ３、４が出力する信号を取り込むためのＡ／Ｄ変換器と、制御に必要な処理に使用されるプログラムが格納されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの演算装置と、ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、を備えていればよい。ＣＰＵが上記プログラムを実行することで制御部５の各制御処理が実現される。

　ダンパ制御装置１は、車体Ｂのピッチング角速度ωを検出するピッチング角速度検出部（レートセンサ２）と、前輪側ダンパＦＤにおける圧側室Ｒ２の圧力を検出する前輪側圧力検出部（圧力センサ３）と、後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力を検出する後輪側圧力検出部（圧力センサ４）とを備える。ダンパ制御装置１は、ピッチング角速度ω、並びに前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆ、Ｐｒに基づいて、前輪側ダンパＦＤと後輪側ダンパＲＤとの圧側室Ｒ２の圧力を制御する。これにより、ストロークセンサが不要であり、二輪車への設置が非常に簡単となる。

　また、前輪側ダンパＦＤと後輪側ダンパＲＤとにおける減衰係数を調節するのではなく、圧側室Ｒ２内の圧力を制御するので、ダンパ内の油温の変化等によって各ダンパに発揮させたい減衰力と実際の減衰力とに誤差が生じることがなく、二輪車における乗り心地を向上させることができる。

　さらに、ダンパ制御装置１は、ピッチング角速度ωから車体Ｂのピッチングを抑制する目標トルクτを求め、目標トルクτから前輪側ダンパＦＤと後輪側ダンパＲＤとのうちピッチングによって圧縮されるダンパを選択する。さらに、ダンパ制御装置１は、選択されたダンパの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を求め、選択されたダンパの圧側室Ｒ２の圧力Ｐｆ、Ｐｒをフィードバックして選択されたダンパの圧側室Ｒ２の圧力を制御する。したがって、ダンパ制御装置１は、車体Ｂのピッチングを抑制する圧側減衰力を発生可能なダンパを選択して圧側室Ｒ２の圧力を制御するだけで車体Ｂのピッチングを抑制することができる。よって、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤにおける伸側減衰力については制御が不要であり、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤを伸長作動時にパッシブダンパとして機能させることができる。

　従来の制御装置では、動作に不具合が生じた場合等に前輪側ダンパ及び後輪側ダンパにおける伸側減衰力が過少になると、二輪車の車体姿勢の安定性が低下するという問題が生じる可能性がある。しかし、本実施形態のダンパ制御装置１では、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤは伸長作動時にはパッシブダンパとして機能するので、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤにおける伸側減衰力が過少となることがなく、二輪車の車体姿勢の安定性の低下を抑制することができる。

　次に、第２実施形態について説明する。

　本実施形態のダンパ制御装置４１は、図４に示すように、車体Ｂの上下方向速度ｖを検出する速度検出部４２を備え、制御部４３が上下方向速度を加味して前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力を制御する点で、第１実施形態のダンパ制御装置１と異なる。以下、本実施形態のダンパ制御装置４１が第１実施形態のダンパ制御装置１と異なる点について説明し、同様の部材等については同じ符号を付して説明を省略する。

　速度検出部４２は、車体Ｂの上下方向加速度を検出する加速度センサ４２ａと、加速度センサ４２ａが検出した車体Ｂの上下方向加速度を積分して車体Ｂの上下方向速度ｖを求める積分部４２ｂと、を備える。なお、積分部４２ｂは、制御部４３に統合されていてもよい。上下方向速度ｖは、制御部４３に入力される。

　制御部４３は、第１実施形態におけるダンパ制御装置１の制御部５のスイッチ２２及び乗算部２３、２７を有していない。代わりに、制御部４３は、前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の制御バルブＶの電流指令を得るパスと、後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の制御バルブＶの電流指令を得るパスと、の両方にそれぞれ、演算部４４、４８と、レギュレータ４５、４９と、加算部４６、５０と、演算部４７、５１と、を有する。

　演算部４４、４８は、目標トルクτから、各ダンパＦＤ、ＲＤがピッチングを抑えるのに出力すべきピッチング抑制減衰力Ｆｆｐ、Ｆｒｐを演算する。レギュレータ４５、４９は、車体Ｂの上下方向速度ｖから、各ダンパＦＤ、ＲＤが車体Ｂのバウンスを抑えるのに出力すべきバウンス抑制減衰力Ｆｆｂ、Ｆｒｂを演算する。加算部４６、５０は、ピッチング抑制減衰力Ｆｆｐ、Ｆｒｐとバウンス抑制減衰力Ｆｆｂ、Ｆｒｂとを加算して、各ダンパＦＤ、ＲＤが出力すべき目標圧側減衰力Ｆｆ^＊、Ｆｒ^＊を演算する。演算部４７、５１は、目標圧側減衰力Ｆｆ^＊、Ｆｒ^＊から、それぞれ目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を求める。

　演算部４４は、目標トルクτに係数Ｋｌｆを乗じて前輪側ダンパＦＤのピッチング抑制減衰力Ｆｆｐを求める。係数Ｋｌｆは、目標トルクτを前輪側ダンパＦＤのピッチング抑制減衰力Ｆｆｐへ変換するための係数であり、車体重心から前輪側ダンパＦＤの取付位置までの距離を考慮して規定される。なお、演算部４４は、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行うことでピッチング抑制減衰力Ｆｆｐを求めてもよい。いずれにしても、演算部４４は、前輪側ダンパＦＤが車体Ｂのピッチングを抑制するために必要となる減衰力をピッチング抑制減衰力Ｆｆｐとして求める。

　演算部４８は、目標トルクτに係数Ｋｌｒを乗じて後輪側ダンパＲＤのピッチング抑制減衰力Ｆｒｐを求める。係数Ｋｌｒは、目標トルクτを後輪側ダンパＲＤのピッチング抑制減衰力Ｆｒｐへ変換するための係数であり、車体重心から後輪側ダンパＲＤの取付位置までの距離を考慮して規定される。なお、演算部４８は、目標トルクτをパラメータとしてマップ演算を行うことでピッチング抑制減衰力Ｆｒｐを求めてもよい。いずれにしても、演算部４８は、後輪側ダンパＲＤが車体Ｂのピッチングを抑制するために必要となる減衰力をピッチング抑制減衰力Ｆｒｐとして求める。

　レギュレータ４５は、車体Ｂの上下方向速度ｖから前輪側ダンパＦＤが発生すべきバウンス抑制減衰力Ｆｆｂを求める。レギュレータ４５は、上下方向速度ｖに単に制御ゲインとして係数を乗じてバウンス抑制減衰力Ｆｆｂを求めてもよいし、上下方向速度ｖをパラメータとした関数やマップを用いてバウンス抑制減衰力Ｆｆｂを求めてもよい。いずれにしても、レギュレータ４５は、前輪側ダンパＦＤが車体Ｂのバウンスを抑制するために必要となる減衰力をバウンス抑制減衰力Ｆｆｂとして求める。

　レギュレータ４９は、車体Ｂの上下方向速度ｖから後輪側ダンパＲＤが発生すべきバウンス抑制減衰力Ｆｒｂを求める。レギュレータ４９は、上下方向速度ｖに単に制御ゲインとして係数を乗じてバウンス抑制減衰力Ｆｒｂを求めてもよいし、上下方向速度ｖをパラメータとした関数やマップを用いてバウンス抑制減衰力Ｆｒｂを求めてもよい。いずれにしても、レギュレータ４９は、後輪側ダンパＲＤが車体Ｂのバウンスを抑制するために必要となる減衰力をバウンス抑制減衰力Ｆｒｂとして求める。

　加算部４６は、ピッチング抑制減衰力Ｆｆｐとバウンス抑制減衰力Ｆｆｂとを加算することで、前輪側ダンパＦＤが出力すべき目標圧側減衰力Ｆｆ^＊を演算する。ピッチング抑制減衰力Ｆｆｐとバウンス抑制減衰力Ｆｆｂとを加算した結果、前輪側ダンパＦＤの圧側減衰力の方向と目標圧側減衰力Ｆｆ^＊が支持する減衰力の方向とが合致する場合には、目標圧側減衰力Ｆｆ^＊をそのまま出力し、合致しない場合には０を出力する。加算部５０も同様に、ピッチング抑制減衰力Ｆｒｐとバウンス抑制減衰力Ｆｒｂとを加算することで、後輪側ダンパＲＤが出力すべき目標圧側減衰力Ｆｒ^＊を演算する。ピッチング抑制減衰力Ｆｒｐとバウンス抑制減衰力Ｆｒｂとを加算した結果、後輪側ダンパＲＤの圧側減衰力の方向と目標圧側減衰力Ｆｒ^＊が支持する減衰力の方向とが合致する場合には、目標圧側減衰力Ｆｒ^＊をそのまま出力し、合致しない場合には０を出力する。

　演算部４７は、目標圧側減衰力Ｆｆ^＊に係数Ｋａｆを乗じて前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊を求める。係数Ｋａｆは、目標圧側減衰力Ｆｆ^＊を前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊へ変換するための係数であり、ピストン１１の断面積を考慮して規定される。演算部５１は、目標圧側減衰力Ｆｒ^＊に係数Ｋａｒを乗じて後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊を求める。係数Ｋａｒは、目標圧側減衰力Ｆｒ^＊を後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊へ変換するための係数であり、ピストン１１の断面積を考慮して規定される。

　目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊が求められると、ダンパ制御装置１と同様に、各パスにおける圧力フィードバックループによって電流指令Ｉｆ、Ｉｒが求められる。これにより、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの制御バルブＶに電流指令に応じた電流が供給され、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力が制御される。

　ダンパ制御装置４１は、車体Ｂのピッチングだけでなくバウンスをも考慮して車体Ｂの振動を抑制することができる。すなわち、ダンパ制御装置４１は、目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を求める過程において、ピッチングを抑制するピッチング抑制減衰力Ｆｆｐ、Ｆｒｐをバウンス抑制減衰力で補正して車体Ｂの沈み込みや浮き上がりを効果的に抑制することができる。よって、二輪車における乗り心地をより確実に向上させることができる。

　また、ダンパ制御装置４１は、レギュレータ４５、４９において上下方向速度ｖに係数を乗じてバウンス抑制減衰力Ｆｆｂ、Ｆｒｂを求める場合には、スカイフック制御に近似した制御を行うことができる。よって、車体Ｂの振動を効果的に抑制することができる。

　次に、第３実施形態について説明する。

　本実施形態のダンパ制御装置６１は、図５に示すように、車体Ｂの上下方向速度ｖを検出する速度検出部６２と、二輪車の搭乗者のブレーキ操作を検出してブレーキ信号を制御部６３へ入力するブレーキ操作センサ６４と、二輪車の搭乗者のアクセル操作を検出してアクセル信号を制御部６３へ入力するアクセル操作センサ６５と、を備える。これにより、制御部６３が上下方向速度を加味することに加えて、前輪側が沈み込む車体Ｂのピッチングに対する制御系と、後輪側が沈み込む車体Ｂのピッチングに対する制御系と、を別個に設計することができる。

　以下、本実施形態のダンパ制御装置６１が第１実施形態のダンパ制御装置１と異なる点について説明し、同様の部材等については同じ符号を付して説明を省略する。

　速度検出部６２は、車体Ｂの上下方向加速度を検出する加速度センサ６２ａと、加速度センサ６２ａが検出した車体Ｂの上下方向加速度を積分して車体Ｂの上下方向速度ｖを求める積分部６２ｂと、を備える。なお、積分部６２ｂは、制御部６３に統合されていてもよい。上下方向速度ｖは、制御部６３に入力される。

　ブレーキ操作センサ６４は、搭乗者がブレーキをかけた場合に、ブレーキがオン操作されたことを制御部６３が識別可能なブレーキ信号を制御部６３へ出力する。アクセル操作センサ６５は、搭乗者がアクセルをオンした場合に、アクセルがオン操作されたことを制御部６３が識別可能なアクセル信号を制御部６３へ出力する。

　制御部６３は、第１実施形態のダンパ制御装置１の制御部５の乗算部２３、２７を有していない。制御部６３は、乗算部２３に代えて、前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の制御バルブＶの電流指令を得るパスに前転抑制制御器６６を有し、乗算部２７に代えて、後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の制御バルブＶの電流指令を得るパスに後転抑制制御器６７を有する。

　前転抑制制御器６６は、スイッチ２２によって前輪側ダンパＦＤが選択されると、目標トルクτと上下方向速度ｖとブレーキ信号の有無とに基づいて、前輪側ダンパＦＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊を求める。前転抑制制御器６６は、目標トルクτからピッチング抑制のために必要な減衰力を求め、上下方向速度ｖからバウンス抑制のために必要な減衰力を求め、これら減衰力を加算して前輪側ダンパＦＤの圧側減衰力を求める。

　さらに、前転抑制制御器６６は、ブレーキ信号がある場合には、圧側減衰力に１以上の係数を乗じたり、ブレーキ力に比例するような値を加算したりして目標圧力Ｐｆ^＊を出力し、ブレーキ信号がない場合には、圧側減衰力をそのまま目標圧力Ｐｆ^＊として出力する。なお、前転抑制制御器６６における目標圧力Ｐｆ^＊の演算方法は、これに限定されるものではなく、ダンパ制御装置６１が適用される二輪車に最適となるように適宜変更可能である。

　後転抑制制御器６７は、スイッチ２２によって後輪側ダンパＲＤが選択されると、目標トルクτと上下方向速度ｖとアクセル信号の有無とに基づいて後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｒ^＊を求める。後転抑制制御器６７は、目標トルクτからピッチング抑制のために必要な減衰力を求め、上下方向速度ｖからバウンス抑制のために必要な減衰力を求め、これら減衰力を加算して後輪側ダンパＲＤの圧側減衰力を求める。

　さらに、後転抑制制御器６７は、アクセル信号がある場合には、圧側減衰力に１以上の係数を乗じて目標圧力Ｐｒ^＊を出力し、アクセル信号がない場合には、圧側減衰力をそのまま目標圧力Ｐｒ^＊として出力する。なお、後転抑制制御器６７における目標圧力Ｐｒ^＊の演算方法は、これに限定されるものではなく、ダンパ制御装置６１が適用される二輪車に最適となるように適宜変更可能である。

　ダンパ制御装置６１は、車体Ｂの前転側へのピッチングに最適な制御と、後転側へのピッチングに最適な制御と、を別個独立に設計することができる。よって、二輪車の挙動や運転状況に対応した姿勢制御が可能となってより確実に乗り心地を向上させることができる。

　ダンパ制御装置６１では、前転ピッチングの制御及び後転ピッチングの制御がともに独立した線形コントローラであり設計しやすい。ダンパ制御装置６１は、前転ピッチング時の特徴的な入力を取り込む、この場合ではブレーキ信号を取り込むことで、前転ピッチングに特化した制御を用いて前転ピッチングを効果的に抑制することできる。さらに、ダンパ制御装置６１は、後転ピッチング時の特徴的な入力を取り込む、この場合ではアクセル信号を取り込むことで、後転ピッチングに特化した制御を用いて後転ピッチングを効果的に抑制することできる。

　なお、上記実施形態では、前輪側圧力検出部及び後輪側圧力検出部として圧力センサ３、４を用い、圧力センサ３、４によって前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力を検出している。しかし、これに代えて、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの減衰力を検出して、当該減衰力をピストン１１の断面積で割り算して圧側室Ｒ２の圧力を求めてもよい。前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの減衰力は、二輪車の車体Ｂへの前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの取付部材やピストンロッド１２の応力を歪ゲージで測定して検出してもよいし、力センサによって検出してもよい。

　この場合、前輪側圧力検出部及び後輪側圧力検出部を、圧力センサ３、４ではなく、歪ゲージや力センサと、これら歪ゲージや力センサで検出する減衰力から圧側室Ｒ２の圧力を得るための演算処理を行う処理装置と、から構成すればよい。このように構成される処理装置は、制御部５、４３に統合することも可能である。

　さらに、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤが発生する減衰力と、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤにおける圧側室Ｒ２の圧力と、はほぼ比例関係にあるので、ゲインの設定により減衰力をそのまま前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの圧側室Ｒ２の圧力として処理することが可能である。したがって、当該減衰力をフィードバックして圧側室Ｒ２の目標圧力Ｐｆ^＊、Ｐｒ^＊を求めることも可能である。よって、前輪側圧力検出部及び後輪側圧力検出部は、前輪側ダンパＦＤ及び後輪側ダンパＲＤの減衰力を検出する構成であってもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は、２０１２年９月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２１４４１０及び２０１３年９月１３日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１９００９７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　二輪車における車体と前輪との間に介装される前輪側ダンパの圧側室の圧力と、前記車体と後輪との間に介装される後輪側ダンパの圧側室の圧力と、を制御するダンパ制御装置であって、
　前記車体のピッチング角速度を検出するピッチング角速度検出部と、
　前記前輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力を検出する前輪側圧力検出部と、
　前記後輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力を検出する後輪側圧力検出部と、
を備え、
　前記ピッチング角速度、前記前輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力、及び前記後輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力に基づいて、前記前輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力と前記後輪側ダンパにおける前記圧側室の圧力とを制御する、
ダンパ制御装置。
　請求項１に記載のダンパ制御装置であって、
　前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、
　前記目標トルクから前記前輪側ダンパと前記後輪側ダンパとのうちピッチングによって圧縮される方のダンパを選択し、
　選択された前記ダンパにおける前記圧側室の目標圧力を求め、
　選択された前記ダンパの前記圧側室の圧力をフィードバック制御する、
ダンパ制御装置。
　請求項１に記載のダンパ制御装置であって、
　前記車体の上下方向速度を検出する速度検出部をさらに備え、
　前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、
　前記目標トルクからピッチングを解消するのに必要な前記前輪側ダンパ及び前記後輪側ダンパのピッチング抑制減衰力を求め、
　前記上下方向速度から前記車体のバウンスを解消するのに必要な前記前輪側ダンパ及び前記後輪側ダンパのバウンス抑制減衰力を求め、
　前記前輪側のピッチング抑制減衰力と前記前輪側のバウンス抑制減衰力とから前記前輪側ダンパにおける前記圧側室の目標前輪側圧力を求め、前記前輪側ダンパの前記圧側室の圧力をフィードバック制御し、
　前記後輪側のピッチング抑制減衰力と前記後輪側のバウンス抑制減衰力とから前記後輪側ダンパにおける前記圧側室の目標後輪側圧力を求め、前記後輪側ダンパの前記圧側室の圧力をフィードバック制御する、
ダンパ制御装置。
　請求項１に記載のダンパ制御装置であって、
　前記車体の上下方向速度を検出する速度検出部をさらに備え、
　前記ピッチング角速度から前記車体のピッチングを抑制する目標トルクを求め、
　前記目標トルクから前記前輪側ダンパと前記後輪側ダンパとのうちピッチングによって圧縮される方のダンパを選択し、
　前記目標トルクと前記上下方向速度とに基づいて選択された前記ダンパにおける前記圧側室の目標圧力を求め、
　選択された前記ダンパの前記圧側室の圧力をフィードバック制御する、
ダンパ制御装置。
　請求項４に記載のダンパ制御装置であって、
　前記前輪側ダンパが選択される場合、前記目標トルクと前記上下方向速度と前記二輪車のブレーキ信号とに基づいて前記前輪側ダンパにおける前記圧側室の目標圧力を求める、
ダンパ制御装置。
　請求項４に記載のダンパ制御装置であって、
　前記後輪側ダンパが選択される場合、前記目標トルクと前記上下方向速度と前記二輪車のアクセル信号とに基づいて前記後輪側ダンパにおける前記圧側室の目標圧力を求める、
ダンパ制御装置。
　請求項１に記載のダンパ制御装置であって、
　前記前輪側ダンパ及び前記後輪側ダンパは、シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて前記シリンダ内を液体が充填される前記圧側室と伸側室とに区画するピストンと、前記圧側室に連通するリザーバと、前記伸側室から前記圧側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路と、前記伸側減衰通路に並列に設けられ前記圧側室から前記伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する圧側通路と、前記圧側室から前記リザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路と、前記圧側減衰通路に並列に設けられ前記リザーバから前記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、前記圧側減衰通路及び前記吸込通路に並列に設けられ前記圧側室と前記リザーバとを連通するバイパス路と、を備え、
　前記バイパス路の途中には、前記圧側室の圧力を調節する圧力制御要素が設けられる、
ダンパ制御装置。