JP6193158B2 - 車高調整装置、車高調整方法 - Google Patents
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Description
そして、例えば、特許文献1に記載の車高調整装置は、自動二輪車の車速に応答して自動的に車高を変え、車速が設定速度になったら自動的に車高を高くし、車速が設定速度以下になると自動的に車高を低くする。また、特許文献2に記載の車高調整装置は、停車予測時間が所定の基準停車時間以下になったときに車高を下げている。
本発明は、自動二輪車の減速状態に拘わらず停車するタイミングに合わせて車高を所望の高さまで下げることができる車高調整装置を提供することを目的とする。
また、前記制御手段は、前記自動二輪車の車速及び減速度に基づいて予想停車時間を予想し、当該予想停車時間から所定時間前後させた車高低下完了時間に基づいて前記車高変化速度を変化させてもよい。
また、前記制御手段は、前記自動二輪車の車速及び減速度に基づいて予想停車時間を予想し、当該予想停車時間から所定時間前後させた車高低下完了時間に基づいて前記車高変化速度及び前記下降基準車速を変化させてもよい。
また、前記下降基準車速に上限を設けてもよい。
また、前記制御手段は、所定の車速以下の場合に、所定の車高変化速度で前記停止時目標車高へ目標車高を変化させてもよい。
また、前記制御手段は、前記予想停車時間が予め定められた設定時間より長くなった場合に、目標車高を走行時目標車高に設定してもよい。
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、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の開度を制御することで自動二輪車1の車高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、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、荷重検出センサ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スプリングの一例としての後輪側懸架スプリング110と、後輪側懸架スプリング110の振動を減衰するダンパの一例としての後輪側ダンパ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と後輪21との相対的な位置を変更する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スプリングの一例としての前輪側懸架スプリング210と、前輪側懸架スプリング210の振動を減衰するダンパの一例としての前輪側ダンパ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と前輪14との相対的な位置を変更する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。
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。
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、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。
これら前輪回転速度演算部51、後輪回転速度演算部52、前輪側移動量把握部53、後輪側移動量把握部54、車速把握部56および電磁弁制御部57は、CPUがROMなどの記憶領域に記憶されたソフトウェアを実行することにより実現される。
図12は、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の走行状態を把握する走行状態把握部575と、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。また、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。
図13は、車高調整スイッチ34の外観図である。
車高調整スイッチ34は、例えば、図13に示すように、所謂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、「低」と、「中」と、「高」とを選択できるように構成することができる。そして、車高調整スイッチ34は、例えばスピードメータの近傍に設けられている。
目標移動量決定部570は、自動二輪車1のイグニッションスイッチがOFFからONにされた後、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よりも小さい間は目標移動量を車高調整スイッチ34の操作位置に応じて予め定められた最低目標移動量に決定する。その後、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、目標移動量決定部570は、目標移動量を、車高調整スイッチ34の操作位置に応じて予め定められた最高目標移動量に決定する。
なお、車高調整スイッチ34の操作位置と、前輪側最低目標移動量Lfl,前輪側最高目標移動量Lfh,後輪側最低目標移動量Lrl,後輪側最高目標移動量Lrh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、車高調整スイッチ34の操作位置に応じて自動二輪車1の車高の目標値である最低目標車高および最高目標車高を定め、これら目標車高に応じた前輪側最低目標移動量Lfl,後輪側最低目標移動量Lrl、および前輪側最高目標移動量Lfh,後輪側最高目標移動量Lrh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。
なお、上昇車速Vuは10km/h、下降車速Vdは8km/hであることを例示することができる。
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。
次に、目標移動量決定部570が目標移動量を決定する基本処理について説明する。
図15は、走行状態把握部575が行う基本処理の手順を示すフローチャートである。走行状態把握部575は、この基本処理を予め定めた期間毎(例えば4ミリ秒毎)に繰り返し実行する。
走行状態把握部575は、先ず、RAMにおいてセットされるフラグの設定(以下、フラグ設定と記す場合もある。)において最高フラグがOFFになっているか否かを調べる(ステップ(以下、単に、「S」と記す。)101)。ここで、最高フラグは、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セットされるフラグであり、後述するS103にてセットされる。
他方、車速Vcが上昇車速Vu以上ではない場合(S102でNo)、本処理を終了する。
次に、目標移動量決定部570が目標移動量を、最高目標移動量から最低目標移動量まで徐変させるフェードアウト処理について説明する。
目標移動量決定部570は、自動二輪車1が上昇車速Vu以上で走行している状態から下降車速Vd以下となった場合には、予め定めた下降期間Tlに亘って、目標移動量を、最高目標移動量から最低目標移動量まで徐変させる。
より具体的には、前輪側目標移動量決定部571は、車速Vcが下降車速Vd以下となり車高を下降開始した後の経過時間tにおける前輪側移動量Lfの目標値である前輪側目標移動量Lf(t)を下記の式(1)に基づいて決定する。
Lf(t)=(Tl−t)/Tl×Lfh+(1−(Tl−t)/Tl)×Lfl・・・(1)
また、後輪側目標移動量決定部572は、車速Vcが下降車速Vd以下となり車高を下降開始した後の経過時間tにおける後輪側移動量Lrの目標値である後輪側目標移動量Lr(t)を下記の式(2)に基づいて決定する。
Lr(t)=(Tl−t)/Tl×Lrh+(1−(Tl−t)/Tl)×Lrl・・・(2)
なお、下降期間Tlは、5secであることを例示することができる。
図16は、前輪側目標移動量決定部571が行うフェードアウト処理の手順を示すフローチャートである。
前輪側目標移動量決定部571は、フェードアウト処理開始後の経過時間tが下降期間Tl未満であるか否かを判別する(S201)。そして、経過時間tが下降期間Tl未満である場合(S201でYes)、上述した式(1)に基づいて前輪側目標移動量Lf(t)を決定し(S202)、S201の処理に移行する。
他方、経過時間tが下降期間Tl以上である場合(S201でNo)、前輪側目標移動量を前輪側最低目標移動量Lflに決定し(S203)、本処理の実行を終了する。
なお、図16に示したフローチャートでは、前輪側目標移動量決定部571が行うフェードアウト処理の手順を示しているが、後輪側目標移動量決定部572も同様の処理を行う。S202においては、後輪側目標移動量決定部572は、上述した式(2)に基づいて後輪側目標移動量Lr(t)を決定する。
ここで、目標移動量決定部570は、自動二輪車1が停車すると予想される予想停車時間Tsよりも予め定められた事前期間Tb前に車高が最低目標車高となるように設定する。つまり、目標移動量決定部570は、予想停車時間Ts−事前期間Tbに車高が最低目標車高となるように目標移動量を決定する。
なお、高車速判定値Vhは、40km/hであることを例示することができる。車速Vcが高車速判定値Vh以下である場合に急減速状態であると判定するのは、例えばカーブを曲がるために一時的に減速することが考えられるためである。
次に、フローチャートを用いて、目標移動量決定部570の走行状態把握部575が行う急減速判定処理(図15のS108)の手順について説明する。
図17は、走行状態把握部575が行う急減速判定処理の手順を示すフローチャートである。
そして、算出した予想停車時間Tsが所定時間(例えば10秒)以下であるか否かを判別する(S303)。予想停車時間Tsが所定時間(例えば10秒)以下である場合(S303でYes)、予想停車時間Tsから事前期間Tbを減算した車高低下完了時間Te(=Ts−Tb)を算出する(S304)。
次に、フローチャートを用いて、前輪側目標移動量決定部571が行う急減速制御処理の手順について説明する。
図18は、前輪側目標移動量決定部571が行う急減速制御処理の手順を示すフローチャートである。前輪側目標移動量決定部571は、急減速フラグがONである場合、この急減速制御処理を予め定めた期間毎(例えば4ミリ秒毎)に繰り返し実行する。
前輪側目標移動量決定部571は、先ず、急減速制御開始時点での車高低下完了時間Teを下げ時間として固定する(S401)。そして、車高低下完了時間Teを算出するとともに算出した車高低下完了時間Teを下げ時間で除算することで低下割合Rを算出する(R=Te/下げ時間)(S402)。そして、低下割合Rが1以上であるか否かを判別する(403)。
Lf(t)=R×Lfh+(1−R)×Lfl・・・(3)
その後、前輪側目標移動量決定部571は、急減速判定処理のS313にて出力される、この急減速制御処理を中止して車高を最高目標車高まで上昇すべき旨の指示命令(コマンド)を取得したか否かを判別する(S405)。この指示命令を取得した場合(S405でYes)、前輪側目標移動量を、前輪側最高目標移動量Lfhに決定する(S406)。他方、指示命令を取得していない場合(S405でNo)、S402以降の処理を再度実行する。
一方、減速度が小さくなる又は車両が加速されることで算出した低下割合Rが1以上になった場合(S403でYes)、前輪側目標移動量を、前輪側最高目標移動量Lfhに決定して(S406)、本処理の実行を終了する。
Lr(t)=R×Lrh+(1−R)×Lrl・・・(4)
Claims (8)
- 自動二輪車の車両本体と車輪との相対位置を変更可能な変更手段と、
前記変更手段を制御して前記相対位置を変更することで前記車両本体の高さである車高を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、停止時目標車高への車高変化速度を前記自動二輪車の減速度に基づいて変化させる
ことを特徴とする車高調整装置。 - 前記制御手段は、前記自動二輪車の車速が下降基準車速以下の場合に、目標車高を前記停止時目標車高に設定し、当該下降基準車速を前記自動二輪車の減速度に基づいて変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の車高調整装置。 - 前記制御手段は、前記自動二輪車の車速及び減速度に基づいて予想停車時間を予想し、当該予想停車時間から所定時間前後させた車高低下完了時間に基づいて前記車高変化速度を変化させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車高調整装置。 - 前記制御手段は、前記自動二輪車の車速及び減速度に基づいて予想停車時間を予想し、当該予想停車時間から所定時間前後させた車高低下完了時間に基づいて前記車高変化速度及び前記下降基準車速を変化させる
ことを特徴とする請求項2に記載の車高調整装置。 - 前記下降基準車速に上限を設ける
ことを特徴とする請求項2又は4に記載の車高調整装置。 - 前記制御手段は、所定の車速以下の場合に、所定の車高変化速度で前記停止時目標車高へ目標車高を変化させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の車高調整装置。 - 前記制御手段は、前記予想停車時間が予め定められた設定時間より長くなった場合に、目標車高を走行時目標車高に設定する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の車高調整装置。 - 自動二輪車の車両本体と車輪との相対的な位置を変更することで当該車両本体の高さである車高を調整する車高調整方法であって、
停止時目標車高への車高変化速度を前記自動二輪車の減速度に基づいて変化させる
ことを特徴とする車高調整方法。
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