(57)【要約】【課題】凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を向上させる。【解決手段】車両の制御装置は、バネ上部材が、上向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、サスペンションの圧縮側の減衰係数を予め定められた圧縮側小値に設定し、前記バネ上部材が、上向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を予め定められた引張側大値に設定し、前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を前記引張側大値よりも小さい予め定められた引張側小値に設定し、前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの圧縮側の減衰係数を前記圧縮側小値よりも大きい予め定められた圧縮側大値に設定する。【選択図】図５
2018075903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションが搭載された車両の制御装置であって、
バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているかの移動方向判定、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかの加速方向判定を行う判定器と、
前記判定器の判定結果に応じて前記サスペンションの減衰係数を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記バネ上部材が、上向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの圧縮側の減衰係数を予め定められた圧縮側小値に設定し、
前記バネ上部材が、上向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を予め定められた引張側大値に設定し、
前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を前記引張側大値よりも小さい予め定められた引張側小値に設定し、
前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの圧縮側の減衰係数を前記圧縮側小値よりも大きい予め定められた圧縮側大値に設定する、車両の制御装置。
【請求項２】
前記判定器は、前記バネ上部材に設けられた１つのセンサユニットから与えられる検出値を用いて、前記移動方向判定及び前記加速方向判定を行う、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前輪及び後輪を有する自動二輪車に用いられる制御装置であって、
前記少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションは、前記フロントサスペンションと、前記リヤサスペンションとを含み、
前記センサユニットは、上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度を検出可能であり、
前記判定器は、前記１つのセンサユニットから与えられる検出値に基づいて、前記バネ上部材の前部の前記移動方向判定及び前記加速方向判定と、前記バネ上部材の後部の前記移動方向判定及び前記加速方向判定とを行う、請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記センサユニットは、側面視において、前記フロントサスペンションの軸線上又はその近傍に配置される、請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記センサユニットで検出された上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度に基づいて、前記バネ上部材のうちの前記センサユニットよりも前後方向中央寄りの部分の上下方向の加速度を推定する推定器を更に備え、
前記判定器は、前記推定器で推定された加速度を用いて前記移動方向判定及び前記加速方向判定を行う、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記引張側大値は、前記圧縮側小値よりも大きく、前記圧縮側大値は、前記引張側小値よりも大きい、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションと、
前記サスペンションの上側に配置されたバネ上部材と、
前記サスペンションを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているか、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかを判定する判定器と、前記判定器の判定結果に応じて前記サスペンションの減衰係数を制御する制御器と、を有し、
前記制御器は、前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が減速していると判定されると、前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が加速していると判定される場合に比べ、前記サスペンションの伸縮を抑制するように前記伸縮に対する抵抗値を設定する、自動二輪車。
【請求項８】
自動二輪車の減衰係数可変型サスペンションを制御する方法であって、
バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているか、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかを判定する工程と、
前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が減速していると判定されると、前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が加速していると判定される場合に比べ、前記サスペンションの伸縮を抑制するように前記伸縮に対する抵抗値を設定する工程と、を備える、自動二輪車のサスペンション制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置、自動二輪車及びそのサスペンション制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンションとして、減衰係数を可変制御できる減衰係数可変型のものが開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の装置では、バネ上部材の鉛直方向の速度（Ｓ）と、バネ上部材とバネ下部材との間の鉛直方向の相対速度（Ｓ−Ｘ）との乗数｛Ｓ・（Ｓ−Ｘ）｝が正である場合には、バネ上部材の速度（Ｓ）に比例する比例値（Ｋｖ・Ｓ）に減衰係数を変化させる。当該乗数｛Ｓ・（Ｓ−Ｘ）｝が負である場合には、減衰係数を最小値に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３４２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、バネ上部材の速度が正かつ相対速度が負となるような状況（例えば、車輪が路面凸部の頂点に到達しようとするとき等）では、伸び側の減衰係数が最小値に設定されるため、サスペンションの伸長を抑えにくく、バネ上部材の上下移動が大きくなって、車体姿勢が安定しにくい。このように、特許文献１の技術では、サスペンションの伸縮を抑えにくい状況が存在する。
【０００５】
そこで本発明では、凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションが搭載された車両の制御装置であって、バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているかの移動方向判定、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかの加速方向判定を行う判定器と、前記判定器の判定結果に応じて前記サスペンションの減衰係数を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記バネ上部材が、上向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの圧縮側の減衰係数を予め定められた圧縮側小値に設定し、前記バネ上部材が、上向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を予め定められた引張側大値に設定し、前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ下向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの引張側の減衰係数を前記引張側大値よりも小さい予め定められた引張側小値に設定し、前記バネ上部材が、下向きに移動して且つ上向きに加速していると判定されると、前記サスペンションの圧縮側の減衰係数を前記圧縮側小値よりも大きい予め定められた圧縮側大値に設定する。
【０００７】
前記構成によれば、バネ上部材の移動する向きにおいてバネ上部材が減速している場合には、減衰係数を大きくすることで、サスペンションの伸縮を抑えやすくでき、凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を高めることができる。更に、バネ上部材の移動の向き及び加速の向きの判定に基づいて制御を行うことで、バネ下部材の変化を検出するセンサを不要にすることができる。
【０００８】
前記判定器は、前記バネ上部材に設けられた加速度センサから与えられる検出値を用いて、前記移動方向判定及び前記加速方向判定を行ってもよい。
【０００９】
前記構成によれば、１つのセンサでバネ上部材の移動の向きと加速の向きとを検出するため、センサ数を低減できる。
【００１０】
前輪及び後輪を有する自動二輪車に用いられる制御装置であって、前記少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションは、前記フロントサスペンションと、前記リヤサスペンションとを含み、前記加速度センサは、上下方向及びピッチング方向の加速度を検出可能な１つの加速度センサであり、前記判定器は、前記１つの加速度センサから与えられる検出値に基づいて、前記バネ上部材の前部の前記移動方向判定及び前記加速方向判定と、前記バネ上部材の後部の前記移動方向判定及び前記加速方向判定とを行ってもよい。
【００１１】
前記構成によれば、前後それぞれにセンサを配置する必要がなく、センサ数を低減して前後それぞれのサスペンションを制御できる。
【００１２】
前記加速度センサは、側面視において、前記フロントサスペンションの軸線上又はその近傍に配置されてもよい。
【００１３】
前記構成によれば、フロントサスペンションはリヤサスペンションに比べて伸縮量が大きくなる傾向にあるため、バネ上部材の移動の向き及び加速の向きを検出し易くできる。
【００１４】
前記加速度センサで検出された上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度に基づいて、前記バネ上部材のうちの前記加速度センサよりも前後方向中央寄りの部分の上下方向の加速度を推定する推定器を更に備え、前記判定器は、前記推定器で推定された加速度を用いて前記移動方向判定及び前記加速方向判定を行ってもよい。
【００１５】
前記構成によれば、バネ上部材のうち加速度センサよりも前後方向中央よりの部分の上下方向の加速度に基づいてサスペンション制御を行える。よって、例えば、加速度センサの位置にかかわらずバネ上部材の任意の位置の上下動を抑制することが可能になる。或いは、１つの加速度センサからの検出値を用いてフロントサスペンションとリヤサスペンションとの両方を独立して制御することが可能になる。
【００１６】
前記引張側大値は、前記圧縮側小値よりも大きくてもよいし、前記圧縮側大値は、前記引張側小値よりも大きくてもよい。
【００１７】
本発明の一態様に係る自動二輪車は、少なくとも１つの減衰係数可変型サスペンションと、前記サスペンションの上側に配置されたバネ上部材と、前記サスペンションを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているか、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかを判定する判定器と、前記判定器の判定結果に応じて前記サスペンションの減衰係数を制御する制御器と、を有し、前記制御器は、前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が減速していると判定されると、前記サスペンションの伸縮を抑制するように前記伸縮に対する抵抗値を設定する。
【００１８】
前記構成によれば、バネ上部材の移動する向きにおいてバネ上部材が減速している場合には、サスペンションの伸縮を抑制することで、凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を高めることができる。更に、バネ上部材の移動の向き及び加速の向きの判定に基づいて制御を行うことで、バネ下部材の変化を検出するセンサを不要にすることができる。なお、抵抗値としては、サスペンションの減衰係数、サスペンションのバネ定数、又は、それらの組み合わせを用い得る。
【００１９】
本発明の一態様に係る自動二輪車のサスペンション制御方法は、自動二輪車の減衰係数可変型サスペンションを制御する方法であって、バネ上部材が上向き又は下向きの何れに移動しているか、及び、前記バネ上部材が上向き又は下向きの何れに加速しているかを判定する工程と、前記バネ上部材が移動する向きにおいて前記バネ上部材が減速していると判定されると、前記サスペンションの伸縮を抑制するように前記伸縮に対する抵抗値を設定する工程と、を備える。
【００２０】
前記方法によれば、バネ上部材の移動する向きにおいてバネ上部材が減速している場合には、サスペンションの伸縮を抑制することで、凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を高めることができる。更に、バネ上部材の移動の向き及び加速の向きの判定に基づいて制御を行うことで、バネ下部材の変化を検出するセンサを不要にすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、センサ類の増加を抑えつつ、凹凸路面走行時におけるバネ上部材の姿勢安定性を向上させ
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図１に示す自動二輪車の制御装置のブロック図である。
【図３】リヤサスペンションの制御のための加速度の推定を説明する模式図である。
【図４】（Ａ）は振動抑制の理想モデルの図面、（Ｂ）は本実施形態のモデルの図面である。
【図５】図２に示す制御装置による制御内容を説明する図面である。
【図６】変形例の制御装置での推定を説明する模式図である。
【図７】図６の変形例の制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車に搭乗した運転者から見た方向を基準とする。
【００２４】
図１は、実施形態に係る自動二輪車１の側面図である。図１に示すように、車両の一例としての自動二輪車１は、前輪２と、後輪３と、車体フレーム４（バネ上部材）と、前輪２を車体フレーム４の前部に接続するフロントサスペンション５（フロントフォーク）と、後輪３を車体フレーム４の後部に接続するリヤサスペンション６とを備える。車体フレーム４には、前輪２と後輪３と間においてエンジン７が搭載され、エンジン７の上方において燃料タンク８が設けられ、燃料タンク８の後側において運転者が着座するシート９が設けられている。車体フレーム４の前部には、運転者が手で握るグリップ１０ａを有するハンドル１０が回動自在に設けられている。
【００２５】
フロントサスペンション５及びリヤサスペンション６は、路面から車体フレーム４に与えられる衝撃を抑えるための緩衝構造を有する。具体的には、各サスペンション５，６は、バネ要素と減衰要素とを有するとともに、車輪２，３と車体フレーム４とを接続する接続部分を有する。各サスペンション５，６の車輪２，３に接続される部分が、車体フレーム４に対して伸縮することで路面からの衝撃が緩和されて車体フレーム４に伝達される。
【００２６】
フロントサスペンション５は、弾発性をもって伸縮する伸縮構造を有して、伸縮にあたって減衰抵抗が付与される左右一対のフロントフォークを備える。それぞれのフロントフォークは、上下方向に延びる。フロントフォークの下端部には、前輪２が支持される。フロントフォークは、前輪２の支持とともに、前輪２から与えられる上下方向の衝撃力を緩和して車体フレーム４に伝達する。具体的には、一対のフロントフォークは、上下方向に間隔をあけて配置されるブラケット１３によって互いに連結される。ブラケット１３に接続される操舵軸が車体フレーム４の一部であるヘッドパイプ４ａに角変位可能に支持される。フロントフォークは、路面の凹凸によって前輪２に与えられた上下方向の衝撃力を緩衝しつつ、ブラケット１３及び操舵軸を介してヘッドパイプ４ａに伝達する。フロントフォークの伸縮方向は、フロントフォークの軸線方向に延びる。フロントフォークを介して前輪２からの力を受けることで、車体フレーム４のうちフロントフォークとの接続部分であるヘッドパイプ４ａには、上下方向の力が与えられる。
【００２７】
リヤサスペンション６は、弾発性をもって伸縮する伸縮構造を有して、伸縮にあたって減衰抵抗が与えられるサスペンションユニットを備える。車体フレーム４には、後輪３を支持して前後方向に延びるスイングアーム１４を角変位可能に支持するアーム支持部分４ｂを有する。アーム支持部分４ｂは、エンジン７の後方、シート９の下方、及び、車体フレーム４の下端の上方に配置される。スイングアーム１４は、前端部が車体フレーム４のアーム支持部分４ｂに支持され、前端部から後方に延びる。スイングアーム１４は、後端部で後輪３を支持する。リヤサスペンション６は、スイングアーム１４と車体フレーム４とを連結する。リヤサスペンション６が伸縮することによって、車体フレーム４に対するスイングアーム１４の揺動角が変化する。リヤサスペンション６は、路面の凹凸によって後輪３に与えられた上下方向の衝撃を緩和することで、スイングアーム１４の揺動を緩和させる。本実施形態では、リヤサスペンション６の伸縮可能範囲は、フロントサスペンション５の伸縮可能範囲に比べて小さく設定される。
【００２８】
各サスペンション５，６は、外部からの指令により減衰係数を変化させること可能な機構を有する公知の減衰係数可変型サスペンションである。サスペンションの減衰係数を変化させる機構としては、ピストンに設けたオリフィスの開口面積をアクチュエータで駆動されるニードルバルブで変化させる機械式でもよいし、作動油に磁気粘性流体を用いてピストンに設けた磁気流体バルブで磁気粘性流体の粘度を制御するＭＲＦ式でもよい。
【００２９】
車体フレーム４の前部には、少なくとも上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度を検出可能なセンサユニットの一種であるジャイロセンサ１１が取り付けられている。加速とは、移動速度が時間経過に伴って変化していることを意味する。よって、上向きに加速している場合とは、上向きの力が与えられる状態であって、上方に移動している移動速度が時間経過に伴って増加している場合や、下方に移動している移動速度が時間経過に伴って減少している場合を含む。下向きに加速している場合とは、下向きの力が与えられる状態であって、上方に移動している移動速度が時間経過に伴って減少している場合や、下方に移動している移動速度が時間経過に伴って増加している場合を含む。また、ピッチング方向の角速度とは、車幅方向（即ち、後輪車軸と平行に延びる方向）に延びるピッチング軸まわりに角変位する方向の角速度を意味する。ジャイロセンサ１１の出力は、所定の時間間隔ごとに順次出力されるため、時間微分及び時間積分が可能となる。
【００３０】
ジャイロセンサ１１は、側面視において、フロントサスペンション５の軸線上又はその近傍に配置されている。車体フレーム４は、フロントサスペンション５から離れるほど、車体フレーム４自体の弾性変形等の影響によって振動モードが変わりやすい。よって、ジャイロセンサ１１が取り付けられるフロントサスペンション５の近傍位置は、車体フレーム４のうちフロントサスペンション５に接続される部分と同様の変位が生じるとみなされる程度の範囲に配置されることが好ましい。本実施形態では、ジャイロセンサ１１は、エンジン７、燃料タンク８、ハンドル１０のグリップ１０ａよりも前方に配置されている。
【００３１】
車体フレーム４には、ジャイロセンサ１１、各サスペンション５，６に接続された制御装置１２が搭載されている。制御装置１２は、ジャイロセンサ１１からの信号に応じて各サスペンション５，６の減衰係数を変化させるように各サスペンション５，６を夫々制御する。
【００３２】
図２は、図１に示す自動二輪車１の制御装置１２のブロック図である。図２に示すように、制御装置１２は、機能的には、推定部２０と、フロント判定部２１と、リヤ判定部２２と、制御部２３とを備える。制御装置１２は、ハードウェア的には、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。即ち、推定部２０、フロント判定部２１、リヤ判定部２２及び制御部２３は、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。
【００３３】
図３は、リヤサスペンション６の制御のための加速度の推定を説明する模式図である。図３に示すように、推定部２０は、ジャイロセンサ１１で検出された上下方向の加速度αf及びピッチング方向の角速度ω’に基づいて、リヤサスペンション６の車体フレーム４との接続位置であるリヤサスペンション取付位置Ｂの上下方向の加速度αrを推定する。リヤサスペンション取付位置Ｂは、ジャイロセンサ１１の車体フレーム４との接続位置であるジャイロ取付位置Ａとは異なる位置である。
【００３４】
具体的には、ジャイロ取付位置Ａからリヤサスペンション取付位置Ｂまでの直線距離をＬ1、ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角速度をω、ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角変位をθ、ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角加速度をω’（ωの時間微分）とすると、推定部２０は、以下の数式１により加速度αrを算出する。
【００３５】
【数１】
2018075903.tif 000003
【００３６】
また、推定部２０は、加速度αrを時間積分することによりリヤサスペンション取付位置Ｂでの上下方向の速度Ｖrを求める。ジャイロ取付位置Ａでの上下方向の速度をＶf（αfの時間積分）とすると、推定部２０は、以下の数式２によりリヤサスペンション取付位置Ｂでの上下方向のＶrを求めてもよい。
【００３７】
【数２】
2018075903.tif 000004
【００３８】
フロント判定部２１は、ジャイロセンサ１１での検出値を用いて、ジャイロ取付位置Ａすなわち車体フレーム４の前部が上向き又は下向きの何れに移動しているかの移動方向判定、及び、車体フレーム４の前部が上向き又は下向きの何れに加速しているかの加速方向判定を行う。例えば、フロント判定部２１は、上向きを正とし且つ下向きを負とした場合に、車体フレーム４の前部の上下方向の速度の正負を判定し、かつ、車体フレーム４の前部の上下方向の加速度の正負を判定する。即ち、フロント判定部２１は、ジャイロ取付位置Ａの速度Ｖfが正であると上向き移動であると判定し、ジャイロ取付位置Ａの速度Ｖfが負であると下向き移動であると判定する。そして、フロント判定部２１は、ジャイロ取付位置Ａの加速度αfが正であると上向き加速であると判定し、ジャイロ取付位置Ａの加速度αfが負であると下向き加速であると判定する。
【００３９】
リヤ判定部２２は、推定部２０で推定された、リヤサスペンション取付位置Ｂすなわち車体フレーム４の後部の速度Ｖr及び加速度αrを用いて、車体フレーム４の後部が上向き又は下向きの何れに移動しているかの移動方向判定、及び、車体フレーム４の後部が上向き又は下向きの何れに加速しているかの加速方向判定を行う。例えば、フロント判定部２１と同様に、リヤ判定部２２は、リヤサスペンション取付位置Ｂの速度Ｖrが正であると上向き移動であると判定し、リヤサスペンション取付位置Ｂの速度Ｖrが負であると下向き移動であると判定する。そして、リヤ判定部２２は、リヤサスペンション取付位置Ｂの加速度αrが正であると上向き加速であると判定し、リヤサスペンション取付位置Ｂの加速度αrが負であると下向き加速であると判定する。
【００４０】
制御部２３は、フロント判定部２１の判定結果に応じてフロントサスペンション５の減衰係数を制御し、リヤ判定部２２の判定結果に応じてリヤサスペンション６の減衰係数を制御する。制御部２３がフロントサスペンション５の制御内容と制御部２３によるリヤサスペンション６の制御内容とは、互いに同じであるため、以下では、制御部２３がフロントサスペンション５を制御する内容について説明する。
【００４１】
図４（Ａ）は、振動抑制の理想モデルの図面である。図４（Ｂ）は、本実施形態のモデルの図面である。なお、バネ上部材の質量はＭ、バネ定数はＫ、固定減衰係数はＣ、可変減衰係数はＣ’、バネ上部材の上向き変位はＺ1、バネ下部材（路面）の上向き変位はＺ0とする。図４（Ａ）に示すように、理想モデルは、仮想的に設定した天井でバネ上部材の上下振動を受けることで振動を抑制するモデルである。図４（Ａ）の理想モデルの運動方程式は、以下の数式３で表される。
【００４２】
【数３】
2018075903.tif 000005
【００４３】
これに対して本実施形態では、図４（Ｂ）に示す減衰係数可変型サスペンションを用いたモデルにより理想モデルを模擬する。図４（Ｂ）のモデルの運動方程式は、以下の数式４で表される。
【００４４】
【数４】
2018075903.tif 000006
【００４５】
数式３と数式４とが等価な運動方程式であるとすると、以下の数式５が導かれる。即ち、図４（Ａ）の理想モデルを図４（Ｂ）の本実施形態のモデルで模擬する場合には、数式５に基づいて可変減数係数Ｃ’を設定すればよい。なお、Ｖ1は、バネ上部材の上向きの速度であり、Ｖ0は、バネ下部材（路面）の上向きの速度である。Ｖ1が正値であるときはバネ上部材が上向きに移動していることを表し、Ｖ1が負値であるときはバネ上部材が下向き移動していることを表す。バネ上部材とバネ下部材との間の相対速度（Ｖ1−Ｖ0）が正値のときはバネ（サスペンション）が引張状態であることを表し、相対速度（Ｖ1−Ｖ0）が負値のときはバネ（サスペンション）が圧縮状態であることを表す。
【００４６】
【数５】
2018075903.tif 000007
【００４７】
数式５によれば、可変減数係数Ｃ’は、バネ上部材Ｍの上下方向絶対速度Ｖ1と、バネ上部材Ｍとバネ下部材との間の上下方向の相対速度Ｖ1−Ｖ0（即ち、サスペンションの伸縮速度）を用いて制御される。
【００４８】
理想モデルでは減衰係数Ｃが大きければ大きいほどバネ上部材Ｍの振動抑制の効果が大きくなる。本実施形態では、数式４の右辺の｛Ｖ1／（Ｖ1−Ｖ0）｝の値が正であるときは左辺の減衰係数Ｃが正になるため、減衰係数Ｃを大きい値にすべく可変減衰係数Ｃ’を極力大きい値にする。但し、ダンパの減衰力は、その運動方向に逆らう向きにしか発生できないため、減衰係数を適切に設定できない場合が存在する。その際は、減衰力の影響を減らすべく減衰力を小さな値に設定することとする。本実施形態では、数式５の右辺の｛Ｖ1／（Ｖ1−Ｖ0）｝の値が負であるときは、左辺の減衰係数が負になるため、減衰係数Ｃ’を極力小さい値にする。これを、以下のようにバネ上部材の移動方向及び加速方向に基づいて分類する。
【００４９】
図５は、図２に示す制御装置１２による制御内容を説明する図面である。図５に示すように、制御部２３は、バネ上部材（車体フレーム４の前部）が上向きに移動して且つ上向きに加速しているとフロント判定部２１により判定されると、フロントサスペンション５の圧縮側の減衰係数を予め定められた圧縮側小値に設定する（ケース１）。圧縮側小値は、フロントサスペンション５の圧縮側の減衰係数の設定可能範囲のうち最小値を０％とし且つ最大値を１００％とした場合に、一例として、前記設定可能範囲の０％以上１０％以下の値に設定される。
【００５０】
制御部２３は、バネ上部材が上向きに移動して且つ下向きに加速しているとフロント判定部２１により判定されると、フロントサスペンション５の引張側の減衰係数を予め定められた引張側大値に設定する（ケース２）。即ち、制御部２３は、バネ上部材が移動する向きにおいてバネ上部材が減速していると判定されると、フロントサスペンション５の伸長を抑制するように伸長に対する抵抗値を設定する。引張側大値は、フロントサスペンション５の引張側の減衰係数の設定可能範囲のうち最小値を０％とし且つ最大値を１００％とした場合に、一例として、前記設定可能範囲の９０％以上１００％以下の値に設定される。
【００５１】
制御部２３は、バネ上部材が下向きに移動して且つ下向きに加速しているとフロント判定部２１により判定されると、フロントサスペンション５の引張側の減衰係数を予め定められた引張側小値に設定する（ケース３）。引張側小値は、フロントサスペンション５の引張側の減衰係数の設定可能範囲のうち最小値を０％とし且つ最大値を１００％とした場合に、一例として、前記設定可能範囲の０％以上１０％以下の値に設定される。
【００５２】
制御部２３は、バネ上部材が下向きに移動して且つ上向きに加速しているとフロント判定部２１により判定されると、フロントサスペンション５の圧縮側の減衰係数を予め定められた圧縮側大値に設定する（ケース４）。即ち、制御部２３は、バネ上部材が移動する向きにおいてバネ上部材が減速していると判定されると、フロントサスペンション５の圧縮を抑制するように圧縮に対する抵抗値を設定する。圧縮側大値は、フロントサスペンション５の減衰係数の設定可能範囲のうち最小値を０％とし且つ最大値を１００％とした場合に、一例として、前記設定可能範囲の９０％以上１００％以下の値に設定される。なお、前述したフロント判定部２１の判定結果に応じたフロントサスペンション５の制御内容は、リヤ判定部２２の判定結果に応じたリヤサスペンション６の制御内容と同様である。
【００５３】
図５の分類にバネ上部材の加速方向を用いる理由については次の通りである。バネ上部材は運動はサスペンションから受ける力に支配される。バネ上部材が１つのサスペンションから力を受けると仮定すると、バネ上部材の運動方程式は以下の数式６で表される。
【００５４】
【数６】
2018075903.tif 000008
【００５５】
ここで、運動方程式において、減衰項は速度と減衰係数との乗算であり、弾性項は変位とバネ定数の乗算である。しかし、本実施形態では、上下方向に小さい凹凸が狭ピッチで走行方向に連続的に繰り返される路面（例えば、ベルジャン路）のような悪路走行時の振動抑制を目的とし、想定される上下方向変位が小さい。即ち、路面の複数の凹凸を平均化した基準面に対する各凹凸の上端及び下端の高さがサスペンションの伸縮ストロークに比べて十分に小さく、凹凸ピッチが前輪２と後輪３との間の距離に比べて十分に小さいため、想定される上下方向変位が小さい。他方、路面からサスペンションに与えられる力が比較的高周波の正弦波となるため、バネ上部材の上下方向の速度は大きくなる。よって、相対変位（Ｚ0−Ｚ1）の影響を無視できる程度に、相対速度（Ｖ0−Ｖ1）の影響が非常に大きい。よって、弾性項Ｋ（Ｚ0−Ｚ1）が無視でき、減衰項Ｃ（Ｖ0−Ｖ1）が支配的要素となり、数式６は、以下の数式７に置き換えることができる。
【００５６】
【数７】
2018075903.tif 000009
【００５７】
数式７から分かるように、サスペンションの伸縮速度（Ｖ1−Ｖ0）と上下方向の加速度αとは、強い相関を有し、互いの変化及び正負が同じ傾向を示し、相対変位（Ｖ1−Ｖ0）に比例して加速度αが変化する（数式８）。
【００５８】
【数８】
2018075903.tif 000010
【００５９】
通常の振動抑制理論では、サスペンションの伸縮速度を反映するためにバネ下部材の速度情報を取得する必要がある。しかし、本実施形態では、数式８に基づいて、サスペンションの状態を推測するために（相対変位（Ｖ1−Ｖ0）の代わりに）バネ上部材の上下方向の加速度を利用し、図５のようにバネ上部材の加速方向に基づいて制御を分類する手法を採っている。これにより、制御入力は、バネ上部材の上下方向加速度とバネ上部材の上下方向速度との２つとなり、システムに必要なセンサはバネ上部材に設けた１つのジャイロセンサ１１で足りることになる。
【００６０】
以上に説明した構成によれば、車体フレーム４（バネ上部材）の移動する向きにおいて車体フレーム４が減速している場合には、減衰係数を大きくすることで、サスペンション５，６の伸縮を抑えやすくでき、凹凸路面走行時における車体フレーム４の姿勢安定性を高めることができる。更に、車体フレーム４の移動の向き及び加速の向きの判定に基づいて制御を行うことで、バネ下部材の変化を検出するセンサを不要にすることができる。また、フロント判定部２１及びリヤ判定部２２での判定には、車体フレーム４の速度及び加速度が用いられ、バネ下部材の上下方向の速度を検出するセンサを不要とできるため、センサ類の増加を抑えることができる。
【００６１】
また、フロント判定部２１及びリヤ判定部２２は、車体フレーム４に設けられたジャイロセンサ１１から与えられる検出値を用いて、移動方向判定及び加速方向判定を行うので、１つのセンサで車体フレーム４の移動の向きと加速の向きとを検出するため、センサ数を低減できる。
【００６２】
リヤ判定部２２は、推定部２０で推定された値を用いて車体フレーム４の後部の移動方向判定及び加速方向判定を行うので、１つのジャイロセンサ１１からの検出値を用いてフロントサスペンション５とリヤサスペンション６との両方を独立して制御することが可能になる。よって、ジャイロセンサ１１を複数配置する必要がなく、センサ数を低減してフロントサスペンション５及びリヤサスペンション６を夫々制御できる。
【００６３】
また、フロントサスペンション５は、リヤサスペンション６に比べて伸縮量が大きくなる傾向にあるが、ジャイロセンサ１１は、側面視において、フロントサスペンション５の軸線上又はその近傍に配置されるので、リヤサスペンション６付近に配置される場合に比べて車体フレーム４の移動の向き及び加速の向きを検出し易くできる。
【００６４】
制御部２３が設定するサスペンション５，６の減衰係数の引張側大値は、圧縮側小値よりも大きいので、ケース１の場合とケース２の場合とで制御内容を異ならせ、後者の場合にはサスペンション５，６に引張側の減衰係数を大きい値にしているため、例えば、車輪が路面凸部の頂点に到達しようとするとき等にサスペンション５，６の伸長が抑えられ、車体フレーム４の姿勢安定性が向上する。
【００６５】
制御部２３が設定するサスペンション５，６の減衰係数の圧縮側大値は、引張側小値よりも大きいので、制御部２３は、ケース４の場合とケース３の場合とで制御内容を異ならせ、後者の場合にはサスペンション５，６に引張側の減衰係数を小さい値にしているため、例えば、車輪が路面頂点を通過したとき等にサスペンション５，６が車体フレーム４を下方に引っ張る力が抑えられ、車体フレーム４の姿勢安定性が更に向上する。
【００６６】
また、ケース１及びケース３の減衰係数の目標値が設定可能範囲の最小値又はその近傍に設定され、ケース２及びケース４の減衰係数の目標値が設定可能範囲の最大値又はその近傍に設定されるので、サスペンション５，６の減衰係数制御に応答遅れがあっても、素早く減衰係数を減少させることができる。よって、車体フレーム４の速度に比例して減衰係数を変化させる制御に比べ、凹凸ピッチの小さい路面（例えば、ベルジャン路）での乗り心地が向上する。
【００６７】
また、フロントサスペンション５とは異なる位置に設けられたジャイロセンサ１１を用いて、フロントサスペンション５を制御できるので、サスペンション５にセンサを設ける場合に比べて、サスペンション５の部品点数を削減して、製造コストを低減できる。また、ジャイロセンサ１１には、サスペンション制御とは異なる車両制御に用いられるセンサを利用することで、サスペンション制御のために新たにセンサを設ける必要がなく、製造コストを低減できる。更に、サスペンション制御とは異なる車両制御を実行するための制御装置によって、サスペンション制御を実行させることで、制御装置の数も低減できる。
【００６８】
また、本実施形態では、加速度及び速度のように時間経過の傾向を示す物理量を検出するセンサ１１を用いて、バネ上部材の速度（位置の時間変化）及びバネ上部材の加速度（速度の時間変化）の傾向を取得した。このように時間変化の傾向を検出するセンサを用いることで、基準位置を設定する必要がある位置センサを用いる場合に比べて簡易にサスペンション５を制御できる。また、加速度と速度との両方を検出可能なセンサを用いずとも、上下方向の位置変化に関する情報を検出可能なセンサであれば、微積分演算によって、必要な出力値を得ることができ、実質的なセンサ数を減らすことができる。
【００６９】
なお、前記実施形態では、各サスペンション５，６を夫々独立して制御したが、リアサスペンション取付位置Ｂとなる車体フレーム４の後部での上下方向の加速度αr及び速度Ｖfの傾向に基づいて、車体フレーム４の前部での振動が小さくなるようにリヤサスペンション６の減衰係数を前記手法によって制御してもよい。このように車体フレーム４の前部と後部とで個別にサスペンション制御することで、前輪及び後輪のそれぞれから車体フレーム４に衝撃が伝わる力点付近での上下振動を抑えることができ、車体フレーム４での振動を抑えることができる。また、各サスペンション５，６を連動して制御してもよい。更に、一方のサスペンションを用いて上下振動を抑制するように制御し、他方のサスペンションを用いてピッチング振動を抑制するようにしてもよい。ピッチング振動は、ピッチング方向の加速度および角速度の傾向に基づくことで、前述した演算と同様に求めることができる。
【００７０】
また、前記実施形態では、各サスペンション５，６が減衰係数を制御可能であるとしたが、いずれか一方のみが減衰係数を制御可能でもよい。この場合でも、上下加速度及び上下速度の傾向に基づいて、制御可能なサスペンションを用いてバネ上部材の上下振動を抑制できる。この場合、振動を抑制したい部分に上下方向の運動傾向を検出するセンサを設けられるのであれば、ピッチング方向の角速度を検出するためのセンサを不要にできる。例えば、車体フレーム４のうちフロントサスペンション５が接続される部分の上下方向振動を抑制する場合には、ピッチング方向の角速度を検出する必要がなく、車体フレーム４のうちフロントサスペンション５が接続される部分の上下方向の加速度及び速度の傾向を検出可能なセンサが設けられるだけで、車体フレーム４の上下方向の振動を抑えることができる。
【００７１】
また、ジャイロセンサ１１は、他の軸方向の加速度、他の軸回りの角速度についても検出してもよい。また、ジャイロセンサ１１としては、エンジン制御及び車体制御などのサスペンション制御とは異なる制御のために用いられるセンサが用いられることが好ましい。これにより、サスペンション制御専用でジャイロセンサを用いる場合に比べて、センサ数を減らすことができ、製造コストをさらに低減できる。但し、制御装置は、サスペンション制御専用に設けられてもよい。
【００７２】
図６は、変形例の制御装置１１２での推定を説明する模式図である。図７は、図６の変形例の制御装置１１２のブロック図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図６及び７に示すように、推定部１２０は、ジャイロセンサ１１で検出された上下方向の加速度αf及びピッチング方向の角加速度ω’に基づいて、ジャイロセンサ１１よりも車体フレーム４の前後方向中央寄りの部分Ｄの上下方向の加速度を推定する。例えば、推定部１２０は、加速度αf及び角加速度ω’に基づいて、車体フレーム４のうちシート９の真下に位置するシート下部分Ｄの上下方向の加速度αmを推定する。具体的には、取付位置Ａからシート下位置Ｄまでの直線距離をＬ2、ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角速度をω、 ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角変位をθ、ジャイロ取付位置Ａでのピッチング方向の角加速度をω’とすると、推定部１２０は、以下の数式９により加速度αmを算出する。
【００７３】
【数９】
2018075903.tif 000011
【００７４】
また、推定部１２０は、加速度αmを積分することによりシート下位置Ｄでの上下方向の速度Ｖmを求める。判定部１２１は、推定部１２０で推定された速度Ｖm及び加速度αmを用いて、車体フレーム４のシート下部分Ｄが上向き又は下向きの何れに移動しているかの移動方向判定、及び、車体フレーム４のシート下部分Ｄが上向き又は下向きの何れに加速しているかの加速方向判定を行う。そして、制御部２３は、判定部１２１の判定結果に応じてフロントサスペンション５の減衰係数を制御する。以上のような構成によれば、ジャイロセンサ１１の取付位置にかかわらず、車体フレーム４の任意の位置の上下動を抑制することが可能になる。
【００７５】
なお、ジャイロセンサ１１よりも前後方向の車体中央寄りの部分Ｄは、車体フレーム４の前後方向中心寄りに設定されてもよい。また、側面視における車両重心寄りに設定されてもよい。より具体的には、車体中央寄りの部分Ｄとして、重心位置、ステップ位置またはシート位置が設定されてもよい。車体中心寄りの部分Ｄでの上下振動を抑えるようにサスペンション制御することで、鞍乗型車両に乗車するライダーに近い位置での上下振動を抑制できる。これにより、ジャイロ取付位置Ａでの上下振動を抑制する場合に比べて、車両に着座する運転者の上下振動を抑えて、運転者の感じる上下振動を抑えることができる。なお、運転者の自重を支える部分、即ち、シート又はステップでの上下動を抑えることで、車両に着座する運転者の上下振動を更に抑えて、乗り心地を向上できる。このようにピッチング方向の角度位置の時間変化に関する情報を取得することで、センサから離れた位置での上下方向振動を抑制することができる。これにより、センサ取付位置に関して設計の自由度を向上できる。
【００７６】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、制御器の制御対象は減衰係数に限られず、サスペンションのバネ定数が可変である場合には、バネ定数を制御対象としてもよい。即ち、バネ上部材が移動する向きにおいてバネ上部材が減速していると判定されると、サスペンションの伸縮を抑制するようにバネ定数を大きくしてもよい。フロントサスペンション又はリヤサスペンションの一方のみを減衰係数可変型とし、他方を減衰係数一定型としてもよい。
【００７７】
サスペンションの構造については、前記実施形態は一例であって他の構造を採用してもよい。例えば、フロントサスペンションもスイングアーム式に構成してもよい。リヤサスペンションは、左右のスイングアームのそれぞれを車体に連結する構造でもよいし、左右いずれかのアームを車体に連結する構造でもよい。リヤサスペンションは、リンク構造を介して車体とスイングアームとを連結してもよい。
【００７８】
ジャイロセンサの取付位置については、任意の位置に取付可能である。ヘッドパイプ４ａに取り付けてもよいし、エンジン７の上方に配置される部品（例えば、エアクリーナ、燃料タンク等）に取り付けてもよいし、リヤサスペンション６と車体フレーム４との接続位置付近に取り付けてもよいし、シート９の後方の部品に取り付けてもよい。上下方向の加速度を測定可能なセンサを取り付ける場合には、その取付位置での上下方向の振動を抑制できる。ジャイロセンサは、サスペンション自体に設けられてもよい。
【００７９】
前述した演算式については、正負を逆に設定してもよい。数値範囲は実施形態のものに特に限定されない。各種数値は、サスペンションの圧縮側と引張側とで互いに異ならせてもよい。ベルジャン路以外にも砂利道等のように減衰力が支配的となる特定路面であれば、本制御が好適である。本制御について、凹凸ピッチの小さい特定の凹凸路面であることが判定されると、前述したサスペンション制御の実行が開始されるようにしてもよい。例えば、特定の凹凸路面であるか否かについて、センサユニットの出力に基づいて判定してもよい。具体的には、センサユニットで検出される振動の振幅が小さく周波数が大きい場合に、走行路面が特定の凹凸路面であると判定してもよい。
【００８０】
ジャイロセンサ１１は、ピッチング方向の角速度を検出するとしたが、ピッチング方向の角加速度を検出してもよい。この場合には、時間経過に伴って順次出力される検出値を時間積分することで、ピッチング方向の角速度を出力してもよい。１つのセンサユニット（ジャイロセンサ１１）で、上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度を検出するとしたが、上下方向の加速度及びピッチング方向の角速度を異なるセンサユニットでそれぞれ検出してもよい。その場合、一方のセンサユニットを車体フレームの前部に設け、他方のセンサユニットを車体フレームの後部に設けてもよい。
【００８１】
センサユニットは、フロントサスペンション５の軸線上のほか、軸線上の近傍位置に配置されてもよい。当該近傍位置は、操舵軸を支持するヘッドパイプ、ヘッドパイプに接続されるブラケット、２本のフロントフォークを連結するブラケット、メータ表示装置に連結される部分等であってもよい。また、当該近傍位置は、車体重心よりもフロントサスペンション５寄りの部分であってもよい。これにより、リヤサスペンション６に比べて伸縮量が大きいフロントサスペンション５の影響を検出値として出力し易くなる。好ましくは、センサユニットは、操舵軸の操舵に拘らずに車体フレームに固定される位置に配置されることが好ましい。これにより、操舵による検出値の変化の影響が抑えられるとともに、操舵に起因するセンサユニットの出力ケーブルの変形をなくすことができる。
【００８２】
センサユニットは、上下方向の加速度を直接的又は間接的に検出可能であればよい。例えば、センサユニットは、上下方向の加速度に対して予め定める相関関係を有する検出値を検出してもよい。この場合、検出値と予め定める相関関係とに基づいて、上下方向の加速度を求めることができる。例えば、鉛直軸に対して予め定める傾斜角度θで傾斜した傾斜方向の加速度を検出してもよい。この場合には、検出した加速度と、それを上下方向の加速度成分に変換する三角関数（例えば、COSθ）とに基づいて、上下方向の角速度を検出してもよい。本発明は、前後に車輪を有する車両であれば適用できる。好ましくは、本発明は、前輪と後輪との間の距離が比較的短い鞍乗型車両に好適に用いられる。車両は、電動車もスクータも含む。
【符号の説明】
【００８３】
１  自動二輪車（車両）
２  前輪
３  後輪
４  車体フレーム（バネ上部材）
５  フロントサスペンション（減衰係数可変型サスペンション）
６  リヤサスペンション（減衰係数可変型サスペンション）
１１  ジャイロセンサ（加速度センサ）
１２，１１２  制御装置
２０，１２０  推定部
２１  フロント判定部
２２  リヤ判定部
２３  制御部
１２１  判定部
【図１】
2018075903.tif 000012
【図２】
2018075903.tif 000013
【図３】
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【図４】
2018075903.tif 000015
【図５】
2018075903.tif 000016
【図６】
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【図７】
2018075903.tif 000018