JP4438763B2 - 車両用スタビライザシステム - Google Patents
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Description
一態様となり得るのである。なお、下記(1)項と(4)項とを合わせたものに「スタビライザ装置が車体が受けるロールモーメントの向きによってスタビライザバーの撓み量が異なるような構造を有する」という技術的特徴を付加したものが請求項1に相当し、請求項1に(2)項の技術的特徴を付加したものが請求項2に、請求項1または請求項2に(3)項の技術的特徴を付加したものが請求項3に、請求項1ないし請求項3のいずれかに(5)項の技術的特徴を付加したものが請求項4に、請求項4に(6)項の技術的特徴を付加したものが請求項5に、請求項4または請求項5に(7)項の技術的特徴を付加したものが請求項6に、請求項4ないし請求項6のいずれかに(8)項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。
車体が受けるロールモーメントを指標するロールモーメント指標量に基づいて前記アクチュエータの目標動作量を決定し、動作量がその目標動作量となるように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と
を備えた車両用スタビライザシステムであって、
前記制御装置が、車体が受けるロールモーメントの方向によって目標動作量を異なる値に決定して、前記アクチュエータの作動を制御するものである車両用スタビライザシステム。
それぞれが、車幅方向に延びる軸線上に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前記車輪保持部材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、
前記アクチュエータが、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前記軸線のまわりに相対回転させるとともに、前記動作量としての前記1対のスタビライザバー部材各々のトーションバー部の相対回転量に応じて前記スタビライザバーの剛性を変化させるものである(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
前記アクチュエータが車幅方向に偏心した位置に配設され、かつ、前記1対のスタビライザバー部材の各々のトーションバー部が互いに異なる長さとされた構造をなす(5)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記1対のスタビライザバー部材の各々の前記トーションバー部の少なくとも一方が前記軸線からシフトする状態に曲がった部分を有し、それらトーションバー部が互いに異なる形とされた構造をなす(5)項または(6)項に記載の車両用スタビライザシステム。
図1に、請求可能発明の一実施例である車両用スタビライザシステム10を、模式的に示す。本スタビライザシステム10は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設された2つ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の各々を保持する車輪保持部材としてのサスペンションロアアームの各々に、連結部材としてのリンクロッド18を介して連結されたスタビライザバー20を備えている(図2参照)。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、すなわち右スタビライザバー部材22と左スタビライザバー部材24と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22,24がそれぞれ、アクチュエータ30を介して相対回転可能に接続されており、大まかにいえば、スタビライザ装置14は、アクチュエータ30が、左右のスタビライザバー部材22,24を相対回転させることによって、スタビライザバー20全体の見かけ上の剛性を変化させて車体のロール抑制を行う。なお、本スタビライザシステム10は、前輪側スタビライザ装置14と後輪側スタビライザ装置14とで部分的に構成が異なるので、以下の説明において、特に前輪側と後輪側とで区別する必要がある場合には、前輪側の符号にfを、後輪側の符号にrを付して記載し、さらに左右について区別する場合には、それぞれの符号にfr、fl、rr、rl(それぞれ、右前輪側,左前輪側,右後輪側,左後輪側を意味する)を付して記載する。
i)基本的な制御
スタビライザ装置14は、車体が受けるロールモーメントを指標するロールモーメント指標量に基づいて、アクチュエータ30の目標回転位置が決定され、アクチュエータ30の回転位置がその目標回転位置となるように制御される。なお、ここで言うアクチュエータ30の回転位置とは、アクチュエータ30の動作量を意味し、車体にロールモーメントが全く作用しない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30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を意味する。言い換えれば、アクチュエータ30の動作位置の中立位置に対する変位量である対中立位置変位量を意味する。また、アクチュエータ30の回転位置と電動モータ70の回転角であるモータ回転角とは対応関係にあるため、実際の制御では、アクチュエータ30の回転位置に代えてモータ回転角が使用される。
Gy*=K1・Gyc+K2・Gyr
ここで、K1,K2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、目標モータ回転角θ*が決定される。次いで、その目標モータ回転角θ*と実際のモータ回転角である実モータ回転角θとの偏差に基づくフィードバック制御手法に従って、電動モータ70への目標供給電流i*が決定され、その目標供給電流i*に関する指令が、コントローラからインバータに発せられる。そして、インバータによって、アクチュエータ30の回転位置を目標回転位置に近づけるべく、あるいは、目標回転位置に維持すべく、適切な電力がアクチュエータ30の電動モータ70に供給されるのである。
上述のように、前輪側スタビライザ装置14fのスタビライザバー20fは、右スタビライザバー部材22fと左スタビライザバー部材24fとでトーションバー部60fr,60flの長さおよび形状が異なり、アクチュエータ30は、車幅方向の中央から右側に偏心して配設されている。例えば、FF仕様車等、車両の前側に種々の装置が搭載された車両の場合等において、特に顕著であるが、本スタビライザシステム10においては、それらの装置との干渉を避けるために、左スタビライザバー部材24fのトーションバー部60flが軸線からシフトした状態で曲がった部分を有する形状とされ、アクチュエータ30が偏心して配設されているのである。
θ*=K・θ0*
に従うとともに、ゲインKを旋回方向に応じて選択し、その選択したゲインKに基づいて目標モータ回転角θ*を決定してもよい。詳しくは、ゲインKを、左旋回方向、つまり、制御横加速度Gy*が左旋回において生じる値となっている場合には、KLとし、右旋回方向、つまり、制御横加速度Gy*が右旋回において生じる値となっている場合には、KR(>KL)として、上記式に従って、目標モータ回転角θ*を決定するような方法を採用することができるのである。
後輪側スタビライザ装置14rは、上述のように、左右のスタビライザバー部材22r,24rが、ほぼ同じ形状とされており、また、アクチュエータ30が、車幅方向において中央となる位置に配設されている。そのため、図示は省略するが、車体が受けるロールモーメントの方向によってスタビライザバーの剛性差は生じない。そこで、後輪側スタビライザ装置14rにおいては、上記基本的な制御に従って、制御横加速度Gy*をパラメータとする旋回方向に拠らない1つのマップデータに基づいて、目標モータ回転角θ*が決定され、その目標モータ回転角θ*に基づく制御が実行される。
本スタビライザシステム10の制御は、図7ないし図9にフローチャートを示すスタビライザ制御プログラムが、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)をおいて各スタビライザECU111のコントローラにより繰り返し実行されることによって行われる。なお、図7に示すフローチャートは、後輪側に対して実行されるプログラムであり、図8および図9に示すフローチャートは前輪側に対して実行されるプログラムである。以下に、スタビライザ制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、前輪側のプログラムと後輪側のプログラムとでは、共通の処理を実行するステップが複数あるので、比較的単純な後輪側のプログラムを先に説明し、その後に、共通のステップについての重複を避けつつ、前輪側のプログラムを説明する。
後輪側のスタビライザ制御プログラムでは、図7に示すように、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、車速vがブレーキECU124の演算値に基づいて取得され、ステアリングホイールの操作角δが、操作角センサ120の検出値に基づいて取得される。次に、S2において、S1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。スタビライザECU111のコントローラには、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。続いて、S3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124の検出値に基づいて取得される。続くS4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、S5において、その制御横加速度Gy*に基づき、目標モータ回転角θ*が決定される。スタビライザECU111のコントローラ内には、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*のマップデータが格納されており、S5では、そのマップデータを参照して、目標モータ回転角θ*が決定される。次にS6において、目標モータ回転角θ*と実モータ回転角θとの偏差であるモータ回転角偏差Δθに基づいて目標供給電流i*が決定される。S7において、その目標供給電流i*に関する指令値がインバータに出力される。
図8に前輪側スタビライザ制御プログラムをフローチャートで示す。前輪側についても後輪側スタビライザ制御プログラムと同様に、まず、S11ないしS14において制御横加速度Gy*が決定される。これらのステップは後輪側スタビライザ制御プログラムのS1ないしS4に対応している。次にS15において、車両が右方向に旋回している状態であるか否かが判断される。具体的には、車両が右方向に旋回する場合において車体に生じる横加速度の値が正の値とされており、制御横加速度Gy*が0より大きい場合に右旋回状態であると判断される。続くS16において、目標モータ回転角θ*を決定するためのマップデータとして右旋回用のマップデータが選択される。それに対して、制御横加速度Gy*が0あるいは0より小さい場合、すなわち、直進状態であるかまたは左旋回状態である場合には、S15の判定がNOとなりS17において左旋回用のマップデータが選択される。
Claims (7)
- 両端部が左右の車輪の各々を保持する車輪保持部材の各々に連結されたスタビライザバーと、中立位置からの動作量に応じて前記スタビライザバーの剛性を変化させるアクチュエータとを有するスタビライザ装置と、
車体が受けるロールモーメントを指標するロールモーメント指標量に基づいて前記アクチュエータの目標動作量を決定し、動作量がその目標動作量となるように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と
を備えた車両用スタビライザシステムであって、
前記スタビライザ装置が、車体が受けるロールモーメントの方向によって前記スタビライザバーの撓み量が異なる構造を有しており、
前記制御装置が、そのスタビライザ装置の構造に起因して生じるところの車体が受けるロールモーメントの方向に依拠する前記スタビライザバーの剛性差を緩和すべく、車体が受けるロールモーメントの方向によって目標動作量を異なる値に決定して、前記アクチュエータの作動を制御するものである車両用スタビライザシステム。 - 前記制御装置が、ロールモーメント指標量の増加に対する目標動作量の増加の割合が車体が受けるロールモーメントの方向によって互いに異なるように設定されたロールモーメント指標量と目標動作量との関係に従って、目標動作量を決定するものである請求項1に記載の車両用スタビライザシステム。
- 前記制御装置が、ロールモーメント指標量に基づいて目標動作量を決定する際のゲインを車体が受けるロールモーメントの方向によって異ならせて、目標動作量を決定するものである請求項1または請求項2に記載の車両用スタビライザシステム。
- 前記スタビライザバーが、
それぞれが、車幅方向に延びる軸線上に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前記車輪保持部材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、
前記アクチュエータが、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前記軸線のまわりに相対回転させるとともに、前記動作量としての前記1対のスタビライザバー部材各々のトーションバー部の相対回転量に応じて前記スタビライザバーの剛性を変化させるものである請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記スタビライザ装置が、
前記アクチュエータが車幅方向に偏心した位置に配設され、かつ、前記1対のスタビライザバー部材の各々のトーションバー部が互いに異なる長さとされた構造をなす請求項4に記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記スタビライザ装置が、
前記1対のスタビライザバー部材の各々の前記トーションバー部の少なくとも一方が前記軸線からシフトする状態に曲がった部分を有し、それらトーションバー部が互いに異なる形とされた構造をなす請求項4または請求項5に記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記アクチュエータが、ハウジングと、それぞれがそのハウジングに支持されて配設された電動モータおよびその電動モータの回転を減速させる減速機構とを含んで構成され、
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構の出力部に相対回転不能に接続された請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
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