JP2009274575A - Suspension system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁モータが発生させる力によって車体の姿勢変動を抑制可能な装置を備えた車両用サスペンションシステムに関する。 The present invention relates to a vehicle suspension system provided with a device capable of suppressing a change in posture of a vehicle body by a force generated by an electromagnetic motor.
電磁モータが発生させる力によって車体の姿勢変動を抑制可能な装置である姿勢変動抑制装置を備えた車両用サスペンションシステムは、車体の姿勢変動、例えば、車体のロールを適切に抑制できるという理由から、近年、開発が急速に進められ、既に実用化され始めている。そのようなシステムとしては、例えば、下記特許文献に示すようなシステムが検討されている。
上記特許文献に記載の車両用サスペンションシステムの備える姿勢変動抑制装置は、例えば、車体のロールを抑制するように制御されており、車体の姿勢変動の抑制についての一役を担っている。ところが、このような姿勢変動抑制装置を備えたシステムは、実用化が始まったばかりであり、改良の余地を多分に残すものとなっている。そのため、種々の改良を施すことによって、そのシステムの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用サスペンションシステムを提供することを課題とする。 The posture variation suppressing device provided in the vehicle suspension system described in the above-mentioned patent document is controlled to suppress the roll of the vehicle body, for example, and plays a role in suppressing the vehicle body posture variation. However, a system including such a posture variation suppressing device has just started to be put into practical use, and leaves much room for improvement. Therefore, it is considered that the practicality of the system is improved by making various improvements. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide a highly practical vehicle suspension system.
上記課題を解決するために、本発明の車両用サスペンションシステムは、(a)車体の姿勢変動に伴って動作する電磁モータを有し、その電磁モータが発生させる力によって車体の姿勢変動を抑制可能な電磁式の車体変動抑制装置と、(b)その電磁モータへの電力供給および電磁モータからの発電電力の回収可能なバッテリと、(c)電磁モータの内部を流れる電流と電磁モータとバッテリとの間を流れる電流とのいずれか一方を検出する電流検出器とを備えたシステムであって、その電流検出器によって検出される電流の変動に基づいて、車両が走行する路面のそれの荒さに関する状態を判定するように構成される。 In order to solve the above problems, the suspension system for a vehicle according to the present invention includes (a) an electromagnetic motor that operates in accordance with the posture change of the vehicle body, and can suppress the posture change of the vehicle body by the force generated by the electromagnetic motor. An electromagnetic vehicle body fluctuation suppressing device, (b) a battery capable of supplying power to the electromagnetic motor and recovering generated power from the electromagnetic motor, (c) a current flowing through the electromagnetic motor, the electromagnetic motor and the battery, And a current detector for detecting either one of the current flowing between the two, and based on the fluctuation of the current detected by the current detector, the roughness of the road surface on which the vehicle travels It is configured to determine the state.
車体の姿勢変動を抑制可能な装置を備えたシステムにおいては、車両の走行路面が荒れているような場合には、そのような路面に対応して、電磁モータの作動を制御することで車両の乗り心地を担保することが可能な構造のものがあり、車両の振動の強度、具体的に言えば、例えば、ばね上部の振動の振幅，加速度等に基づいて、走行路面が荒れているか否かを判定することが可能である。本発明の車両用サスペンションシステムにおいては、電磁モータが車体の姿勢変動に伴って動作する構造とされており、その電磁モータの動作に伴って生じる起電力を利用して、走行路面が荒れているか否かを判定することが可能である。したがって、本発明のシステムによれば、例えば、ばね上部の振動の振幅，加速度等を検出するためのセンサ等を敢えて備えなくとも、走行路面が荒れているか否かを判定することが可能となり、システムの実用性を高くすることが可能となる。 In a system equipped with a device capable of suppressing the posture change of the vehicle body, when the traveling road surface of the vehicle is rough, the operation of the electromagnetic motor is controlled by controlling the operation of the electromagnetic motor corresponding to such a road surface. There is a structure that can ensure the ride comfort, and whether or not the road surface is rough based on the vibration intensity of the vehicle, specifically, for example, the amplitude and acceleration of the vibration of the sprung Can be determined. In the vehicle suspension system of the present invention, the electromagnetic motor is structured to operate in accordance with the posture change of the vehicle body, and is the traveling road surface roughened by utilizing the electromotive force generated by the operation of the electromagnetic motor? It is possible to determine whether or not. Therefore, according to the system of the present invention, for example, it is possible to determine whether or not the traveling road surface is rough without daringly providing a sensor or the like for detecting the amplitude, acceleration, or the like of the vibration of the sprung portion. It becomes possible to increase the practicality of the system.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項および（３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に（４）項および（５）項および（６）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項２または請求項３に（４）項および（５）項および（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項４に（８）項および（９）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに（１０）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに（１３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項７に、それぞれ相当する。
In each of the following items, the item (1) corresponds to the
（１）電磁モータを有し、その電磁モータが車体の姿勢変動に伴って動作する構造とされ、かつ、電磁モータが発生させる力によって車体の姿勢変動を抑制可能な電磁式の姿勢変動抑制装置と、
前記電磁モータへの電力の供給およびその電磁モータからの発電電力の回収が可能なバッテリと、
前記電磁モータの内部を流れる電流と、前記電磁モータと前記バッテリとの間を流れる電流とのいずれか一方を検出対象電流として検出する電流検出器と、
その電流検出器によって検出された前記検出対象電流の変動に基づいて、車両が走行する路面のそれの荒さに関する状態を判定する路面状態判定装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。
(1) An electromagnetic attitude fluctuation suppression device having an electromagnetic motor, the electromagnetic motor operating in accordance with the attitude fluctuation of the vehicle body, and capable of suppressing the attitude fluctuation of the vehicle body by a force generated by the electromagnetic motor. When,
A battery capable of supplying power to the electromagnetic motor and recovering power generated from the electromagnetic motor;
A current detector for detecting, as a detection target current, either a current flowing through the electromagnetic motor or a current flowing between the electromagnetic motor and the battery;
A vehicle suspension system, comprising: a road surface state determination device that determines a state related to roughness of a road surface on which the vehicle travels based on fluctuations in the detection target current detected by the current detector.
本項に記載された「姿勢変動抑制装置」においては、その装置の有する電磁モータが車体の姿勢変動に伴って動作する構造とされており、本装置を搭載した車両が路面の荒れた道路、つまり、凸凹した道路を走行する場合には、走行路面の凹凸に応じて、電磁モータが反転させられる。このため、電磁モータの動作に伴う起電力に依拠する発電電流は、走行路面の凹凸に応じた特定の周波数で変動する。つまり、起電力に依拠する発電電流の変動は、走行路面の荒さに応じた特定の成分が大きくなると考えられる。つまり、本項に記載された態様の車両用サスペンションシステムにおいては、検出対象電流の変動に基づいて、車両が走行する路面のそれの荒さ、言い換えれば凹凸に関する状態を判定することが可能である。 In the “posture fluctuation suppressing device” described in this section, the electromagnetic motor of the device is configured to operate in accordance with the posture fluctuation of the vehicle body, and the vehicle on which the apparatus is mounted has a rough road surface, That is, when traveling on an uneven road, the electromagnetic motor is reversed according to the unevenness of the traveling road surface. For this reason, the generated current that depends on the electromotive force accompanying the operation of the electromagnetic motor fluctuates at a specific frequency according to the unevenness of the traveling road surface. That is, it is considered that a specific component corresponding to the roughness of the traveling road surface increases in the fluctuation of the generated current that depends on the electromotive force. That is, in the vehicle suspension system according to the aspect described in this section, it is possible to determine the roughness of the road surface on which the vehicle travels, in other words, the state related to the unevenness, based on the fluctuation of the detection target current.
姿勢変動抑制装置を備えたシステムにおいては、車両の走行路面が荒れているような場合には、後に詳しく説明するように、電磁モータへの通電形態を変更することで車両の乗り心地を担保することが可能な構造のものがあり、走行路面が荒れているか否かを判定する方法としては、車両の振動の強度、具体的に言えば、例えば、ばね上部等の振動の振幅，加速度等に基づいて判定する方法が知られている。本項に記載の態様のシステムにおいては、電磁モータに生じる起電力を利用して、車両の走行路面が荒れているか否かを判定することが可能である。したがって、本項に記載の態様のシステムによれば、ばね上部等の振動の振幅，加速度等を検出するためのセンサ等を敢えて設けなくとも、走行路面が荒れているか否かを判定することが可能となり、システムの実用性を高くすることが可能となる。 In a system equipped with a posture fluctuation suppressing device, when the road surface of the vehicle is rough, the riding comfort of the vehicle is ensured by changing the conduction mode to the electromagnetic motor, as will be described in detail later. As a method for determining whether or not the road surface is rough, there is a method for determining the vibration intensity of the vehicle, specifically, for example, the amplitude and acceleration of the vibration of the sprung portion. A method of making a determination based on this is known. In the system according to the aspect described in this section, it is possible to determine whether or not the traveling road surface of the vehicle is rough using the electromotive force generated in the electromagnetic motor. Therefore, according to the system of the aspect described in this section, it is possible to determine whether or not the traveling road surface is rough without providing a sensor or the like for detecting vibration amplitude, acceleration, or the like of the sprung portion. This makes it possible to increase the practicality of the system.
本項に記載された「姿勢変動抑制装置」の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、後に説明するように、スタビライザバーと電磁モータとを備え、スタビライザバーの捩り反力をロール抑制力として作用させるとともに、そのロール抑制力を電磁モータが発生させる力に依拠して変更することで車体のロールを抑制するような構成であってもよい。つまり、姿勢変動抑制装置として、いわゆる電磁式のスタビライザ装置を採用してもよい。また、後に説明するように、ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、ばね下部に連結されるばね下部側ユニットとを有し、ばね上部とばね下部との接近離間に伴ってそれら２つのユニットが相対移動し、電磁モータが発生させる力に依拠してそれら２つのユニットの相対移動に対する力を発生させることでばね上部とばね下部との接近離間を抑制するような構成であってもよい。つまり、姿勢変動抑制装置として、いわゆる電磁式のショックアブソーバを採用してもよい。その姿勢変動抑制装置の動力源である「電磁モータ」は、その型式等は特に限定されず、ＤＣブラシレスモータを始めとして種々の型式のモータを採用可能であり、また、動作に関して言えば、回転モータであっても、リニアモータであってもよい。 The configuration of the “posture fluctuation suppressing device” described in this section is not particularly limited. For example, as described later, a stabilizer bar and an electromagnetic motor are provided, and the twisting reaction force of the stabilizer bar is suppressed by rolls. It may be configured to suppress the roll of the vehicle body by acting as a force and changing the roll suppression force depending on the force generated by the electromagnetic motor. In other words, a so-called electromagnetic stabilizer device may be employed as the posture fluctuation suppressing device. In addition, as will be described later, there is a sprung unit connected to the sprung portion and a sprung unit connected to the sprung portion. The structure may be such that the units move relative to each other and the approach and separation between the sprung portion and the unsprung portion are suppressed by generating a force for the relative movement of the two units based on the force generated by the electromagnetic motor. . That is, a so-called electromagnetic shock absorber may be employed as the posture fluctuation suppressing device. The “electromagnetic motor” that is the power source of the posture fluctuation suppressing device is not particularly limited in its type, and various types of motors such as a DC brushless motor can be adopted. It may be a motor or a linear motor.
（２）前記路面状態判定装置が、
前記検出対象電流の特定の周波数の成分の振幅が設定閾値を超える状況下において、車両が走行する路面が荒れていると判定するように構成された(1)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(2) The road surface state determination device is
The vehicle suspension system according to (1), wherein the vehicle suspension system is configured to determine that the road surface on which the vehicle travels is rough in a situation where an amplitude of a specific frequency component of the detection target current exceeds a set threshold value.
車両が路面の荒れている道路である悪路を走行する際に車輪から入力される振動には、特定周波数域の成分が多く含まれる。このため、悪路走行時には、姿勢変動抑制装置の電磁モータがそのような振動によって反転させられて、電磁モータの起電力に依拠する発電電流には、特定の周波数の成分が多くなる傾向にある。したがって、検出対象電流の特定の周波数の成分の振幅の程度によって、走行路面が荒れているか否かを判定することが可能であり、本項に記載の態様のシステムによれば、車両が走行している道路が悪路であるか否かを適切に判定することが可能となる。 The vibration input from the wheels when the vehicle travels on a rough road, which is a rough road, contains many components in a specific frequency range. For this reason, when driving on rough roads, the electromagnetic motor of the attitude fluctuation suppression device is inverted by such vibration, and the generated current that depends on the electromotive force of the electromagnetic motor tends to have a component of a specific frequency. . Therefore, it is possible to determine whether or not the traveling road surface is rough according to the amplitude of the specific frequency component of the current to be detected. According to the system of the aspect described in this section, the vehicle travels. It is possible to appropriately determine whether or not the road on the road is a bad road.
本項に記載された「路面が荒れている」道路とは、路面が滑らかでない道路、つまり、凸凹路，ゴツゴツ路，うねり路等を意味している。言い換えれば、車両の走行に伴って車輪から車体に特定の周波数域の成分を多く含む振動が入力されるような道路を意味している。 The “road surface rough” road described in this section means a road whose surface is not smooth, that is, an uneven road, a rugged road, a swell road, and the like. In other words, it means a road where vibrations including a lot of components in a specific frequency range are input from the wheels to the vehicle body as the vehicle travels.
（３）前記特定の周波数が、ばね下共振周波数である(2)項に記載の車両用サスペンションシステム。 (3) The vehicle suspension system according to (2), wherein the specific frequency is an unsprung resonance frequency.
路面の荒さの状態が比較的酷い道路、具体的に言えば、例えば、ゴツゴツ路等を走行する際に車輪から入力される振動には、比較的高周波域の成分、具体的に言えば、ばね下共振周波域の成分が多く含まれる傾向にある。したがって、本項に記載の態様のシステムによれば、例えば、路面の荒さの状態が酷い悪路、つまり、車両の走行に伴い車輪から車体に入力される振動が比較的高周波域の振動となるような悪路の判定を適切に実行することが可能となる。 Roads with a relatively rough road surface, specifically, for example, vibrations input from wheels when traveling on rugged roads, etc., include relatively high frequency components, specifically springs. It tends to contain many components in the lower resonance frequency range. Therefore, according to the system of the aspect described in this section, for example, a rough road with a rough road surface, that is, vibration input from the wheel to the vehicle body as the vehicle travels becomes vibration in a relatively high frequency range. It is possible to appropriately execute such a rough road determination.
（４）当該車両用サスペンションシステムが、前記電磁モータと前記バッテリとの間に配設されて前記電磁モータを駆動するためのインバータを備え、
そのインバータが、
前記電磁モータが有する複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの高電位側端子との間に設けられた複数の高電位側スイッチング素子と、前記複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの低電位側端子との間に設けられた複数の低電位側スイッチング素子と、前記複数の高電位側スイッチング素子および前記複数の低電位側スイッチング素子に対応してそれらと並列的に設けられた複数の還流ダイオードとを有する(2)項または(3)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(4) The vehicle suspension system includes an inverter disposed between the electromagnetic motor and the battery for driving the electromagnetic motor,
The inverter is
Corresponding to the plurality of energization terminals of the electromagnetic motor and corresponding to the plurality of energization terminals, a plurality of high potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the high potential side terminal of the battery. Corresponding to the plurality of low potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the low potential side terminal of the battery, the plurality of high potential side switching elements, and the plurality of low potential side switching elements. The vehicle suspension system according to (2) or (3), further comprising a plurality of free-wheeling diodes provided in parallel therewith.
（５）(a-1)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方の全てを閉じるとともに、他方の全てを開けることで、前記複数の通電端子の相互の間の導通を前記複数の高電位側スイッチング素子と複数の低電位側スイッチング素子との一方を経由して許容する全端子間導通モード、
(a-2)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方のうちの１つのみを閉じるとともに、その一方のうちの残りを開け、かつ、他方の全てを開けて、その閉じられる１つのスイッチング素子を前記電磁モータの動作位置に応じて変更する１端子通電モード、
(a-3)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との両方の全てを開ける全端子非通電モード
のうちの少なくとも１つの作動モードと、
もう１つの作動モードである(b)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方のうちの１つのみを閉じるとともに、その一方のうちの残りを開け、かつ、他方のうちの１つのみを閉じるとともに、その他方のうちの残りを開けて、それら閉じられる２つのスイッチング素子の各々を前記電磁モータの動作位置に応じて変更する２端子通電モードと
において前記電磁モータが作動可能とされた(4)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(5) (a-1) By closing all of one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements and opening all of the other, All-terminal conduction mode that allows conduction between one of the plurality of high potential side switching elements and the plurality of low potential side switching elements,
(a-2) Closing only one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements, opening the other of the ones, and opening all of the other 1-terminal energization mode in which one switching element that is opened and closed is changed according to the operating position of the electromagnetic motor;
(a-3) at least one operation mode of all-terminal non-energization modes in which both of the plurality of high potential side switching elements and the plurality of low potential side switching elements are opened;
And (b) closing only one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements, and opening the rest of the one, and In the two-terminal energization mode in which only one of the other is closed and the other of the other is opened and each of the two switching elements to be closed is changed according to the operating position of the electromagnetic motor. The vehicle suspension system according to item (4), wherein the electromagnetic motor is operable.
上記２つの項に記載の「高電位側スイッチング素子」は、自身の開閉によって、バッテリの高電位側の端子から電磁モータの通電端子への通電と非通電とを切換えるものであり、「低電位側スイッチング素子」は、自身の開閉によって、電磁モータの通電端子からバッテリの低電位側の端子への通電と非通電とを切換えるものである。つまり、後者の項に記載の「２端子通電モード」は、電磁モータの各相の通電端子と、バッテリの高電位側端子あるいは低電位側端子との接続をスイッチング素子によって切換えることで、電磁モータの内部を流れる電流量を変更することができる。詳しく言えば、１つの通電端子ともう１つ別の通電端子とを、それぞれ、バッテリの高電位側端子と低電位側端子とに導通させ、その導通させられる通電端子を、電磁モータの動作位置に応じて順次変更する。そして、高電位側端子と低電位側端子との一方とそれと導通させられる通電端子と間に設けられたスイッチング素子に対して、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を実行し、その制御におけるデューティ比を変更することによって、電磁モータの内部を流れる電流量が変更されるのである。つまり、「２端子通電モード」においては、電磁モータの発生させる力を制御することが可能である。 The “high potential side switching element” described in the above two items switches between energization and non-energization from the high potential side terminal of the battery to the energization terminal of the electromagnetic motor by opening and closing itself. The “side switching element” switches between energization and non-energization from the energization terminal of the electromagnetic motor to the low potential side terminal of the battery by opening and closing itself. In other words, the “two-terminal energization mode” described in the latter section is achieved by switching the connection between the energization terminal of each phase of the electromagnetic motor and the high-potential side terminal or the low-potential side terminal of the battery by the switching element. It is possible to change the amount of current flowing through the inside. Specifically, one energizing terminal and another energizing terminal are electrically connected to a high potential side terminal and a low potential side terminal of the battery, respectively, and the energized terminals that are made to conduct are connected to the operating position of the electromagnetic motor. It changes sequentially according to. Then, PWM (Pulse Width Modulation) control is performed on the switching element provided between one of the high potential side terminal and the low potential side terminal and the energization terminal connected to the high potential side terminal, and the duty ratio in the control is set. By changing, the amount of current flowing through the inside of the electromagnetic motor is changed. That is, in the “two-terminal energization mode”, the force generated by the electromagnetic motor can be controlled.
また、後者の項に記載された「全端子間導通モード」，「１端子通電モード」，「全端子非通電モード」は、いずれも、バッテリから電力を電磁モータに供給しない作動モードとしての電力非供給モードであり、車体の姿勢変動に伴って電磁モータが動作する場合、つまり、外部入力によって電磁モータが動作する場合に、いずれの作動モードとされるかによって、電磁モータの特性、詳しく言えば、電磁モータが発生させるモータ力に関する特性は異なるものとなる。「全端子間導通モード」は、複数の通電端子の各々が相互に導通させられており、外部入力によって電磁モータが動作する場合に、電磁モータには、比較的大きな発電電流が流れる。このため、この作動モードの下では、バッテリから電磁モータに電力が供給されないにも拘わらず、比較的大きなモータ力を発生させることが可能である。 The “all-terminal conduction mode”, “one-terminal energization mode”, and “all-terminal non-energization mode” described in the latter section are all power as operating modes in which power is not supplied from the battery to the electromagnetic motor. In non-supply mode, when the electromagnetic motor is operated in accordance with the posture change of the vehicle body, that is, when the electromagnetic motor is operated by external input, the characteristics of the electromagnetic motor can be described in detail depending on which operation mode is selected. For example, the characteristics relating to the motor force generated by the electromagnetic motor are different. In the “all-terminal conduction mode”, each of the plurality of energization terminals is electrically connected to each other, and when the electromagnetic motor is operated by an external input, a relatively large generated current flows through the electromagnetic motor. For this reason, under this operation mode, it is possible to generate a relatively large motor force even though no electric power is supplied from the battery to the electromagnetic motor.
高電位側スイッチング素子に併設される「還流ダイオード」は、電磁モータの通電端子からバッテリの高電位側の端子への通電を許容するものであり、低電位側スイッチング素子に併設される「還流ダイオード」は、バッテリの低電位側の端子から電磁モータの通電端子への通電を許容するものである。このため、「全端子非通電モード」においては、電磁モータの起電力に依拠した発電電流が、還流ダイオードを介して、バッテリに回生される。ただし、バッテリの電圧の作用によって、バッテリには小さな電気量しか回生されないため、起電力に依拠した発電電流は小さいものである。このため、全端子非通電モードにおいては、外部入力による電磁モータの動作に対して、比較的小さなモータ力しか発生させることができない。また、「１端子通電モード」は、上記２端子通電モードにおいてＰＷＭ制御のデューティ比を０とした通電形態を実現させる作動モードである。この作動モードでは、電磁モータが外部入力によって動作する際に、ある程度の大きさの発電電流が発生し、その際のモータ力は、全端子間導通モードと全端子非通電モードとの中間的な大きさとなる。 The “freewheeling diode” provided alongside the high potential side switching element allows energization from the energization terminal of the electromagnetic motor to the high potential side terminal of the battery. "" Allows energization from the terminal on the low potential side of the battery to the energization terminal of the electromagnetic motor. For this reason, in the “all-terminal de-energization mode”, the generated current that relies on the electromotive force of the electromagnetic motor is regenerated to the battery via the reflux diode. However, since only a small amount of electricity is regenerated in the battery due to the action of the battery voltage, the generated current based on the electromotive force is small. For this reason, in the all-terminal de-energization mode, only a relatively small motor force can be generated for the operation of the electromagnetic motor by an external input. The “1-terminal energization mode” is an operation mode that realizes an energization mode in which the duty ratio of PWM control is 0 in the 2-terminal energization mode. In this operation mode, when the electromagnetic motor is operated by an external input, a certain amount of generated current is generated, and the motor force at that time is intermediate between the all-terminal conduction mode and the all-terminal non-energization mode. It becomes size.
上記４つの作動モードの各々は個別の特徴を有しており、後者の項に記載の態様にシステムにおいては、各々の特徴を活かすように作動モードを変更することが可能である。具体的に言えば、例えば、作動モードを２端子通電モードとすれば、モータ力を制御することが可能となり、車体の姿勢変動を効果的に抑制することが可能となる。作動モードを全端子間導通モードとすれば、バッテリから電磁モータへの電力供給をすることなく、車体の姿勢変動に対して比較的大きなモータ力を発生させることが可能となる。このため、全端子間導モードの下では、電磁モータの省電力化を図りつつ、車体の姿勢変動をある程度抑制することが可能となる。また、作動モードを全端子非通電モードとすれば、車体の姿勢変動に対して小さなモータ力しか発生させない。このため、例えば、車両の走行に伴ない車輪から車体に比較的高周波域の振動が入力されるような場合に、作動モードを全端子非通電モードとすれば、そのような振動に伴うモータ力を小さくすることが可能となり、車両の乗り心地を担保することが可能となる。また、１端子通電モードでのモータ力は、全端子間導通モードと全端子非通電モードとの中間的な大きさとなることから、作動モードを１端子通電モードとすれば、全端子間導通モードと全端子非通電モードとの中間的な特徴が発揮される。 Each of the four operation modes has individual characteristics. In the system described in the latter section, the operation mode can be changed so as to make use of each characteristic. More specifically, for example, if the operation mode is set to the two-terminal energization mode, it is possible to control the motor force and to effectively suppress the posture variation of the vehicle body. If the operation mode is the all-terminal conduction mode, it is possible to generate a relatively large motor force against a change in the posture of the vehicle body without supplying power from the battery to the electromagnetic motor. For this reason, under all-terminal conduction mode, it is possible to suppress the posture fluctuation of the vehicle body to some extent while saving power of the electromagnetic motor. Further, if the operation mode is the all-terminal de-energization mode, only a small motor force is generated with respect to a change in the posture of the vehicle body. For this reason, for example, when vibration in a relatively high frequency range is input from the wheels to the vehicle body as the vehicle travels, if the operation mode is set to the all-terminal de-energization mode, the motor force associated with such vibrations Can be reduced, and the ride comfort of the vehicle can be ensured. In addition, since the motor force in the one-terminal energization mode is intermediate between the all-terminal conduction mode and the all-terminal non-energization mode, if the operation mode is the one-terminal conduction mode, the all-terminal conduction mode. And intermediate characteristics between all terminal non-energization modes.
なお、後者の項に記載のシステムにおいては、上記電力非供給モードとして全端子間導通モード，１端子通電モード，全端子非通電モードの３つの作動モードが必ずしも設定されていることを要しない。それら３つの作動モードのうちの１つしか設定されていなくてもよく、また、２つしか設定されていなくてもよい。 In the system described in the latter section, it is not always necessary to set the three operation modes of the all-terminal conduction mode, the one-terminal conduction mode, and the all-terminal conduction mode as the power non-supply mode. Only one of these three operating modes may be set, and only two may be set.
（６）少なくとも前記全端子非通電モードと前記２端子通電モードとにおいて前記電磁モータが作動可能とされ、
前記路面状態判定装置によって車両が走行する路面が荒れていると判定された場合に、前記全端子非通電モードにおいて前記電磁モータが作動されるように構成された(5)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(6) The electromagnetic motor is operable in at least the all-terminal de-energization mode and the two-terminal energization mode,
The vehicle motor according to (5), wherein the electromagnetic motor is operated in the all-terminal de-energization mode when the road surface determination device determines that the road surface on which the vehicle travels is rough. Suspension system.
「全端子非通電モード」においては、外部入力による電磁モータの動作に対して、比較的小さなモータ力しか発生させることができない。このため、車両が荒れた路面を走行する際に車輪から車体に入力される比較的高周波域の振動に伴うモータ力を小さくすることが可能である。したがって、本項に記載の態様のシステムによれば、悪路走行時の車両の乗り心地を担保することが可能となる。 In the “all terminal non-energization mode”, only a relatively small motor force can be generated for the operation of the electromagnetic motor by an external input. For this reason, when the vehicle travels on a rough road surface, it is possible to reduce the motor force accompanying vibration in a relatively high frequency range that is input from the wheels to the vehicle body. Therefore, according to the system of the aspect described in this section, it is possible to ensure the riding comfort of the vehicle when traveling on a rough road.
（７）前記路面状態判定装置が、前記設定閾値を、前記電磁モータがいずれの作動モードで作動しているかによって変更するように構成された(5)項または(6)項に記載の車両用サスペンションシステム。 (7) The road surface state determination device is configured to change the set threshold value depending on in which operation mode the electromagnetic motor is operating. (5) or (6) Suspension system.
電力非供給モードである上記３つの作動モードにおいて、車体の姿勢変動に伴って電磁モータに生じる発電電流量は、外部入力の大きさが同じであっても、上述したように、作動モード毎に異なる。また、２端子通電モードにおいても、通電形態が相違することから、電磁モータに生じる発電電流量は、外部入力の大きさが同じであっても、電力非供給モードのいずれのモードにおけるものと異なる。つまり、車両が悪路を走行している際に生じる発電電流量は、上記４つの作動モード毎に異なるのである。本項に記載のシステムにおいては、作動モード毎に悪路判定に用いられる設定閾値を変更しており、本項に記載のシステムによれば、各作動モード毎に悪路判定を適切に実行することが可能となる。 In the above three operation modes, which are power non-supply modes, as described above, the amount of generated current generated in the electromagnetic motor in accordance with the posture change of the vehicle body is different for each operation mode even if the magnitude of the external input is the same. Different. Also, in the two-terminal energization mode, since the energization form is different, the amount of generated current generated in the electromagnetic motor is different from that in any of the non-power supply modes even if the magnitude of the external input is the same. . In other words, the amount of generated current generated when the vehicle is traveling on a rough road differs for each of the four operation modes. In the system described in this section, the setting threshold used for the rough road determination is changed for each operation mode, and according to the system described in this section, the rough road determination is appropriately executed for each operation mode. It becomes possible.
（８）前記検出対象電流が、前記電磁モータの内部を流れる電流であり、
前記設定閾値が、作動モード毎に設定されており、前記全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値，前記１端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記２端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値の順に大きく設定されている(7)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(8) The detection target current is a current flowing inside the electromagnetic motor,
The set threshold value is set for each operation mode, the set threshold value when operating in the all-terminal de-energization mode, the set threshold value when operating in the one-terminal energization mode, and the two-terminal energization mode The vehicle suspension system according to the item (7), in which the threshold value is set in the order of the setting threshold value when operating in the terminal mode and the setting threshold value when operating in the all-terminal conduction mode.
本項に記載のシステムにおいては、電磁モータの内部を流れる電流の変動に基づいて悪路判定が実行される。電磁モータの各相の通電端子と、バッテリの高電位側端子あるいは低電位側端子との接続は、インバータ、さらに具体的に言えば、スイッチング素子によって切換えられる。このため、検出対象電流を電磁モータの内部を流れる電流とすれば、悪路走行時に電磁モータに生じる発電電流が大きいほど、検出対象電流のばね下共振周波数の成分の振幅は大きくなる。したがって、作動モード毎に変更される上記設定閾値は、電磁モータに生じる発電電流が大きいほど、大きくされることが望ましい。 In the system described in this section, the rough road determination is executed based on the fluctuation of the current flowing through the electromagnetic motor. The connection between the energization terminal of each phase of the electromagnetic motor and the high potential side terminal or low potential side terminal of the battery is switched by an inverter, more specifically, a switching element. For this reason, if the current to be detected is a current flowing through the electromagnetic motor, the amplitude of the unsprung resonance frequency component of the current to be detected increases as the generated current generated in the electromagnetic motor during rough road traveling increases. Therefore, it is desirable that the set threshold value changed for each operation mode be increased as the generated current generated in the electromagnetic motor is increased.
具体的には、作動モードが全端子間導通モードとされる場合には、上述したように、比較的大きな発電電流が電磁モータに流れる。また、作動モードが全端子非通電モードとされる場合には、比較的小さな発電電流しか流れない。このため、全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値は全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値より大きく設定されることが望ましい。また、１端子通電モードにおいて生じる起電力に依拠した発電電流は、上述したように、全端子非通電モードでの発電電流より大きく、全端子間導通モードでの発電電流より小さい。このため、１端子通電モードで作動している場合の設定閾値は、全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値と全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値との間に設定されることが望ましい。 Specifically, when the operation mode is the all-terminal conduction mode, as described above, a relatively large generated current flows through the electromagnetic motor. Further, when the operation mode is the all-terminal de-energization mode, only a relatively small generated current flows. For this reason, it is desirable that the set threshold value when operating in the all-terminal conduction mode is set to be larger than the setting threshold value when operating in the all-terminal non-energized mode. Further, as described above, the generated current based on the electromotive force generated in the one-terminal energization mode is larger than the generated current in the all-terminal non-energization mode and smaller than the generated current in the all-terminal conduction mode. For this reason, the setting threshold value when operating in the one-terminal energization mode is between the setting threshold value when operating in the all-terminal non-energization mode and the setting threshold value when operating in the all-terminal conduction mode. It is desirable to be set to.
作動モードが２端子通電モードとされる場合には、作動モードが１端子通電モードとされる場合とは異なり、高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との一方でＰＷＭ制御におけるデューティ比が変更されている。このため、電磁モータが外部入力によって回転させられる場合の発電電流が、作動モードが１端子通電モードとされる場合よりインバータと電磁モータとの間を循環し易くなり、２端子通電モードにおいて生じる起電力に依拠した発電電流は、１端子通電モードにおける発電電流より大きくなる。ただし、２端子通電モードにおける発電電流は、電磁モータの各相があたかも短絡させられたような状態である全端子間導通モードにおける発電電流よりは小さい。このため、２端子通電モードで作動している場合の設定閾値は、１端子通電モードで作動している場合の設定閾値と全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値との間に設定されることが望ましい。つまり、悪路判定に用いられる設定閾値は、全端子非通電モード，１端子通電モード，２端子通電モード，全端子間導通モードの順に大きく設定されることが望ましい。したがって、本項に記載のシステムによれば、例えば、上記設定閾値を作動モード毎に適切に変更することが可能となり、悪路判定を適切に実行することが可能となる。 When the operation mode is the two-terminal energization mode, unlike the case where the operation mode is the one-terminal energization mode, one of the high potential side switching element and the low potential side switching element has a duty ratio in PWM control. has been edited. For this reason, the generated current when the electromagnetic motor is rotated by an external input is more likely to circulate between the inverter and the electromagnetic motor than when the operation mode is set to the one-terminal energization mode. The generated current depending on the electric power is larger than the generated current in the one-terminal energization mode. However, the generated current in the two-terminal energization mode is smaller than the generated current in the all-terminal conduction mode in which each phase of the electromagnetic motor is short-circuited. For this reason, the setting threshold when operating in the two-terminal energization mode is between the setting threshold when operating in the one-terminal energization mode and the setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode. It is desirable to set. That is, it is desirable that the set threshold used for rough road determination be set in the order of all terminal non-energization mode, one terminal energization mode, two terminal energization mode, and all terminal conduction mode. Therefore, according to the system described in this section, for example, the set threshold value can be appropriately changed for each operation mode, and the rough road determination can be appropriately executed.
なお、電磁モータの内部を流れる電流は、電磁モータの内部で検出することが可能であるが、各スイッチング素子と電磁モータの各通電端子との間でも検出することが可能である。つまり、本項に記載の「電流検出器」は、電磁モータとインバータとの間に配設されてもよく、電磁モータ内部、若しくは、インバータの内部であって、各スイッチング素子と電磁モータの各通電端子との間に配設されてもよい。 In addition, although the electric current which flows through the inside of an electromagnetic motor can be detected inside an electromagnetic motor, it can also be detected between each switching element and each energizing terminal of the electromagnetic motor. In other words, the “current detector” described in this section may be disposed between the electromagnetic motor and the inverter, or inside the electromagnetic motor or inside the inverter, and each switching element and each electromagnetic motor. You may arrange | position between electricity supply terminals.
（９）前記検出対象電流が、前記電磁モータとバッテリとの間を流れる電流であり、
前記設定閾値が、作動モード毎に設定されており、前記全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値，前記２端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記１端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値の順に大きく設定されている(7)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(9) The detection target current is a current flowing between the electromagnetic motor and the battery,
The set threshold is set for each operation mode, the set threshold when operating in the all-terminal conduction mode, the set threshold when operating in the two-terminal energization mode, and the one-terminal energization mode The vehicle suspension system according to item (7), in which the setting threshold value is set in the order of a setting threshold value when operating in a non-energized mode and a setting threshold value when operating in the all-terminal de-energization mode.
本項に記載のシステムにおいては、電磁モータとバッテリとの間を流れる電流の変動に基づいて悪路判定が実行される。インバータ、具体的に言えば、スイッチング素子は、電磁モータの各相の通電端子と、バッテリの高電位側端子あるいは低電位側端子との接続を切換える。このため、電磁モータの起電力に依拠して生じる発電電流は、各スイッチング素子の切換え、言い換えれば、電磁モータの作動モードによっては、バッテリに流れ難くなる場合がある。このため、検出対象電流を電磁モータとバッテリとの間を流れる電流とする場合における作動モード毎の上記設定閾値は、発電電流のバッテリへの流れ難さを考慮して設定する必要がある。 In the system described in this section, the rough road determination is executed based on the fluctuation of the current flowing between the electromagnetic motor and the battery. The inverter, specifically, the switching element switches the connection between the energization terminal of each phase of the electromagnetic motor and the high potential side terminal or the low potential side terminal of the battery. For this reason, the generated current that depends on the electromotive force of the electromagnetic motor may not easily flow to the battery depending on the switching of each switching element, in other words, depending on the operation mode of the electromagnetic motor. For this reason, when the detection target current is a current flowing between the electromagnetic motor and the battery, the setting threshold value for each operation mode needs to be set in consideration of difficulty in flowing the generated current to the battery.
具体的には、作動モードが全端子間導通モードとされる場合には、後に詳しく説明するように、起電力に依拠して生じる発電電流の殆どは電磁モータとインバータとの間を循環し、バッテリに相当流れ難くなる。また、作動モードが全端子非通電モードとされる場合には、還流ダイオードを介して、起電力に依拠して生じる発電電流がバッテリに流れやすい。このため、全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値は全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値より大きく設定されることが望ましい。また、作動モードが１端子通電モードとされる場合には、各スイッチング素子の切換えが、全端子間導通モードにおける各スイッチング素子の切換えと全端子非通電モードにおける各スイッチング素子の切換えとの中間的なものであることから、１端子通電モードで作動している場合の設定閾値は全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値と全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値との間に設定されることが望ましい。 Specifically, when the operation mode is the all-terminal conduction mode, as will be described in detail later, most of the generated current that depends on the electromotive force circulates between the electromagnetic motor and the inverter. It becomes difficult to flow to the battery. Further, when the operation mode is set to the all-terminal de-energization mode, the generated current that depends on the electromotive force easily flows to the battery via the return diode. For this reason, it is desirable that the set threshold value when operating in the all-terminal non-energization mode is set to be larger than the setting threshold value when operating in the all-terminal conduction mode. When the operation mode is the one-terminal energization mode, switching of each switching element is intermediate between switching of each switching element in the all-terminal conduction mode and switching of each switching element in the all-terminal non-energization mode. Therefore, the setting threshold when operating in the one-terminal energization mode is the setting threshold when operating in the all-terminal non-energization mode and the setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode. It is desirable to set between.
作動モードが２端子通電モードとされる場合には、ＰＷＭ制御が実行されていることから、作動モードが１端子通電モードとされる場合より、起電力に依拠して生じる発電電流はインバータと電磁モータとの間を循環しやすい。つまり、作動モードが１端子通電モードとされる場合より、起電力に依拠して生じる発電電流はバッテリに流れ難い。ただし、電磁モータの各相があたかも短絡させられたような状態とされる場合よりは、発電電流はバッテリに流れやすい。このため、２端子通電モードで作動している場合の設定閾値は、１端子通電モードで作動している場合の設定閾値と全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値との間に設定されることが望ましい。つまり、悪路判定に用いられる設定閾値は、全端子間導通モード，２端子通電モード，１端子通電モード，全端子非通電モードの順に大きく設定されることが望ましい。したがって、本項に記載のシステムによれば、例えば、上記設定閾値を作動モード毎に適切に変更することが可能となり、悪路判定を適切に実行することが可能となる。 When the operation mode is set to the two-terminal energization mode, PWM control is executed. Therefore, the generated current that depends on the electromotive force is generated between the inverter and the electromagnetic wave more than when the operation mode is set to the one-terminal energization mode. It is easy to circulate between motors. That is, the generated current that depends on the electromotive force is less likely to flow to the battery than when the operation mode is the one-terminal energization mode. However, the generated current flows through the battery more easily than when each phase of the electromagnetic motor is short-circuited. For this reason, the setting threshold when operating in the two-terminal energization mode is between the setting threshold when operating in the one-terminal energization mode and the setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode. It is desirable to set. That is, it is desirable that the set threshold used for rough road determination be set in the order of all-terminal conduction mode, two-terminal energization mode, one-terminal energization mode, and all-terminal de-energization mode. Therefore, according to the system described in this section, for example, the set threshold value can be appropriately changed for each operation mode, and the rough road determination can be appropriately executed.
なお、電磁モータとバッテリとの間を流れる電流は、各スイッチング素子とバッテリの高電位側端子若しくは低電位側端子との間で検出することが可能である。つまり、本項に記載の「電流検出器」は、バッテリとインバータとの間に配設されてもよく、インバータの内部であって、各スイッチング素子とバッテリの高電位側端子若しくは低電位側端子との間に配設されてもよい。 Note that the current flowing between the electromagnetic motor and the battery can be detected between each switching element and the high potential side terminal or the low potential side terminal of the battery. In other words, the “current detector” described in this section may be disposed between the battery and the inverter, and is inside the inverter, and each switching element and the high potential side terminal or the low potential side terminal of the battery. Between the two.
（１０）前記姿勢変動抑制装置が、
車体のロールに伴って捩られるとともに、その捩り反力をロール抑制力として作用させるスタビライザバーと、そのスタビライザバーの捩れに伴って動作する前記電磁モータとを備え、その電磁モータが発生させる力に依拠してそのスタビライザバーの捩れ量を変更することでロール抑制力を変更可能な構造のスタビライザ装置である(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
(10) The posture variation suppressing device is
A stabilizer bar that is twisted along with the roll of the vehicle body and that acts as a roll restraining force, and the electromagnetic motor that operates in accordance with the twist of the stabilizer bar, the force generated by the electromagnetic motor The vehicle suspension system according to any one of items (1) to (9), which is a stabilizer device having a structure in which the roll restraining force can be changed by changing the amount of twist of the stabilizer bar.
（１１）前記スタビライザバーが、
左右の車輪に対応して設けられ、それぞれが、車幅方向に延びて配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部に連続してそのトーションバー部と交差して延びるとともに先端部において左右の車輪のうちの自身に対応するものを保持する車輪保持部に連結されるアーム部とを有する１対のスタビライザバー部材を含んで構成され、
前記電磁モータが、前記１対のスタビライザバー部材のトーションバー部を相対回転させるものである(10)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(11) The stabilizer bar is
Provided corresponding to the left and right wheels, each of which extends in the vehicle width direction, and extends continuously across the torsion bar portion and intersects with the torsion bar portion. Including a pair of stabilizer bar members having an arm portion connected to a wheel holding portion for holding one of the wheels corresponding to itself,
The vehicle suspension system according to item (10), wherein the electromagnetic motor relatively rotates the torsion bar portions of the pair of stabilizer bar members.
（１２）前記姿勢変動抑制装置が、前記電磁モータの回転を減速する減速機と、前記電磁モータと前記減速機とを保持するハウジングとを有し、前記１対のスタビライザバー部材の一方のトーションバー部が前記ハウジングに相対回転不能に接続され、他方のトーションバー部が前記減速機の出力部に相対回転不能に接続される構造とされた(11)項に記載の車両用サスペンションシステム。 (12) The posture variation suppressing device includes a speed reducer that decelerates rotation of the electromagnetic motor, and a housing that holds the electromagnetic motor and the speed reducer, and one torsion of the pair of stabilizer bar members The vehicle suspension system according to (11), wherein the bar portion is connected to the housing in a relatively non-rotatable manner, and the other torsion bar portion is connected to the output portion of the speed reducer in a relatively non-rotatable manner.
上記３つの項に記載のシステムにおいては、車体変動抑制装置が、ロール抑制力を任意に変更可能なスタビライザ装置によって構成されており、その装置の具体的な構造が限定されている。いずれの態様のシステムによっても、車体のロールを効果的に抑制することが可能となる。また、車両の旋回に起因する車体のロールを抑制する制御においては、ばね上加速度，ばね上ばね下間相対速度等の車体の振動を指標する物理量は必要なく、ロール抑制制御を実行するためにばね上加速度センサ，ストロークセンサ等が設けられていることは少ない。したがって、上記３つの項に記載のシステムにおいては、ばね上加速度センサ，ストロークセンサ等を敢えて設けることなく悪路判定を実行することが可能となり、システムの簡素化を図ることが可能となる。 In the system described in the above three items, the vehicle body fluctuation suppressing device is configured by a stabilizer device that can arbitrarily change the roll suppressing force, and the specific structure of the device is limited. According to any of the systems, the roll of the vehicle body can be effectively suppressed. Further, in the control for suppressing the roll of the vehicle body caused by the turning of the vehicle, there is no need for a physical quantity that indicates the vibration of the vehicle body such as the sprung acceleration and the relative speed between the unsprung springs. There are few sprung acceleration sensors or stroke sensors. Therefore, in the system described in the above three items, it is possible to execute rough road determination without intentionally providing a sprung acceleration sensor, a stroke sensor, and the like, and the system can be simplified.
３つ目の項に記載の「減速機」は、それの機構が特に限定されるものではなく、例えば、ハーモニックギヤ機構（「ハーモニックドライブ（登録商標）機構」，「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある）、ハイポサイクロイド減速機構等、種々の機構の減速機を採用することが可能である。電磁モータの小型化を考えれば、減速機の減速比は比較的大きい（電磁モータの動作量に対するアクチュエータの動作量が小さいことを意味する）ことが望ましく、その点を考慮すれば、減速機としてハーモニックギヤ機構のものを採用することが望ましい。また、減速比の大きな減速機を採用する場合、車体の姿勢変動によって電磁モータが動作して生じる発電電流は大きくなると予想される。したがって、電磁モータに生じる発電電流を利用して悪路判定を実行することは、減速比の大きな減速機を採用するスタビライザ装置を備えるシステムに対して好適である。 The mechanism of the “reduction gear” described in the third section is not particularly limited. For example, a harmonic gear mechanism (“harmonic drive (registered trademark) mechanism”, “strain wave gearing mechanism”, etc.) It is possible to employ a reduction mechanism of various mechanisms such as a hypocycloid reduction mechanism. Considering the miniaturization of the electromagnetic motor, it is desirable that the reduction ratio of the speed reducer is relatively large (meaning that the operation amount of the actuator is small relative to the operation amount of the electromagnetic motor). It is desirable to use a harmonic gear mechanism. In addition, when a reduction gear with a large reduction ratio is employed, the generated current generated by the operation of the electromagnetic motor due to the posture change of the vehicle body is expected to increase. Therefore, it is preferable to execute the rough road determination using the generated current generated in the electromagnetic motor for a system including a stabilizer device that employs a reduction gear having a large reduction ratio.
（１３）前記姿勢変動抑制装置が、
ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、ばね下部に連結されてばね上部とばね下部との接近離間に伴って前記ばね上部側ユニットと相対移動可能とされたばね下部側ユニットと、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に伴って動作する前記電磁モータとを備え、その電磁モータが発生させる力に依拠して前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対する力を発生させる構造の電磁式のショックアブソーバである(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。
(13) The posture variation suppressing device is
A sprung unit connected to the sprung unit, a sprung unit connected to the sprung unit and movable relative to the sprung unit as the sprung unit and the sprung approach and separate, and the sprung unit A relative movement between the unsprung unit and the unsprung unit depending on the force generated by the electromagnetic motor. The vehicle suspension system according to any one of (1) to (9), wherein the suspension system is an electromagnetic shock absorber having a structure for generating a force against the vehicle.
（１４）前記ショックアブソーバが、
前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの一方に設けられた雄ねじ部と、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの他方に設けれられてその雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とを含んで構成され、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に伴って前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが相対回転する構造のねじ機構を有し、かつ、前記電磁モータがその相対回転に対する力を発生させるように構成された(13)項に記載の車両用サスペンションシステム。
(14) The shock absorber is
A male thread portion provided on one of the unsprung unit and the unsprung unit, and a female thread portion provided on the other of the unsprung unit and unsprung unit and screwed into the male thread portion. A screw mechanism having a structure in which the male screw portion and the female screw portion rotate relative to each other with relative movement between the unsprung side unit and the unsprung side unit, and the electromagnetic motor. The vehicle suspension system according to item (13), which is configured to generate a force with respect to the relative rotation.
上記２つの項に記載のシステムにおいては、車体変動抑制装置が、ばね上部とばね下部との接近離間に対する抵抗力を任意に変更可能なショックアブソーバによって構成されており、その装置の具体的な構造が限定されている。各車輪に対応してショックアブソーバを設け、それら各ショックアブソーバの有する電磁モータの作動を制御することで、車体のロール，ピッチ等の車体の姿勢変動を効果的に抑制することが可能となる。また、いずれの態様のシステムにおいても、モータ力に依拠してばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとを積極的に相対移動させる推進力を発生させることも可能であり、アブソーバは、ばね上振動に対する減衰力を発生させるいわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御等を実行することが可能である。 In the system described in the above two items, the vehicle body fluctuation suppressing device is constituted by a shock absorber that can arbitrarily change the resistance force against the approach and separation between the sprung portion and the unsprung portion, and a specific structure of the device. Is limited. By providing a shock absorber corresponding to each wheel and controlling the operation of an electromagnetic motor included in each shock absorber, it is possible to effectively suppress changes in the posture of the vehicle body such as the roll and pitch of the vehicle body. In any system, it is also possible to generate a propulsive force that positively moves the unsprung side unit and unsprung side unit depending on the motor force. It is possible to execute control based on the so-called skyhook damper theory that generates a damping force against the.
以下、請求可能発明の実施例およびいくつかの変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the claimable invention and some modifications will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention includes various aspects in which various modifications and improvements have been made based on the knowledge of those skilled in the art, including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. Can be implemented.
＜車両用サスペンションシステムの構成＞
i）サスペンションシステムの全体構成
図１に、本実施例の車両用サスペンションシステム１０を模式的に示す。本サスペンションシステム１０は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設された１対のスタビライザ装置１４を含んで構成されている。スタビライザ装置１４はそれぞれ、両端部において左右の車輪１６を保持する車輪保持部材としてのサスペンションアーム（図２，３参照）に連結されたスタビライザバー２０を備えている。そのスタビライザバー２０は、それが分割された１対のスタビライザバー部材２２を含む構成のものとされている。それら１対のスタビライザバー部材２２は、アクチュエータ２６によって相対回転可能に接続されている。
<Configuration of vehicle suspension system>
i) Overall Configuration of Suspension System FIG. 1 schematically shows a
ii）サスペンション装置の構成
本システム１０を搭載する車両には、各車輪１６に対応した４つのサスペンション装置が設けられている。転舵輪である前輪のサスペンション装置と非転舵輪である後輪のサスペンション装置とは、車輪を転舵可能とする機構を除き略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、後輪のサスペンション装置を代表して説明する。図２，３に示すように、サスペンション装置３０は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置３０は、それぞれがサスペンションアームである第１アッパアーム３２，第２アッパアーム３４，第１ロアアーム３６，第２ロアアーム３８，トーコントロールアーム４０を備えている。５本のアーム３２，３４，３６，３８，４０のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪１６を回転可能に保持するアクスルキャリア４２に回動可能に連結されている。それら５本のアーム３２，３４，３６，３８，４０により、アクスルキャリア４２は、車体に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされている。また、サスペンション装置３０は、コイルスプリング４４と液圧式のショックアブソーバ４６とを備えており、それらは、それぞれ、ばね上部の一構成部分であるタイヤハウジングに設けられたマウント部４８と、ばね下部の一構成部分である第２ロアアーム３８との間に、互いに並列的に配設されている。つまり、サスペンション装置３０は、ばね上部とばね下部とを弾性的に相互支持するとともに、それらの接近離間に伴う振動に対する減衰力を発生させているのである。
ii) Configuration of Suspension Device A vehicle on which the
iii）スタビライザ装置の構成
スタビライザ装置１４の各スタビライザバー部材２２はそれぞれ、図２，３に示すように、概して車幅方向に延びるトーションバー部５０と、トーションバー部５０と一体をなしてそれと交差して概ね車両の前方に延びるアーム部５２とに区分することができる。各スタビライザバー部材２２のトーションバー部５０は、アーム部５２に近い箇所において、車体に固定的に設けられた保持具５４によって回転可能に保持され、互いに同軸的に配置されている。各トーションバー部５０の端部（アーム部５２側とは反対側の端部）は、それぞれ、後に詳しく説明するようにアクチュエータ２６に接続されている。一方、各アーム部５２の端部（トーションバー部５０側とは反対側の端部）は、リンクロッド５６を介して第２ロアアーム３８に連結されている。第２ロアアーム３８には、リンクロッド連結部５７が設けられ、リンクロッド５６の一端部は、そのリンクロッド連結部５７に、他端部はスタビライザバー部材２２のアーム部５２の端部に、それぞれ遥動可能に連結されている。
iii) Configuration of Stabilizer Device As shown in FIGS. 2 and 3, each
スタビライザ装置１４の備えるアクチュエータ２６は、図４に示すように、駆動源としての電磁モータ６０と、その電磁モータ６０の回転を減速して伝達する減速機６２とを含んで構成されている。これら電磁モータ６０と減速機６２とは、アクチュエータ２６の外殻部材であるハウジング６４内に設けられている。そのハウジング６４の一端部には、１対のスタビライザバー部材２２の一方のトーションバー部５０の端部が固定的に接続されており、一方、１対のスタビライザバー部材２２の他方は、ハウジング６４の他端部からそれの内部に延び入る状態で配設されるとともに、後に詳しく説明するように、減速機６２と接続されている。さらに、１対のスタビライザバー部材２２の他方は、それの軸方向の中間部において、ブシュ型軸受７０を介してハウジング６４に回転可能に保持されている。
As shown in FIG. 4, the
電磁モータ６０は、ハウジング６４の周壁の内面に沿って一円周上に固定して配置された複数のコイル７２と、ハウジング６４に回転可能に保持された中空状のモータ軸７４と、コイル７２と向きあうようにしてモータ軸７４の外周に固定して配設された永久磁石７６とを含んで構成されている。電磁モータ６０は、コイル７２がステータとして機能し、永久磁石７６がロータとして機能するモータであり、３相のＤＣブラシレスモータとされている。なお、ハウジング６４内に、モータ軸７４の回転角度、すなわち、電磁モータ６０の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ７８が設けられている。モータ回転角センサ７８は、エンコーダを主体とするものであり、アクチュエータ２６の制御、つまり、スタビライザ装置１４の制御に利用される。
The
減速機６２は、波動発生器（ウェーブジェネレータ）８０，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）８２およびリングギヤ（サーキュラスプライン）８４を備え、ハーモニックギヤ機構（「ハーモニックドライブ（登録商標）機構」，「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある）として構成されている。波動発生器８０は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボールベアリングとを含んで構成されるものであり、モータ軸７４の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ８２は、周壁部が弾性変形可能なカップ形状をなすものとされており、周壁部の開口側の外周に複数の歯（本減速機６２では、４００歯）が形成されている。このフレキシブルギヤ８２は、先に説明した１対のスタビライザバー部材２２の他方のトーションバー部５０の端部に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、そのスタビライザバー部材２２のトーションバー部５０は、モータ軸７４を貫通しており、それから延び出す部分の外周面において、当該減速機６２の出力部としてのフレキシブルギヤ８２の底部を貫通する状態でその底部とスプライン嵌合によって相対回転不能に接続されているのである。リングギヤ８４は、概してリング状をなして内周に複数の歯（本減速機６２においては、４０２歯）が形成されたものであり、ハウジング６４に固定されている。フレキシブルギヤ８２は、その周壁部が波動発生器８０に外嵌して楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する２箇所においてリングギヤ８４と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。このような構造により、波動発生器８０が１回転（３６０度）すると、つまり、電磁モータ６０のモータ軸７４が１回転すると、フレキシブルギヤ８２とリングギヤ８４とが、２歯分だけ相対回転させられる。つまり、減速機６２の減速比は、１／２００とされている。
The
以上の構成から、車両の旋回等によって、車体に左右の車輪１６の一方と車体との距離と、左右の車輪１６の他方と車体との距離とを相対変化させる力、すなわちロールモーメントが作用する場合、左右のスタビライザバー部材２２を相対回転させる力、つまり、アクチュエータ２６に対する外力が作用する。その場合、電磁モータ６０が発生させる力であるモータ力（電磁モータ６０が回転モータであることから、回転トルクと考えることができるため、回転トルクと呼ぶ場合がある）によって、アクチュエータ２６がその外力に対抗する力を発生させているときには、それら２つのスタビライザバー部材２２によって構成された１つのスタビライザバー２０が捩じられることになる。この捩りにより生じる捩り反力は、ロールモーメントに対抗する力となる。つまり、スタビライザ装置１４が、スタビライザバー２０の捩り反力に依拠してロール抑制力を発生させているのである。そして、モータ力によってアクチュエータ２６の回転量を変化させることで、左右のスタビライザバー部材２２の相対回転量を変化させれば、上記ロール抑制力が変化し、車体のロールをアクティブに抑制することが可能となる。つまり、スタビライザ装置１４は、車体の姿勢変動である車体のロールを抑制可能な姿勢変動抑制装置として機能するのである。
With the above configuration, a force that relatively changes the distance between one of the left and
なお、ここでいうアクチュエータ２６の回転量とは、車両が平坦路に静止している状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ２６の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量、つまり、動作量を意味する。また、スタビライザ装置１４の制御においては、アクチュエータ２６の回転量と電磁モータ６０の回転角とは対応関係にあるため、実際には、アクチュエータ２６の回転量に代えて、モータ回転角センサ７８によって取得されるモータ回転角を対象とした制御が行われる。
The amount of rotation of the
iv）制御装置の構成
本システム１０では、図１に示すように、２つのスタビライザ装置１４に対応する電子制御ユニット（ＥＣＵ）９０が設けられている。ＥＣＵ９０は、各スタビライザ装置１４、詳しくは、各アクチュエータ２６の作動を制御する制御装置であり、各アクチュエータ２６が有する電磁モータ６０に対応する駆動回路としての２つのインバータ９２と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ９６とを備えている（図１０参照）。インバータ９２の各々は、コンバータ９８を介してバッテリ１００に接続されており、対応するスタビライザ装置１４の電磁モータ６０に接続されている。電磁モータ６０は定電圧駆動され、電磁モータ６０への供給電力は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ９２がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
iv) Configuration of Control Device In this
コントローラ９６には、上記モータ回転角センサ７８とともに、操舵量としてのステアリング操作部材の操作量であるステアリングホイールの操作角を検出するためのステアリングセンサ１０２，車体に実際に発生している横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ１０４，後述するところのインバータ９２内に設けられる電流検出器としての電流センサ１０６が接続されている。コントローラ９６には、さらに、ブレーキシステムの制御装置であるブレーキ電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という場合がある）１０８が接続されている。ブレーキＥＣＵ１０８には、４つの車輪のそれぞれに対して設けられてそれぞれの回転速度を検出するための車輪速センサ１１０が接続され、ブレーキＥＣＵ１０８は、それら車輪速センサ１１０の検出値に基づいて、車両の走行速度（以下、「車速」という場合がある）を推定する機能を有している。コントローラ９６は、必要に応じ、ブレーキＥＣＵ１０８から車速を取得するようにされている。さらに、コントローラ９６は、各インバータ９２にも接続され、それらを制御することで、各スタビライザ装置１４の電磁モータ６０を制御する。なお、コントローラ９６のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に説明するスタビライザ装置１４の制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。
In addition to the motor
＜電磁モータの作動モード＞
図５に示すように、電磁モータ６０は、Δ結線された３相のＤＣブラシレスモータであり、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応してそれぞれ通電端子１２２ｕ，１２２ｖ，１２２ｗ（以下、総称して「通電端子１２２」という場合がある）を有している。インバータ９２は、各通電端子、つまり各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応して、high（正）側，low（負）側の２つのスイッチング素子を備えている。つまり、３つの高電位側スイッチング素子（以下、３つのスイッチング素子の各々を、「ＵＨＣ」，「ＶＨＣ」，「ＷＨＣ」と呼ぶ場合がある）１２４と３つの低電位側スイッチング素子（以下、３つのスイッチング素子の各々を、「ＵＬＣ」，「ＶＬＣ」，「ＷＬＣ」と呼ぶ場合がある）１２６とを備えている。さらに、インバータ９２は、各スイッチング素子１２４，１２６に対応して並列的に還流ダイオード１２８を備えており、電磁モータ６０に生じる起電力に依拠した発電電流がその還流ダイオード１２８を介して流れるようにされている。また、スイッチング素子切換回路は、電磁モータ６０に設けられた３つのホール素子ＨA，ＨB，ＨC（図では、Ｈと表記している）の検出信号により回転角（電気角）を判断し、その回転角に基づいて６つのスイッチング素子の各々のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行う。なお、インバータ９２は、バッテリ１００の高電位側の端子１３０ｈと低電位側の端子１３０ｌとにコンバータ９８を介して接続されている。
<Operation mode of electromagnetic motor>
As shown in FIG. 5, the
インバータ９２は、電磁モータ６０に生じる起電力に依拠した発電電流が流れるようにされており、電磁モータ６０は、バッテリ１００から供給される電力に依存したモータ力だけでなく、起電力に依存したモータ力を発生可能となっている。つまり、インバータ９２は、バッテリ１００からの供給電流であるか、起電力に依拠して生じた発電電流であるかに拘わらず、電磁モータ６０に流れる電流を調整して、モータ力を制御する構造とされている。なお、インバータ９２内には、電磁モータ６０の各通電端子と各スイッチング素子１２４，１２６との間を流れる電流を検出可能な３つの電流センサ１０６が設けられており、各電流センサ１０６によって検出される電流に基づいて、電磁モータ６０の内部を流れる電流が測定されるようになっている。
The
本システム１０では、電磁モータ６０は、４つの作動モードで作動可能とされており、その４つの作動モードの中から設定された条件等に基づいて選択された１つの作動モードで作動させられる。作動モードは、インバータ９２の作動状態、言い換えれば、各スイッチング素子１２４，１２６の切換形態によって定まるものとされている。詳しく言えば、作動モードの切り換えは、このインバータ９２のスイッチング素子１２４，１２６のＯＮ／ＯＦＦの切換えの形態を変更することによって行われる。
In the
作動モードは、大きくは、２つのモードに分けることができる。その１つは、制御通電モードであり、デューティ比に従ったＯＮ／ＯＦＦ制御、つまり、デューティ制御が行われるようになっており、バッテリ１００から電磁モータ６０への電力供給が可能な作動モードである。もう１つは、バッテリ１００から電磁モータ６０への電力供給が行われない作動モードであり、本システム１０においては、ブレーキモード，フリーモード，スタンバイモードの３つが採用可能とされている。以下に、各作動モードについて説明する。
The operation mode can be roughly divided into two modes. One of them is a control energization mode, in which ON / OFF control according to the duty ratio, that is, duty control is performed, and an operation mode in which power can be supplied from the
（Ａ）制御通電モード
図６を参照しつつ説明すれば、制御通電モードでは、いわゆる１２０゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのＯＮ／ＯＦＦが、電磁モータ６０の回転角に応じて切り換えられる。詳しく言えば、高電位側スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣのうちの１つのスイッチング素子と低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのうちの１つのスイッチング素子とがＯＮ状態（閉状態）とされるとともに、残りのスイッチング素子の全てがＯＦＦ状態（開状態）とされ、ＯＮ状態（閉状態）とされる２つのスイッチング素子が３つのホール素子ＨA，ＨB，ＨCの検出信号に応じて変更される。つまり、本作動モードの下においては、バッテリ１００の高電位側の端子１３０ｈから電磁モータ６０の１つの通電端子１２２への通電が許容され、電磁モータ６０のその１つの通電端子以外のもう１つの通電端子１２２からバッテリ１００の低電位側の端子１３０ｌへの通電が許容される。このようなスイッチング素子の切り換えが行われることから、本作動モードは２端子通電モードの一種と考えられる。
(A) Control energization mode Referring to FIG. 6, in the control energization mode, each switching element UHC, ULC, VHC, VLC, WHC, WLC is turned on by a so-called 120 ° energization rectangular wave drive. / OFF is switched according to the rotation angle of the
また、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのみが、デューティ制御を実行するようになっており、そのデューティ比を変更することによって、電磁モータ６０への供給電流量が変更されるようになっている。図６における「１＊」は、そのことを示している。ちなみに、各スイッチング素子の切換形態は、モータ力の発生方向に応じて異なっており、その方向を、便宜的に、右方向（ＣＷ方向）と左方向（ＣＣＷ方向）と呼ぶこととする。
Further, only the low potential side switching elements ULC, VLC, WLC execute the duty control, and the amount of current supplied to the
上述のように、制御通電モードは、電磁モータ６０がモータ力を発生させる方向（以下、「モータ力発生方向」という場合がある）および電磁モータ６０への供給電力量が制御可能なモードであり、この制御通電モードにおいては、任意の方向に、電磁モータ６０は供給電流量に応じた大きさのモータ力を発生させることが可能となる。したがって、スタビライザ装置１４が発生させるロール抑制力を制御することが可能である。
As described above, the control energization mode is a mode in which the direction in which the
（Ｂ）ブレーキモード
ブレーキモードでは、電磁モータ６０の各通電端子が相互に導通させられており、本作動モードは、全端子間導通モードの一種と考えられる。つまり、スイッチング素子のうちのhigh側，low側の一方に配置されたすべてのものを閉状態に維持し、high側，low側の他方に配置されたすべてのものを開状態に維持する。具体的に言えば、本システム１０では、図６に示すように、高電位側スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣのいずれもが、ＯＮ状態（閉状態）とされ、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのいずれもが、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。それらＯＮ状態とされた高電位側スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣにより、電磁モータ６０の各相は、あたかも相互に短絡させられた状態となる。このような状態では、電磁モータ６０に対して、いわゆる短絡制動の効果が得られることになる。したがって、アクチュエータ２６は、車体ロール等による外部入力によって速度の大きな動作を強いられる場合に、バッテリ１００から電磁モータ６０に電力が供給されなくても、比較的大きな抵抗を発揮するのである。つまり、電磁モータ６０が外部入力によって回転させられる場合には、比較的大きな発電電流が流れるのである。
(B) Brake mode In the brake mode, the energization terminals of the
（Ｃ）フリーモード
フリーモードでは、バッテリ１００の高電位側の端子１３０ｈから電磁モータ６０の３つの通電端子１２２への通電が禁止されるとともに、電磁モータ６０の３つの通電端子１２２からバッテリ１００の低電位側の端子１３０ｌへの通電が禁止される。つまり、本作動モードは、全端子非通電モードの一種と考えれれる。具体的に言えば、図６に示すように、スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのすべてが、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。一方で、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣには還流ダイオード１２８が設けられていることから、電磁モータ６０が外部入力によって回転させられる場合には、電磁モータ６０の起電力に依拠した発電電流が、還流ダイオード１２８を介して、バッテリ１００に回生される。このような場合に生じる発電電流は図７に示すように変化する。図７は、電磁モータ６０の作動モードがフリーモードとされた場合において、車両走行時に左右の車輪の一方が路面の突起を乗越えた際の電磁モータのモータ回転角θと実電流ｉｒとの時間の経過に伴う変化の様子を示したものである。フリーモードにおいて、バッテリ１００からの供給電流は０とみなせるため、実電流ｉｒの変化の様子は、発電電流の変化の様子と考えることができる。図から解るように、路面の突起等によって電磁モータ６０が回転させられると、その回転に伴って電磁モータ６０に起電力が発生して発電電流が流れるのである。ただし、バッテリ１００の電圧の作用のために、起電力に依拠した発電電流は小さいものである。このため、本作動モードでは、電磁モータ６０による制動効果が殆ど得られないか、あるいは、得られても比較的小さい効果しか得られない。したがって、本作動モードを採用すれば、外部入力がアクチュエータ２６に作用する場合に、アクチュエータ２６は、あまり抵抗を受けることなく作動することになる。
(C) Free mode In the free mode, energization from the high-
（Ｄ）スタンバイモード
スタンバイモードでは、モータ力発生方向の指令に応じた各スイッチング素子の切り換えが実行されるものの、実際には電源から電磁モータ６０への電力供給が行われない。図６に示すように、上記制御通電モードと同様、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのＯＮ／ＯＦＦが、電磁モータ６０の回転位相に応じて切り換えられる。ただし、制御通電モードと異なり、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのいずれにおいても、デューティ制御が行われれない（デューティ比が０となるようにデューティ制御が行われるともいえる）。つまり、パルスオン時間が存在せず、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣは、実際にはＯＦＦ状態（開状態）とされていることから、実際には、電磁モータ６０には、バッテリ１００から電力が供給されない状態とされるのである。図６における「０＊」は、そのことを示している。具体的に言えば、例えば、スイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣ，ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣのうちの１つのスイッチング素子のみがＯＮ状態（閉状態）とされると、バッテリ１００の高電位側の端子１３０ｈから１つの通電端子１２２への通電が許容される。このようなスイッチング素子の切り換えが行われることから、本作動モードは、１端子通電モードの一種と考えることができる。
(D) Standby mode In the standby mode, switching of each switching element is executed according to the command of the motor force generation direction, but in reality, power supply from the power source to the
スタンバイモードにおいては、電磁モータ６０に電力が供給されないため、電磁モータ６０の作動を制御することができない。ところが、上記のようにスイッチング素子の切換えが行われていることから、本モードから制御通電モードへの移行に対して、迅速に対応することができるため、制御遅れ等が小さく、即応性，応答性に優れるという利点がある。また、スイッチング素子の切換えが行われていることから、電磁モータ６０の回転方向とモータ力発生方向との調節により、電磁モータ６０が外部入力によって回転させられる場合に、ある程度の起電力を発生させることが可能である。この場合には、電磁モータ６０の回転に対してある程度の制動効果が得られ、アクチュエータ２６の動作に対する抵抗が発生することになる。なお、本作動モードによる制動効果は、上述のブレーキモードとフリーモードとの中間的な制動効果となる。つまり、本モードにおいて生じる起電力に依拠した発電電流は、電磁モータ６０が外部入力によって同じ速度で回転させられる場合において、フリーモードにおいて生じる発電電流より大きくなり、ブレーキモードにおいて生じる発電電流より小さくなる。
In the standby mode, since electric power is not supplied to the
＜車両用サスペンションシステムの制御＞
スタビライザ装置１４の備える電磁モータ６０は、上述のように、４つの作動モードのうちのいずれかの作動モードの下で作動可能とされており、各作動モードの特徴は異なったものとなっている。そこで、本システム１０においては、各作動モードの特徴を活かすように、車両の走行速度，操舵量，走行路面等に応じて電磁モータ６０の作動モードを変更している。
<Control of vehicle suspension system>
As described above, the
詳しく言えば、車両の走行速度が高く操舵量が大きい場合には、車体のロールが大きいと想定されることから、車体のロールを効果的に抑制すべく、電磁モータ６０の作動モードは制御通電モードとされる。そして、その制御通電モードの下、つまり、電磁モータ６０のモータ発生方向および電磁モータ６０への供給電流量を制御可能なモードの下、車体が受けるロールモーメントに応じた大きさのロール抑制力を発生させるロール抑制制御が実行される。また、車両の走行速度が高くても操舵量が小さい場合には、車体のロールに対してある程度の抵抗力を発生させるとともに、高車速時における操舵量の増加に素早く対処できるように、電磁モータ６０の作動モードはスタンバイモードとされる。また、車走が低く操舵量が大きい場合には、車体のロールに対してスタンバイモードにおける抵抗力よりは大きな抵抗力を発生させるべく、電磁モータ６０の作動モードはブレーキモードとされる。また、車走が低く操舵量が小さい場合には、車体のロールは比較的小さいと想定されることから、車両の乗り心地を優先すべく、電磁モータ６０の作動モードはフリーモードとされる。なお、作動モードを制御通電モード，スタンバイモード，ブレーキモードにすべき場合であっても、車両が悪路を走行していると想定される場合には、車両の乗り心地を優先すべく、電磁モータ６０の作動モードはフリーモードとされる。
Specifically, when the vehicle traveling speed is high and the steering amount is large, it is assumed that the roll of the vehicle body is large. Therefore, in order to effectively suppress the roll of the vehicle body, the operation mode of the
上記ロール抑制制御においては、車体のロールを効果的に抑制するべく、スタビライザ装置１４の電磁モータ６０の実際のモータ回転角である実モータ回転角θが目標となるモータ回転角である目標モータ回転角θ*となるような制御が実行される。詳しく言えば、車両の旋回に起因して車体が受けるロールモーメントに応じたロール抑制力を発生させるべく、車体が受けるロールモーメントに応じて、電磁モータ６０の目標モータ回転角θ*が決定され、電磁モータ６０の実モータ回転角θがその目標モータ回転角θ*となるように制御される。
In the roll suppression control, in order to effectively suppress the roll of the vehicle body, the actual motor rotation angle θ that is the actual motor rotation angle of the
具体的に言えば、ステアリングホイールの操舵角δと車両走行速度ｖに基づいて推定される推定横加速度Ｇｙｃと、実測される実横加速度Ｇｙｒとに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Ｇｙ*が、次式に従って決定される。
Ｇｙ*＝ＫA・Ｇｙｃ＋ＫB・Ｇｙｒ
ここで、ＫA，ＫBはゲインであり、そのように決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、目標モータ角θ*が決定される。コントローラ９６内には制御横加速度Ｇｙ*をパラメータとする目標モータ角θ*のマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、目標モータ角θ*が決定される。
Specifically, it is the lateral acceleration used for control based on the estimated lateral acceleration Gyc estimated based on the steering angle δ of the steering wheel and the vehicle traveling speed v, and the actual lateral acceleration Gyr actually measured. Control lateral acceleration Gy * is determined according to the following equation.
Gy * = K A · Gyc + K B · Gyr
Here, K A, K B is a gain, based on the thus determined control-use lateral acceleration Gy *, target motor angle theta * is determined. The
そして、実モータ回転角θが上記目標モータ回転角θ*になるように、電磁モータ６０が制御される。電磁モータ６０の制御において、電磁モータ６０に供給される電力は、実モータ回転角θの目標モータ回転角θ*に対する偏差であるモータ回転角偏差Δθ（＝θ*−θ）に基づいて決定される。詳しく言えば、モータ回転角偏差Δθに基づくフィードバック制御の手法に従って決定される。具体的には、まず、電磁モータ６０が備えるモータ回転角センサ７８の検出値に基づいて、上記モータ回転角偏差Δθが認定され、次いで、それをパラメータとして、次式に従って、目標供給電流ｉ*が決定される。
ｉ*＝ＫP・Δθ＋ＫI・Ｉｎｔ（Δθ）
この式は、ＰＩ制御則に従う式であり、第１項，第２項は、それぞれ、比例項、積分項を、ＫP，ＫIは、それぞれ、比例ゲイン，積分ゲインを意味する。また、Ｉｎｔ（Δθ）は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当する。
Then, the
i * = K P · Δθ + K I · Int (Δθ)
This equation follows the PI control law. The first term and the second term mean the proportional term and the integral term, respectively, and K P and K I mean the proportional gain and the integral gain, respectively. Int (Δθ) corresponds to an integral value of the motor rotation angle deviation Δθ.
ちなみに、上記目標供給電流ｉ*は、それの符号により電磁モータ６０のモータ力発生方向を表すものとなっており、電磁モータ６０の駆動制御にあたっては、目標供給電流ｉ*に基づいて、電磁モータ６０を駆動するためのデューティ比およびモータ力発生方向が決定される。そして、それらデューティ比およびモータ力発生方向についての指令がインバータ９２に発令され、インバータ９２によって、その指令に基づいた電磁モータ６０の駆動制御がなされる。
Incidentally, the target supply current i * indicates the motor force generation direction of the
また、本システム１０において悪路走行時には、上述のように、電磁モータ６０の作動モードがフリーモードにされる。本システム１０における悪路とは、路面の荒れた道路であり、路面の凸凹が多い道路を意味するものである。車両がそのような悪路を走行すると、車輪からの比較的高周波の振動、具体的には、ばね下共振周波数域の振動によって、スタビライザ装置１４のアクチュエータ２６、詳しく言えば、電磁モータ６０が回転させられて、電磁モータ６０に起電力に依拠した発電電流が生じる。そのような場合に生じる発電電流は、車輪からの振動に応じて変動することから、図７に示すように比較的高周波的に変動する。つまり、悪路走行時に発生する発電電流には、特定の周波数域、具体的には、ばね下共振周波数域の成分が多くなるのである。そこで、本システム１０における悪路判定は、電磁モータ６０に生じる発電電流の変動に基づいて、路面のそれの荒さに関する状態を判定することで行われる。ただし、本システム１０において、発電電流のみを検出することはできないため、電流センサ１０６によって検出される検出対象電流としての電磁モータ６０の内部を実際に流れる実電流ｉｒの変動に基づいて悪路判定が実行される。
Further, when the
車両が悪路を走行しているか否かを判定するには、実電流ｉｒの変動から、フィルタ処理によって、ばね下共振周波数域の成分を算出し、その周波数域の成分の大きさを比較する。具体的には、まず、電流センサ１０６によって実電流ｉｒを検出し、その検出された実電流ｉｒに対して、ばね下共振周波数の前後３Ｈｚの領域についてのフィルタ処理を実行する。そして、その周波数域の成分の振幅αを算出して、その算出された振幅αが設定閾値Ｘより大きい場合には、車両が悪路を走行していると推定される。つまり、電流センサ１０６によって検出される実電流ｉｒのばね下共振周波数の成分の振幅が設定閾値を超える状況下において、走行路面が荒れていると判定されるのである。
In order to determine whether or not the vehicle is traveling on a rough road, a component of the unsprung resonance frequency range is calculated from the fluctuation of the actual current ir by filtering, and the magnitude of the frequency range component is compared. . Specifically, first, the actual current ir is detected by the
また、スタビライザ装置１４の備える電磁モータ６０は、上述のように、４つの作動モードのうちのいずれかの作動モードの下で作動するものとされており、各作動モードにおいて電磁モータ６０に生じる発電電流の大きさは、電磁モータ６０への外部入力の大きさが同じであっても、それぞれ異なる。そこで、上記悪路判定において用いられる設定閾値Ｘは、電磁モータ６０の作動モード毎に変更される。
Further, as described above, the
具体的には、作動モードがブレーキモードとされる場合には、電磁モータ６０の各相があたかも短絡させられたような状態となることから、上述したように、比較的大きな発電電流が電磁モータ６０に生じる。また、作動モードがフリーモードとされる場合には、発電電流は、上述したように、バッテリの電圧の作用によって、比較的小さなものとなる。このため、ブレーキモードにおける設定閾値Ｘはフリーモードにおける設定閾値Ｘより大きく設定されている。また、スタンバイモードにおいて生じる発電電流は、上述したように、スタンバイモードによる制動効果がブレーキモードとフリーモードとの中間的な制動効果であることから、フリーモードにおいて生じる発電電流より大きく、ブレーキモードにおいて生じる発電電流より小さい。このため、スタンバイモードにおける設定閾値Ｘはフリーモードにおける設定閾値Ｘとブレーキモードにおける設定閾値Ｘとの間に設定されている。
Specifically, when the operation mode is set to the brake mode, each phase of the
作動モードが制御通電モードとされる場合には、作動モードがスタンバイモードとされる場合とは異なり、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣの切換えが行われていることから、電磁モータ６０が外部入力によって回転させられる場合に、スタンバイモードにおいて生じる発電電流より大きな発電電流が生じ易い。ただし、制御通電モードにおいて生じる発電電流は、電磁モータ６０の各相があたかも短絡させられたような状態であるブレーキモードにおいて生じる発電電流よりは小さい。このため、制御通電モードにおける設定閾値Ｘはスタンバイモードにおける設定閾値Ｘとブレーキモードにおける設定閾値Ｘとの間に設定されている。つまり、悪路判定に用いられる設定閾値Ｘは、フリーモード，スタンバイモード，制御通電モード，ブレーキモードの順に大きく設定されている。
When the operation mode is set to the control energization mode, unlike the case where the operation mode is set to the standby mode, the switching of the low potential side switching elements ULC, VLC, WLC is performed. When rotated by an external input, a generated current larger than that generated in the standby mode is likely to occur. However, the generated current generated in the control energization mode is smaller than the generated current generated in the brake mode in which each phase of the
＜制御プログラム＞
本システム１０において、スタビライザ装置１４の制御は、図８にフローチャートを示すスタビライザ装置制御プログラムがコントローラ９６によって実行されることで行われる。また、車両が悪路を走行しているか否かの判定は、図９にフローチャートを示す悪路走行判定プログラムがコントローラ９６によって実行されることで行われる。それら２つのプログラムは、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔（例えば、数ｍsec）をおいて繰り返し実行されており、並行して実行されている。以下に、それぞれの制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、スタビライザ装置制御プログラムは、前輪側に設けられるスタビライザ装置１４と後輪側に設けられるスタビライザ装置１４との両方に対して実行される。
<Control program>
In the
i）スタビライザ装置制御プログラム
本プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、単に「Ｓ１」と略す。他のステップについても同様とする）において、車両が悪路を走行しているか否かが判定される。具体的に言えば、後述する悪路走行判定プログラムにおいて決定されている悪路走行フラグＦBADのフラグ値が１とされているか否かが判定される。悪路走行フラグＦBADのフラグ値が１とされる場合には、車両が悪路を走行していることを示しており、フラグ値が０とされる場合には、車両が悪路を走行していないことを示している。悪路走行フラグＦBADのフラグ値が０とされていると判定された場合、つまり、車両が悪路を走行していないと判定された場合には、Ｓ２において、車速ｖがブレーキＥＣＵ１０８の演算値に基づいて取得され、Ｓ３において、ステアリングホイールの操作角δが、ステアリングセンサ１０２の検出値に基づいて取得される。
i) Stabilizer control program In the process according to this program, first, in step 1 (hereinafter simply referred to as “S1”, the same applies to other steps), it is determined whether or not the vehicle is traveling on a rough road. Is done. Specifically, it is determined whether or not the flag value of the rough road traveling flag F BAD determined in the rough road traveling determination program described later is 1. When the flag value of the bad road traveling flag F BAD is 1, it indicates that the vehicle is traveling on a rough road. When the flag value is 0, the vehicle travels on a rough road. Indicates that it has not. If it is determined that the bad road travel flag F BAD is 0, that is, if it is determined that the vehicle is not traveling on a rough road, the vehicle speed v is calculated by the
次に、Ｓ４において、取得された車速ｖが設定された閾車速ｖ0以上であるか否かが判定される。車速ｖが閾車速ｖ0以上であると判定された場合には、Ｓ５において、操作角δが設定された閾操作角δ0以上であるか否かが判定される。操作角δが閾操作角δ0以上であると判定された場合には、Ｓ６において、作動モードフラグＦMODEのフラグ値が０にされる。作動モードフラグＦMODEは、電磁モータの作動モードがいずれの作動モードであるかを示すものであり、そのフラグＦMODEのフラグ値が０とされる場合には、作動モードが制御通電モードであることを示している。 Next, in S4, whether or not the obtained vehicle speed v is set閾車speed v 0 or more is determined. If it is determined that the vehicle speed v is greater than or equal to the threshold vehicle speed v 0, it is determined in S5 whether or not the operation angle δ is greater than or equal to the set threshold operation angle δ 0 . If it is determined that the operation angle δ is equal to or greater than the threshold operation angle δ 0 , the flag value of the operation mode flag F MODE is set to 0 in S6. The operation mode flag F MODE indicates which operation mode the electromagnetic motor is operating in. When the flag value of the flag F MODE is 0, the operation mode is the control energization mode. It is shown that.
続いて、Ｓ７において、取得された車速ｖおよび操作角δに基づいて推定横加速度Ｇｙｃが推定される。コントローラ９６には、車速ｖと操作角δとをパラメータとする推定横加速度Ｇｙｃに関するマップデータが格納されており、推定横加速度Ｇｙｃは、そのマップデータを参照することによって推定される。そして、Ｓ８において、車体に実際に発生する横加速度である実横加速度Ｇｙｒが、横加速度センサ１０４の検出値に基づいて取得され、Ｓ９において、制御横加速度Ｇｙ*が、上述のように推定横加速度Ｇｙｃと実横加速度Ｇｙｒとから決定される。
Subsequently, in S7, the estimated lateral acceleration Gyc is estimated based on the acquired vehicle speed v and operation angle δ. The
次に、Ｓ１０において、決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、前輪側のスタビライザ装置１４と後輪側のスタビライザ装置１４との各々の電磁モータ６０の目標モータ回転角θ*が決定される。コントローラ９６には、制御横加速度Ｇｙ*をパラメータとする目標モータ回転角θ*に関するマップデータが前輪側のスタビライザ装置１４と後輪側のスタビライザ装置１４との各々に対応して格納されており、各電磁モータ６０の目標モータ回転角θ*は、対応するマップデータを参照することによって決定される。続いて、Ｓ１１において、各電磁モータ６０のモータ回転角センサ７８に基づいて、各電磁モータ６０の実モータ回転角θが取得され、Ｓ１２において、各電磁モータ６０のモータ回転角偏差Δθが決定される。そして、Ｓ１３において、各モータ回転角偏差Δθに基づき、前述のＰＩ制御則に従う式に従って、各電磁モータ６０の目標供給電流ｉ*が決定され、Ｓ１４において、各電磁モータ６０の目標供給電流ｉ*に基づく制御信号が、各電磁モータ６０に対応するインバータ９２に送信される。
Next, in S10, based on the determined control lateral acceleration Gy * , the target motor rotation angle θ * of each
また、Ｓ５において操作角δが閾操作角δ0未満であると判定された場合には、作動モードフラグＦMODEのフラグ値が１にされる。作動モードフラグＦMODEのフラグ値が１とされる場合には、作動モードがスタンバイモードであることを示している。そして、Ｓ１６において、作動モードをスタンバイモードとする制御信号が、各電磁モータ６０に対応するインバータ９２に送信される。
If it is determined in S5 that the operation angle δ is less than the threshold operation angle δ 0 , the flag value of the operation mode flag F MODE is set to 1. When the flag value of the operation mode flag F MODE is 1, it indicates that the operation mode is the standby mode. In S <b> 16, a control signal for setting the operation mode to the standby mode is transmitted to the
また、Ｓ４において車速ｖが閾車速ｖ0未満であると判定された場合には、Ｓ１７において、操作角δが閾操作角δ0以上であるか否かが判定される。操作角δが閾操作角δ0以上であると判定された場合には、Ｓ１８において、作動モードフラグＦMODEのフラグ値が２にされる。作動モードフラグＦMODEのフラグ値が２とされる場合には、作動モードがブレーキモードであることを示している。そして、Ｓ１９において、作動モードをブレーキモードとする制御信号が、各電磁モータ６０に対応するインバータ９２に送信される。
Further, the vehicle speed v in S4 is a case where it is determined to be less than閾車speed v 0, in S17, the operation angle [delta] is whether or not the threshold operation angle [delta] 0 or more is determined. When it is determined that the operation angle δ is equal to or greater than the threshold operation angle δ 0 , the flag value of the operation mode flag F MODE is set to 2 in S18. When the flag value of the operation mode flag F MODE is 2, it indicates that the operation mode is the brake mode. In S <b> 19, a control signal for setting the operation mode to the brake mode is transmitted to the
また、Ｓ１７において操作角δが閾操作角δ0未満であると判定された場合、若しくは、Ｓ１において悪路走行フラグＦBADのフラグ値が１とされていると判定された場合、つまり、車両が悪路を走行していると判定された場合には、Ｓ２０において、作動モードフラグＦMODEのフラグ値が３にされる。作動モードフラグＦMODEのフラグ値が３とされる場合には、作動モードがフリーモードであることを示している。そして、Ｓ２１において、作動モードをフリーモードとする制御信号が、各電磁モータ６０に対応するインバータ９２に送信される。
Further, when it is determined in S17 that the operation angle δ is less than the threshold operation angle δ 0 or when it is determined in S1 that the flag value of the rough road traveling flag F BAD is 1, that is, the vehicle Is determined to be traveling on a rough road, the flag value of the operation mode flag F MODE is set to 3 in S20. When the flag value of the operation mode flag F MODE is 3, it indicates that the operation mode is the free mode. In S <b> 21, a control signal for setting the operation mode to the free mode is transmitted to the
ii）悪路走行判定プログラム
本プログラムに従う処理では、まず、Ｓ３１において、各アクチュエータ２６の備える電磁モータ６０の内部に流れる実電流ｉｒが、各インバータ９２に設けられた電流センサ１０６に基づいて検出される。次に、Ｓ３２において、検出された実電流ｉｒの各々に対してばね下共振周波数域についてのフィルタ処理を実行して、各実電流ｉｒのばね下共振周波数域の成分の振幅を電磁モータ６０毎に算出する。そして、各実電流ｉｒのばね下共振周波数域の成分の振幅のうちの最大のものを最大振幅αとして決定する。
ii) Bad road running determination program In the process according to this program, first, in S31, the actual current ir flowing inside the
続いて、Ｓ３３において、スタビライザ装置１４の備える電磁モータ６０が上記４つの作動モードのうちのいずれの作動モードとされているかが判定され、作動モードに応じた設定閾値Ｘが決定される。具体的には、上記スタビライザ制御プログラムにおいて決定されている作動モードフラグＦMODEのフラグ値が０から３のいずれにされているかが判定され、作動モードフラグＦMODEに応じた設定閾値Ｘが決定される。設定閾値Ｘが決定されると、Ｓ３４において、上記最大振幅αが設定閾値Ｘ以上であるか否かが判定される。最大振幅αが設定閾値Ｘ以上と判定された場合には、車両が悪路を走行していると判定され、Ｓ３５において、悪路走行フラグＦBADのフラグ値が１にされる。また、最大振幅αが設定閾値Ｘ未満と判定された場合には、車両が悪路を走行していないと判定され、Ｓ３６において、悪路走行フラグＦBADのフラグ値が０にされる。
Subsequently, in S33, it is determined which of the four operation modes the
＜コントローラの機能構成＞
上記スタビライザ装置制御プログラム、および悪路走行判定プログラムを実行するコントローラ９６は、それの実行処理に鑑みれば、図１０に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、コントローラ９６は、スタビライザ装置制御プログラムの処理を実行する機能部、つまり、スタビライザ装置１４の作動を制御する機能部として、スタビライザ装置制御部１３１を、悪路走行判定プログラムの処理を実行する機能部、つまり、車両が悪路を走行しているか否かを判定するために路面のそれの荒さに関する状態を判定する機能部として、路面状態判定部１３２を、それぞれ備えている。つまり、路面状態判定部１３２は、路面のそれの荒さに関する状態を判定する装置である路面状態判定装置として機能しているのである。
<Functional configuration of controller>
The
また、上記スタビライザ装置制御部１３１は、Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１７の処理を実行する機能部、つまり、電磁モータの作動モードを決定する機能部として、作動モード決定部１３４を、Ｓ１６，Ｓ１９，Ｓ２１の処理を実行する機能部、つまり、電磁モータの作動モードを切換える機能部として、作動モード切換部１３６を、Ｓ７〜Ｓ１４の処理を実行する機能部、つまり、ロール抑制制御を実行する機能部として、ロール抑制制御実行部１３８を、それぞれ有している。また、上記路面状態判定部１３２は、Ｓ３３の処理を実行する機能部、つまり、電磁モータの作動モードに応じて設定閾値を変更する機能部として、設定閾値変更部１４０を、Ｓ３４の処理を実行する機能部、つまり、車両が悪路を走行しているか否かを判定する機能部として、悪路走行判定部１４２を、それぞれ有している。
In addition, the stabilizer
＜変形例１＞
上記システム１０においては、電流センサ１０６をインバータ９２内に設け、電磁モータ６０の内部を流れる実電流ｉｒの変動に基づいて悪路判定を行っているが、電磁モータ６０とバッテリ１００との間に流れる電流の変動に基づいて悪路判定を行ってもよい。具体的に言えば、図１１に示すように、インバータ９２とコンバータ９８との間に電流センサ１５０を設け、その電流センサ１５０によって検出される実電流ｉｒの変動に基づいて上述のように悪路判定を行ってもよい。ただし、起電力に依拠して生じる発電電流は、インバータ９２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切換え、言い換えれば、電磁モータ６０の作動モードによっては、バッテリ１００に流れ難くなる場合がある。つまり、インバータ９２とバッテリ１００との間で検出される電流のばね下共振周波数の成分の振幅は、インバータ９２内で検出される電流のばね下共振周波数の成分の振幅と異なるのである。このため、電磁モータ６０とバッテリ１００との間に流れる実電流の変動に基づいて悪路判定を行う場合の作動モード毎の設定閾値Ｙは、電磁モータ６０の内部を流れる電流の変動に基づいて悪路判定を行う場合の作動モード毎の設定閾値Ｘと異なる。
<
In the
詳しく言えば、作動モードがブレーキモードとされる場合には、電磁モータ６０の各相があたかも短絡させられたような状態となることから、起電力に依拠して生じる発電電流の殆どはインバータ９２と電磁モータ６０との間を循環し、発電電流はバッテリ１００に相当流れ難くなる。また、作動モードがフリーモードとされる場合には、発電電流は、還流ダイオード１２８を介してしか流れることができないことから、バッテリ１００に流れやすい。このため、フリーモードにおける設定閾値Ｙはブレーキモードにおける設定閾値Ｙより大きく設定されている。また、作動モードがスタンバイモードとされる場合には、各スイッチング素子の切換えが、ブレーキモードにおける各スイッチング素子の切換えとフリーモードにおける各スイッチング素子の切換えとの中間的なものであることから、スタンバイモードにおける設定閾値Ｙはフリーモードにおける設定閾値Ｙとブレーキモードにおける設定閾値Ｙとの間に設定されている。
More specifically, when the operation mode is set to the brake mode, each phase of the
作動モードが制御通電モードとされる場合には、作動モードがスタンバイモードとされる場合とは異なり、低電位側スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣの切換えが行われていることから、作動モードがスタンバイモードとされる場合より、発電電流がインバータ９２と電磁モータ６０との間を循環しやすい。つまり、作動モードがスタンバイモードとされる場合より、発電電流がバッテリ１００に流れ難い。ただし、電磁モータ６０の各相があたかも短絡させられたような状態とされる場合よりは、起電力に依拠して生じる発電電流がバッテリ１００に流れやすい。このため、制御通電モードにおける設定閾値Ｙはスタンバイモードにおける設定閾値Ｙとブレーキモードにおける設定閾値Ｙとの間に設定されている。つまり、悪路判定に用いられる設定閾値Ｙは、ブレーキモード，制御通電モード，スタンバイモード，フリーモードの順に大きく設定されている。
When the operation mode is set to the control energization mode, unlike the case where the operation mode is set to the standby mode, the switching of the low potential side switching elements ULC, VLC, WLC is performed. The generated current is more likely to circulate between the
＜変形例２＞
また上述したシステムでは、姿勢変動抑制装置としてスタビライザ装置１４が採用されているが、姿勢変動抑制装置として電磁式のショックアブソーバを採用してもよい。詳しく言えば、電磁式のショックアブソーバ１６０を、図１２に示すように、マウント部４８と第２ロアアーム３８との間に、コイルスプリング１６２と並列的に配設し、電磁式のショックアブソーバ１６０の作動を制御することで、ばね上部とばね下部との接近離間を抑制して車体の姿勢変動を抑制してもよい。
<
Moreover, in the system mentioned above, although the
具体的に言えば、ショックアブソーバ（以下、「アブソーバ」と略す場合がある）１６０は、図１３に示すように、概して有底円筒状の下部チューブ１７０と、その下部チューブ１７０に嵌入して下部チューブ１７０の上端部から上方に突出する上部チューブ１７２とを含んで構成されている。下部チューブ１７０は、取付ブシュ１７４を介して第２ロアアーム３８に連結されており、一方、上部チューブ１７２は、それの上端部において、電磁モータ１７６を収納するモータケース１７８に固定的に連結されており、そのモータケース１７８は、それの外周部において、緩衝ゴムを介してマウント部４８に連結されている。
More specifically, a shock absorber (hereinafter sometimes abbreviated as “absorber”) 160 is, as shown in FIG. 13, a generally bottomed cylindrical
電磁モータ１７６は、モータケース１７８の周壁の内面に沿って一円周上に固定して配置された複数のコイル１８０と、モータケース１７８に回転可能に保持されたモータ軸１８２と、コイル１８０と向き合うようにしてモータ軸１８２の外周に固定して配設された永久磁石１８４とを含んで構成されている。電磁モータ１７６は、コイル１８０がステータとして機能し、永久磁石１８４がロータとして機能するモータであり、３相のＤＣブラシレスモータとされている。
The
アブソーバ１６０は、外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部としてのねじロッド１９０と、ベアリングボールを保持してねじロッド１９０と螺合する雌ねじ部としてのナット１９２とを有しており、ねじロッド１９０とナット１９２とはボールねじ機構を構成している。ナット１９２は、ねじロッド１９０と螺合させられた状態で、下部チューブ１７０の内底部に立設されている略筒状のナット保持部材１９４の上端部に固定的に保持されている。一方、ねじロッド１９０は、自身の下端部をナット保持部材１９４に挿入した状態で、上下方向に延びるように上部チューブ１７２内に配設されており、上端部においてモータ軸１８２に固着されている。
The
また、上部チューブ１７２には、その内壁面に上下方向に延びるようにして１対のガイド溝２００が設けられるとともに、それらのガイド溝２００の各々には、ナット保持部材１９４の上端部に付設された１対のキー２０２の各々が嵌まるようにされており、それらガイド溝２００およびキー２０２によって、ナット保持部材１９４と上部チューブ１７２、つまり、下部チューブ１７０と上部チューブ１７２とが、相対回転不能、かつ、上下方向に相対移動可能とされている。
The
下部チューブ１７０には、その外周部に環状の下部リテーナ２０４が固定されており、マウント部４８の下面側には、防振ゴムを介して、環状の上部リテーナ２０６が付設されている。コイルスプリング１６２は、それら下部リテーナ２０４と上部リテーナ２０６とによって、それらに挟まれる状態で支持されている。
An annular
上述のような構造から、アブソーバ１６０は、上部チューブ１７２，モータケース１７８等を含んでマウント部４８に連結されるばね上部側ユニットが構成されるとともに、下部チューブ１７０，ナット保持部材１９４等を含んで第２ロアアーム３８に連結されるばね下部側ユニットが構成される構造のものとなっている。ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとは、ばね上部とばね下部との接近離間に伴って、相対移動可能とされており、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対移動に伴って、アブソーバ１６０が伸縮するものとされている。
Due to the above-described structure, the
アブソーバ１６０の伸縮に伴って、ねじロッド１９０とナット１９２とが相対移動するとともにねじロッド１９０が回転するものとされている。アブソーバ１６０の備える電磁モータ１７６は、ねじロッド１９０に回転力を付与することが可能とされていることから、アブソーバ１６０は、その回転力に依拠してばね上部側ユニットとばね下部側ユニット、つまり、ばね上部とばね下部とを接近・離間させる方向の力であるアブソーバ力を発生させることが可能とされている。アブソーバ力は、ばね上部とばね下部との接近離間を阻止する抵抗力として作用させることが可能であり、この抵抗力を減衰力として利用することにより、ばね上部とばね下部との相対振動を減衰することが可能である。また、アブソーバ力をロール抑制力，ピッチ抑制力として作用させることで、車体のロール，ピッチ等の車体の姿勢変動を抑制することが可能である。また、アブソーバ１６０は、ばね上部とばね下部との相対動作に対する推進力をも発生させることが可能とされており、いわゆるスカイフックダンパ理論等に基づく制御を実行すること、車両の車高を調整すること等が可能とされているのである。
As the
アブソーバ１６０の有する電磁モータ１７６も、上述のスタビライザ装置１４の有する電磁モータ６０と同様に、図５若しくは図１１に示すインバータ９２によって駆動することが可能である。つまり、アブソーバ１６０を各車輪に対応して設け、各電磁モータ１７６に対応するインバータ９２を制御することで、ロール抑制制御，ピッチ抑制制御，振動減衰制御等を実行することが可能である。また、アブソーバの有する電磁モータ１７６は、ばね上部とばね下部との接近離間に伴って動作することから、電磁モータ１７６の動作に伴って生じる起電力を利用して、上述のように悪路判定を実行することが可能である。つまり、姿勢変動抑制装置としてアブソーバ１６０を採用しても、電磁モータ１７６の内部を流れる電流、若しくは、電磁モータ１７６とバッテリ１００との間を流れる電流の変動に基づいて、走行路面のそれの荒さに関する状態を判定することが可能である。
The
１０：車両用サスペンションシステム １４：スタビライザ装置（姿勢変動抑制装置） １６：車輪 ２０：スタビライザバー ２２：スタビライザバー部材 ３８：第２ロアアーム（ばね下部） ４８：マウント部（ばね上部） ５０：トーションバー部 ５２：アーム部 ６０：電磁モータ ６２：減速機 ６４：ハウジング ８２：フレキシブルギヤ（出力部） ９２：インバータ １００：バッテリ １０６：電力センサ（電流検出器） １２２：通電端子 １２４：高電位側スイッチング素子 １２６：低電位側スイッチング素子 １２８：還流ダイオード １３０ｈ：高電位側端子 １３０ｌ：低電位側端子 １３２：路面状態判定部（路面状態判定装置） １５０：電力センサ（電流検出器） １６０：ショックアブソーバ（姿勢変動抑制装置） １７０：下部チューブ（ばね下側ユニット） １７２：上部チューブ（ばね上部側ユニット） １７６：電磁モータ １７８：モータケース（ばね上部側ユニット） １９０：ねじロッド（雄ねじ部）（ねじ機構） １９２：ナット（雌ねじ部）（ねじ機構） １９４：ナット保持機構（ばね下部側ユニット）
10: Vehicle suspension system 14: Stabilizer device (posture variation suppressing device) 16: Wheel 20: Stabilizer bar 22: Stabilizer bar member 38: Second lower arm (lower spring) 48: Mount portion (upper spring) 50: Torsion bar portion 52: Arm part 60: Electromagnetic motor 62: Reduction gear 64: Housing 82: Flexible gear (output part) 92: Inverter 100: Battery 106: Power sensor (current detector) 122: Current supply terminal 124: High potential side switching element 126 : Low potential side switching element 128: freewheeling
Claims (7)
前記電磁モータへの電力の供給およびその電磁モータからの発電電力の回収が可能なバッテリと、
前記電磁モータの内部を流れる電流と、前記電磁モータと前記バッテリとの間を流れる電流とのいずれか一方を検出対象電流として検出する電流検出器と、
その電流検出器によって検出された前記検出対象電流の変動に基づいて、車両が走行する路面のそれの荒さに関する状態を判定する路面状態判定装置と
を備えた車両用サスペンションシステム。 An electromagnetic attitude fluctuation suppression device that has an electromagnetic motor, the electromagnetic motor is configured to operate in accordance with the attitude fluctuation of the vehicle body, and can suppress the attitude fluctuation of the vehicle body by a force generated by the electromagnetic motor;
A battery capable of supplying power to the electromagnetic motor and recovering power generated from the electromagnetic motor;
A current detector for detecting, as a detection target current, either a current flowing through the electromagnetic motor or a current flowing between the electromagnetic motor and the battery;
A vehicle suspension system, comprising: a road surface state determination device that determines a state related to roughness of a road surface on which the vehicle travels based on fluctuations in the detection target current detected by the current detector.
前記検出対象電流のばね下共振周波数の成分の振幅が設定閾値を超える状況下において、車両が走行する路面が荒れていると判定するように構成された請求項１に記載の車両用サスペンションシステム。 The road surface condition judging device is
The vehicle suspension system according to claim 1, wherein the vehicle suspension system is configured to determine that a road surface on which the vehicle travels is rough in a situation where an amplitude of a component of an unsprung resonance frequency of the detection target current exceeds a set threshold value.
そのインバータが、
前記電磁モータが有する複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの高電位側端子との間に設けられた複数の高電位側スイッチング素子と、前記複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの低電位側端子との間に設けられた複数の低電位側スイッチング素子と、前記複数の高電位側スイッチング素子および前記複数の低電位側スイッチング素子に対応してそれらと並列的に設けられた複数の還流ダイオードとを有し、
前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との両方の全てを開ける全端子非通電モードと、前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方のうちの１つのみを閉じるとともに、その一方のうちの残りを開け、かつ、他方のうちの１つのみを閉じるとともに、その他方のうちの残りを開けて、それら閉じられる２つのスイッチング素子の各々を前記電磁モータの動作位置に応じて変更する２端子通電モードとにおいて前記電磁モータが作動可能とされ、
前記路面状態判定装置によって車両が走行する路面が荒れていると判定された場合に、前記全端子非通電モードにおいて前記電磁モータが作動されるように構成された請求項２に記載の車両用サスペンションシステム。 The vehicle suspension system includes an inverter disposed between the electromagnetic motor and the battery for driving the electromagnetic motor,
The inverter is
Corresponding to the plurality of energization terminals of the electromagnetic motor and corresponding to the plurality of energization terminals, a plurality of high potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the high potential side terminal of the battery. Corresponding to the plurality of low potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the low potential side terminal of the battery, the plurality of high potential side switching elements, and the plurality of low potential side switching elements. A plurality of free-wheeling diodes provided in parallel with them,
An all-terminal de-energization mode in which both of the plurality of high potential side switching elements and the plurality of low potential side switching elements are opened; and the plurality of high potential side switching elements and the plurality of low potential side switching elements Two switching elements that are closed by closing only one of the ones and opening the rest of one and closing only one of the other and opening the other of the other And the electromagnetic motor is operable in a two-terminal energization mode in which each of these is changed according to the operating position of the electromagnetic motor,
The vehicle suspension according to claim 2, wherein the electromagnetic motor is operated in the all-terminal de-energized mode when the road surface determination device determines that the road surface on which the vehicle travels is rough. system.
そのインバータが、
前記電磁モータが有する複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの高電位側端子との間に設けられた複数の高電位側スイッチング素子と、前記複数の通電端子に対応してそれら複数の通電端子と前記バッテリの低電位側端子との間に設けられた複数の低電位側スイッチング素子と、前記複数の高電位側スイッチング素子および前記複数の低電位側スイッチング素子に対応してそれらと並列的に設けられた複数の還流ダイオードとを有し、
(a-1)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方の全てを閉じるとともに、他方の全てを開けることで、前記複数の通電端子の相互の間の導通を前記複数の高電位側スイッチング素子と複数の低電位側スイッチング素子との一方を経由して許容する全端子間導通モード、
(a-2)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方のうちの１つのみを閉じるとともに、その一方のうちの残りを開け、かつ、他方の全てを開けて、その閉じられる１つのスイッチング素子を前記電磁モータの動作位置に応じて変更する１端子通電モード、
(a-3)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との両方の全てを開ける全端子非通電モード
のうちの少なくとも１つの作動モードと、
もう１つの作動モードである(b)前記複数の高電位側スイッチング素子と前記複数の低電位側スイッチング素子との一方のうちの１つのみを閉じるとともに、その一方のうちの残りを開け、かつ、他方のうちの１つのみを閉じるとともに、その他方のうちの残りを開けて、それら閉じられる２つのスイッチング素子の各々を前記電磁モータの動作位置に応じて変更する２端子通電モードと
において前記電磁モータが作動可能とされ、
前記路面状態判定装置が、前記設定閾値を、前記電磁モータがいずれの作動モードで作動しているかによって変更するように構成された請求項２または請求項３に記載の車両用サスペンションシステム。 The vehicle suspension system includes an inverter disposed between the electromagnetic motor and the battery for driving the electromagnetic motor,
The inverter is
Corresponding to the plurality of energization terminals of the electromagnetic motor and corresponding to the plurality of energization terminals, a plurality of high potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the high potential side terminal of the battery. Corresponding to the plurality of low potential side switching elements provided between the plurality of energization terminals and the low potential side terminal of the battery, the plurality of high potential side switching elements, and the plurality of low potential side switching elements. A plurality of free-wheeling diodes provided in parallel with them,
(a-1) By closing all of one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements and opening all of the other, conduction between the plurality of energization terminals is performed. All-terminal conduction mode that allows one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements to pass through,
(a-2) Closing only one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements, opening the other of the ones, and opening all of the other 1-terminal energization mode in which one switching element that is opened and closed is changed according to the operating position of the electromagnetic motor;
(a-3) at least one operation mode of all-terminal non-energization modes in which both of the plurality of high potential side switching elements and the plurality of low potential side switching elements are opened;
And (b) closing only one of the plurality of high-potential side switching elements and the plurality of low-potential side switching elements, and opening the rest of the one, and In the two-terminal energization mode in which only one of the other is closed and the other of the other is opened and each of the two switching elements to be closed is changed according to the operating position of the electromagnetic motor. The electromagnetic motor is operable,
The vehicle suspension system according to claim 2 or 3, wherein the road surface state determination device is configured to change the set threshold value depending on in which operation mode the electromagnetic motor is operating.
作動モード毎に設定されており、前記検出対象電流が前記電磁モータの内部を流れる電流である場合に、前記全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値，前記１端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記２端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値の順に大きく設定され、
前記検出対象電流が前記電磁モータとバッテリとの間を流れる電流である場合に、前記全端子間導通モードで作動している場合の設定閾値，前記２端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記１端子通電モードで作動している場合の設定閾値，前記全端子非通電モードで作動している場合の設定閾値の順に大きく設定されている請求項４に記載の車両用サスペンションシステム。 The set threshold is
It is set for each operation mode, and when the current to be detected is a current flowing inside the electromagnetic motor, a set threshold value when operating in the all-terminal de-energization mode, operating in the one-terminal energization mode The setting threshold when operating in the two-terminal energization mode, the setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode, and the setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode.
When the detection target current is a current flowing between the electromagnetic motor and the battery, a setting threshold when operating in the all-terminal conduction mode, a setting when operating in the two-terminal energization mode The vehicle suspension system according to claim 4, wherein the vehicle suspension system is set in the order of a threshold value, a setting threshold value when operating in the one-terminal energization mode, and a setting threshold value when operating in the all-terminal non-energization mode.
車体のロールに伴って捩られるとともに、その捩り反力をロール抑制力として作用させるスタビライザバーと、そのスタビライザバーの捩れに伴って動作する前記電磁モータとを備え、その電磁モータが発生させる力に依拠してそのスタビライザバーの捩れ量を変更することでロール抑制力を変更可能な構造のスタビライザ装置である請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。 The posture variation suppressing device is
A stabilizer bar that is twisted along with the roll of the vehicle body and that acts as a roll restraining force, and the electromagnetic motor that operates in accordance with the twist of the stabilizer bar, the force generated by the electromagnetic motor The suspension system for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, which is a stabilizer device having a structure in which the roll restraining force can be changed by changing the amount of twist of the stabilizer bar.
ばね上部に連結されるばね上部側ユニットと、ばね下部に連結されてばね上部とばね下部との接近離間に伴って前記ばね上部側ユニットと相対移動可能とされたばね下部側ユニットと、前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に伴って動作する前記電磁モータとを備え、その電磁モータが発生させる力に依拠して前記ばね上部側ユニットと前記ばね下部側ユニットとの相対移動に対する力を発生させる構造の電磁式のショックアブソーバである請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用サスペンションシステム。 The posture variation suppressing device is
A sprung unit connected to the sprung part; a sprung unit connected to the sprung part and movable relative to the sprung unit as the sprung part and the sprung part approach each other; and the sprung part A relative movement between the unsprung unit and the unsprung unit depending on the force generated by the electromagnetic motor. The suspension system for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the suspension system is an electromagnetic shock absorber having a structure for generating a force against the vehicle.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113059976A (en) * | 2021-04-27 | 2021-07-02 | 扬州大学 | Suspension system with front axle and rear axle acting cooperatively |
-
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- 2008-05-14 JP JP2008127560A patent/JP2009274575A/en not_active Withdrawn
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