JP2000071739A - スタビライザの効力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体の旋回初期の応答性、走行安定性
を向上すると共に乗り心地をも改善し得るスタビライザ
の効力制御装置を提供する。 【解決手段】 車両の旋回強さの小さな初期領域では
装置のがたを早期に吸収してその応答性を向上し、旋回
強さの中間的な中期領域ではアクチュエータ１により乗
り心地重視の特性となるようにし、旋回強さが大きくな
る後期では可動範囲の狭いアクチュエータ１を底つきさ
せ、スタビライザＲの本来の剛性により走行安定性重視
の特性として、旋回強さに応じたきめ細かな望ましい制
御をすることができ、応答性、乗り心地及び走行安定性
を共に向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右輪間に設けら
れたスタビライザの見掛け上のねじり剛性をアクチュエ
ータによって変化させるスタビライザの効力制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トーションバーからなるスタビライザの
見掛け上のねじり剛性を、電磁式アクチュエータを用い
て変化させることにより、旋回中の車体の姿勢変化を制
御するようにした装置は公知である（特開平４−１９１
１１４号公報参照）。このような装置では、主に横加速
度値に基づいてアクチュエータの出力が制御されること
が一般的である。

【０００３】上記従来の技術においては、車両が旋回中
に発生するロール角を打ち消す方向にアクチュエータを
伸び縮みさせている。具体的には、通常スタビライザの
左右一端、または両端にアクチュエータを取り付け、旋
回中の外輪にかかる荷重に対抗するような力を走行速度
に応じてアクチュエータに発生させている。これにより
高速時にはロール角を小さくし、剛性を上げる事でタイ
ヤ接地感を向上させ、低速時には剛性をやや下げる事で
乗り心地を高めるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車速に
よらず、急旋回して大きな横加速度やヨーレイトが発生
するような場合には車両挙動を安定させることが望まし
く、逆に高速走行時であっても横加速度やヨーレイトが
小さい場合、即ち安定した走行がなされている場合には
乗り心地を重視することが望ましい。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためのものであり、その目的は、旋回中の車体
の走行安定性を向上すると共に乗り心地をも改善し得る
スタビライザの効力制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明では、左右輪間に設けられたスタビライ
ザＲの見掛け上のねじり剛性を変化させるためのアクチ
ュエータ１と、アクチュエータの出力を制御する制御手
段（例えば実施形態中の電子制御ユニットＥ）とを有す
るスタビライザの効力制御装置であって、車両の旋回時
にその強さを検出する手段（例えば実施形態中の横加速
度センサ３１）の出力に応じてアクチュエータ１を駆動
・制御してスタビライザＲの見掛け上のねじり剛性を変
化させる（例えば実施形態中のステップ５１〜５５）よ
うにした。これによれば、旋回強さ（例えば実または推
定された横加速度やヨーレイト）の小さな領域ではアク
チュエータ１により乗り心地重視の特性となるように車
体の姿勢変化を制御し、旋回強さが大きくなると可動範
囲の狭いアクチュエータ１を底つきさせ、スタビライザ
Ｒの本来の剛性により走行安定性重視の特性となるよう
に車体の姿勢変化を制御することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
的な実施の形態を参照して本発明を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明が適用される電磁式リニア
アクチュエータ（以下、アクチュエータと呼称する）を
示している。このアクチュエータ１は、有底円筒形をな
し、その頂面にボールスタッドからなるジョイント２が
設けられたケース３と、ケース３の内周面に軸方向につ
いて積層された円環状をなす多数のソレノイドピース４
からなるステータ５と、ケース３の中心軸上に延在し、
かつケース３の開口から突出した一端にボールスタッド
からなるジョイント６が設けられたロッド７と、ロッド
７の外周に積層された多数のポールピース８からなるア
ーマチュア９とからなっている。

【０００９】ケース３の開口は、その中心孔１０ａにロ
ッド７を挿通させたキヤップ１０で密閉されている。こ
のキャップ１０は、ケース３の開口端にＯリング１１を
介在させてその印篭部１２を気密に嵌合すると共に、開
口の内方に形成された雌ねじ１３に螺合している。また
キャップ１０の中心孔１０ａの内周とロッド７の外周と
の間は、シール部材１４で気密にされている。

【００１０】なお、ここでは便宜的にケース３が下向き
に開口したものとして説明しているが、実用上はその向
きに規制を受けないことは言うまでもない。

【００１１】ステータ５を構成するソレノイドピース４
は、図２に示すように、内周側に窪み１５が設けられた
磁性軟鉄材からなる薄いボビン１６に導線を巻回したコ
イル１７からなっている。そしてステータ５は、多数の
ソレノイドピース４が積層されたその軸方向両端をエン
ドカラー１８ａ・１８ｂで挟まれた上で、ケース３の開
口端側の内周面に形成された雌ねじ１３に螺合した中空
ナット１９で締め付けられている。また積層順に３つ一
組とした各組のコイル１７が、デルタ結線された上で給
電用のリード線Ｓに接続されている。

【００１２】アーマチュア９は、図２に示すように、環
状永久磁石２０と、これを上下から挟む磁性軟鉄材から
なる一対の環状ヨーク２１と、一対の環状ヨーク２１の
外周側に挟み込まれたステンレス材からなる磁気シール
ドリング２２とからなるポールピース８を、ロッド７上
に多数積層し、その両端をエンドカラー２３ａ・２３ｂ
で挟み込み、ロッド７のトップ端側に螺着されたナット
２４を締め込むことにより、ロッド７に一体的に結合さ
れている。

【００１３】これらの互いに隣接するポールピース８
は、Ｓ極同士の対向と、Ｎ極同士の対向とが交互に反転
して配列されている。

【００１４】このアーマチュア９は、ステータ５の両端
を保持したエンドカラー１８ａ・１８ｂに嵌着された焼
結合金製の含油スライドブッシュ２５ａ・２５ｂに摺合
支持されて、ロッド７と共に軸方向移動可能になってい
る。ここでスライドブッシュ２５ａ・２５ｂに対する摩
擦抵抗の低減と摩耗防止のために、アーマチュア１の外
周面は、研磨された上で硬質クローム等の硬質皮膜２６
が形成されている。この硬質皮膜２６は、最低限スライ
ドブッシュ２５ａ・２５ｂと摺合する面に形成するだけ
でも良いが、防錆効果が得られる点に鑑み、全面に施し
ても良い。

【００１５】上述の如くして、ホール素子を用いたポー
ルピース位置の検出手段２７の出力に同期して各組のソ
レノイドピース４を順次励磁することでアーマチュア９
に発生する軸力により、ロッド７が直線駆動されるリニ
アモータ式のアクチュエータ１が構成される。なお、リ
ニアモータの原理自体は既に公知なので、ここではこれ
以上の説明は省略する。

【００１６】ケース３は、ロッド７と共にアーマチュア
９を封入しており、ケース３の頂面及びキャップ１０の
内面と、アーマチュア９の軸方向両端面との間には、そ
れぞれ空室２８ａ・２８ｂが形成されている。これら両
空室２８ａ・２８ｂの容積は、アーマチュア９の移動に
伴って変化するので、両空室２８ａ・２８ｂの内圧をバ
ランスさせるために、両空室２８ａ・２８ｂ間を連通さ
せる通気路２９がロッド７の中心に設けられている。

【００１７】図３は、トーションバーからなるスタビラ
イザＲの各端末を左右のサスペンションアームＡに対し
て上述のアクチュエータ１で連結した懸架装置の片側を
示している。周知の通りスタビライザＲは、左右の車輪
Ｗが同位相で上下動する時には実質的に影響を及ぼさな
いが、左右の車輪Ｗが逆位相で上下動する時は、そのね
じり剛性で車輪Ｗの上下動に抑止力を加えるものであ
り、このねじり剛性が高い方が旋回時の姿勢変化を少な
くでき、反対にねじり剛性が低い方が平坦路の乗り心地
を高められる。つまりスタビライザＲのねじり剛性は、
旋回安定性と平坦路の乗り心地との妥協点の取り方で定
まると言える。

【００１８】例えば平坦路を走行中に一方の車輪Ｗが突
起に乗り上げた場合、通常の車両だとスタビライザＲの
作用でその車輪Ｗが持ち上がるのを阻止する力が働くの
で乗り心地が阻害されるが、アクチュエータ１を例えば
一方の車輪Ｗ側に設けておき、それを短縮させればスタ
ビライザＲの力が吸収されて車輪Ｗは円滑に上動し、そ
の振動を車体に伝えなくなる。この逆に、一方の車輪Ｗ
が凹部に落ち込んだ場合は、アクチュエータ１を伸長さ
せることでスタビライザＲの力を吸収することができ
る。つまりスタビライザＲの左右端の少なくともいずれ
か一方にアクチュエータ１を設け、これを適宜に伸縮さ
せ、かつその推力を制御することにより、スタビライザ
Ｒの見掛け上のねじり剛性を連続的に変化させることが
できることとなる。すなわち本発明装置によれば、スタ
ビライザＲ自体の特性を例えば旋回安定性を重視した堅
目の設定にしておき、必要に応じてアクチュエータ１を
作動させることで平坦路の乗り心地を高めることができ
る。

【００１９】ここで、図３に示されるように、アクチュ
エータ１のストローク範囲、即ち可動範囲Ｌ１は左右輪
Ｗのストローク範囲、即ち可動範囲Ｌ２よりも狭くなっ
ている（Ｌ１＜Ｌ２）。従って、アクチュエータ１の駆
動力よりも大きな力が入力された場合、アクチュエータ
１は底つきし、その後はスタビライザＲのねじり剛性の
みによる反力を発生することとなる。

【００２０】次にアクチュエータ１の一般的な駆動制御
について図４を参照して説明する。

【００２１】横加速度センサ３１、左前輪速センサ３
２、右前輪速センサ３３、ヨーレイトセンサ３４、及び
操舵角センサ３５の各出力を、本装置を集中制御する電
子制御ユニットＥが取り込み、操舵角と左右の車輪速度
差とから推定ヨーレイト演算器３６で推定ヨーレイトを
算出すると共に、操舵角と左右の車輪速度平均値とから
推定横加速度演算器３７で推定横加速度を算出する。

【００２２】横加速度並びにヨーレイトについて、それ
ぞれの推定値と検出値とを比較回路３８・３９に入力
し、大きい方の値をアクチュエータ推力演算器４０に入
力する。これはセンサ出力の応答遅れが避けられないの
で、それを補償するための措置である。

【００２３】推力演算器４０では、横加速度とヨーレイ
トとの加算値に対する推力の関係がマップあるいは数式
の形で格納されているので、横加速度及びヨーレイトに
基づいて推力値を算出し、これを目標電流設定器４１に
入力し、推力を電流値に変換する。

【００２４】他方、操舵角センサ３５の出力を操舵角速
度演算器４２で微分するなどして操舵角速度を算出し、
この値を切り始め時の補正電流演算器４３に入力し、予
めマップの形で設定された操舵角速度と電流値との関係
からその時の操舵角速度に応じた目標電流値を出力す
る。

【００２５】これを先の目標電流設定器４１の出力と共
に比較回路４４に入力し、大きい方をＰＩＤ制御回路４
５に出力する。これは急操舵であるほど切り始めの操舵
角速度が高いことに着目しての制御であり、急操舵時は
切り始めに目標電流を大きめに設定し、スタビライザＲ
の効力を高めにするための措置である。そして駆動回路
４６を介して３相デルタ結線されたコイル１７の積層体
からなるステータ５に対し、位置検出手段２７の出力に
基づいて同期信号発生回路４７が発する同期信号に応じ
て励磁電流を供給すると共に、電流検出回路４８からの
実電流をフィードバックすることにより、スタビライザ
Ｒのねじり剛性を最適化するようにアクチュエータ１が
伸縮駆動される。

【００２６】一方、アクチュエータ１に設けられたスト
ロークセンサ４８からの出力が底つき判定回路４９に入
力されるようになっており、アクチュエータ１が、その
可動範囲端に至ったら、即ち底つきが検出されたら駆動
回路４８からのアクチュエータ１への通電が停止される
ようになっている。

【００２７】次に本発明の基本的な制御フローについて
図５を参照して説明する。

【００２８】イグニッションスイッチをオンにすると
（ステップ１）、電子制御ユニットＥが自己診断を行
い、かつ初期設定を行う（ステップ２）。次に、横加速
度、車速、操舵角等を読み込み（ステップ３）、アクチ
ュエータ１の作動条件がクリアされたか否かが判定され
（ステップ４）、作動条件がクリアされたらステップ５
に進み、上述の如きアクチュエータ１の伸縮制御が行わ
れる。そして、ステップ６にて、アクチュエータ１が、
その可動範囲端に至ったか否か、即ち底つきが判定さ
れ、即ち底つきしたらアクチュエータ１への通電を停止
し（ステップ７）、ステップ８に進む。また、ステップ
６にて底つきしていなかったらそのままステップ８に進
む。そして、ステップ８でイグニッションスイッチがオ
フされたと判定されるまでステップ３〜ステップ７の処
理を繰り返す。

【００２９】ここで、ステップ５の処理について図６を
参照して更に詳細に説明すると、まず、ステップ５１に
て車両の旋回強さとしての横加速度が０．２Ｇ以上であ
るか否かが判定され、０．２Ｇよりも小さければ反力が
大きめとなるように、即ち硬いスタビライザを用いた場
合と同様な反力となるようにする（ステップ５２）。ま
た、横加速度が０．２Ｇ以上であれば、更に横加速度が
０．６Ｇ以上であるか否かが判定され（ステップ５
３）、０．６Ｇよりも小さければ、即ち横加速度が０．
２Ｇと０．６Ｇとの間であれば反力が小さめとなるよう
に、即ち柔らかいスタビライザを用いた場合と同様な反
力となるようにする（ステップ５４）。また、横加速度
が０．６Ｇ以上であれば、アクチュエータ１を底つきさ
せる設定とし（ステップ５５）、実際にアクチュエータ
１を駆動・制御する（図示せず）。

【００３０】図７に本発明が適用されたスタビライザ、
スタビライザバーのみからなる硬いスタビライザ及びス
タビライザバーのみからなる柔らかいスタビライザを用
いた場合の車両のロール角と横加速度との関係を示す。
スタビライザバーのみからなる硬いスタビライザ及びス
タビライザバーのみからなる柔らかいスタビライザは横
加速度によらずそのロール角変化は一定である。

【００３１】一方、本発明が適用されたスタビライザに
あっては、まず、ロール角が小さい範囲（原点から点Ａ
（０．２Ｇ）まで）ではアクチュエータ１の推力が外力
に勝るようにし、硬いスタビライザを用いた場合と同様
なロール角変化となるように調節する。そして、ロール
角がやや大きくなる範囲（点Ａから点Ｂ（０．６Ｇ）ま
で）ではアクチュエータ１の推力が外力に負けて、徐々
に押し（引き）戻されるようにし、柔らかいスタビライ
ザを用いた場合と同様なロール角変化となるように調節
する。そして、点Ｂにてアクチュエータ１を底つきさ
せ、それ以降（点Ｂから右側）は比較的硬いスタビライ
ザＲの機械的な反力のみとする。ここで、点Ａ側から点
Ｂに至った時点でアクチュエータ１への通電を停止する
ことで、その消費電力を抑えている。そして、再びロー
ル角が小さくなり、グラフの右側から点Ｂに至った時点
で通電を再開し、上記制御を行うことは云うまでもな
い。

【００３２】尚、本実施形態ではアクチュエータ１を電
磁式リニアアクチュエータとしたが、回転式の電磁式ア
クチュエータや従来の油圧アクチュエータ等を用いても
良く、別途リンク部材等をアクチュエータとスタビライ
ザとの間に介在させても良い。

【００３３】また、上記実施形態では車両の旋回強さを
横加速度を検出して判定したが、ヨーレイトを検出して
判定したり、操舵角及び車輪速、車速等から横加速度、
ヨーレイトを推定し、これから車両の旋回強さを判定し
ても良い。

【００３４】

【発明の効果】このように本発明によれば、車両の旋回
強さに応じてアクチュエータを駆動・制御してスタビラ
イザの見掛け上のねじり剛性を変化させることで、旋回
強さの小さな領域ではアクチュエータにより乗り心地重
視の特性となるように車体の姿勢変化を制御し、旋回強
さが大きくなるとアクチュエータを底つきさせ、スタビ
ライザの本来の剛性により走行安定性重視の特性となる
ように車体の姿勢変化を制御するなど、旋回強さに応じ
てきめ細かに適切な特性を持たせることができ、乗り心
地と走行安定性を共に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるスタビライザの効力制御装
置の電磁式リニアアクチュエータを示す縦断面図

【図２】ソレノイドピース及びポールピースの拡大断面
図

【図３】本発明が適用された懸架装置の要部正面図

【図４】本発明の制御系のブロック図

【図５】本発明の基本的制御フロー図

【図６】図５の要部の詳細な制御フロー図

【図７】本発明が適用されるスタビライザの作動特性を
説明するグラフ

【符号の説明】

１ アクチュエータ ３１ 横加速度センサ ３２ 左前輪速センサ、３３ 右前輪速センサ（車速セ
ンサ） ３５ 操舵角センサ ４８ ストロークセンサ、４９ 底つき判定回路（底つ
き検出手段） Ｒ スタビライザ Ｅ 電子制御ユニット（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 真仁 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 関野 陽介 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D001 AA03 DA06 DA17 EA00 EA02 EA08 EA22 EA36 EB07 EB15 EC05 EC07 EC10 ED02 ED06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右輪間に設けられたスタビライザの見
   掛け上のねじり剛性を変化させるためのアクチュエータ
   と、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有
   するスタビライザの効力制御装置であって、 車両の旋回時にその強さを検出する手段を有し、 車両の旋回強さに応じて前記アクチュエータを駆動・制
   御して前記スタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化
   させることを特徴とするスタビライザの効力制御装置。