JP2006219048A - Stabilizer system for vehicle - Google Patents
Stabilizer system for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006219048A JP2006219048A JP2005035682A JP2005035682A JP2006219048A JP 2006219048 A JP2006219048 A JP 2006219048A JP 2005035682 A JP2005035682 A JP 2005035682A JP 2005035682 A JP2005035682 A JP 2005035682A JP 2006219048 A JP2006219048 A JP 2006219048A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric motor
- actuator
- stabilizer
- mode
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
- B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
- B60G21/055—Stabiliser bars
- B60G21/0551—Mounting means therefor
- B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
- B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
Abstract
Description
本発明は、スタビライザバーを備えて車体のロールを抑制するためのスタビライザシステムに関し、詳しくは、スタビライザバーの剛性を変化させることが可能なスタビライザシステムに関する。 The present invention relates to a stabilizer system that includes a stabilizer bar to suppress a roll of a vehicle body, and more particularly, to a stabilizer system that can change the rigidity of a stabilizer bar.
スタビライザシステムは、スタビライザバーの剛性を利用して、例えば車両旋回時における車体のロールを抑制するシステムである。近年では、いわゆるアクティブスタビライザと呼ばれるシステム、詳しくは、アクチュエータによってスタビライザバーの剛性を車両の旋回状態に応じて変化させることで、効果的にロールを抑制するシステムが検討されている。従来検討されているアクティブスタビライザとして、例えば、下記特許文献に記載されたシステムを挙げることができる。ちなみに、特許文献1に記載されているシステムは、油圧駆動されるアクチュエータを備えたシステムであり、特許文献2に記載されているシステムは、電動モータを駆動源とするアクチュエータを備えたシステムである。
アクティブスタビライザは、コンピュータ等を備えた制御装置によって、車両の旋回状態を指標する車体が受ける横加速度等に基づいて、車体に作用するロールモーメントに対抗するロール抑制モーメントを発生させるべく、アクチュエータの動作が制御される。ところが、車両の旋回状態が急激に変化して横加速度等が急激に変化する場合等には、制御が追従せず、充分なロール抑制モーメントを発生させ得ないといった問題を抱えている。この問題は、アクティブスタビライザが抱える1つの問題に過ぎないが、従来のアクティブスタビライザは、種々の問題を抱えており、それらの問題に対処することによって実用性を改善する余地が多分に残されている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、スタビライザシステムの実用性の向上を図ることを課題とする。 The active stabilizer is an operation of the actuator to generate a roll restraining moment that opposes the roll moment acting on the vehicle body based on the lateral acceleration received by the vehicle body that indicates the turning state of the vehicle by a control device equipped with a computer or the like. Is controlled. However, when the turning state of the vehicle changes abruptly and the lateral acceleration or the like changes abruptly, there is a problem that the control does not follow and a sufficient roll restraining moment cannot be generated. This problem is just one problem with active stabilizers, but conventional active stabilizers have a variety of problems, leaving plenty of room to improve their practicality by addressing those problems. Yes. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to aim at the improvement of the practicality of a stabilizer system.
上記課題を解決するため、本発明のスタビライザシステムは、スタビライザバーの剛性を変化させることが可能なアクチュエータの制御において、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に、アクチュエータを、それの動作が制限される制動状態とすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the stabilizer system of the present invention is configured to control the actuator when the steering speed exceeds the set threshold speed in the control of the actuator capable of changing the rigidity of the stabilizer bar. The braking state is limited in its operation.
本発明のスタビライザシステムにおいて、アクチュエータは、それの動作によってスタビライザバーの剛性を変化させるものであることから、アクチュエータの動作を制限すれば、スタビライザバーの剛性の変化を制限することができる。それにより、スタビライザバーが所定の剛性を有するような状態が実現されることになる。本発明のスタビライザシステムでは、車両の旋回状態が急変するような場合である高速操舵時において、アクチュエータを制動状態とするため、制御の遅れによって充分なロール抑制モーメントを発生し得ないという事態を効果的に回避できることとなる。そのような利点から、本発明のスタビライザシステムは、実用的なアクティブスタビライザシステムとなる。 In the stabilizer system of the present invention, since the actuator changes the rigidity of the stabilizer bar according to its operation, the change in the rigidity of the stabilizer bar can be restricted by restricting the operation of the actuator. As a result, a state in which the stabilizer bar has a predetermined rigidity is realized. In the stabilizer system of the present invention, the actuator is brought into a braking state at the time of high-speed steering, which is a case where the turning state of the vehicle changes suddenly. Can be avoided. Because of such advantages, the stabilizer system of the present invention becomes a practical active stabilizer 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)が請求項1に相当し、請求項1に(3)項および(4)項の技術的特徴を組み合わせたものが請求項2に、請求項2に(8)項の技術的特徴を組み合わせたものが請求項3に、それぞれ相当する。
In each of the following items, (1) corresponds to claim 1, and the combination of technical features of items (3) and (4) with
(1)両端部の各々が左右の車輪の各々に連結されるスタビライザバーと、そのスタビライザバーの剛性を自身の動作によって変化させるアクチュエータと、その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、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に前記アクチュエータをそれの動作が制限される制動状態とする高速操舵時制御部を有することを特徴とする車両用スタビライザシステム。
(1) A vehicle including a stabilizer bar having both ends connected to the left and right wheels, an actuator that changes the rigidity of the stabilizer bar by its own operation, and a control device that controls the operation of the actuator. Stabilizer system for
The control device includes a high-speed steering control unit that sets the actuator to a braking state in which the operation of the actuator is restricted when the steering speed exceeds a set threshold speed. Stabilizer system.
本項に記載の車両用スタビライザシステムは、いわゆるアクティブスタビライザと呼ばれるロール抑制システムであり、アクチュエータの動作によってスタビライザバーの剛性を可変とするシステムである。本項のシステムでは、操舵速度の大きな操舵操作がなされた場合に、アクチュエータ動作に制限を加えてロール剛性の変化を制限するようにされており、その場合においても、所定のロール抑制モーメントを発生させることができる。したがって、制御の遅れによって充分なロール抑制モーメントを発生し得ないといった事態を回避でき、旋回状態(直進状態も旋回状態の究極の一態様である)が急激に変化する場合においても、効果的なロール抑制が可能となる。そのような利点により、本項に記載のスタビライザシステムは、実用的なスタビライザシステムとなる。 The vehicle stabilizer system described in this section is a roll suppression system called a so-called active stabilizer, and is a system in which the rigidity of the stabilizer bar is variable by the operation of an actuator. In the system of this section, when a steering operation with a high steering speed is performed, the actuator operation is limited to limit the change in roll rigidity. Even in this case, a predetermined roll restraining moment is generated. Can be made. Therefore, it is possible to avoid a situation in which a sufficient roll restraining moment cannot be generated due to a delay in control, and it is effective even when the turning state (the straight traveling state is also an ultimate aspect of the turning state) changes suddenly. Roll suppression is possible. Due to such advantages, the stabilizer system described in this section becomes a practical stabilizer system.
本項に記載のスタビライザシステムが備える「スタビライザバー」は、形状,構造等が限定されるものではない。例えば、捩じられることによってロール抑制モーメントを発生させるような構造のものとすることが可能である。具体的には、アクチュエータを備えていない一般的なスタビライザシステム(以下、「コンベンショナルなスタビライザシステム」、あるいは、「コンベンショナルシステム」という場合がある)が備えるスタビライザバーに類似する構造のものを採用することが可能であり、また、後に説明するように、そのコンベンショナルシステムが備えるスタビライザバーを1対のスタビライザバー部材に分割し、その分割された1対の部材によって1つのスタビライザバーが構成されているような構造のスタビライザバーを採用することも可能である。 The “stabilizer bar” included in the stabilizer system described in this section is not limited in shape, structure, or the like. For example, a structure that generates a roll restraining moment by being twisted can be used. Specifically, a structure that is similar to a stabilizer bar provided in a general stabilizer system that is not equipped with an actuator (hereinafter, sometimes referred to as “conventional stabilizer system” or “conventional system”) is adopted. In addition, as described later, the stabilizer bar included in the conventional system is divided into a pair of stabilizer bar members, and one stabilizer bar is configured by the divided pair of members. It is also possible to adopt a stabilizer bar having a simple structure.
本項のシステムが備える「アクチュエータ」は、動作することによって、スタビライザバーを変位,変形させ、あるいは、何らかの力を作用させることで、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものとすることが可能である。ここでいう、「剛性」とは、例えば、捩り剛性を意味する(スタビライザバーが有する弾性力と考えることもできる)。また、「剛性を変化させる」とは、スタビライザバー自体の物性値としての剛性を変化させることを意味するのではなく、いわゆる見かけ上の剛性を変化させることを意味する。具体的に言えば、例えば、左右の車輪の各々に連結される(厳密には、サスペンションアーム等の車輪保持部材に連結される)両端部の各々の相対変位量と、発生させるロール抑制モーメントとの関係を変更することを意味し、換言すれば、ある車体のロール角をある角度に維持する場合においてスタビライザバーによって発生させられるロール抑制モーメントの大きさを変化させることを意味する。 The “actuator” provided in the system of this section can be structured to change the stiffness of the stabilizer bar by operating it, displacing and deforming the stabilizer bar, or applying some force. is there. Here, “rigidity” means, for example, torsional rigidity (it can also be considered as an elastic force of the stabilizer bar). Further, “changing the rigidity” does not mean changing the rigidity as the physical property value of the stabilizer bar itself, but means changing the so-called apparent rigidity. Specifically, for example, the relative displacement amount of each end portion connected to each of the left and right wheels (strictly connected to a wheel holding member such as a suspension arm), and the roll restraining moment to be generated, This means that the magnitude of the roll restraining moment generated by the stabilizer bar is changed when the roll angle of a certain vehicle body is maintained at a certain angle.
また、「アクチュエータ」は、どのような駆動力で作動させられるものであってもよい。例えば、液圧ユニットが発生させる液圧によって作動するような構造のアクチュエータを採用することも可能であり、また、後に説明するように、電動モータによって作動するような構造のアクチュエータを採用することも可能である。液圧駆動のアクチュエータとしては、シリンダ装置として機能するような構造のものを採用することができる。詳しく言えば、ハウジングとピストン(ロータリ型アクチュエータの場合におけるベーンを含む概念である)とを備え、液室に充満させられた液圧を制御することによってハウジングとピストンとを相対動作させ、その相対動作によって、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものを採用することが可能である。また、電動アクチュエータとしては、後に説明するように、ハウジングと、それに保持される電動モータと、ハウジングに回転可能に保持されて電動モータによって回転させられる出力軸とを備え、電動モータに供給される電力を制御することによってハウジングと出力軸とを相対回転動作させ、その相対回転動作によって、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものを採用することが可能である。 Further, the “actuator” may be operated with any driving force. For example, it is possible to employ an actuator having a structure that is operated by the hydraulic pressure generated by the hydraulic unit, and it is also possible to employ an actuator having a structure that is operated by an electric motor, as will be described later. Is possible. As a hydraulic drive actuator, a structure that functions as a cylinder device can be adopted. More specifically, a housing and a piston (a concept including a vane in the case of a rotary actuator) are provided, and the housing and the piston are moved relative to each other by controlling the fluid pressure filled in the fluid chamber. It is possible to adopt a structure that changes the rigidity of the stabilizer bar by operation. As will be described later, the electric actuator includes a housing, an electric motor held by the housing, and an output shaft that is rotatably held by the housing and rotated by the electric motor, and is supplied to the electric motor. It is possible to adopt a structure in which the housing and the output shaft are relatively rotated by controlling electric power, and the rigidity of the stabilizer bar is changed by the relative rotation.
上記アクチュエータの配設箇所も特に限定されない。例えば、スタビライザバーが、先に説明したコンベンショナルシステムが備えるスタビライザバーに類似するものであれば、それの一方の端部と一方の車輪との間に配設し、その端部とその車輪との間隔を変化させるようにすることが可能である。また、スタビライザバーが、先に説明した1対のスタビライザバー部材を有するものである場合には、後に説明するように、それら1対のスタビライザバー部材の間に配設し、それらの相対回転角度を変化させるようにすることも可能である。 The location of the actuator is not particularly limited. For example, if the stabilizer bar is similar to the stabilizer bar provided in the conventional system described above, it is disposed between one end of the stabilizer bar and one wheel, and the end and the wheel It is possible to change the interval. Further, when the stabilizer bar has the pair of stabilizer bar members described above, the stabilizer bars are disposed between the pair of stabilizer bar members as described later, and the relative rotation angles thereof. It is also possible to change.
本項の態様が備える「制御装置」は、例えば、コンピュータを主体として構成されるものを採用し、アクティブロール制御を、つまり、スタビライザバーが発生させるロール抑制モーメントが車両の旋回状態に応じて適切なロール角度を実現する大きさとなるようなアクチュエータの制御を、実行可能な構成とすることができる。ここでいう「旋回状態」とは、例えば、どのようなロールモーメントを車体が受けているかといったようなことを意味する。旋回状態は、それを指標する旋回状態量(例えば、横加速度,ヨーレート等)によって、定量的に表現することが可能である。アクティブロール制御は、例えば、横加速度センサ,ヨーレートセンサ等を用いて旋回状態量を検出し、あるいは、車速センサ等によって検出された車両走行速度(車輪回転速度であってもよい)と操舵量センサによって検出された操舵量(ステアリング操作部材の操作量であってもよく、車輪の転舵量であってもよい)とに基づいて旋回状態量を推定し、その検出された旋回状態量と推定された旋回状態量との少なくとも一方に基づいて、適切なロール抑制モーメントが発生し得る動作量となるようにアクチュエータを制御することによって実行可能である。 The “control device” included in the aspect of this section employs, for example, a computer-based configuration, and performs active roll control, that is, the roll suppression moment generated by the stabilizer bar is appropriate according to the turning state of the vehicle. The actuator can be controlled to have a size that realizes a proper roll angle. Here, the “turning state” means, for example, what kind of roll moment the vehicle body is receiving. The turning state can be quantitatively expressed by a turning state amount (for example, lateral acceleration, yaw rate, etc.) indicating the turning state. In the active roll control, for example, a turning state amount is detected using a lateral acceleration sensor, a yaw rate sensor, or the vehicle traveling speed (may be a wheel rotational speed) detected by a vehicle speed sensor or the like and a steering amount sensor. The turning state amount is estimated on the basis of the steering amount (which may be the operation amount of the steering operation member or the steering amount of the wheel) detected by, and the detected turning state amount is estimated This can be executed by controlling the actuator so as to obtain an operation amount that can generate an appropriate roll restraining moment based on at least one of the determined turning state amounts.
上記制御装置が有する「高速操舵時制御部」は、制御装置の高速操舵時における処理を実行する特定の機能部である。高速操舵時であるか否かは、操舵速度に基づいて認定することが可能である。認定に供される操舵速度は、ステアリングホイール等のステアリング操作部材の操作速度であってもよく、車輪の転舵速度であってもよい。「閾速度」は、アクティブロール制御が追従することができない程度の操舵速度に設定することが可能である。ステアリングホイールの操作角速度を操舵速度とした場合を例にとって説明すれば、例えば、閾速度を500゜/秒とし、それを超える操作角速度の操舵がなされた場合に、高速操舵時であると認定することが可能である。 The “high-speed steering control unit” included in the control device is a specific functional unit that executes processing during high-speed steering of the control device. Whether or not it is during high-speed steering can be recognized based on the steering speed. The steering speed used for the authorization may be an operation speed of a steering operation member such as a steering wheel, or may be a steering speed of a wheel. The “threshold speed” can be set to a steering speed that the active roll control cannot follow. For example, in the case where the steering angular speed of the steering wheel is set as the steering speed, for example, when the threshold speed is set to 500 ° / second and the steering is performed with the operating angular speed exceeding the threshold speed, it is recognized that the steering speed is high. It is possible.
高速操舵時制御部は、高速操舵時制御、すなわち、前述したようにアクチュエータを制動状態とする処理を実行する。「制動状態」とは、アクチュエータの動作が制限される状態を意味する。詳しくは、車体のロールによってアクチュエータが動作させられるような力(以下、「逆入力」という場合がある)がアクチュエータに作用する場合おいて、逆入力によるアクチュエータの動作が禁止される状態と、逆入力によってアクチュエータを動作させる際に相当に大きな力を必要とする状態との両者を含む。平たく言えば、前者は、アクチュエータが固定された状態、つまり、いわゆるロックされた状態であり、後者は、ブレーキがかけられた状態である。アクチュエータを制動状態とすることにより、逆入力に対する所定の反力を発生させることができ、アクチュエータをアクティブロール制御しなくても、スタビライザバーによって所定のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。 The high-speed steering control unit executes high-speed steering control, that is, processing for bringing the actuator into a braking state as described above. The “braking state” means a state where the operation of the actuator is restricted. Specifically, in the case where a force that causes the actuator to be operated by the roll of the vehicle body (hereinafter sometimes referred to as “reverse input”) acts on the actuator, And a state that requires a considerably large force when the actuator is operated by an input. In short, the former is a state where the actuator is fixed, that is, a so-called locked state, and the latter is a state where the brake is applied. By setting the actuator in a braking state, a predetermined reaction force against reverse input can be generated, and a predetermined roll restraining moment can be generated by the stabilizer bar without performing active roll control on the actuator.
アクチュエータを制動状態とするには、例えば、アクチュエータに、ロック装置、摩擦力を利用したブレーキ装置等のメカニカルな機構の装置を設け、それらの装置を作動させればよい。また、アクチュエータが前述したシリンダ装置である場合には、ハウジング内の液室への作動液の流入出を、遮断弁等によって禁止する、あるいは、流量制限弁(例えば、絞り弁)等によって制限することによって、アクチュエータの制動状態を実現することができる。さらにまた、アクチュエータが前述した電動モータの駆動力を利用するものである場合には、後に説明するように、逆起電力を利用して電動モータを制動状態とすることによって、アクチュエータの制動状態を実現することが可能である。 In order to place the actuator in a braking state, for example, a mechanical mechanism device such as a lock device or a brake device using frictional force may be provided in the actuator, and these devices may be operated. Further, when the actuator is the cylinder device described above, the inflow and outflow of the working fluid into and out of the liquid chamber in the housing is prohibited by a shut-off valve or the like, or restricted by a flow restriction valve (for example, a throttle valve) or the like. Thus, the braking state of the actuator can be realized. Furthermore, when the actuator uses the driving force of the electric motor described above, the braking state of the actuator is changed by setting the electric motor to a braking state using a counter electromotive force, as will be described later. It is possible to realize.
(2)前記高速操舵時制御部が、前記スタビライザバーの剛性を設定された高さ以上の剛性とすべく、前記アクチュエータを制動状態とするものである(1)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (2) The vehicle stabilizer system according to (1), wherein the high-speed steering control unit sets the actuator to a braking state so that the rigidity of the stabilizer bar is higher than a set height. .
本項に記載の態様は、高速操舵時制御においてスタビライザバーの剛性の下限を規定する態様である。本項の態様によれば、アクティブロール制御によらずとも、設定された以上のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。「設定された高さの以上剛性」とは、具体的には、当該システムがアクチュエータを備えていないと仮定した場合のスタビライザバーの剛性以上の剛性、つまり、コンベンショナルなシステムにおけるスタビライザバーの剛性以上の剛性であることが望ましい。そのような剛性を有するように構成すれば、高速操舵時制御において、コンベンショナルなシステムが発生させ得るロール抑制モーメント以上のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。 The mode described in this section is a mode that defines the lower limit of the rigidity of the stabilizer bar in the high-speed steering control. According to the aspect of this section, it is possible to generate a roll restraining moment that is greater than or equal to the set, without using active roll control. Specifically, the “stiffness above the set height” specifically means that the rigidity of the stabilizer bar is higher than the rigidity of the stabilizer bar when the system is assumed not to have an actuator, that is, the rigidity of the stabilizer bar in a conventional system. It is desirable that the rigidity is as follows. If configured so as to have such rigidity, it becomes possible to generate a roll restraining moment that is greater than the roll restraining moment that can be generated by a conventional system in high-speed steering control.
(3)前記アクチュエータが、電動モータを有してそれの駆動力によって動作することで、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)項または(2)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (3) The vehicle stabilizer system according to (1) or (2), wherein the actuator has an electric motor and is operated by a driving force of the electric motor to change the rigidity of the stabilizer bar. .
本項に記載の態様は、アクチェータの構造を限定した態様である。電動モータを有するアクチュエータは、前述の液圧駆動のアクチュエータと比較すれば、コンパクトであるという利点を有する。アクチュエータを、電動モータの回転を減速して伝達する減速機を備えた構成とすれば、特に、ハーモニックギヤ機構(ハーモニックドライブ機構(登録商標),ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構とも呼ばれる)、サイクロイド減速機構,複数段構成のプラネタリギヤ機構等を採用する変速比の大きな(例えば、入力回転速度に対する出力回転速度が小さいという意味である)減速機を備えた構成とすれば、電動モータの小型化が図れ、アクチュエータのさらなるコンパクト化が図れることとなる。本項の態様において採用可能な「電動モータ」は、その形式等が限定されるものではなく、後に説明するDCブラシレスモータを始めとして、誘導モータ,同期モータ,ステッピングモータ,リラクタンスモータ等、種々の形式のモータを採用することが可能であり、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。なお、後に説明するように、作動モードの変更を行うような場合には、それが容易に行えるものであることが望ましい。 The mode described in this section is a mode in which the structure of the actuator is limited. An actuator having an electric motor has the advantage of being compact compared to the hydraulic drive actuator described above. If the actuator is configured to include a speed reducer that reduces and transmits the rotation of the electric motor, in particular, a harmonic gear mechanism (also called a harmonic drive mechanism (registered trademark), a strain wave gearing mechanism), a cycloid reduction mechanism The electric motor can be miniaturized by using a reduction gear having a large gear ratio (for example, meaning that the output rotational speed is small relative to the input rotational speed) employing a planetary gear mechanism having a multi-stage configuration. Further downsizing of the actuator can be achieved. “Electric motor” that can be used in the aspect of this section is not limited in its form, and includes various types of motors such as an induction motor, a synchronous motor, a stepping motor, and a reluctance motor, including a DC brushless motor described later. It is possible to adopt a type of motor, and in terms of operation, it may be a rotary motor or a linear motor. As will be described later, when the operation mode is changed, it is desirable that it can be easily performed.
(4)前記高速操舵時制御部が、前記電動モータの作動モードを前記電動モータの逆起電力に起因した制動力による制動状態が実現されるモードとすることで、前記アクチュエータを制動状態とするものである(3)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (4) The high-speed steering control unit sets the operating mode of the electric motor to a mode in which a braking state based on a braking force caused by the counter electromotive force of the electric motor is realized, thereby setting the actuator in a braking state. The vehicle stabilizer system according to item (3).
本項に記載の態様は、電動モータを有するアクチュエータを採用する場合において、電動モータの作動モードを所定のモードとすることで、制動状態を実現する態様である。本項の態様にいう電動モータの「作動モード」とは、電動モータの通電形態と電力供給状態とによって定まる作動形態であり、ここでいう「通電形態」とは、後に例示しつつ詳しく説明するが、制御電源から電動モータへの通電における各相の切換,電動モータの各相の入力線と制御電源との接続、電動モータの各相の入力線相互間の関係等に関する形態を意味し、また、「電力供給状態」とは、例えば、電力が電動モータに供給されているか否か、どの程度の電力が供給されるか、どのような時期,タイミングで供給されるかといった状態を意味する。作動モードは、後に例示するように、通電形態と電力供給状態とによって種々のモードとすることができ、それぞれのモードにそれぞれ独自の特性を持たせることが可能である。各モードの特性を活かして、電動モータの作動モードを変更することで、スタビライザの特性を種々に変更することが可能となる。 The mode described in this section is a mode in which the braking state is realized by setting the operation mode of the electric motor to a predetermined mode when the actuator having the electric motor is employed. The “operation mode” of the electric motor referred to in this aspect is an operation mode determined by the energization mode and the power supply state of the electric motor, and the “energization mode” described here will be described in detail while illustrating later. Means a mode related to switching of each phase in energization from the control power source to the electric motor, connection between the input line of each phase of the electric motor and the control power source, relation between the input lines of each phase of the electric motor, etc. The “power supply state” means, for example, a state of whether or not power is supplied to the electric motor, how much power is supplied, at what timing and at what timing. . As will be exemplified later, the operation modes can be various modes depending on the energization mode and the power supply state, and each mode can have its own characteristics. By utilizing the characteristics of each mode and changing the operation mode of the electric motor, the characteristics of the stabilizer can be variously changed.
本項の態様において、高速操舵時制御で採用されるモードは、前述のアクディブロール制御を目的とするモードではなく、いわゆる「ブレーキモード」と呼ぶことのできるモードであり、制御電源から電動モータへの電力の供給を行わないような作動モードの一形態である。このブレーキモードは、例えば、電動モータの入力線を相互に接続するような通電形態を採用する作動形態と考えることができる。抵抗を介在させることなく各相を相互に接続する場合、つまり、短絡させた場合には、いわゆる短絡制動の効果が得られることになる。この短絡制動は、逆起電力による制動の中でも比較的大きな制動効果が得られることになる。したがって、アクチュエータをロックさせるに近い効果が得られ、スタビライザバーにコンベンショナルシステムに備わるスタビライザバーと同等あるいはそれに近い機能を発揮させることが可能となる。また、抵抗を介在させて各相を相互に接続する場合は、いわゆる緩衝制動の効果が得られることになる。この緩衝制動は、上記短絡制動に比較して、制動力が小さいものとなるが、逆起電力の一部を外部に設けられた抵抗によって消費させることで、電動モータの発熱を抑制することが可能となる。後に詳しく説明するが、制御電源としてインバータを含んで構成されものを採用する場合、本作動モードは、例えば、プラス(high)側とマイナス(low)側との少なくとも一方の各相のスイッチング素子を、すべてON状態(閉状態)とすることによって、実現することが可能である。 In the mode of this section, the mode adopted in the high-speed steering control is not a mode for the purpose of the above-mentioned active roll control but a mode that can be called a “brake mode”, from the control power source to the electric motor. It is one form of the operation mode which does not supply the electric power. This brake mode can be considered as an operation mode employing an energization mode in which, for example, the input lines of the electric motor are connected to each other. When the phases are connected to each other without any resistance, that is, when they are short-circuited, a so-called short-circuit braking effect is obtained. This short-circuit braking can provide a relatively large braking effect even during braking by back electromotive force. Therefore, an effect close to locking the actuator can be obtained, and the function equivalent to or close to that of the stabilizer bar provided in the conventional system can be exhibited in the stabilizer bar. Further, when the phases are connected to each other via a resistor, a so-called buffer braking effect is obtained. Although this buffer braking has a smaller braking force than the short-circuit braking described above, it is possible to suppress heat generation of the electric motor by consuming a part of the counter electromotive force by a resistor provided outside. It becomes possible. As will be described in detail later, when an inverter including an inverter is adopted as the control power supply, this operation mode includes, for example, switching elements for at least one of a plus (high) side and a minus (low) side. , All can be realized by turning them on (closed state).
(5)前記制御装置が、
操舵速度が設定された閾速度以下の操舵がなされている場合に、前記電動モータの作動モードを、供給電力を変更してアクチュエータの動作制御が実行可能なモードとする低速操舵時制御部を有する(3)項または(4)項に記載の車両用スタビライザシステム。
(5) The control device
A low-speed steering control unit that sets the operation mode of the electric motor to a mode in which the operation control of the actuator can be executed by changing the supply power when the steering speed is less than or equal to a set threshold speed. The vehicle stabilizer system according to (3) or (4).
本項に記載の態様は、比較的操舵速度の小さい操舵がなされている場合の制御、つまり、低速操舵時制御において、上記アクティブロール制御を実行可能とする態様である。本項に記載の電動モータの作動モードは、いわゆる「制御モード」と呼ぶことのできるモードであり、電動モータへの通電における通電相の切り換えを行ないつつ、電動モータへの電力供給量を制御することでモータの作動を制御する作動形態である。本項の態様によれば、低速操舵時においてアクティブロール制御が可能となり、効果的なロール抑制が可能となる。 The mode described in this section is a mode in which the active roll control can be executed in the control when steering at a relatively low steering speed is performed, that is, in the low-speed steering control. The operation mode of the electric motor described in this section is a mode that can be referred to as a so-called “control mode”, and controls the amount of electric power supplied to the electric motor while switching the energization phase in energization of the electric motor. This is an operation mode for controlling the operation of the motor. According to the aspect of this section, active roll control is possible during low speed steering, and effective roll suppression is possible.
(6)前記制御装置が、
操舵されていないとみなせる場合に、前記電動モータの作動モードを、前記電動モータの各相間の導通が遮断されることで逆起電力に起因する制動力が得られない状態が実現されるモードとする非操舵時制御部を有する(3)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
(6) The control device
When it can be assumed that the vehicle is not being steered, the operation mode of the electric motor is a mode in which a state in which a braking force due to the counter electromotive force cannot be obtained by blocking conduction between the phases of the electric motor is realized. The vehicle stabilizer system according to any one of (3) to (5), further including a non-steering control unit.
本項に記載の態様は、例えば、非操舵時、具体的に言えば、車両が直進状態にある場合に、電動モータの作動モードを、アクディブロール制御を目的としないモードであって、いわゆる「フリーモード」と呼ぶことのできるモードとする態様である。フリーモードは、制御電源から電動モータへの電力の供給を行わないような作動モードの一形態であり、概して言えば、例えば、電動モータの各相の入力線と制御電源との接続を遮断するような作動モード、言い換えれば、電動モータの各相をオープンな状態とするような作動形態と考えることができる。フリーモードでは、電動モータに逆起電力が発生せず、殆ど制動効果が得られないことになる。したがって、本作動モードを採用すれば、スタビライザバーがロール抑制モーメントを殆ど発揮し得ない状態となり、車両はスタビライザシステムを備えていないとみなせる状態となる。このことから、本作動モードの下では、例えば、車両の片輪乗り上げ等における逆入力に対して左右の側の独立性が担保され、車両の乗り心地を向上させることが可能である。後に詳しく説明するが、制御電源としてインバータを含んで構成されるものを採用する場合、本作動モードは、例えば、各相のスイッチング素子を、すべてOFF状態(開状態)とすることによって、実現することが可能である。 The mode described in this section is, for example, a non-steering mode, specifically, when the vehicle is in a straight traveling state, the operation mode of the electric motor is a mode not intended for active roll control. This is a mode that can be called a “free mode”. The free mode is a form of an operation mode in which power is not supplied from the control power supply to the electric motor. Generally speaking, for example, the connection between the input line of each phase of the electric motor and the control power supply is cut off. Such an operation mode, in other words, an operation mode in which each phase of the electric motor is in an open state can be considered. In the free mode, no back electromotive force is generated in the electric motor, and the braking effect is hardly obtained. Therefore, if this operation mode is adopted, the stabilizer bar is in a state in which it can hardly exhibit the roll restraining moment, and the vehicle can be regarded as having no stabilizer system. Therefore, under this operation mode, for example, independence on the left and right sides with respect to the reverse input when the vehicle is on a single wheel is secured, and the riding comfort of the vehicle can be improved. As will be described in detail later, when a control power supply including an inverter is employed, this operation mode is realized by, for example, turning off all the switching elements of each phase (open state). It is possible.
(7)前記電動モータが、DCブラシレスモータである(3)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。 (7) The vehicle stabilizer system according to any one of (3) to (6), wherein the electric motor is a DC brushless motor.
DCブラシレスモータは、制御性が良好であるため、アクティブスタビライザシステムが備えるアクチュエータの駆動源として好適である。また、通電形態,電力供給状態の変更により、上述した3つの作動モードの各々において有すべき特性が良好な状態で実現されるという利点をも有する。
(8)当該スタビライザシステムが、インバータを含んで構成される前記電動モータの制御電源を備え、前記電動モータの作動モードがそのインバータが有するスイッチング素子の作動状態によって決定される構成とされた(3)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
Since the DC brushless motor has good controllability, the DC brushless motor is suitable as a drive source for the actuator provided in the active stabilizer system. In addition, there is an advantage that the characteristics that should be possessed in each of the three operation modes described above are realized in a good state by changing the energization mode and the power supply state.
(8) The stabilizer system includes a control power supply for the electric motor including an inverter, and an operation mode of the electric motor is determined by an operation state of a switching element included in the inverter (3 The vehicle stabilizer system according to any one of items) to (7).
インバータを含んで構成される電源は、電動モータの作動制御を、容易にかつ正確に行えることから、アクティブスタビライザシステムの制御電源として好適である。また、インバータによれば、各相ごとに設けられたFET等のスイッチング素子のON/OFF状態の組み合わせを変更等することにより、上述した3つの制御モードの各々を、容易に実現することが可能である。 A power source including an inverter is suitable as a control power source for an active stabilizer system because the operation control of the electric motor can be easily and accurately performed. Further, according to the inverter, each of the above three control modes can be easily realized by changing the combination of ON / OFF states of switching elements such as FETs provided for each phase. It is.
(9)前記スタビライザバーが、
それぞれが、車幅方向に延びて配設されたトーションバー部と、そのトーションバー部の端部からトーションバー部と交差して延びて先端部が左右の車輪の一方に接続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、それら1対のスタビライザバー部材のトーションバー部の相対回転角度を変化させることで、前記スタビライザバーの剛性を変化させるように構成された(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
(9) The stabilizer bar is
A torsion bar portion each extending in the vehicle width direction, an arm portion extending from the end of the torsion bar portion so as to intersect the torsion bar portion, and having a tip portion connected to one of the left and right wheels; Comprising a pair of stabilizer bar members having
Any one of the items (1) to (8), wherein the actuator is configured to change the rigidity of the stabilizer bar by changing a relative rotation angle of the torsion bar portion of the pair of stabilizer bar members. The vehicle stabilizer system described in 1.
本項に記載の態様は、スタビライザバーの構造を具体的に限定し、また、そのスタビライザバーとアクチュエータとの関係を具体的に限定した態様である。本項に記載の態様によれば、アクディブロール制御を効率的に行うことが可能となる。また、高速操舵時において、アクチュエータを制動状態とすれば、容易に所定のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。 The mode described in this section is a mode in which the structure of the stabilizer bar is specifically limited, and the relationship between the stabilizer bar and the actuator is specifically limited. According to the aspect described in this section, the active roll control can be efficiently performed. In addition, when the actuator is in a braking state during high-speed steering, a predetermined roll restraining moment can be easily generated.
以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、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 present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the present invention is implemented in various modes including various modes modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art, including the mode described in the above [Mode of Invention]. be able to.
<スタビライザシステムの全体構成>
図1に、本発明の一実施例である車両用スタビライザシステム10を概念的に示す。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を保持する車輪保持部材(図2参照)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、中央部で分割されており、一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。それら一対のスタビライザバー部材22,24がアクチュエータ30を介して相対回転可能に接続されており、大まかに言えば、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(図の矢印,点線矢印を参照のこと)、スタビライザバー20全体の剛性を変化させて車体のロール抑制を行う。
<Overall configuration of stabilizer system>
FIG. 1 conceptually shows a
図2には、一方のスタビライザ装置14の車幅方向の中央から一方側の車輪16にかけての部分が概略的に示されている。本スタビライザシステム10が装備される車両は、それぞれが4つの車輪16の各々に対して設けられた4つの独立懸架式のサスペンション装置38を含んで構成されている。このサスペンション装置38は、一般によく知られたダブルウィシュボーン式のものであり、一端部が車体に回動可能に連結され、他端部が車輪16に連結された車輪保持部材としてのアッパアーム42およびロアアーム44を備えている。それらアッパアーム42およびロアアーム44は、車輪16と車体との接近離間(相対的な上下動の意味)に伴い、上記一端部(車体側)を中心に回動させられ、上記他端部(車輪側)が車体に対して上下させられる。また、サスペンション装置38は、ショックアブソーバ46と、サスペンションスプリング48(本装置では「エアばね」である)とを備えている。それらショックアブソーバ46およびスプリング48は、それぞれが、車体側の部材と車輪側の部材とに連結されている。このような構造から、サスペンション装置38は、車輪16と車体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る機能を果たすものとなっている。
FIG. 2 schematically shows a portion from the center in the vehicle width direction of one
スタビライザ装置14は、先に説明した一対のスタビライザバー部材である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とを備える(図2には、右スタビライザバー部材22および左スタビライザバー部材24の一方が示されている)。各スタビライザバー部材22,24は、それぞれ、略車幅方向に延びるトーションバー部60と、トーションバー部60と一体化されてそれと交差して概ね車両前方あるいは後方に延びるアーム部62とに区分することができる。各スタビライザバー部材22,24のトーションバー部60は、アーム部62に近い箇所において、車体の一部であるスタビライザ装置配設部64に固定的に設けられた支持部材66によって回転可能に支持され、互いに同軸に配置されている。それらトーションバー部60の端部(車幅方向における中央側の端部)の間には、上述のアクチュエータ30が配設されており、後に詳しく説明するが、各トーションバー部60の端部は、それぞれ、そのアクチュエータ30に接続されている。一方、アーム部62の端部(トーションバー部60側とは反対側の端部)は、上述のロアアーム44に設けられたスタビライザバー連結部68に、それと相対回転可能に連結されている。
The
アクチュエータ30は、図3に模式的に示すように、電動モータ70と、電動モータ70の回転を減速する減速機構72とを含んで構成されている。これら電動モータ70および減速機構72は、アクチュエータ30の外殻部材であるハウジング74内に設けられている。ハウジング74は、ハウジング保持部材76によって、回転可能かつ軸方向(略車幅方向)に移動不能にスタビライザ装置配設部64に保持されている。図2から解るように、ハウジング74の両端部の各々には、2つの出力軸80,82の各々が延び出すように配設されている。それら出力軸80,82のハウジング74から延び出した側の端部が、それぞれ、各スタビライザバー部材22,24の端部と、セレーション嵌合によって相対回転不能に接続されている。また、図3から解るように、一方の出力軸80は、ハウジング74の端部に固定して接続されており、また、他方の出力軸82は、ハウジング74内に延び入る状態で配設されるとともに、ハウジング74に対して回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されている。その出力軸82のハウジング74内に存在する一方の端部が、後に詳しく説明するように、減速機構72に接続されている。
As schematically shown in FIG. 3, the
電動モータ70は、ハウジング74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ステータコイル84と、ハウジング74に回転可能に保持された中空状のモータ軸86と、モータ軸86の外周においてステータコイル84と向きあうようにして一円周上に固定して配設された永久磁石88とを含んで構成されている。電動モータ70は、ステータコイル84がステータとして機能し、永久磁石88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
減速機構72は、波動発生器(ウェーブジェネレータ)90,フレキシブルギヤ(フレクスプライン)92およびリングギヤ(サーキュラスプライン)94を備え、ハーモニックギヤ機構(ハーモニックドライブ機構(登録商標),ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構等とも呼ばれる)として構成されている。波動発生器90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86の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ92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が形成されている。このフレキシブルギヤ92は、先に説明した出力軸82に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、出力軸82は、モータ軸86を貫通しており、それから延び出す端部にフレキシブルギヤ92の底部が固着されることで、フレキシブルギヤ92と出力軸82とが接続されているのである。リングギヤ94は、概してリング状をなして内周に複数(フレキシブルギヤの歯数よりやや多い数、例えば2つ多い数)の歯が形成されたものであり、ハウジング74に固定されている。フレキシブルギヤ92は、その周壁部が波動発生器90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94と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。波動発生器90が1回転(360度)すると、つまり、電動モータ70のモータ軸86が1回転すると、フレキシブルギヤ92とリングギヤ94とが、それらの歯数の差分だけ相対回転させられる。ハーモニックギヤ機構はその構成が公知のものであることから、本減速機構72の詳細な図示は省略し、説明はこの程度の簡単なものに留める。
The
以上の構成から、電動モータ70が回転させられる場合、つまり、アクチュエータ30が作動する場合に、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との各トーションバー部60が相対回転させられ、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とによって構成された1つのスタビライザバーと観念できるスタビライザバー20が、捩じられることになるのである。この捩りにより生じる力は、左右の各々の車輪16と車体とを接近あるいは離間させる力として作用することになる。つまり、本スタビライザ装置14では、アクチュエータ30の作動によって、スタビライザバー20の剛性を変化させるような構成の装置とされているのである。
From the above configuration, when the
なお、アクチュエータ30には、ハウジング74内に、モータ軸86の回転角度、すなわち、電動モータ70の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ100が設けられている。モータ回転角センサ100は、本アクチュエータ30ではエンコーダを主体とするものであり、それによる検出値は、電動モータ70の通電相の切換に利用されるとともに、左右のスタビライザバー部材22,24の相対回転角度(相対回転位置)を指標するものとして、アクチュエータ30の制御、つまり、スタビライザ装置14によるロール抑制制御に利用される。
The
アクチュエータ30が備える電動モータ70には、制御電源から電力が供給される。本スタビライザシステム10には、図1に示すように、バッテリ102と、そのバッテリ102に接続された2つのインバータ104とが設けられている。インバータ104は駆動回路として機能するものであり、2つのスタビライザ装置14の各々が有する電動モータ70には、2つのインバータ104の各々から電力が供給される。つまり、バッテリ102と、1つのインバータ104とによって、各電動モータ70の制御電源が構成されているのである。
Electric power is supplied from a control power source to the
本スタビライザシステム10は、図1に示すように、スタビライザ装置14、詳しくは、アクチュエータ30の作動を制御する制御装置であるスタビライザ電子制御ユニット(スタビライザECU)110(以下、単に「ECU110」という場合がある)を備えている。そのECU110は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されており、ECU110には、上記モータ回転角センサ100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操作角センサ120,車両走行速度(以下、「車速」と略す場合がある)を検出するための車速センサ122,および,車体に実際に発生す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124が接続されている。(図1では、それぞれ「θ」,「δ」,「v」,「Gy」と表されている)。また、ECU110は、インバータ104にも接続され、ECU110は、インバータ104を制御することで、アクチュエータ30の作動を制御するものとされている。ECU110のコンピュータが備えるROMには、後に説明するロール抑制制御プログラム,作動モード切換プログラム等のプログラム、スタビライザ装置14の制御に関する各種のデータ等が記憶されている。
As shown in FIG. 1, the
<制御装置の機能構成>
スタビライザ装置14の制御装置であるECU110の機能を概念的に表現すれば、図4のようになる。ECU110は、操舵速度等に基づいて電動モータ70の作動モードを切り換える作動モード切換部130と、その作動モード切換部130の切換えに従って選択的に機能する3つの機能部である高速操舵時制御部132,低速操舵時制御部134,非操舵時制御部136とを備える。高速操舵時制御部132は、操舵速度が閾速度以上である高速操舵時に電動モータ70を制動状態とする機能部であり、低速操舵時制御部134は、操舵速度が閾速度より小さい低速操舵時に電動モータ70を制御作動させる機能部であり、非操舵時制御部136は、車両が操舵されていない非操舵時に電動モータ70を殆ど制動力が得られない状態とする機能部である。また、低速操舵時制御部134は、車速や実横加速度等に基づいて、電動モータ70を制御作動させることにより、車体のロールをアクティブに抑制するための作動制御部138を含んで構成されている。上述した各機能部の詳しい機能については、ECU110が実行するロール抑制制御プログラム,作動モード切換プログラムによる処理に関する後の説明の中で、説明することとする。
<Functional configuration of control device>
If the function of ECU110 which is a control apparatus of the
<電動モータの作動モード>
本スタビライザシステム10では、スタビライザ装置14のアクチュエータ30が備える電動モータ70は、3つの作動モードで作動可能とされており、その3つの作動モードの中から設定された条件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、電動モータ70の通電形態と電動モータ70への電力供給状態とによって定まり、3つの作動モードは、それぞれが相互に通電形態と電力供給状態との少なくとも一方が異なるものとなっている。作動モードの切り換えは、インバータ104のスイッチング素子のON/OFFの切り換えによって行われる。図5に示すように、電動モータ70は、Δ結線された3相のDCブラシレスモータであり、インバータ104は、各相(U,V,W)について、high(プラス)側,low(マイナス)側の2つのスイッチング素子(FETである)を備えている(以下、6つのスイッチング素子の各々を、「UHC」,「ULC」,「VHC」,「VLC」,「WHC」,「WLC」と呼ぶこととする)。それら、6つのスイッチング素子の各々のON/OFFの切り換えによって、作動モードの切り換えが行われるのである。
<Electric motor operation mode>
In the
具体的には、3つの作動モードは、電動モータ70の作動をアクティブに制御可能な「制御モード」と、電動モータ70の作動制御を実行しない作動モードであって、逆起電力に起因した制動力による制動状態を実現する「ブレーキモード」および、殆ど制動力が得られない状態を実現する「フリーモード」からなっている。インバータ104のスイッチング素子の切り換えパターンを示す図6をも参照しつつ、以下に、各作動モードについて説明する。
Specifically, the three operation modes are a “control mode” in which the operation of the
i)制御モード
制御モードは、電動モータ70を作動制御可能な通電形態下、電動モータ70に電力を供給する状態とされる作動モードである。制御モードでは、いわゆる120゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、図6に右回転(CW回転),左回転(CCW回転)のそれぞれの場合を示すように、各スイッチング素子UHC,ULC,VHC,VLC,WHC,WLCのON/OFFが、電動モータ70のモータの回転角θに応じて切り換えられる。詳しく言えば、図におけるパターンは電気角60゜ごとのパターンであり、本電動モータ70は3相6極のモータとされていることから、電気角60゜に相当するモータ回転角20゜ごとに通電パターンが順次変更されることになる。このような通電形態の下、low側に存在する各スイッチング素子ULC,VLC,WLCは、Duty制御される。ここでいうDuty制御とは、PMW(Pulse Width Modulation)によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比(Duty比)を変更させることによって、電動モータ70に供給する電力量を変更する制御である。図6における「1*」は、そのことを示している。ちなみに、通電相の切り換えのタイミング、パルスオン/パルスオフのタイミングは、アクチュエータ70が備えるモータ回転角センサ100の信号に基づいて、相切換回路によって制御されるようになっている。
i) Control Mode The control mode is an operation mode in which electric power is supplied to the
上述のように、制御モードは、電動モータ70の回転方向および電動モータ70に供給される電力量が制御可能なモードであり、本システム10が実行する通常のロール抑制制御、すなわち、アクティブロール制御は、この制御モードにて行われる。アクティブロール制御については、後に詳しく説明するが、アクティブロール制御によれば、アクチュエータ30を制御してアクティブにスタビライザバー20の剛性を変更することが可能である。
As described above, the control mode is a mode in which the rotation direction of the
ii)ブレーキモード
ブレーキモードでは、電動モータ30の各相が相互に接続される通電形態とされる。具体的に言えば、図6に示すように、high側のスイッチング素子UHC,VHC,WHCのいずれもが、ON状態(閉状態)とされる。それらのスイッチング素子UHC,VHC,WHCと、それらに並設された還流ダイオードとにより、電動モータ70の各相は、あたかも相互に短絡させられた状態となる。そのことにより、スタビライザバー20に逆入力があった場合には、電動モータ70には大きな逆起電力が発生し、電動モータ70に比較的大きな制動力が与えられることになる。したがって、比較的速い速度の逆入力に対して、アクチュエータ30がロックさせられたに近い状態となり、1対のスタビライザバー部材22,24は、一体的に作用することとなる。つまり、本モードでは、スタビライザ装置14は、アクチュエータを有しないシステム、つまりコンベンショナルシステムにおけるスタビライザバーを備えるに近い状態とされ、スタビライザバー20は、そのコンベンショナルシステムのスタビライザバーと同様に、それ相応の剛性を発揮することとなる。
ii) Brake mode In the brake mode, each phase of the
iii)フリーモード
フリーモードでは、電動モータ70の各相への通電が遮断された通電形態とされる。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。そのことによって、あたかも、電動モータ70の各相とインバータ104との結線が切断されたに近い状態とされる。したがって、スタビライザバー20に逆入力があった場合にも、電動モータ70に逆起電力は発生せず、コギングトルク,摺動抵抗等に起因する制動力しか得られない状態、つまり、殆ど抵抗力を発揮しない状態となる。言い換えれば、1対のスタビライザバー部材22,24は比較的自由な状態での相対回転が許容され、スタビライザバー20は剛性を発揮せず、スタビライザ装置14はスタビライザ装置として機能しない状態となるのである。なお、本モードにおいても還流ダイオードを介した回生回路が形成され、電動モータ70自体が発電機となるが、電動モータ70が電源電圧以上の電圧まで発電して初めて回生電流は流れるといった理由から、殆ど回生電流は流れず、回生による制動効果は実質上得られないものとなる。
iii) Free mode In the free mode, the power supply to each phase of the
<電動モータの作動モードの切換>
電動モータ70の作動モードの切り換えは、図7にフローチャートで示す作動モード切換プログラムがECU110によって実行されることで行われる。本プログラムは、イグニッションスイッチがON状態とされている間は、極短い時間間隔(例えば、十〜数十msec)をおいて実行される(後に説明するロール抑制プログラムとは時分割によって並行して実行される場合もある)。以下に、本プログラムによる作動モードの切り換えの態様を、フローチャートに沿って説明する。
<Switching operation mode of electric motor>
Switching of the operation mode of the
本プログラムの処理によれば、まず、ステップS11(以下「S11」と略す、以下のステップも同様とする)において、操作角センサ120の検出値に基づいて、ステアリングホイールの操作角δが取得される。次に、S12において車両が直進状態であるか否かが判定される。本プログラムの前回以前の実行によって取得された操作角δは、設定時間(例えば0.3sec)記憶されており、本実施例においては、その設定時間内の操作角δが予め設定された中立位置を含む一定の範囲内にある場合に直進状態であると判定される。その場合には、S13に進んで作動モードが”フリーモード”に決定される。インバータ104にフリーモードとするための信号が出力されて、本プログラムの1回の実行が終了する。本実施例においては、車両が直進状態である場合には、例えば、車両の片輪乗り上げ等における逆入力に対して、1対のスタビライザバー部材22,24は比較的自由な状態での相対回転が許容され、左右の側の独立性が担保され、車両の乗り心地が良好となる。
According to the processing of this program, first, in step S11 (hereinafter abbreviated as “S11”, the same applies to the following steps), the operation angle δ of the steering wheel is acquired based on the detected value of the
それに対して、上記設定時間内に操作角δが中立位置から外れている期間がある場合には、車両が直進状態にないと判断され、S12の判定がNOとなる。次にS14に進んで、操舵速度として、直前に実行されたプログラムにおいて取得された操作角δと今回取得された操作角δとの差である操作角速度dδが取得される。次にS15において、その操作角速度dδがあらかじめ設定された閾速度dδ1より小さいか否かが判断される。閾速度dδ1は、アクティブロール制御では追従することができない程度の操作角速度(例えば、500°/秒)に設定されている。操作角速度dδが閾速度dδ1より小さい場合には、S16に進んで、作動モードが”制御モード”に決定される。具体的には、低速操舵時には、後に説明するロール抑制プログラムが実行されることにより、アクティブロール制御が実行される。以上で本プログラムの1回の実行が終了する。 On the other hand, if there is a period during which the operation angle δ is out of the neutral position within the set time, it is determined that the vehicle is not in a straight traveling state, and the determination in S12 is NO. Next, the processing proceeds to S14, where the operation angular velocity dδ, which is the difference between the operation angle δ acquired in the program executed immediately before and the operation angle δ acquired this time, is acquired as the steering speed. Next, in S15, whether the operation angular velocity d? Do preset threshold speed d? 1 is smaller than or not. The threshold speed dδ 1 is set to an operation angular speed (for example, 500 ° / second) that cannot be followed by active roll control. When manipulating angular velocity d? Is a threshold speed d? 1 is smaller than, the flow advances to S16, operation modes are determined to "control mode". Specifically, at the time of low-speed steering, active roll control is executed by executing a roll suppression program described later. This completes one execution of the program.
一方、操作角速度dδが閾速度dδ1以上である場合には、S17に進んで作動モードが”ブレーキモード”に決定され、インバータ104にその旨の信号が出力される。以上で本プログラムの1回の実行が終了する。”ブレーキモード”では、逆起電力に起因する制動力により電動モータ70が制動状態とされるので、比較的速い速度の逆入力に対してアクチュエータ30がロックされたに近い状態となり、上記”制御モード”によるアクティブロール制御において制御の遅れによって十分なロール抑制モーメントを発生し得ないといった事態を回避して、効果的なロール抑制を行うことができる。
On the other hand, when the operation angular velocity d? Is the threshold speed d? 1 or more, the operation mode proceeds to step S17 are determined to "brake mode", that effect the signal is output to the
以上の説明から明らかなように、ECU110の作動モード切換プログラムを実行する部分のうち、S11,S12,S14およびS15を実行する部分が作動モード切換部130を構成している。さらに、S13を実行する部分が非操舵時制御部136を構成し、S16を実行する部分が低速操舵時制御部134を構成し、S17を実行する部分が高速操舵時制御部132を構成している。
As is apparent from the above description, among the portions that execute the operation mode switching program of the
<アクティブロール制御>
本スタビライザシステム10では、上記制御モードの下、アクティブロール制御、つまり、アクティブに車体のロールを抑制するための制御が行われる。アクティブロール制御は、図8にフローチャートで示すロール抑制制御プログラムが、ECU110において、短い時間間隔(例えば、十〜数十msec)をおいて実行されることによって行われる。ちなみに、ロール抑制制御プログラムは、電動モータ70の作動モードが制御モードとされている間のみ、すなわち、低速操舵時のみ実行される。以下に、図8のフローチャートに沿って、アクティブロール制御を簡単に説明する。なお、ECU110においてロール抑制制御プログラムを実行する部分が、上記作動制御部142に相当する。
<Active roll control>
In the
アクティブロール制御では、まず、S21において、車速センサ122の検出値に基づいて車速vが取得される。次に、S22において、操舵量として、操作角センサ120の検出値に基づいてステアリングホイールの操作角δが取得される。続くS23において、それら車速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。推定横加速度GyCに関しては、車両特性に基づいて車速と操作角とをパラメータとするマップが予め作成されており、ECU110には、そのデータが格納されている。S23では、そのマップデータを参照することによって、推定横加速度GyCが推定される。
In the active roll control, first, in S21, the vehicle speed v is acquired based on the detection value of the
次に、S24において、車体に発生する実際の横加速度である実横加速度Gyが、横加速度センサ124の検出値に基づいて取得される。次に、S25において、ロール抑制制御のための指標となる制御横加速度Gy*が、推定されている推定横加速度GyCと取得された実横加速度Gyとに基づいて決定される。具体的には、次式、
Gy*=K1・GyC+K2・Gy
に従って決定される。ここで、K1,K2はゲインであり、車速,操舵速度等をパラメータとする変数とされている。
Next, in S24, an actual lateral acceleration Gy that is an actual lateral acceleration generated in the vehicle body is acquired based on a detection value of the
Gy * = K 1 · Gy C + K 2 · Gy
Determined according to. Here, K 1 and K 2 are gains, and are variables having parameters such as vehicle speed and steering speed.
続いて、S26において、決定された制御横加速度Gy*に基づいて、電動モータ70の目標モータ回転角θ*が決定される。詳しく言えば、制御横加速度Gy*に基づけば、その制御横加速度Gy*によって生じるロールモーメントに対抗可能なスタビライザバー20の剛性が判り、その剛性を得ることのできる1対のスタビライザバー部材22,24の相対回転角が判ることになる。前述したアクチュエータ30の構造から、その相対回転角は、電動モータ70の回転角に対応付けることが可能であるため、目標となる電動モータ70の回転角である目標モータ回転角θ*を決定することができるのである。ECU110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、実際には、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。
Subsequently, in S26, the target motor rotation angle θ * of the
上記決定された目標モータ回転角θ*に基づき、S27において、電動モータ70の回転制御が行われる。詳しく言えば、モータ回転角センサ100によって検出される実際のモータ回転角θと目標モータ回転角θ*との偏差であるモータ回転角偏差Δθに基づいて、電動モータ70の回転方向と電動モータ70への供給電流量が決定され、それらの情報がインバータ104に指令として送られる。インバータ104は、その指令された回転方向と供給電流量とが実現されるように作動して、電動モータ70の回転制御が行われるのである。
Based on the determined target motor rotation angle θ * , rotation control of the
上記アクティブロール制御の説明は、ある1つの制御形態におけるその制御内容の概略を説明したものに過ぎない。アクティブロール制御は、既に公知の種々の制御形態のものと採用可能である。また、本サスペンションシステム10では、2つのスタビライザ装置14が設けられており、その2つのスタビライザ装置14の各々について、上記内容の制御が行われる。実際には、それらの各々の制御目標値である目標モータ回転角θ*の決定において前後輪のロール剛性配分等をも加味した決定が行われる等、複雑な処理が実行されるが、アクティブロール制御自体は、本発明とは直接関係がないため、その説明は、上記のような簡単なものに留める。
The description of the active roll control is merely an outline of the control content in a certain control mode. The active roll control can be employed with various types of control already known. Further, the
本実施例において、アクチュエータが電動モータによって作動する態様について説明したが、アクチュエータはどのような駆動力で作動させられるものであってもよく、液圧によって作動するようなアクチュエータを採用することも可能である。 In this embodiment, the mode in which the actuator is actuated by the electric motor has been described. However, the actuator may be actuated by any driving force, and an actuator that is actuated by hydraulic pressure may be employed. It is.
10:車両用スタビライザシステム 14:スタビライザ装置 20:スタビライザバー 22:右スタビライザバー部材 24:左スタビライザバー部材 30:アクチュエータ 70:電動モータ 72:減速機構 74:ハウジング 100:モータ回転角センサ 104:バッテリ 110:スタビライザ電子制御ユニット(制御装置) 120:操作角センサ 122:車速センサ 130:作動モード切換部 132:高速操舵時制御部 134:低速操舵時制御部 136:非操舵時制御部 138:作動制御部 10: Vehicle stabilizer system 14: Stabilizer device 20: Stabilizer bar 22: Right stabilizer bar member 24: Left stabilizer bar member 30: Actuator 70: Electric motor 72: Deceleration mechanism 74: Housing 100: Motor rotation angle sensor 104: Battery 110 : Stabilizer electronic control unit (control device) 120: Operating angle sensor 122: Vehicle speed sensor 130: Operation mode switching unit 132: High speed steering control unit 134: Low speed steering control unit 136: Non-steering control unit 138: Operation control unit
Claims (3)
前記制御装置が、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に前記アクチュエータをそれの動作が制限される制動状態とする高速操舵時制御部を有することを特徴とする車両用スタビライザシステム。 A stabilizer system for a vehicle comprising a stabilizer bar having both ends connected to the left and right wheels, an actuator for changing the rigidity of the stabilizer bar by its own operation, and a control device for controlling the operation of the actuator. Because
The control device includes a high-speed steering control unit that sets the actuator to a braking state in which the operation of the actuator is restricted when the steering speed exceeds a set threshold speed. Stabilizer system.
The said stabilizer system is provided with the control power supply of the said electric motor comprised including an inverter, The operation mode of the said electric motor was set as the structure determined by the operating state of the switching element which the inverter has. Vehicle stabilizer system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005035682A JP2006219048A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Stabilizer system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005035682A JP2006219048A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Stabilizer system for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006219048A true JP2006219048A (en) | 2006-08-24 |
Family
ID=36981642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005035682A Withdrawn JP2006219048A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Stabilizer system for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006219048A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007050842A (en) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Aisin Seiki Co Ltd | Stabilizer control device |
JP2012111393A (en) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Vehicle suspension device |
CN104691265A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-10 | 合肥工业大学 | Control system of dual-channel electric active stabilizer rod and control method of control system |
US20200262052A1 (en) * | 2016-12-23 | 2020-08-20 | Gecko Robotics, Inc. | Systems and methods for driving an inspection robot |
US11850726B2 (en) | 2021-04-20 | 2023-12-26 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with configurable interface plates |
US11969881B2 (en) | 2022-04-22 | 2024-04-30 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with independent drive module suspension |
-
2005
- 2005-02-14 JP JP2005035682A patent/JP2006219048A/en not_active Withdrawn
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007050842A (en) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Aisin Seiki Co Ltd | Stabilizer control device |
JP2012111393A (en) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Vehicle suspension device |
CN104691265A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-10 | 合肥工业大学 | Control system of dual-channel electric active stabilizer rod and control method of control system |
US11872707B2 (en) * | 2016-12-23 | 2024-01-16 | Gecko Robotics, Inc. | Systems and methods for driving an inspection robot with motor having magnetic shielding |
US20200262052A1 (en) * | 2016-12-23 | 2020-08-20 | Gecko Robotics, Inc. | Systems and methods for driving an inspection robot |
US11850726B2 (en) | 2021-04-20 | 2023-12-26 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with configurable interface plates |
US11865698B2 (en) | 2021-04-20 | 2024-01-09 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robot with removeable interface plates and method for configuring payload interfaces |
US11872688B2 (en) | 2021-04-20 | 2024-01-16 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots and methods for inspection of curved surfaces |
US11904456B2 (en) | 2021-04-20 | 2024-02-20 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with center encoders |
US11926037B2 (en) | 2021-04-20 | 2024-03-12 | Gecko Robotics, Inc. | Systems for reprogrammable inspection robots |
US11964382B2 (en) | 2021-04-20 | 2024-04-23 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with swappable drive modules |
US11971389B2 (en) | 2022-04-21 | 2024-04-30 | Gecko Robotics, Inc. | Systems, methods, and apparatus for ultra-sonic inspection of a surface |
US11969881B2 (en) | 2022-04-22 | 2024-04-30 | Gecko Robotics, Inc. | Inspection robots with independent drive module suspension |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4455987B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP4297085B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP4258538B2 (en) | Vehicle suspension system | |
JP2007210454A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP2006248489A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP4404018B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2006076377A (en) | Stabilizer device | |
JP2006151262A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP5477458B2 (en) | Stabilizer system | |
JP2006219048A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP2010260470A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP4506497B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2007195331A (en) | Electric motor drive device and stabilizer system for vehicles provided with the drive device | |
JP4655993B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2009274575A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP5396936B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2007216723A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP2007083853A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP2010125960A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP2006256539A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP2007145107A (en) | Vehicle having anti-theft function | |
JP2010125959A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP2010188882A (en) | Power steering device | |
JP2008155756A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP4000993B2 (en) | Power steering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |