JPS60219183A - 自動二輪車の操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、自動二輪車の操向装置に関するものである。

〔従来技術〕

自動二輪車番、ｔ、車速か高速になるにつれて、路面か
ら前輪を介してハンドルに伝達される不規則な外乱が大
となり、いわゆるシミーと呼ばれる異常振動を発生する
ようになる。このため、高速になるほど操縦安定性が悪
くなる傾向がある。

このような操縦安定性の悪化を防止するため、゛実公昭
４３−１９０５６号公報に記載されるように、油を充填
したシリンダにピストンを嵌合し、そのピストンで区分
された二つの油室間をオリフィスで連通構成した操向緩
衝器を、ハンドル部材と車体フレームとの間に介在させ
るようにしたものがある。この操向緩衝器の設置により
、シミー等の異常振動を油圧減衰方により吸収すること
ができる。

ところが、上記操向緩衝器は、低速走行時にハンドルを
大きく切ろうとするときに大きな抵抗を与え、ハンドル
操作を重くするという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、操向緩衝器を設けた自動二軸車であっ
ても、その走行状態に応じて操向緩衝器の油圧緩衝力を
自動的に変化させ、常に良好な操縦安定性を維持するこ
とができる自動二輪車の操向装置を提供することにある
。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するための本発明は、シリンダにピスト
ンを嵌合させてシリンダ内を二つの油室に区分し、この
二つの油室間をオリフィスを介して連通させて構成した
操向緩衝器を、ハンドルと共に回動するハンドル部材と
車体フレームとの間に連結した自動二輪車において、前
記操向緩衝器のオリフィスの絞り度を調節可能にすると
共に、前記ハンドルの操舵性制御因子を検出する検知器
を設け、この検知器の検知信号により前記オリフィスの
絞り度を制御すべく構成したことを特徴とするものであ
る。

本発明において、操舵性制御因子とは、ハンドルの操舵
性と相関性ををする因子のことであって、車速、加減速
度、加減速頻度、舵角、舵角加速度、平均舵角、車体の
姿勢（前傾又は後傾の程度）等のことをいう。

速度は速度計から検出することができ、またアクセル開
度やエンジンの回転数からも車速代替値として検出する
ことができる。加減速度はブレーキ油圧から検出するこ
とができるが、上記車速やアクセル開度等を微分器で処
理することによっても検出できる。アクセル開度やブレ
ーキ油圧の場合は、予見制御が可能となるので好適であ
る。舵角は操向軸と車体フレームのヘッドパイプとの相
対位置から検出することができる。舵角加速度は上記舵
角を２同機分器で処理すればよい。また平均舵角は積算
舵角の平均化により得る９とができる。車体の姿勢は平
準器等から取り出すことができる。

前述したように、車速は操舵系のシミー（異常振動）現
象と相関性を有し、車速か高速になるほどシミーを発生
しやすくなる。例えば、一般的に約５０〜８０ｋｍ／ｈ
の車速では、約６〜８Ｈｚ程度の操向軸回りの振動（ｗ
ｏｂｂ１８）を発生するようになり、約１１０ｋｍ／ｈ
以上の車速になると、約２〜３Ｈｚ程度の蛇行現象＜ｙ
ｅａｖｅ　）を発生するようになる。

したがって、この車速を操舵性制御因子として検出し、
その検知信号により、操向緩衝器の調節可能なオリフィ
スの絞り度を、異常振動を吸収するような油圧緩衝力に
なるように調節すれば、シミーを抑制することができる
。

車速か２００ｋｍ／　ｈ以上の超高速になると、セルフ
ァライニングトルクや車輪のジャイロ効果が大きくなり
、そのため直進性は向上するが操舵力が重くなるという
傾向がある。このような超高速のときは、上記操向緩衝
器の油圧減衰力が、上記高速時よりも若干小さくなるよ
うにオリフィスの絞り度を制御すればよい。

また、自動二輪車をスポーツ走行、屈曲路走行するとき
は、俊敏にハンドル操作できるように操舵力を軽くした
方がよい。このような走行では、加減速を頻繁に行う特
徴があるので、その加減速頻度を操舵性制御因子として
検出するようにし、その加減速頻度が一定の基準量以上
となるとき、オリフィスの絞り度を一段減にして操向緩
衝器の油圧緩衝力を小さくし、操舵力を小さくするとよ
い。

また、自動二輪車におけるハンドル操作の状態を見ると
、ハンドルを大きく切るときは車速を低速にしており、
また反対に高速時にはハンドルを大きく切ることはない
。このため、低速時には大きな舵角が現れるが、高速時
には小さな舵角しか現れない傾向にある。したがって、
この舵角の現れ方を操舵性制御因子として検出し、大き
な舵角のときはオリフィスの絞り度を小さくして操向緩
衝器の油圧緩衝力を小さくすれば、ハンドルを軽くする
ことができ、また小さな舵角が多く現れるときは、オリ
フィスの絞り度を大きくして操向緩衝器の油圧緩衝力を
大きくすれば、ハンドルを重くすることができ、高速域
での操縦安定性を向上する。

また、車速か加減速されるときは、車体がピッチング（
前後揺れ）し、キャスタ角やトレールなどの操向ジオメ
トリが変化するため、操縦安定性が悪くなる。例えば、
減速により車体が前傾するときは、キャスタ角やトレー
ルが小さくなるため、セルファライニングトルクが減少
し、直進性が悪くなる。また、２名乗車時の後傾時や急
発進時の後傾時には、前輪側がアンプするため、上記と
は逆となり、操舵系のジオメトリ上は直進性が強くなる
ものの、前輪分布荷重が減少するため、かえって直進性
が弱まる。

このような状況下に急激な操舵を行うと、車体は不安定
になる。したがって、このような場合には、加減速度又
は車体の姿勢を操舵性制御因子として検出し、オリフィ
スの絞り度を御殿場してやれば、操向緩衝器の油圧緩衝
力が大きくなって操縦安定性を向上する。

また、凹凸路面を走行するときは、その走行抵抗が前輪
を介してハンドルに反力として加えられる。この反力は
、高速走行時や大外乱があったときには、通常キックバ
ックと呼ばれる大きな力となり、操縦安定性を不安定に
する。一般に、人間がキックバンクを体力で抑え込める
限度は４〜５Ｈｚまでであり、これ以上の高い周波数の
キンクハックを抑え込むことは困難とされている。この
ような高周波数のキックバンクは、舵角加速度Ｒと相関
性がある。したがって、この舵角加速度を操舵性制御因
子として検出し、人間が抑え込める限度を超える高周波
数のキソ　゛クバックであるときは、オリフィスの絞り
度を御殿場にし、操向緩衝器の油圧減衰力を大きくすれ
ばよい。

通常、自動二輪車において直進性と操舵性とを両立させ
ることは困難とされている。すなわち、直進性を向上す
るため、セルファライニングトルクを大きくするように
ジオメトリを変更すると、ハンドルを切るときの操舵力
が大きくなるからである。

そこで、セルファライニングトルクをあまり大きくしな
いジオメトリにすると共に、上述した舵角を操舵性制御
因子とし、その検出した現舵角Ｒを平均舵角Ｒと比較し
て、ｌ　Ｒ−Ｒｌが基準量以上になるとき、オリフィス
の絞り度を御殿場にし、操向緩衝器の油圧減衰力を大き
くするようにすれば、直進性と操舵性とを両立させるこ
とができる。

上述した各操舵性制御因子は、車速および／又は舵角を
メインとすることが好ましいが、これらにさらに他の操
舵性制御因子を複合させることにより、あらゆる走行状
態に適応できる総合的な操縦安定性の向上をはかること
ができるようになる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図に示す具体的な実施例により説明する
。

図において、１は自動二輪車の車体フレームであり、そ
の車体フレーム１前部のヘンドパイブ１ａには、操向軸
２が回動自在に嵌合し、その操向軸２の上端と下端とに
、上プラケット３と下ブラケット４とがそれぞれ固定さ
れている。

上記上ブラケット３の上部にはハンドル７が固定されて
いる。また、上ブラケット３と下ブラケット４との両端
には、それぞれ前フオーク５゜５が固定され、その下端
に前輪６が軸支されている。上記上下のブラケット３．
４と左右の前フォーク５，５とは、ハンドル７を左右に
操作することにより、操向軸２を中心として一体に回動
する部材であり、本発明でいうハンドル部材をｆｊｔ成
している。上記ハンドル７と一体回動　。

する下ブラケット４と、車体フレーム１との間には、操
向緩衝器８が連結されている。

この操向緩衝器８は、第３，４図に示すように、作動油
を完膚したシリンダ９と、このシリンダ９に嵌合するピ
ストン１０から構成され、上記ピストン１０を固定した
ピストン杆１１は、シリンダ９の内部を前後に貫通して
いる。シリンダ９から突出したピストン杆ＩＩの一方の
端部は、連結部１１ａを介して車体フレーム１側に回動
自在に連結され、また、シリンダ９は、その外周に設け
た連結部９ａを介して下ブラケツト４側に回動自在に連
結されている。

シリンダ９の内部は、ピストン１０により二つの油室Ａ
、Ｈに区分されているが、この二つの油室Ａ、Ｂはシリ
ンダ９の内壁内に設けた連通路１２を介して互に連通し
ている。その連通路１２の途中には弁体１４が設けられ
、この弁体１４はパルスモータ１５により回転駆動され
る。上記弁体１４には、絞り度が異なる多数の絞りオリ
フィス１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられ、そ
のうちの一つが選択的に連通路１２に対し連通ずるよう
になっている。また、パルスモータ１５は、駆動回路２
２から出力する制御信号により回転制御されるようにな
っている。

なお、上記弁体１４は、第３，４図に示すような筒状の
構成に限らず、第５．６図に示すような板状の弁体１４
′であってもよい。また、一つのオリフィスに対向させ
た針弁によって構成し、その針弁とオリフィスとの離間
距離を変えることにより、その絞り度を連続的に変化さ
せるようにしたものでもよい。

ハンドル７を操向操作するときや、前輪６が路面から反
力を受けるとき等に、その動作に伴って下ブラケット４
も左右に回動する。このとき上述の操向緩衝器８は、ピ
ストン１０がシリンダ９内を摺動して伸縮動作する。こ
のため、油室Ａ、Ｂ内の作動油は連通路１２を介して移
動を行い、上記弁体１４の絞りオリフィスを通過すると
きに油圧減衰力を発生する。

上記油圧減衰力は、絞り度の最も小さい（開度の最も大
きい）絞りオリフィス１３ａが連通ずるときに最も小さ
くなり、また絞り度の最も大きい（開度の最も小さい）
絞りオリフィス１３ｄが連通ずるとき最も大きくなる。

このような絞り度の制御は、駆動回路２２の制御信号に
よりパルスモニタ１５を駆動させることにより行うこと
ができる。

上記自動二輪車は、制御系の操舵性制御因子を検出する
検出器として、速度計１６には車速検出器１６ａを設け
、ヘッドパイプ１ａには舵角検出器１７を設けている。

また、ハンドル７のアクセル握り部１８にアクセル開度
検出器１８ａを設け、ブレーキのマスクシリンダ１９に
は油圧を制動信号として検知する油圧検出器１９ａを設
け、さらに車体フレーム１には車体姿勢の前後の傾動変
化を検出する姿勢検出器２゜を設けている。

上記各検出器が検出した車速、舵角、加減速度、姿勢等
の検出信号や、また舵角から派生する舵角加速度、平均
舵角等の信号は、演算処理器２１において、例えば第７
図に示すようなフローチャートに従って処理され、駆動
回路２２を介してパルスモータ１５を駆動し、操向緩衝
器ｓ内の弁体１４の絞りオリフィスの絞り度を調節する
。

第７図のフローチャートに示すように、上述した検出信
号は、それぞれフェーズ■とフェーズ■のような処理に
従って弁体１４の絞りオリフィスの絞り度の制御を行う
。制御はフェイズＩを主とし、フェーズ■は必要により
省略することができる。

フェーズ■に示すように、自動二輪車が停車又は走行始
めの状態では、オリフィス絞り度はステップ３０のよう
に小に設定されている。ステップ３１の車速検知により
、車速か低速のときはオリフィス絞り度を小（ステップ
３２）、高速のときは大（ステップ３４）、超高速のと
きは中（ステップ３３）となるように制御する。　−こ
のような制御により、操向緩衝器８の油圧緩衝力は上述
したような変化を行い、高速や超高速時の異常振動を防
止し、また低速時には小さな操舵力でハンドル操作でき
るようにする。

フェーズ■では、上述したフェーズＩの状態を前提にし
て、ステップ３５の判断によりクルーズ制御動作中であ
れば、ステップ３６によってオリフィス絞り度を御殿場
に修正し、クルージング中の直進性を強め、走行安定性
を向上させる。またクルーズ制御動作を行っていないと
きは、ステップ３７．３８により加減速度の検出とその
加減速頻度の算出を行う。その頻度が基準量以上であれ
ば、ステップ３９によってオリフィス絞り度を一段減に
修正し、屈曲路走行やスポーツ走行を行うときなどの操
舵力を軽くし、操縦安定性を向上する。

また、加減速頻度が基準量より少ないときは、ステップ
４０により舵角Ｒを検出すると共に、ステップ４１，４
２により舵角加速度Ｒと平均舵角Ｒを算出し、またステ
ップ４３により車体姿勢（前傾又は後傾の有無）を検知
するようにする。上記舵角加速度が基準量以上であると
きは、ステップ３６によりオリフィス絞り度を一段増に
修正し、路面外乱により起るキソクノ＼ツクを防ぐよう
にする。また、平均舵角やＩＲ−百１が基準量以上であ
るときは、同じくステップ３６によりオリフィス絞り度
が一段増に修正し、保舵性を上げるようにする。また、
車体姿勢が前１頃又は後傾の傾斜姿勢であるときは、同
じくステップ３６によりオリフィス絞り度を一段増に修
正するようにし、操縦安定性を改善する。

以後、フェーズＩ、ＩＩを繰り返すことにより、自動二
輪車は走行状態に応じて常に良好な操縦安定性を維持す
ることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明は、シリンダにピストンを嵌合
させてシリンダ内を二つの油室に区分し、この二つの油
室間をオリフィスを介して連通させて構成した操向緩衝
器を、ハンドルと共に回動するハンドル部材と車体フレ
ームとの間に連結した自動二輪車において、前記操向緩
衝器のオリフィスの絞り度を調節可能にすると共に、前
記ハンドルの操舵性制御因子を検出する検知器を設け、
この検知器の検知信号により前記オリフィスの絞り度を
制御すべく構成したので、自動二輪車の走行状態の変化
に応じて操向緩衝器の油圧減衰力を自動的制御し、常に
良好な操縦安定性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例よりなる操向装置を装備した自
動二輪車の要部を制御回路と共に示した説明図、第２図
は同自動二輪車の要部を一部切欠して示す平面図、第３
図は同自動二輪車に設けた操向緩衝器の縦断面図、第４
図は第３図のＴＶ−ＩＶ矢視図、第５図は他の実施態様
による操向緩（ｈ器の要部を示す縦断面図、第６図は第
５図のｖｒ−ｖｒ矢視図、第７図は制御用フローチャー
トの一例を示す図である。 １・・・車体フレーム、４・・・下プラグ・ノド（〕λ
ントンドル）、　８・・・操向緩衝器、　９・・・シリ
ンダ、１０・・・ピストン、１２・・・連通路、１４、
　１４’　−・・弁体、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄ・・・絞りオリフィス、１５・・・ノ々ルスモーク、
　１６ａ・・・車速検出器、　１７・・・舵角検出器、
１８ａ・・・アクセル開度検出器、１９ａ・・・油圧検
出器、　２０・・・姿勢検出器、　２１・・・演算処理
部、　２２・・・駆動回路、　Ａ、　Ｂ・・・油室。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士斎下和彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダにピストンを嵌合させてシリンダ内を二つの油
   室に区分し、この二つの油室間をオリフィスを介して連
   通させて構成した操向緩衝器を、ハンドルと共に回動す
   るハンドル部材と車体フレームとの間に連結した自動二
   輪車において、前記操向＠衝器のオリフィスの絞り度を
   調節可能にすると共に、前記ハンドルの操舵性制御因子
   を検出する検知器を設け、この検知器の検出信号により
   前記オリフィスの絞り度を制御すべく構成した自動二輪
   車の操向装置。