CN1918014A - 稳定器控制装置 - Google Patents

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Abstract

在通过减速器进行动力传递的稳定器控制装置中，以对减速器的传递效率不产生影响的方式，平滑且迅速地进行车体侧倾运动的抑制。根据车辆的转弯状态控制电动机M，进而控制稳定器(SBf)的扭转刚性，该稳定器(SBf)具备配置在左右车轮之间的一对稳定器杆(SBfr、SBfl)、以及配置在二者之间的电动机驱动的稳定器致动器(FT)。此外，具备相对位置检测单元，其检测一对稳定器杆的相对位置(例如，根据电动机的旋转角和减速比之间的关系求出)，根据该检测结果，控制电动机。

Description

稳定器控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的稳定器控制装置，特别地，涉及一种通过电气驱动的致动器来可变控制配置在左右车轮之间的稳定器的扭转刚性的稳定器控制装置。
背景技术
一般地，车辆的稳定器控制装置的构成方式为，在车辆的转弯行驶中，通过稳定器的作用，从外部施加合适的侧倾力矩，降低或抑制车体的侧倾运动。为了实现该功能，例如，在后述的非专利文献1中，对“Dynamic Drive”、即利用油压来主动地对车辆的侧倾运动进行稳定化处理的系统，进行如下的说明。即，将通过发动机驱动的串联泵作为能量供给源，将传感器信号·CAN信号作为输入，通过它们的逻辑或数学组合，确定横向运动信号。基于该信号，对设定主动压的比例压力控制阀和保证油料方向的方向控制阀进行调整。在阀组上具备两个用于前·后轴的稳定器的压力传感器，测出的压力以与方向控制阀相同的方式反馈到控制单元。
此外，还知道一种利用电气系统的主动侧倾抑制控制装置。例如，在专利文献1中，提出了一种稳定器的效果控制装置，其根据车辆的转弯强度来驱动·控制致动器，进而改变稳定器的表观扭转刚性。其具体构成方式为，根据各种传感器信号运算电磁式线性致动器的推力，将该推力变换为电流值，由此来设定目标电流值，实行PID控制。而且，记载了以下述的方式伸缩驱动致动器，即，相对于由三相三角形连结的线圈层叠体构成的定子，根据基于位置检测单元的输出的同步信号供给励磁电流，同时反馈实际电流，由此，使稳定器的扭转刚性最优化。
另外，专利文献2中提出了如下的车辆的横摆稳定化装置，其将稳定器杆二分，在其两个半部之间设置机电式转弯致动器。即，专利文献2所示出的结构为，为了产生预紧扭矩所使用的机电式转弯致动器由3个基本构成要素构成，即由电动机、减速齿轮装置和配置在二者之间的制动器构成，由电动机产生的扭矩，经由减速齿轮装置变换为稳定器的预紧所需要的扭矩，稳定器的一个半部，通过轴承直接支撑在机电式转弯稳定器或壳体上，此外，另外的稳定器的半部，与减速齿轮装置的输出侧(高扭矩侧)接合，并且支撑在轴承内部。
专利文献1：特开2000-71739号公报
专利文献2：特表2002-518245号公报
非专利文献1：Dynamic Drive.Technology.[online].BMW Group，2002.[retrieved on 2003-12-08].Retrieved from the Internet：<URL：http：//www.bmwgroup.com/e/0_0_www_bmwgroup_com/7_innovation/7_3_technologie/7_3_4_dynamic_drive.shtml>
发明内容
上述非专利文献1与使用电气—油压系统的主动侧倾抑制控制装置相关，其构成方式为，利用压力传感器的信号来控制比例压力控制阀和方向控制阀，进行所谓的压力控制。在通过稳定器主动地抑制控制侧倾的装置中，为了抑制车体转弯时的侧倾运动，通过稳定器控制，施加抵抗由转弯时作用在车体上的惯性力引起的侧倾力矩的侧倾力矩。因此，必须对直接换算为侧倾力矩的稳定器致动器的压力进行反馈控制。
另一方面，上述的专利文献1，以在稳定器杆和悬挂部件之间配置进行直线工作的电磁式线性致动器作为实施例，但并没有说明其它致动器的具体例。特别是，没有提及专利文献2所记载的那种具有电动机和减速器的致动器。但是，如专利文献2所记载，在使用减速器来动力传递由电动机形成的输出的情况下，产生如下问题。即，提供给上述致动器的减速器具有，从电动机一侧向车体传递动力时的正效率，以及从车体向电动机进行动力传递的逆效率。因为这样的减速器的效率(正效率和逆效率)，如果基于横向加速度(实际横向加速度或运算横向加速度)设定侧倾抑制控制中的主动侧倾力矩，则存在侧倾运动不能良好地收敛的担忧。
因此，本发明的课题在于，在具备具有电动机和减速器的致动器，经由减速器进行动力传递的稳定器控制装置中，以对减速器的传递效率不产生影响的方式，平滑且迅速地进行车体侧倾运动的抑制。
为了解决上述问题，本发明的构成方式为，稳定器控制装置具备：稳定器，其具有：一对稳定器杆，其配置在车辆的左右车轮之间；以及致动器，其具有电动机和减速器，所述致动器配置在所述一对稳定器杆之间；以及控制单元，其根据所述车辆的转弯状态控制所述电动机，进而控制所述稳定器的扭转刚性，其特征在于，其构成方式为，具备相对位置检测单元，其检测所述一对稳定器杆的相对位置，所述控制单元根据所述相对位置检测单元的检测结果，控制所述电动机。
另外，所谓转弯减少状态，是指车辆的转弯的程度(能够以横向加速度表示)减少而接近直行的状态。此外，下面将车辆的转弯的程度保持一定的状态称为转弯保持状态，将车辆的转弯增加的状态称为转弯增加状态。
所述相对位置检测单元可以包含检测所述电动机的旋转角的旋转角传感器。在这种情况下，所述控制单元可以以如下方式构成，即设定对于所述一对稳定器杆的相对位置的目标值，基于该目标值运算所述电动机的目标旋转角，基于该目标旋转角、和所述旋转传感器检测到的转弯角之间的偏差，对所述电动机进行PID控制。另外，相对位置检测单元的构成可以是，在致动器上设置相对角传感器。
发明的效果
于是，根据本发明的稳定器控制装置，由于其根据检测一对稳定器杆的相对位置的相对位置检测单元的检测结果来控制电动机，所以不会对减速器的传递效率产生影响，可以平滑且迅速地进行车体侧倾运动的抑制。
在上述的稳定器控制装置中，相对位置检测单元可以由旋转角传感器构成，其可以基于该检测旋转角和目标旋转角之间的偏差，合适地控制电动机。
附图说明
图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的稳定器控制装置的车辆的概略的结构图。
图2是表示本发明的一个实施方式中的稳定器致动器的具体构成例的结构图。
图3是表示提供给本发明的一个实施方式的稳定器致动器的试验装置的一例的结构图。
图4是表示与由图3的试验装置产生的试验结果相关的电动机的驱动电流和侧倾力矩的关系的一例的曲线图。
图5是表示本发明的一个实施方式中的车辆转弯状态和车辆侧倾角的关系的一例的曲线图。
图6是表示本发明的一个实施方式中的稳定器杆的位移和力(侧倾力矩)的关系的一例的曲线图。
图7是表示本发明的一个实施方式中的侧倾角抑制中所需的力(侧倾力矩)和稳定器杆相对位移的关系的一例的曲线图。
图8是表示本发明的一个实施方式中的稳定器控制单元的一例的结构图。
图9是表示本发明的一个实施方式中的主动侧倾抑制控制的概略的控制框图。
图10是图9的主动侧倾抑制控制的一种方式的控制框图。
图11是表示本发明的一个实施方式中的前轮侧倾刚性比率的初始值设定用对应图的一例的曲线图。
图12是表示本发明的一个实施方式中的稳定器杆相对位置目标值设定用对应图的一例的曲线图。
图13是本发明的一个实施方式中的电动机控制的一种方式的控制框图。
图14是本发明的一个实施方式中的电动机控制的另一种方式的控制框图。
图15是表示与本发明的一个实施方式相关的旋转角偏差和电动机占空比的关系的曲线图。
图16是表示作为本发明的另一实施方式的在电动机的输出不包括主动侧倾抑制控制的全部区域的情况下的、横向加速度和车体侧倾角之间的关系的一例的曲线图。
图17是简化表示图16所示的横向加速度和车体侧倾角之间的关系的曲线图。
图18是表示本发明的其他实施方式中的稳定器杆相对位置目标值设定用对应图的一例的曲线图。
具体实施方式
下面，说明本发明的优选实施方式。图1表示具备本发明的一个实施方式所涉及的稳定器控制装置的车辆的整体构成，其中，配置前轮侧稳定器SBf和后轮侧稳定器SBr，它们在车体(未图示)被输入侧倾方向的运动的情况下，起到扭簧作用。这些前轮侧稳定器SBf和后轮侧稳定器SBr，为了抑制由车体的侧倾运动产生的车体侧倾角，其构成方式为，它们各自的扭转刚性，通过稳定器致动器FT和RT可变控制。另外，这些稳定器致动器FT和RT，通过电子控制装置ECU内的稳定器控制单元ECU1控制。
如图1所示，在各车轮WHxx上配置轮速传感器WSxx(下标xx意味着各车轮，fr表示右前轮，fl表示左前轮，rr表示右后轮，rl表示左后轮)，它们与电子控制装置ECU连接，它们的构成方式为，使与各车轮的旋转速度、即轮速成正比的脉冲数的脉冲信号输入到电子控制装置ECU中。此外，检测方向盘SW的转向角(方向盘转角)δf的转向角传感器SA、检测车辆的前后加速度Gx的前后加速度传感器XG、检测车辆的横向加速度Gy的横向加速度传感器YG、检测车辆的横摆率(yaw rate)Yr的横摆率传感器YR等与电子控制装置ECU连接。
另外，在电子控制装置ECU内，除了上述稳定器控制单元ECU1之外，还构成有制动控制单元ECU2和转向控制单元ECU3等，这些控制单元ECU1至3，都通过具备通信用CPU、ROM、以及RAM的通信单元(未图示)与通信总线连接。于是，各控制系统所需的信息，可以从其它控制系统发送。
图2表示了稳定器致动器FT的具体的构成例(RT也是相同的构成)，前轮侧稳定器SBf被二分成左右一对稳定器杆SBfr和SBfl，各稳定器杆的一端分别与左右车轮连接，其中一个的另一端经由减速器RD与电动机M的转子RO连接，另一个的另一端与电动机M的定子SR连接。此外，稳定器杆SBfr和SBfl，通过保持部件HLfr和HLfl保持在车体上。于是，如果电动机M通电，则对被二分的稳定器杆SBfr和SBfl的每一个都产生扭力，使前轮侧稳定器SBf的表观扭簧特性改变，因此，控制了车体的侧倾刚性。另外，作为检测电动机M的旋转角的旋转角检测单元，旋转角传感器RS配置在稳定器致动器FT内。
在这里，参照图3至图7，对上述的本发明的背景进行更加详细的说明，作为本发明的对象的稳定器控制装置具备稳定器致动器，其将电动机M作为动力源、通过减速器RD进行其动力传递，减速器RD具有正效率和逆效率。例如，相对于上述图2所示的稳定器致动器FT，将被二分的稳定器杆SBfr和SBfl如图3所示地进行固定，测定流向对稳定器致动器FT进行驱动的电动机M的电流Im，同时通过负载传感器LC测定负载。此时，稳定器杆SBfr和SBfl处于通过支撑部件HLfr和HLfl被支撑的状态。由于所述电动机M的驱动电流Im大致与电动机扭矩输出成正比关系，所以，其是与电动机M的输出相当的值，负载传感器LC的输出(测量值)是与稳定器杆SBfr和SBfl产生的侧倾力矩相当的值。
参照图4说明如上所述的利用图3的试验装置测量的稳定器致动器FT的特性。在图4中，以O表示原点(0)，以线段O-O′表示效率100％的基准线。在这里，效率100％意味着稳定器致动器FT的正效率和逆效率都为100％，如果以同次元表示X轴和Y轴，则显示出斜率为1的特性。而且，在由X轴和线段O-O′所围成的区域中，表示电动机M对稳定器杆SBfr和SBfl施加扭转的正效率。在这里，如果与效率100％的特性相同地以同次元表示X轴和Y轴，则以斜率为ηP的特性表示正效率。另一方面，逆效率是Y轴和线段O-O′所围城的区域，如果与上述相同地将逆效率作为ηN，则输入输出的关系与上述方式相反，因此，在图4的X-Y坐标上，其以1/ηN的特性进行表示。于是，在例如使用正效率和逆效率低下的减速器的情况下，成为从效率100％(线段O-O′)向X轴和Y轴方向进行分离的特性。在图4中，以线段O-P1和O-Q1表示正效率和逆效率高的情况的一例，以线段O-P2和O-Q2表示正效率和逆效率低的情况的一例。
而且，在将施加给电动机M的驱动电流Im从零点(原点O)缓缓上升到电流Im1之后，再从电流Im1缓缓地向零点降低的情况下，成为如下的特性。即，在减速器RD的效率比较高，正效率表示为O-P1的特性，逆效率表示为O-Q1的特性，在这种情况下，如果使电动机驱动电流Im从零上升到Im1，则产生负载传感器LC的输出，成为沿着正效率特性O-P1从原点O指向点F1的特性。然后，如果使电动机驱动电流Im从Im1向零降低，则沿着逆效率特性O-Q1从负载传感器LC进行输出，但在从正效率特性O-P1向逆效率特性O-Q1过渡时，成为通过力的平衡使电动机M锁定的状态，存在F1-F2的区域。然后，电动机驱动电流Im进一步降低，在逆效率特性O-Q1和电动机驱动电流Im2的交叉点F2，通过稳定器杆SBfr和SBf1产生的扭力，使电动机M开始复归。因而，在使电动机电流Im从零上升到电流Im1，然后降低到零点(原点O)的情况下，成为图4中O-F1-F2-O的特性。
另一方面，在减速器RD的效率低的情况下，例如，如果假设减速器RD具有正效率特性O-P2和逆效率特性O-Q2，则与上述的电动机驱动电流Im的变化相对应的负载传感器LC的输出表现出O-H1-H2-O的特性。在这种减速器RD的效率低下的情况下，作为必须解决的课题，不仅有所谓的相对于电动机驱动电流Im的输入，稳定器致动器FT的输出低的问题，还有电动机锁定状态在电动机驱动电流Im的宽阔区域(H1-H2的区域)内一直存在的问题。在后者的情况下，在电动机驱动电流Im到达电流Im3之前，电动机M不能通过稳定器杆SBfr和SBfl产生的外力复归，维持着稳定器杆SBfr和SBfl的锁定状态。
图4所示的稳定器致动器FT的特性，如下所述，存在对实车性能产生影响的担忧。例如，在减速器RD的效率(正效率和逆效率)高的情况下，响应性良好，能够根据转弯状态的变化，可靠地实行车体侧倾角的控制，成为图5的RL1-RL2的特性。但是，在减速器RD的效率低的情况下，存在变为图5中虚线所示的特性的担忧。即，尽管如图5的上图所示车辆从转弯状态SK1恢复到直行状态SK2，但成为仍残留有车体侧倾角的状态(图5的RL1-RL3的特性)。此外，如图5中RL3-RL4所示的特性，不能根据车辆的转弯状态，快速地进行车体侧倾角的收敛，相对于RL1-RL2的特性，其侧倾收敛速度变慢。
上述的问题是由将力(电动机输出)作为控制对象所引起的。从图4中可以得知，由于传递力的一侧和被传递的一侧之间的特性不同，相对于1个输入(电动机输出)，在减速器RD的正效率和逆效率的特性中，确定为2个输出(侧倾力矩)，因此，需要进行各自的情况的判断。此外，在切换力的传递方向时，由于其控制对象(输出)具有不连续性，所以还需要对其进行补偿。于是，本发明通过使用在电动机M传递力的一侧(驱动侧)和被传递力的一侧(被驱动侧)之间进行切换的情况下也具有连续性的控制对象，实现了对减速器RD的效率特性不产生影响的电动机控制。
图6是表示主动(active)侧倾抑制控制中稳定器控制装置的扭转刚性。图6中，以虚线的特性O-B表示图2所示的被二分的稳定器杆SBfr和SBfl的固有扭转刚性(一对稳定器杆SBfr和SBfl被固定的状态的扭转刚性)。与此相对，作为稳定器控制装置，要求在位移Kaa中产生用于抑制车体侧倾角所需的力(侧倾力矩)Rma的扭转刚性特性O-A。但是，为了以稳定器的固有扭转刚性来产生侧倾力矩Rma，需要位移Kab。
因此，在图2所示的稳定器致动器FT中，通过电动机M向稳定器杆SBfr和SBfl施加相对位移(Kab-Kaa)，即使稳定器控制装置整体产生的位移为Kaa，也能得到侧倾力矩Rma。这样，通过在一对稳定器杆SBfr和SBfl之间施加相对位移，能够将稳定器控制装置整体的扭转刚性设定为特性O-A。
如图7所示，在侧倾角的抑制中所需的力(侧倾力矩)和稳定器杆SBfr、SBfl的相对位移之间的关系一对一地对应，在稳定器杆SBfr和SBfl的扭转刚性是线性的情况下，上述的关系成为线性。因而，根据车辆的转弯状态，基于一对稳定器杆SBfr和SBfl的相对位置对电动机M进行控制，由此，能够消除由上述的减速器的效率特性(正效率和逆效率)引起的输出变化及其不连续性。而且，在驱动稳定器杆SBfr和SBfl的电动机M在驱动侧和被驱动侧之间进行切换的情况下，也能够进行平滑、且快速的控制。
构成上述稳定器致动器FT的电动机M例如以图8所示的方式构成，其通过稳定器控制单元ECU1被驱动控制。本实施方式的稳定器控制单元ECU1，从电动机驱动电路CT向电动机M供给的驱动电压，通过侧倾运动控制器RC被控制。此时，通过电流检测部IS检测电动机驱动电路CT的驱动电流，将其与由旋转角传感器RS检测出的电动机M的旋转角信号一起，经由接口I/F反馈给控制器RC。控制器RC和电动机驱动电路CT与电源PW连接。此外，本实施方式的电动机M使用3相无刷电动机，但并不限定于此，也可以应用具有其它相数的电动机，还可以应用有刷电动机。
图9表示主动侧倾抑制控制的控制框图，其与驾驶员的方向盘(转向)操作相关，通过驾驶员操作检测单元M11检测包含方向盘转角(转向角)δf的信息，通过车辆的行驶状态检测单元M12检测包含车辆速度、横向加速度以及横摆率的车辆运动状态量。基于这些信息，运算用于实现车辆的优选侧倾特性的车辆主动侧倾力矩目标值(M13)。此外，在车辆行为判断运算M14中，基于驾驶员的方向盘操作和车辆运动状态量，判断车辆的转向特性(所谓转向不足倾向、转向过度倾向)。然后，根据运算出的转向特性和车辆运动状态，运算前轮和后轮的侧倾刚性比率的目标值(M15)。通过这样所求出的车辆主动侧倾力矩和侧倾刚性比率的目标值，运算前轮和后轮的主动侧倾力矩的目标值(M16)。然后，基于这些目标值，进行稳定器杆相对位置目标值的变换运算(M17)，并基于该运算，通过致动器伺服控制部(M18)，控制稳定器致动器FT和RT。
图10表示图9的具体的形态，在车辆主动侧倾力矩目标值运算部M13中，基于由横向加速度传感器YG的信号得到的横向加速度Gy、将该横向加速度Gy对时间微分得到的实际横向加速度变化量dGy、由方向盘转角(转向角)δf和车辆速度(车速)Vx运算出的运算横向加速度Gye、将该运算横向加速度Gye对时间微分得到的运算横向加速度变化量dGye，运算用于抑制车辆整体的侧倾运动所需的车辆主动侧倾力矩目标值Rmv。此外，运算横向加速度Gye通过下面的式(1)被求得。
Gye＝(Vx2·δf)/{L·N·(1+Kh·Vx2)}……(1)
在这里，L是轴距(wheel base)，N是转向齿轮(steering gear)比，Kh是稳定系数(stability factor)。
于是，为了实现合适的侧倾特性而应施加给车辆整体的主动力矩目标值Rmv，通过下面的式(2)求得(K1、K2、K3、K4是控制增益)。
Rmv＝K1·Gye+K2·dGye+K3·Gy+K4·dGy……(2)
如上所述，为了补偿控制运算的延迟或致动器的响应性，对根据方向盘转角δf和车速Vx求得的运算横向加速度Gye及其变化量dGye加以了考虑。
在前后轮侧倾刚性比率目标值运算部M15中，以如下的方式确定侧倾刚性的前后比率目标值。首先，基于车辆速度(车速)Vx，设定前轮侧和后轮侧的侧倾刚性比率的初始值Rsrfo、Rsrro。如图11所示，前轮侧倾刚性比率的初始值Rsrfo以在车辆速度低的状态为低值、在车辆速度高的状态为高值的方式被设定，以在高速行驶中转向不足倾向变强的方式被设定。然后，以(1-Rsrfo)确定后轮侧倾刚性分配比率的初始值Rsrro。接下来，在车辆行为判断运算部M14中，为了判断车辆转向特性，根据方向盘转角δf和车辆速度Vx运算目标横摆率Yre，并将其与实际横摆率Yr比较来运算横摆率偏差ΔYr，基于该横摆率偏差ΔYr，运算侧倾刚性比率校正值Rsra。
结果，在车辆处于转向不足倾向的情况下，进行降低前轮侧侧倾刚性比率、提高后轮侧的侧倾刚性比率的校正。相反地，在处于转向过度倾向的情况下，进行提高前轮侧侧倾刚性比率、降低后轮侧的侧倾刚性比率的校正。然后，在前轮和后轮主动侧倾力矩目标值运算部M16中，基于车辆主动侧倾力矩目标值Rmv、以及前后轮侧倾刚性比率目标值Rsrf和Rsrr，前轮和后轮主动侧倾力矩目标值Rmf和Rmr分别被设定为Rmf＝Rmv·Rsrf、Rmr＝Rmv·Rsrr。
接下来，基于前轮和后轮主动侧倾力矩目标值Rmf和Rmr，如图12所示，设定前轮和后轮的稳定器杆相对位置目标值Psf、Psr。由于前轮和后轮的稳定器杆SBfr和SBfl的扭转刚性已知，所以在其为线性的情况下，前轮和后轮的稳定器杆相对位置目标值Psf、Psr，分别通过Psf＝K5·Rmf、Psr＝K6·Rmr的关系进行确定(图12)。在这里，K5和K6是将主动侧倾力矩量变换为稳定器杆的相对位置的系数，是考虑了稳定器杆SBfr和SBfl的扭转刚性、悬挂几何关系等的数值。此外，在稳定器杆SBfr和SBfl具有非线性特性的情况下，可以使用预先设定的对应图。
下面，说明基于以上述方式设定的稳定器杆相对位置目标值Psf、Psr进行的致动器伺服控制。图13是前轮侧的致动器伺服控制的控制框图，后轮侧也与之相同。基于前轮稳定器杆相对位置目标值Psf，考虑致动器FT的减速比来运算电动机M的目标旋转角θt(M31)。运算该目标旋转角θt、和根据设置在电动机M上的旋转角传感器RS得到的实际旋转角θa之间的偏差Δθ(＝θt-θa)。然后，基于该旋转角偏差Δθ，实施PID控制(M32)，设定驱动·控制电动机M的占空比DT(M33)。
该占空比DT以下面的式(3)的方式运算。
DT＝Kp·Δθ+Kd·d(Δθ)/dt+Ki·∫Δθdt……(3)
在这里，Kp是比例项增益，Kd是微分项增益，Ki是积分项增益。基于该占空比DT，向电动机M施加PWM输出。此外，在图13中，根据电动机M的旋转角和减速比之间的关系求出稳定器杆SBfr和SBfl的相对位置，构成相对位置检测单元，但作为相对位置检测单元，也可以是设置与电动机M的旋转角不同的相对角传感器的结构。
此外，如图14所示，也可以基于转弯状态的变化方向设定电动机占空比DT。在这里，由于车体的侧倾运动的变化是由转弯状态的变化所引起的，所以能够将转弯状态的变化读取成侧倾运动的变化。另外，图14中添加的转弯状态变化方向的判断(M34)是，判断转弯状态的变化是转弯增加状态、转弯保持状态、还是转弯减少状态的哪一个。即，在与作用在车体的惯性力相反的方向上进行电动机输出的情况和在与惯性力相同的方向上进行输出的情况下，能够适当地设定电动机的输出特性。如参照图13进行说明那样，占空比DT，被设定为DT＝Kp·Δθ+Kd·d(Δθ)/dt+Ki·∫Δθdt，但在转弯增加状态、转弯保持状态、以及转弯减少状态时的各种情况中，增益Kp、Kd、Ki被分别预先设定，并根据后述的转弯状态变化判断的结果求出各增益。
结果，以图15所示的方式确定旋转角偏差和电动机占空比的关系。图15中，转弯增加状态时是O-RZ的特性，转弯保持状态时是O-RY的特性，转弯减少状态时是O-RX的特性。这是因为，在转弯增加状态时，为了产生与作用在车体上的惯性力相对抗的输出，是相对较大的占空比，相反，在转弯减少状态时，由于是与惯性力同方向的输出，所以是相对较小的占空比。
在这里，包含转弯减少状态的车辆的转弯状态的变化，基于由图10的车辆主动侧倾力矩目标值计算部M13所求出的运算横向加速度Gye和运算横向加速度变化量(时间变化)dGye，以下面的表1所示的方式判断。
〔表1〕
  No.   Gye   dGye   转弯状态变化判断
  1   +   +   增加
  2   +   -   减少
  3   +   0   保持
  4   0   +   增加
  5   0   -   增加
  6   0   0   保持
  7   -   +   减少
  8   -   -   增加
  9   -   0   保持
在上述表1中，根据运算横向加速度Gye和运算横向加速度变化量dGye的组合结果，判断车辆的转弯状态的变化是转弯增加状态、转弯减少状态、以及转弯保持状态(表1中，分别记载为“增加”、“减少”、以及“保持”)中的哪一个。即，在表1中，运算横向加速度Gye的0状态表示满足-G1＜Gye＜G1的条件的状态，运算横向加速度Gye的+状态表示满足Gye≥G1的条件的状态，-状态表示满足Gye≤-G1的条件的状态。此外，运算横向加速度变化量dGye的0状态表示满足-G2＜dGye＜G2的条件的状态，运算横向加速度变化量dGye的+状态表示满足dGye≥G2的条件的状态，-状态表示满足dGye≤-G2的条件的状态。在这里，G1和G2是正的常数，是预先设定的数值。
另外，在上述表1中，基于运算横向加速度Gye及其变化量dGye，判断转弯状态的变化是转弯增加状态、转弯减少状态、以及转弯保持状态中的哪一个，但也可以基于转向操作角及其变化量、实际横向加速度及其变化量、和横摆率及其变化量进行判断，也可以组合这些判断结果来进行判断。
于是，在处于转弯保持状态的情况下，设定稳定器杆相对位置的目标值(电动机目标旋转角)，在实际的相对位置(电动机实际旋转角)与目标值相一致的情况下，不向电动机M通电，如果产生相对位置偏差(电动机旋转角偏差)，则进行向电动机M的通电，以消除该偏差。还存在该一系列通电状态的变化产生车体侧倾姿势的微小变动的情况。因此，如图4中进行说明那样，在电动机锁定区域中，即使降低向电动机M的通电也能使其维持在锁定状态，对该情况加以利用，在转弯状态变化判断中判断为转弯保持状态的情况下，可以使图13中说明的比例项增益Kp、微分项增益Kd、积分项增益Ki的任意一个或多个降低，减小占空比DT，以此来降低向电动机M的通电状态。由此，虽然不能产生相对偏差为0的输出，但稳定器杆成为位置锁定的状态。因而，能够抑制侧倾运动的微小变动，保持侧倾运动。
下面，对电动机M的输出不包括主动(active)侧倾抑制控制的全部区域的情况进行说明。为了对减速器RD的效率加以考虑而考察电动机M的输出和车体侧倾角的特性，图16中，表示了横向加速度Gy(作用在车体上的惯性力)和车体侧倾角Φ之间关系。在稳态侧倾运动中，车体被配置在各车轮上的弹簧要素(螺旋弹簧、板簧、空气弹簧等)和稳定器等支撑着。由于区域O-X(O表示原点)是稳定器控制装置的电动机的输出范围，所以稳定器的扭簧常数(也称为扭转刚性)增加，与横向加速度Gy相对应的车体侧倾角Φ的变化率(侧倾率)降低。在区域X-Y内，基于后述的理由，稳定器杆以成为其固有扭转刚性(被二分的稳定器杆(例如上述的SBfr和SBfl)处于固定的状态时的扭转刚性)的方式被锁定。此外，在区域Y-Z内，与区域O-X相反，以通过作用在车体上的惯性力，使稳定器杆的扭转恢复的方式转动电动机M。因此，稳定器的扭转刚性降低，车体侧倾角增加。
图17示出了为了简化说明从图16中除去上述弹簧成分，仅通过稳定器进行支撑的情况下的横向加速度Gy和车体侧倾角Φ之间的关系，其可以分为如下3个区域。首先，在〔横向加速度0～Ga的区域1〕，成为所谓〔在电动机的输出范围内，能主动地控制车体侧倾运动的区域(主动侧倾抑制控制的工作区域)〕的工作状态，侧倾率的关系为〔RK1＜1＜RK0〕。此外，在〔横向加速度Ga～Gb的区域2〕，成为所谓〔电动机保持输出，被二分的稳定器杆的相对位移被锁定，稳定器的扭转刚性成为被动特性的区域(成为被二分的稳定器杆处于被固定的状态下的扭转刚性的区域)〕的工作状态，侧倾率的关系为〔RK2＝RK0〕。另外，在〔横向加速度大于或等于Gb的区域3〕，成为所谓〔电动机通过外力(作用在车体上的惯性力)复归，稳定器的扭转刚性降低的区域〕的工作状态，侧倾率的关系为〔RK3＞RK0〕。在这里，如上所述，所谓侧倾率是与横向加速度Gy相对应的车体侧倾角Φ的变化率，RK0是表示与被二分的稳定器杆(例如SBfr和SBfl)被固定的情况下的扭簧特性相对应的侧倾率。
下面，对考虑了减速器RD的效率的特性O-A-B-C进行说明。在这里，如上所述，将电动机M经由减速器RD向稳定器杆SBfr和SBfl传递动力的情况的效率(正效率)作为ηP，将通过来自稳定器杆一侧的输入、经由减速器RD使给电动机M复归的情况的效率(逆效率)作为ηN。在区域1和区域2的交点A，电动机M的扭矩输出Tma(换算为侧倾力矩)、和作用在车体上的惯性力(横向加速度)所引起的侧倾力矩Tra之间的平衡，由于区域1在电动机M的输出范围内，是电动机M向稳定器杆SBfr和SBfl传递动力的区域，所以满足下面的式(4)。
Tra＝Tma·ηP……(4)
相反地，在区域2和区域3的交点B，电动机的扭矩输出Tmb(换算为侧倾力矩)、和惯性力(横向加速度)所引起的侧倾力矩Trb之间的平衡，由于区域3是电动机M通过车体的惯性力扭转复归的区域3，所以满足下面的式(5)。
Tmb＝Trb·ηN……(5)
通过主动地抑制车体侧倾角的主动侧倾抑制控制，随着转弯状态增大，电动机M的扭矩输出增大，如果在点A(电动机的输出极限点)进行保持电动机的扭矩输出的控制，则电动机的扭矩输出成为Tma＝Tmb，因此，根据上述的式(4)和(5)得出下面的式(6)。
Trb＝Tra/(ηP·ηN)……(6)
在这里，由于车体惯性力所引起的侧倾力矩大致与横向加速度成正比关系，所以，如果将点A和点B的横向加速度分别作为Ga和Gb，则可以从式(6)推导出下面的式(7)的关系。
Gb＝Ga·{1/(ηP·ηN)}……(7)
电动机M在扭矩可输出范围(主动侧倾抑制控制区域)内实施主动的侧倾抑制控制，此外，在转弯状态(横向加速度)变大，达到了与电动机扭矩输出的极限点(图7的点A)相当的横向加速度Ga之后的转弯状态中，进行维持电动机扭矩输出的电动机控制。电动机通过车体惯性力开始复归扭转的横向加速度Gb(图17的点B处，下面，称为稳定器锁定极限点)，成为在与电动机扭矩的输出极限相当的横向加速度上乘以减速器RD的正效率和逆效率的乘积的倒数所得到的值。因而，通过保持电动机的输出，基于通过电动机向稳定器杆SBfr和SBfl施加扭转的情况下的正效率、和通过车体惯性力使电动机M复归的情况下的逆效率之间的关系，在图17的A-B的区域内，使稳定器杆SBfr和SBfl的相对位置锁定。
在主动侧倾抑制控制装置中，在电动机M的输出不包括其全部控制区域的情况下，通过在合适的范围内设计·选择减速器RD的效率(正效率、逆效率)，使车辆的最大转弯状态成为小于或等于Gb。而且，以实际上不发生图17的B-C的状态的方式进行调整(例如，以Gb充分地大于轮胎的摩擦极限的方式进行设定)，防止了车体侧倾的激增。
在电动机M的输出不包括主动侧倾抑制控制的全部区域的情况下，如图18所示，对于与主动侧倾力矩目标值对应而设定的通常的稳定器杆相对位置目标值(以图中的虚线表示)，以上限值进行限制的特性。如果根据电动机M的输出极限，对稳定器杆相对位置目标值设置限制，由此，如参照图17进行说明那样，维持考虑了减速器RD的效率的保持扭矩，则能够确保图17所示的A-B的特性。
此外，与图13所示的构成相同的方式，基于被二分的稳定器杆(例如SBfr和SBfl)的相对位置偏差，对电动机M进行PID控制。在这种情况下，判断是转弯增加状态、转弯保持状态、以及转弯减少状态中的哪一个，基于该判断结果设定PID增益。于是，能够进行电动机控制的最优化，能够抑制车体侧倾的微小变动。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种稳定器控制装置，其具备：
稳定器，其具有：一对稳定器杆，其配置在车辆的左右车轮之间；以及致动器，其具有电动机和减速器，配置在所述一对稳定器杆之间，所述减速器具有正效率和逆效率，传递所述电动机的动力；以及
控制单元，其根据所述车辆的转弯状态控制所述电动机，进而控制所述稳定器的扭转刚性，
其特征在于，其构成方式为，
具备相对位置检测单元，其检测所述一对稳定器杆的相对位置，
所述控制单元根据所述相对位置检测单元的检测结果，控制所述电动机。
2.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，
所述相对位置检测单元，包含检测所述电动机的旋转角的旋转角传感器。
3.如权利要求2所述的稳定器控制装置，其特征在于，
所述控制单元设定对于所述一对稳定器杆的相对位置的目标值，并基于该目标值运算所述电动机的目标旋转角，基于该目标旋转角和所述旋转角传感器检测到的旋转角之间的偏差，对所述电动机进行PID控制。

Claims (3)

1.一种稳定器控制装置，其具备：
稳定器，其具有：一对稳定器杆，其配置在车辆的左右车轮之间；以及致动器，其具有电动机和减速器，配置在所述一对稳定器杆之间；以及
控制单元，其根据所述车辆的转弯状态控制所述电动机，进而控制所述稳定器的扭转刚性，
其特征在于，其构成方式为，
具备相对位置检测单元，其检测所述一对稳定器杆的相对位置，
所述控制单元根据所述相对位置检测单元的检测结果，控制所述电动机。
2.如权利要求1所述的稳定器控制装置，其特征在于，
所述相对位置检测单元，包含检测所述电动机的旋转角的旋转角传感器。
3.如权利要求2所述的稳定器控制装置，其特征在于，
所述控制单元设定对于所述一对稳定器杆的相对位置的目标值，并基于该目标值运算所述电动机的目标旋转角，基于该目标旋转角和所述旋转角传感器检测到的旋转角之间的偏差，对所述电动机进行PID控制。
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