JP2006248489A - 車両用スタビライザシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 アクチュエータの作動の制御によってアクティブロール制御を行うスタビライザシステムの電力消費の低減を図る。
【解決手段】 車両の横加速度の増加速度が小さくなった場合に（ｔ₁，ｔ₃）、時間ｔ₁における横加速度Ｇ₁に対応するモータの出力トルクをアクチュエータの逆効率に基づいて設定し、その出力トルクを維持する制御を実行する。その後、横加速度Ｇが上限横加速度Ｇ_maxを越えるか（ｔ₂）、または最小横加速度Ｇ_minを下回るまで（ｔ₄）、上記出力トルクを維持するモータ出力維持制御を実行することにより、モータの消費電力を低減させる。
【選択図】 図５

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。

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システム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。検討されているアクティブスタビライザシステムとして、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、下記特許文献に記載されているシステムは、駆動源としてのモータと減速機とを有するアクチュエータを備えたシステムである。
特表２００２−５１８２４５号公報

上記特許文献に記載のスタビライザシステムのように、電動モータと減速機とを備えたアクチュエータを採用したスタビライザシステムを構築する場合、車体が受け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スタビライザバーに発揮させつつ、モータの出力を制御することでスタビライザバーの剛性を変化させて、車体のロール角を適切に制御するように構成する。したがって、そのような構成によれば、アクチュエータは、上記ロールモーメントに起因する負荷が加わった状態で作動させられることになる。そのようなシステムの場合、上記負荷に抗してアクチュエータを動作させるのに必要なモータの出力（平たく言えば、アクチュエータを推し進めるのに必要な出力）と、上記負荷によってもアクチュエータを動作させられないために必要なモータ出力（平たく言えば、アクチュエータが推し戻されないための出力）とが、互いに異なるものとなる。典型的な車両の旋回を例にとって具体的に言えば、例えば、旋回初期等、車体が受けるロールモーメントが増加している段階でのモータ出力と、旋回中期，旋回終期等、ロールモーメントがあまり変化しない段階，減少している段階でのモータ出力とは、車体が同じ大きさのロールモーメントを受けている場合であっても、必要とされるモータ出力は異なるものとなるのである。この現象は、アクチュエータの正効率，逆効率に起因するものであり、アクチュエータの逆効率を有効的に利用すれば、モータの出力の低減、つまり、スタビライザシステムの省電力化が図れることになるのである。本発明は、そのような観点から、電力消費の少ないアクティブスタビライザシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の車両用スタビライザシステムは、スタビライザバーと、モータを有して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備えたスタビライザシステムであって、車両の旋回状態を指標する旋回状態量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、モータの出力をアクチュエータの逆効率に基づいて決定された一定の逆効率依拠出力に維持する制御を行うことを特徴とする。

本発明の車両用スタビライザシステムでは、上記旋回状態量があまり増加しない状態である場合に、モータの出力がアクチュエータの逆効率特性に従う所定の大きさに低減させられることから、その状態において、消費電力が低減させられることになる。そのため、本発明のスタビライザシステムによれば、電力消費の少ないアクティブスタビライザシステムが実現する。

発明の態様

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。

なお、以下の各項において、（１）が請求項１に相当し、（４）項が請求項２に、（５）項が請求項３に、（６）項が請求項４に、（７）項と（８）項とを合わせたものが請求項５に、（７）項と（９）項とを合わせたものが請求項６に、それぞれ相当する。

（１）両端の各々が左右の車輪の各々に接続され、旋回によって車体が受け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ためのスタビライザバーと、
モータと減速機とを備えてそのモータの出力によって動作し、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、
車体が受けるロールモーメントに応じて前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と
を含んで構成され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、車両の旋回状態を指標する旋回状態量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータの出力を前記アクチュエータの逆効率に基づいて決定された一定の逆効率依拠出力に維持するモータ出力維持制御を実行するモータ出力維持制御部を備えた車両用スタビライザシステム。

本項に記載の態様は、いわゆるアクティブスタビライザシステムの一態様であり、言い換えれば、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、車体のロールを効果的に抑制する制御、いわゆるアクティブロール制御を実行可能なシステムの一態様である。本項の態様の車両用スタビライザシステムでは、アクティブロール制御に加えて、上記モータ出力維持制御が実行可能とされている。モータ出力維持制御は、上記旋回状態量（ロールモーメント，横加速度，操舵量等であり、後に詳しく説明する）があまり増加しない状態となった場合に、モータの出力がアクチュエータの逆効率特性に従う所定の大きさに固定される制御であり、その制御状態は、上記アクティブロール制御の状態ではないものの、モータの出力が低減させられる状態となる。したがって、モータ出力維持制御によれば、例えば、旋回中期、操舵操作が比較的緩慢に行われる場合等、ロールモーメントの変化が小さいと推認できる状態において、モータの消費電力が低減させられることになる。そのため、本項のスタビライザシステムは、電力消費の少ないアクティブスタビライザシステムとなる。

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，構造等が特に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を採用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。

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、車輪の変位に伴って変位するサスペンション構成部材に連結される）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する。詳しくは、車体のロール角がある角度とな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、換言すれば、ある大きさのロール抑制モーメントが発生する場合における車体のロール角の大きさを変化させることを意味する。

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が可能である。

アクチュエータが備える「モータ」は、いわゆる電動モータ（電磁式モータ）であり、その形式等が特に限定されるものではなく、ＤＣブラシレスモータ，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る。なお、それらの中でも、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が備えるアクチュエータの駆動源として好適である。なお、動作に関して言えば、アクチュエータが備えるモータは、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、本項にいう「モータの出力」とは、例えば、モータが発揮する力（モータが回転モータである場合の回転トルク等）を意味する。また、モータの出力は、一般的には、モータへの供給電力（駆動電力と呼ぶこともできる）に応じたものとなる。

アクチュエータが備える「減速機」は、モータの出力を増減させてアクチュエータの出力として伝達する装置であり、その機構が特に限定されるものではない。減速機がモータの回転速度を減速して伝達するものである場合、例えば、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の意味である）減速機とすることができる。このような変速比の大きな減速機を採用すれば、モータの小型化、ひいては、アクチュエータの小型化が可能となる。なお、後に説明するように、アクチュエータの正効率，逆効率は、減速機の機構に依存するものとなることから、逆効率を有効的に利用するという観点からも、比較的変速比の大きな減速機を採用することが望ましい。その点において、上記例示した機構の中でも、ハーモニックギヤ機構は好適である。

本項の態様における「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装置を採用することが可能である。そのような制御装置によれば、アクティブロール制御を、詳しくは、アクティブロール制御のためのアクチュエータの作動制御、さらに詳しく言えば、モータの作動の制御を容易に実行することが可能となる。

本項でいう「旋回状態量」とは、車両の旋回状態を指標するパラメータを意味し、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、どのような操舵操作がなされているかといったことを意味する物理量である。大きくは、「ロールモーメント指標量」と、「操舵量」とに分けることができる。「ロールモーメント指標量」は、車体が受けるロールモーメントを指標するパラメータであり、ロールモーメント自体を始めとして、横加速度，ヨーレート，コーナリングフォース，横力，スリップ角といった種々の物理量が該当する。それらのうちでも、横加速度，ヨーレートは、検出，推定が比較的容易である等の理由から、上述したアクティブロール制御，モータ出力維持制御の依拠パラメータとして好適である。アクティブロール制御は、具体的には、横加速度センサ，ヨーレートセンサ等を用いて検出した実際値と、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（後述する）とに基づいて推定された推定値との少なくとも一方に基づいて、車体が適切なロール角となるようにアクチュエータの動作量，出力等を決定し、その決定された動作量等に基づいてモータの駆動を制御することよって実行可能である。また、もう１つの旋回状態量である「操舵量」は、中立位置からの偏差を意味する。操舵量は、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量であってもよく、転舵ロッドの位置等で指標される車輪の転舵量であってもよい。

本項にいう、アクチュエータの「逆効率」とは、あるアクチュエータへの負荷によってもアクチュエータが動作させられないために必要なモータの出力のそのアクチュエータへの負荷に対する比を意味する。平たく言えば、いわゆる逆入力におけるアクチュエータの負荷に対するモータの出力の比を意味する。したがって、アクチュエータの逆効率に従ったモータの出力であれば、ロールモーメントによってもアクチュエータが推し戻されない状態を作り出すことができ、車体のロール角の増加変動を積極的に抑制することはできないものの、当該スタビライザシステムに要求されるロール抑制モーメント（詳しく言えば、例えば、サスペンションスプリング等による分担分を除いたロール抑制モーメントである）をスタビライザバーに発揮させることができることになる。逆効率に相対する概念は正効率であり、アクチュエータの「正効率」とは、あるアクチュエータへの負荷に抗してアクチュエータを動作させるのに必要なモータの出力に対するそのアクチュエータへの負荷の比を意味する。したがって、アクチュエータの正効率に従ったモータの出力であれば、ロールモーメントに抗ってアクチュエータを推し進めることが可能な状態を作り出すことができ、当該スタビライザシステムに要求されるロール抑制モーメントをスタビライザバーに発揮させつつ、車体のロール角の増加変動を積極的に抑制することができることになる。このように、逆効率に従うアクチュエータの特性（以下、「逆効率特性」という場合がある）と、正効率に従うアクチュエータの特性（以下、「正効率特性」という場合がある）とは、互いに相違しているのである。ちなみに、減速機の構成等によって異なるが、あるロール抑制モーメントを発揮させるために必要な逆効率に基づくモータ出力は、そのロール抑制モーメントを発揮させるために必要な正効率に基づくモータ出力の数分の１（例えば，１／２〜１／４）程度とすることが可能であり、そのような出力比となるような構成のスタビライザシステムを構築すれば、逆効率を利用したアクチュエータの作動制御を実行することにより、モータの消費電力を相当に抑制可能となる。

上記正効率特性と逆効率特性との相違を利用し、本項のスタビライザシステムでは、上記「モータ出力維持制御」、つまり、旋回状態量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、モータの出力を所定の逆効率依拠出力に維持する制御を実行するようにされている。開始条件である旋回状態量の増加速度が設定速度以下となる状態とは、平たく言えば、車両，車体の挙動が比較的落ち着いたあるいは落ち着いているであろうと考えられる状態である。具体的には、例えば、車体が受けるロールモーメントが比較的大きく増加する旋回初期からロールモーメントが比較的安定する旋回中期に至る状態、操舵操作が比較的緩慢に行われる状態等である。そのような状態となった後には、車両が受けるロールモーメントの変化が小さい状態がある期間持続するものと考えられ、また、比較的小さなモータ出力で充分であると考えることができることから、上記開始条件によってモータ出力維持制御を実行するようにされている。また、「逆効率依拠出力」は、上述したアクチュエータの逆効率に基づいて決定されたモータの出力であり、上述したように、正効率に基づいて決定されたモータの出力より小さいものとなることから、例えば、モータの出力を、逆効率特性に従うある値に固定することにより、モータの消費電力の節減が図られるのである。なお、モータ出力維持制御の具体的な態様については、後に詳しく説明する。

（２）前記逆効率依拠出力が、前記モータ出力維持制御が開始される時点において車体が受けているロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメントを発生させるために必要な前記モータの出力以上となるように決定される(1)項に記載の車両用スタビライザシステム。

本項に記載の態様は、上記モータ出力維持制御におけるモータ出力の大きさを限定した一態様である。本項にいう「ロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメント」とは、厳密には、ロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメントのうち、サスペンションスプリング等、スタビライザバー以外の他のサスペンション装置の構成要素によって分担されるロール抑制モーメントを除いたロール抑制モーメントを意味する（本明細書において、特に断わりのない限り、同義である）。逆効率依拠出力を上記のような大きさに決定すれば、モータ出力維持制御が開始された時点のロールモーメント以下のロールモーメントによってアクチュエータが推し戻されることはない。したがって、本項の態様によれば、効果的にロール抑制を行いつつ、効果的に消費電力の節減が図れることとなる。なお、消費電力の可及的な節減という観点からすれば、本項の態様は、逆効率依拠出力を、モータ出力維持制御が開始される時点において車体が受けているロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメントを発生させるために必要なモータの出力に決定することが望ましい。

（３）前記モータ出力維持制御部が、車体が受けるロールモーメントが設定された範囲にある場合において前記モータ出力維持制御を続行するものとされ、前記逆効率依拠出力が、その設定された範囲における最大のロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメントを発生させるために必要な前記モータの出力以下となるように決定される(1)項または(2)項に記載の車両用スタビライザシステム。

本項に記載の態様は、上記モータ出力維持制御におけるモータの出力の大きさを限定した一態様である。本項の態様は、後述する態様であるところの、ロールモーメントが設定された範囲外となる場合にモータ出力維持制御を中止する態様において、有効な態様となる。本項の態様によれば、過分なモータ出力とならないことから、充分なる消費電力の節減が図れることになる。なお、設定された範囲内におけるロールモーメントの変化に対して、可及的にロール抑制の機能を発揮させるという観点からすれば、本項の態様は、逆効率依拠出力を、上記設定された範囲における最大のロールモーメントと釣り合うロール抑制モーメントを発生させるために必要なモータの出力に決定することが望ましい。

（４）前記モータ出力維持制御部が、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の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータ出力維持制御を実行するものである(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。

本項に記載の態様は、上記モータ出力維持制御の開始条件を限定した態様である。前述したように、横加速度等のロールモーメント指標量の増加速度が比較的小さくなった場合には、それ以後のロールモーメントの変化が小さい状態がある期間持続するものと推認することが可能である。具体的に言えば、例えば前述したように、車両の典型的な一旋回動作における旋回初期から旋回中期への移行時において、ロールモーメント指標量の増加速度は比較的小さくなる。そのような状態においては、モータの出力を逆効率に基づく大きさの出力に固定したとしても、充分なるロール抑制効果が期待できることになる。本項の態様は、そのような実情に考慮した態様であって、本項の態様におけるモータ出力維持制御（以下、「ロールモーメント増加速度依拠維持制御」と呼ぶ場合がある）によれば、ロールモーメントの変化が小さいと推認できる状態において、ロール抑制の効果を担保しつつ、モータの消費電力の低減を図ることが可能である。

（５）前記モータ出力維持制御部が、車両の操舵量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータ出力維持制御を実行するものである(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。

本項に記載の態様は、上記モータ出力維持制御の開始条件を限定した態様である。前述したように、操舵量の増加速度が比較的小さい場合、簡単に言えば、操舵速度が小さい場合には、ロールモーメントの変化は緩慢であると考えることができ、ロールモーメントの変化の小さい状態がある期間持続するものと推認することが可能である。そのような状態においては、モータの出力を逆効率に基づく大きさの出力に固定したとしても、充分なるロール抑制効果が期待できることになる。本項の態様は、そのような実情に考慮した態様であって、本項の態様におけるモータ出力維持制御（以下、「操舵量増加速度依拠維持制御」と呼ぶ場合がある）によれば、ロールモーメントの変化が小さいと推認できる状態において、ロール抑制の効果を担保しつつ、モータの消費電力の低減を図ることが可能である。

（６）前記モータ出力維持制御部が、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が設定量以上である場合において、前記モータ出力維持制御を実行するものである(1)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。

車体が受けるロールモーメントが大きい状態においては、小さい状態に比較して、ロールモーメントの変化に起因する車体のロール角の変化が乗員に体感され難いという傾向にある。本項に記載の態様は、そのような実情に鑑みて、ロールモーメント指標量が設定量以上であるという条件を、モータ出力維持制御の実行に対する許容条件とする態様であり、本項の態様によれば、ロール角の変化が乗員に体感され難い場合においてのみ、モータ出力維持制御を実行させることが可能となる。なお、上述したロールモーメント増加速度依拠維持制御と操舵量増加速度依拠維持制御との両者が行われる場合、それらの両制御ともに上記許容条件が適用されるようにしてもよく、また、それらのいずれか一方にのみ上記許容条件が適用されるようにしてもよい。

（７）前記制御装置が、設定された解除条件を満たした場合に、前記モータ出力維持制御の実行を解除するモータ出力維持制御解除部を備えた(1)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。

本項に記載の態様は、モータ出力維持制御を解除する条件を設けた態様である。モータ出力維持制御を実行中においてロールモーメントが比較的大きく変化した場合には、そのロールモーメントの変化に応じて、前述したアクティブロール制御を実行することが望ましいことが多い。本項の態様は、そのような実情に鑑みて、モータ出力維持制御を停止することを可能とする態様である。本項にいう「解除条件」はモータ出力維持制御を停止する条件と考えることもでき、好適な解除条件については後述する。

（８）前記モータ出力維持制御解除部が、旋回状態量が減少する方向の操舵がなされたと認められることを解除条件として、前記モータ出力維持制御の実行を解除するものである(7)項に記載の車両用スタビライザシステム。

本項の態様は、解除条件を具体的なものに限定した態様である。本項にいう「旋回状態量が減少する方向の操舵」とは、いわゆるステアリング操作部材の切戻し操作が行われている操舵状態を意味し、言い換えれば、中立状態（車両の直進状態と考えることができる）に向かう方向の操舵を意味する。切戻し操作が行われた場合には、ロールモーメントが減少する方向に変化することが見込まれるため、そのロールモーメントの減少に効果的に対応することが望ましい。本項の態様は、そのようなことに考慮して上記解除条件を設定し、その解除条件を充足する場合にモータ出力維持制御を停止する態様である。

（９）前記モータ出力維持制御解除部が、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が設定範囲を超えて変化したことを解除条件として、前記モータ出力維持制御の実行を解除するものである(7)項または(8)項に記載の車両用スタビライザシステム。

モータ出力維持制御は、モータ出力を固定する制御であるため、ロールモーメントがある程度大きく変化した場合には、その変化に対応することが困難となることが予想される。本項の態様は、そのようなことに考慮して上記解除条件を設定し、その解除条件を充足する場合にモータ出力維持制御を停止する態様である。

（１０）前記制御装置が、前記モータ出力維持制御が実行されない場合において、車体が受けるロールモーメントの増加に応じて前記モータの出力を前記アクチュエータの正効率に基づいて増加させる正効率依拠モータ出力増加制御部を備えた(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。

前述したように、ロールモーメントが増加する状態において、その増加に応じたアクティブロール制御を行う場合には、負荷に抗してアクチュエータを動作させるのためのモータの出力が必要とされる。したがって、例えば旋回初期等、ロールモーメント増加時のアクティブロール制御においては、正効率特性に従ったモータ出力の制御が望ましい。本項の態様は、そのような実情を考慮して、モータ出力維持制御が行われない場合において行うロールモーメント増加時のアクティブロール制御（以下、「ロールモーメント増加時アクティブ制御」という場合がある）を、モータの出力が正効率特性に従うように構成した態様である。

（１１）前記制御装置が、前記モータ出力維持制御が実行されない場合において、車体が受けるロールモーメントの減少に応じて前記モータの出力を前記アクチュエータの逆効率に基づいて変化させる逆効率依拠モータ出力減少制御部を備えた(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。

前述したように、ロールモーメントが減少する状態において、その減少に応じたアクティブロール制御を行う場合には、負荷によってアクチュエータを動作させられない程度のモータ出力で充分であり、また、車体のロール角を適切に制御するためのアクチュエータの動作の追従性を考えた場合には、負荷によってアクチュエータを動作させられない程度のモータ出力とすることが要求される。したがって、例えば旋回終期等、ロールモーメント減少時のアクティブロール制御においては、逆効率特性に従ったモータ出力の制御が望ましい。本項の態様は、そのような実情を考慮して、モータ出力維持制御が行われない場合において行うロールモーメント減少時のアクティブロール制御（以下、「ロールモーメント減少時アクティブ制御」という場合がある）を、モータの出力が逆効率特性に従うように構成した態様である。

（１２）前記制御装置が、操舵がされていないと認められる場合において、前記モータの各相への通電を遮断するモータ通電遮断制御部を備えた(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。

本項にいう「操舵がされていない」とは、操舵量が概ね０であることを意味し、言い換えれば、車両の操舵の状態が概ね直進状態とされていること意味する。操舵がされていない場合は、モータを出力させる必要がない。本項の態様は、モータに出力を生じさせない状態とする制御における通電形態、端的に言えば、非制御状態におけるモータの通電形態を限定する態様である。本項の態様における通電形態は、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形態、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形態と考えることができる。本通電形態によれば、逆入力によってモータが動作させられる場合に、モータに逆起電力が発生せず、モータは殆ど抵抗なく動作させられることになる。つまり、本通電形態では、スタビライザバーによるロール抑制モーメントが殆ど発揮させられない状態となり、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、本通電形態を採用すれば、例えば、車両の片輪乗り上げ等の逆相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、特に悪路走行等における車両の乗り心地を向上させることが可能となる。

（１３）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、動作することによってそれら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更することで、前記スタビライザバーの剛性を変更するように構成された(1)項ないし(12)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。

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果的に実行可能なスタビライザシステムが実現する。

（１４）前記アクチュエータが、前記モータおよび前記減速機を保持するハウジングを備え、前記１対のスタビライザバー部材の一方の前記トーションバー部の端部が前記ハウジングと相対回転不能に連結されるとともに前記１対のスタビライザバー部材の他方の前記トーションバー部の端部が前記減速機の出力軸に相対回転不能に連結される構造とされることで、前記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更するものとされた(13) 項に記載の車両用スタビライザシステム。

本項に記載の態様は、スタビライザバーの構造およびスタビライザバーとアクチュエータとの関係を限定した態様において、さらにアクチュエータの構造を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さらに効果的に実行可能なスタビライザシステムが実現する。

以下、本発明のいくつかの実施例を、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。

＜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全体の見かけ上の剛性を変化させて車体のロール抑制を行う。

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るとともに他端部が車輪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、それらの一端部が車体側のマウント部に、他端部がロアアーム４４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。

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。

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、車体に設けられた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７２に接続され、その出力軸８２は、減速機７２の出力軸を兼ねるものとなっている。

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。

減速機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。

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とが相対回転させられ（詳しくは、それら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の弾性力，すなわち，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。

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、言い換えれば、アクチュエータ３０の動作量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によるアクティブロール制御に利用される。

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。なお、電動モータ７０は定電圧駆動され、電動モータ７０の出力は、それに供給される電流を変更することによって行われる。ちなみに、供給電流は、インバータ１０４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（Duty比）を変更することによって行われる。

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」，「Ｇ」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。

なお、本スタビライザシステム１０は、前輪側，後輪側の２つのスタビライザ装置１４を備えており、それら２つのスタビライザ装置１４は、設定されたロール剛性配分に従ってそれぞれが個別に制御され、その個々の制御下において、それぞれが所定のロール抑制モーメントを発生させることになるが、ここからの説明では、特に断わりのない限り、説明の単純化に配慮して、２つのスタビライザ装置１４を同一構成のものとして扱い、また、それらを一元化して扱うこととする。

＜アクチュエータの正効率および逆効率＞
上述したような構成から、本スタビライザ装置１４は、旋回時等にお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ことが可能とされており、さらに、アクチュエータ３０の作動によって、スタビライザバー２０の剛性を変化させて、車体のロール角を制御することが可能とされている。車体がロールモーメントを受けている状態においては、アクチュエータ３０は、そのロールモーメントによって回転させられる（厳密には、出力軸８０，８２を相対回転させることを意味する）力を受けており、スタビライザ装置１４が、所定のロール抑制モーメントを発生させるには、上記回転させられる力、つまり、アクチュエータ３０の負荷によってもアクチュエータ３０が回転させられないことが前提となる。つまり、アクチュエータ３０に対する負荷によっても、アクチュエータ３０が回転させられないような電動モータ７０の出力が要求されるのである。また、車体のロール角の増加変動を積極的に抑制させる場合には、上記負荷に打ち勝ってアクチュエータ３０を回転させるための出力が、電動モータ７０に要求される。

上記負荷によってもアクチュエータ３０が回転させられないために必要な電動モータ７０の出力のその負荷に対する比を、逆効率η_Nと定義し、また、上記負荷に抗してアクチュエータ３０を回転させるために必要な電動モータ７０の出力に対するその負荷の比を、正効率η_Pと定義すれば、本アクチュエータ３０の正効率η_P，逆効率η_Nは、図４に示すようになっている。なお、本図では、電動モータ７０の出力には、出力トルクＴｑ（供給電流ｉに比例すると考えることができる）を採用し、負荷には、スタビライザ装置１４が発生させるロール抑制モーメントＩｓ（作用，反作用の関係から、車体が受けるロールモーメントのうちのスタビライザ装置１４の分担分と解釈することもできる）を採用しており、それらは同次元化されたものとなっている。正効率η_P，逆効率η_Nは、下式のように表現できるものである。
正効率η_P＝Ｉｓ／Ｔｑ
逆効率η_N＝Ｔｑ／Ｉｓ
図の正効率η_Pを示す線（以下、「正効率特性線」という場合がある）の傾きが、正効率η_P値を表し、逆効率η_Nを示す線（以下、「逆効率特性線」という場合がある）の傾きの逆数が、逆効率η_Nの値を表している。

＜ロール抑制制御における制御モード＞
本スタビライザ装置１４によるロール抑制のための制御であるロール抑制制御では、消費電力を低減させるために、ロールモーメントがあまり増加しないとみなせる状態となった場合に、電動モータ７０の出力をアクチュエータ３０の逆効率特性に従う所定の大きさに維持するモータ出力維持制御が行われる。一方、モータ出力維持制御を実行しない場合であって、車体が受けるロールモーメントが増加している場合には、ロールモーメントに応じたロール抑制モーメントを発生させるとともにロール角の増加変動を積極的に抑制するために、アクチュエータ３０の正効率η_Pに基づいて出力トルクＴｑを決定してアクチュエータ３０をアクティブに制御するロールモーメント増加時アクティブ制御（正効率依拠モータ出力増加制御の一種である）が実行され、また、ロールモーメントが減少している場合には、ロールモーメントに応じたロール抑制モーメントを発生させて車体のロール角と適切なものとするため、アクチュエータ３０の逆効率η_Nに基づいて出力トルクＴｑを決定してアクティブにアクチュエータ３０を制御するロールモーメント減少時アクティブ制御（逆効率依拠モータ出力減少制御の一種である）が実行される。さらに、車両が直進しているとみなせる場合には、電動モータ７０とインバータ１０４との電気的接続を遮断して、片輪乗り上げ等、逆入力によるアクチュエータ３０の回転を許容するモータ通電遮断制御が実行される。以上４つの制御のいずれかが選択的に実行されることにより、つまり、実行する制御モードを切り換えることによって、車体のロール抑制が効果的に行われるのである。以下に、４つの制御モードの各々について説明する。

i)モータ出力維持制御
モータ出力維持制御は、旋回状態量があまり増加しないとみなせる状態となった場合に実行される制御である。本スタビライザ装置１４では、そのモータ出力維持制御の実行を許容する条件として、ロールモーメント指標量としての横加速度Ｇが設定値以上であること（以下、「許容条件」と称する場合がある）が設定され、さらに、モータ出力維持制御の実行を開始する条件として、その横加速度Ｇの増加速度ｄＧが設定速度以下であること（以下、「第１開始条件」と称する場合がある）と、旋回状態量としての操舵量である操作角δの増加速度ｄδが設定速度以下であること（以下、「第２開始条件」と称する場合がある）とが設定されており、上記許容条件を満たし、かつ、上記第１開始条件と第２開始条件とのいずれかを満たした場合に、モータ出力維持制御が実行されるようになっている。横加速度Ｇ，操作角δ等のロールモーメント指標量の増加速度が小さい場合には、その後ロールモーメントの変化が小さい状態がある期間持続するものと推認することが可能であり、そのような状態においては、モータ出力を逆効率η_Nに基づく大きさの出力に固定しても充分なるロール抑制効果を期待でき、さらに、横加速度Ｇが大きい場合には、小さい場合に比較してロール角の変化が乗員に体感されにくい傾向にあるので、横加速度Ｇが上記設定値以上である場合には、車両のロールモーメントがロール抑制モーメントを越えて変化して車体のロール角が増大させられた場合であっても、操縦安定性に大きな影響はないと考えられる。そのような知見に基づいて、上記許容条件を満たし、かつ、上記第１開始条件と第２開始条件とのいずれかを満たす状態、例えば、車両の典型的な旋回動作において、車体が受けるロールモーメントが比較的大きく増加する旋回初期からロールモーメントが比較的安定する旋回中期に移行する状態、操舵操作が比較的緩慢に行われる状態等において、上述のモータ出力維持制御を行うこととしているのである。そして、一旦、モータ出力維持制御が開始されれば、横加速度Ｇが設定範囲を超えて変化するか、またはステアリングホイールの切戻し操作が行われるまで、そのモータ出力維持制御が続行される。つまり、それらの条件が、モータ出力維持制御の実行を解除する解除条件として設定されているのである。

以下に、図５に示す車両旋回における横加速度Ｇの変化を例にとって、その横加速度Ｇの変化に基づいて、モータ出力維持制御がどのように行われるかを具体的に説明する。図５において、横軸は時間経過ｔを示し、縦軸は車体に生じる横加速度Ｇを示している。車両の旋回が開始されて、まず、車体に発生している横加速度Ｇが増加して設定横加速度Ｇ₀以上となった場合に、モータ出力維持制御の実行が許容される。そして、その許容された状態において、横加速度Ｇの増加速度ｄＧが設定速度より小さくなった場合（図における時間ｔ₁）にモータ出力維持制御の実行が開始される。より詳しく言えば、モータ出力維持制御が実行される前においては、後に説明するロールモーメント増加時アクティブ制御が実行されており、横加速度Ｇの増加速度ｄＧが設定速度より小さくなった時点では、その制御からモータ出力維持制御に切り換えられる。この時点におけるモータ出力維持制御では、図４に点Ｐ₁から点Ｐ₂に向かう矢印で示すように、目標出力トルクＴｑ^*が、正効率η_Pに基づく値Ｔｑ_1Pから、逆効率η_Nに基づく値Ｔｑ₂に低減させられる。さらに、モータ出力維持制御の実行が開始された際（時間ｔ₁）の横加速度Ｇ₁（以後、制御開始時横加速度Ｇ₁と称する場合がある）に基づいて、今回のモータ出力維持制御が継続される範囲の上限値としての上限横加速度Ｇ_1maxおよび下限値としての下限横加速度Ｇ_1minが、制御開始時横加速度Ｇ₁を挟んで設定される。なお、モータ出力維持制御が継続される範囲である制御継続範囲の幅ΔＧ、および、上限横加速度Ｇ_1max，下限横加速度Ｇ_1minと制御開始時横加速度Ｇ₁との差は、いずれの時点で当該制御が開始された場合であっても、一定の値とされている。

モータ出力維持制御を実行する間の上記目標出力トルクＴｑ^*は、任意の値に設定することができるが、例えば、図４に示すように、逆効率特性線η_N上の横加速度Ｇ₁に対応する値Ｔｑ_1N以上であって最大横加速度Ｇ_1maxに対応する出力トルクＴｑ_1max以下の範囲のいずれかの値に設定することが可能である。具体的には、例えば、目標出力トルクＴｑ^*をＴｑ_1Nに設定する場合には、横加速度Ｇが制御開始時横加速度Ｇ₁以下である間はアクチュエータ３０がロールモーメントによって回転させられず、車両のロールモーメントを良好に抑制することができる。一方、横加速度Ｇが制御開始時横加速度Ｇ₁を越えた場合には、ロールモーメントによって車体のロール角が増大する向きに、つまり、逆入力によってアクチュエータ３０が回転させられるが、その状態であっても、ある程度の充分なロール抑制効果が得られることになる。また、例えば、モータ出力維持制御中のロール抑制効果を向上させるために、目標出力トルクＴｑ^*を、上限横加速度Ｇ_1maxに対応するＴｑ_1maxに設定することも可能である。その場合には、上記制御継続範囲の全範囲にわたってアクチュエータが回転させられることなく、さらに充分なロール抑制効果が得られることになる。本実施例においては、目標出力トルクＴｑ^*は、ロールの抑制効果と消費電力を低減させることとの両方をバランス良く実現するために、Ｔｑ_1NとＴｑ_1maxとの平均値が採用されている。換言すれば、目標出力トルクＴｑ^*は、制御開始時横加速度Ｇ₁と上記上限横加速度Ｇ_1maxとの平均の横加速度値に対応する逆効率特性線上の点Ｐ₂における出力トルクＴｑ₂が採用される。

アクチュエータ３０の出力トルクＴｑは、概して、電動モータ７０への供給電流に比例するようになっており、上記目標出力トルクＴｑ^*が決定された場合、その比例関係に基づいてその目標出力トルクＴｑ^*に対応する電動モータ７０の目標供給電流ｉ^*が決定され、モータ出力維持制御では、その目標供給電流ｉ^*が電動モータ７０に供給され続けるようにアクチュエータ３０が制御される。つまり、モータ出力維持制御では、当該制御が継続する限り、逆効率η_Nに依拠した一定のトルクを出力するようにアクチュエータ３０が制御されるのである。なお、目標トルクＴｑ^*の決定にあたっては、横加速度Ｇと目標出力トルクＴｑ^*とが関係付けられたマップデータ（ＥＣＵ１１０のＲＯＭに格納されている。以下の、各種マップデータも同様である。）が参照され、目標供給電流ｉ^*の決定にあたっては、目標出力トルクＴｑ^*と目標供給電流ｉ^*とが関係付けられたマップデータが参照される。

モータ出力維持制御が実行されている場合において、次の２つの解除条件のいずれかを充足した際に、つまり、横加速度Ｇが上限横加速度Ｇ_1maxを越えるか、下限横加速度Ｇ_1minを下回るかすれば、今回のモータ出力維持制御が終了させられる。その際、例えば、図５において、時間ｔ₂で示すように、横加速度Ｇが上限横加速度Ｇ_1maxを越えて増加した場合には、ロールモーメント増加時アクティブ制御に切り換えられる。その後、時間ｔ₃で示すように、再び横加速度Ｇの増加速度ｄＧが設定速度以下となった場合には、再び、モータ出力維持制御に切り換えられる。その再度のモータ出力維持制御の実行においては、制御開始時横加速度として時間ｔ₃における横加速度Ｇ₂が取得され、それに基づいて最大横加速度Ｇ_2max，最小横加速度Ｇ_2minおよび目標出力トルクＴｑ^*が、先の場合と同様に、再び設定される。このように、モータ出力維持制御の制御継続範囲および目標トルクＴｑ^*は、モータ出力維持制御が実行される毎に設定され、１回のモータ出力維持制御が実行されている間は固定された値となる。そして、図５に示すように、時間ｔ₄の時点で横加速度Ｇが今回設定されている下限横加速度Ｇ_2minを下回れば、モータ出力維持制御が終了し、車両速度の減少，操舵量の減少等によって横加速度が減少傾向であるとみなせることからロールモーメント減少時アクティブ制御に切り換えられる。

上記図を用いた説明では、理解を容易にするために、横加速度Ｇの変化に基づく制御についてのみ説明しているが、後に詳しく説明するように、操舵速度が設定速度以下となった場合には、横加速度Ｇの増加速度が比較的小さくなったものとみなすことができるために、そのことを開始条件としてモータ出力維持制御を開始するようにもされている。また、一旦モータ出力維持制御した後、横加速度Ｇが今回の下限横加速度Ｇ_minを下回場合に、そのモータ出力維持制御を終了してロールモーメント減少時アクティブ制御を実行するようにされているが、操舵量が減少する方向の操作、つまり、切戻し操作が行われた場合にも、そのことを解除条件として、モータ出力維持制御からロールモーメント減少時アクティブ制御に切り換えるようにされている。それらについては、明細書の冗長化に鑑み、図を用いた説明を省略する。なお、上記制御の具体的な説明において採用する横加速度Ｇは、実際に車体に発生している横加速度であっても、操舵量と車両走行速度とに基づいて推定されれ横加速度であってもよく、また、後に詳しく説明するように、実際の横加速度と推定された横加速度との両者に基づいて便宜的に設定された横加速度であってもよい（以下の他の制御の説明においても同様）。

ii)ロールモーメント増加時アクティブ制御
ロールモーメントが比較的大きな速度で増加する状態において実行されるロールモーメント増加時アクティブ制御では、正効率特性に従って、ロールモーメントに応じた出力トルクとなるようにアクチュエータ３０の制御が行われる。その具体的な制御方法は特に限定されるものではないが、例えば、アクチュエータ３０の出力トルク自体を制御するトルク制御、出力トルクを制御しつつアクチュエータ３０の回転角（１対のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転角）、すなわち電動モータ７０の回転角を制御する回転角制御等のいずれをも採用することが可能である。

トルク制御を行う場合は、例えば、まず、アクチュエータ３０の正効率η_Pに基づいて、横加速度Ｇに対応する目標出力トルクＴｑ^*を求め、次いで、その目標出力トルクＴｑ^*に応じた目標供給電流ｉ^*を決定すればよい。そして、その目標供給電流ｉ^*が、電動モータ７０に供給されることで、アクチュエータ３０の出力トルクがロールモーメントに応じたトルクとなるように制御される。目標出力トルクＴｑ^*の決定、目標供給電流ｉ^*の決定は、正効率特性に従って横加速度Ｇと目標出力トルクＴｑ^*とが関係付けられたマップデータ、および、目標出力トルクＴｑ^*と目標供給電流ｉ^*とが関係付けられたマップデータを参照して行うことが可能である。

また、回転角制御を行う場合は、電動モータ７０の目標供給電流ｉ^*は、横加速度Ｇに基づいて、電動モータ７０の目標回転角θ^*（中立状態を０とする累積的な回転角度である）を決定することにより算出することができる。具体的には、横加速度Ｇに基づいて、まず、必要なロール抑制モーメントを発生させ得る目標回転角θ^*を決定し、その目標回転角θ^*と、現在の電動モータ７０の回転角θとの偏差である回転角偏差Δθとに基づいて、目標供給電流ｉ^*を次式のように決定することが可能である。
ｉ^*＝Ｋ_I・Δθ＋ｉ_P（θ）
ここで、第２項は、現在のモータ回転角θにおいて、ロールモーメントによる逆入力に打ち勝って電動モータ７０を回転させ得る状態を作り出すために必要な供給電流成分であり、アクチュエータ３０の正効率η_Pに依拠した供給電流成分である。また、第１項は、その状態から、電動モータ７０を、回転角偏差Δθをなくするためにさらに回転させるのに必要とされる供給電流成分である（Ｋ_Iは適当に定められたゲインである）。この目標供給電流ｉ^*の決定においては、横加速度Ｇと電動モータ７０の目標回転角θ^*とが関係付けられたマップデータ、正効率特性に従って回転角θと上記第２項の供給電流成分ｉ_P（θ）とが関係付けられたマップデータを参照して行うようにすることが可能である。

iii)ロールモーメント減少時アクティブ制御
ロールモーメントが減少する場合に行われるロールモーメント減少時アクティブ制御では、ロールモーメント増加時アクティブ制御と異なり、逆効率特性に従って、ロールモーメントに応じた出力トルクとなるようにアクチュエータ３０の制御が行われる。その具体的な制御方法は特に限定されるものではないが、ロールモーメント増加時アクティブ制御と同様に、トルク制御、回転角制御等を採用することが可能である。

トルク制御を行う場合は、例えば、まず、アクチュエータ３０の逆効率η_Nに基づいて、横加速度Ｇに対応する目標出力トルクＴｑ^*を求め、次いで、その目標出力トルクＴｑ^*に応じた目標供給電流ｉ^*を決定すればよい。そして、その目標供給電流ｉ^*が、電動モータ７０に供給されることで、アクチュエータ３０の出力トルクがロールモーメントに応じたトルクとなるように制御される。目標出力トルクＴｑ^*の決定、目標供給電流ｉ^*の決定は、逆効率特性に従って横加速度Ｇと目標出力トルクＴｑ^*とが関係付けられたマップデータ、および、目標出力トルクＴｑ^*と目標供給電流ｉ^*とが関係付けられたマップデータを参照して行うことが可能である。

また、回転角制御を行う場合は、電動モータ７０の目標供給電流ｉ^*は、横加速度Ｇに基づいて、電動モータ７０の目標回転角θ^*を決定することにより算出することができる。具体的には、横加速度Ｇに基づいて、まず、目標回転角θ^*を決定し、その目標回転角θ^*と、現在の電動モータ７０の回転角θとの偏差である回転角偏差Δθとに基づいて、目標供給電流ｉ^*を次式のように決定することが可能である。
ｉ^*＝Ｋ_D・Δθ＋ｉ_N（θ）
ここで、第２項は、現在のモータ回転角θにおいて、ロールモーメントに起因する逆入力によっても電動モータ７０が回転させられない状態を作り出すために必要な供給電流成分であり、アクチュエータ３０の逆効率η_Nに依拠した供給電流成分である。また、第１項は、その状態から、電動モータ７０を、回転角偏差Δθをなくすべく、逆入力よって回転させられるために必要な負の供給電流成分である（Ｋ_Dは適当に定められた負のゲインである）。この目標供給電流ｉ^*の決定においては、ロールモーメント増加時アクティブ制御と同様、横加速度Ｇと電動モータ７０の目標回転角θ^*とが関係付けられたマップデータ、逆効率特性に従って回転角θと上記第２項の供給電流成分ｉ_P（θ）とが関係付けられたマップデータを参照して行うようにすることが可能である。

iv)モータ通電遮断制御
操舵がされていないと認められる場合、すなわち、車両が直進しているとみなせる場合には、モータ通電遮断制御が実行される。モータ通電遮断制御においては、アクチュエータ３０すなわち電動モータ７０に出力させる必要がないので、電動モータ７０の各相の入力線とインバータ１０４との電気的接続を遮断して、電動モータ７０の各相をオープンな状態とする。そのことにより、スタビライザバー２０によるロール抑制モーメントが殆ど発揮させられない状態となる。この状態においては、例えば、車両の片輪乗り上げ等の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、特に悪路走行等における車両の乗り心地を向上させることができる。

＜ロール抑制制御の制御フロー＞
先に説明したように、本スタビライザ装置１４では、車両の旋回状態量に基づく上記４つの制御モードのいずれかの選択、つまり、制御モードの切換えを伴うロール抑制制御が行われる。このロール抑制制御は、以下、図６にフローチャートを示すロール抑制制御プログラムが、ＥＣＵ１１０によって、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ｍ〜数十ｍsec）をおいて繰り返し実行されることによって行われる。以下に、ロール抑制制御の制御フローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、詳しく説明する。なお、以下の説明において用いられる横加速度Ｇ，ステアリングホイールの操作角δは、厳密には、発生する方向，操作の方向によって符号（±）が異なるが、説明を簡素化するために、特に断わりのない限り、いずれの方向によっても＋の値となるものとして説明を行う。

まず、ステップ１（以下、単に「Ｓ１」と称する。他のステップについても同様とする）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（中立状態、すなわち、直進操作状態を０とした場合において、その状態からの角度偏差）が取得され、Ｓ２において、制御横加速度Ｇ^*が取得される。制御横加速度Ｇ^*は、操作角δと車速ｖとに基づいて推定された推定横加速度Ｇ_cと、横加速度センサ１２４の検出値に基づいて取得された実横加速度Ｇ_rとの両者に基づいて、次式に従って算出されることによって取得される。
Ｇ^*＝Ｋ_r・Ｇ_r＋Ｋ_c・Ｇ_c
ここで、Ｋ_r，Ｋ_cは適当なゲインである。なお、制御横加速度Ｇ^*は、ロールモーメント指標量としての横加速度Ｇの一種であり、本ロール抑制制御においては、横加速度Ｇに基づく各種の処理において、実際に利用される便宜的なパラメータである。

次にＳ３において、車両が直進状態であるか否か、厳密には直進状態とみなせるか否かが判定される。具体的には、ステアリングホイールの操作角δが設定操作角δ₀（比較的０に近い角度として設定されている）以下である場合に、車両が直進状態と判定される。Ｓ３において車両が直進状態でないと判定された場合には、Ｓ４において、ステアリングホイールの切戻し操作が行われているか否か判定される。具体的には、今回の操作角δが前回の本プログラムの実行時の操作角δから設定値以上減少している場合に、切戻し操作が行われていると判断される。Ｓ４において切戻し操作が行われていないと判定された場合には、Ｓ５において、モータ出力維持制御が現に実行されているか否かが判定される。この判定は、出力維持制御フラグＦのフラグ値に基づいて行われる。そのフラグは、初期フラグ値が０とされるものであり、フラグ値０がモータ出力維持制御が実行されていないことを示し、フラグ値１がモータ出力維持制御が実行されていることを示すものである。

Ｓ５において、モータ出力維持制御が実行されていないと判定された場合には、続いてＳ６が実行される。Ｓ６では、モータ出力維持制御の許容条件を充足しているか否かが判定される。具体的には、制御横加速度Ｇ^*が、設定横加速度Ｇ₀以上である場合に、許容条件を充足していると判定される。Ｓ６において、許容条件を充足していると判定された場合には、モータ出力維持制御の２つの開始条件である第１開始条件，第２開始条件のいずれかが充足してるか否かが判定される。Ｓ７は、第１開始条件を判定するステップであり、具体的には、今回の制御横加速度Ｇ^*と前回の本プログラムの実行時における制御横加速度Ｇ^*との偏差である横加速度偏差ｄＧが、設定横加速度偏差ｄＧ₀以下であるとの条件を満たすか否かが判定される。また、Ｓ８は、第２開始条件を判定するステップであり、具体的には、操作角δの変化量である操作角偏差ｄδ、すなわち、今回の操作角δと前回の本プログラムの実行時における操作角δとの差が、設定操作角偏差ｄδ₀以下であるか否かが判定される。それら第１開始条件と第２開始条件とのいずれかが充足されていると判定された場合には、続くＳ９以後の処理が実行される。具体的には、Ｓ９において、先に説明した出力維持制御フラグＦのフラグ値が１とされ、Ｓ１０において、先に説明したように、モータ出力維持制御が継続される範囲の上限値としての上限横加速度Ｇ_maxおよび下限値としての下限横加速度Ｇ_minが設定され、その後、Ｓ１１において、先に説明したモータ出力維持制御が実行される。つまり、制御モードとして、モータ出力維持制御を実行されるモードが選択されるのである。繰り返すが、モータ出力維持制御では、所定の目標出力トルクＴｑ^*に対応する目標供給電流ｉ^*が決定され、その目標供給電流ｉ^*の値がインバータ１０４に指令値として送信される。なお、以後、モータ出力維持制御が継続する限り、その目標供給電流ｉ^*は変更されない。Ｓ１１が実行されて、本プログラムの１回の実行が終了する。

上述のＳ６において、モータ出力維持制御の許容条件を充足していないと判定された場合、あるいは、Ｓ７，Ｓ８において、第１開始条件，第２開始条件のいずれもを充足していないと判定された場合には、Ｓ１２が実行される。Ｓ１２では、制御横加速度Ｇ^*が増加傾向にあるかあるいは減少傾向にあるかが判定される。具体的には、今回の制御横加速度Ｇ^*と前回の本プログラムの実行時における制御横加速度Ｇ^*との比較によって、判定される。Ｓ１２の判定において制御横加速度Ｇ^*が増加傾向にあると判定された場合には、Ｓ１３において、先に説明したロールモーメント増加時アクティブ制御が実行され、制御横加速度Ｇ^*が減少傾向にあると判定された場合には、Ｓ１４において、先に説明したロールモーメント減少時アクティブ制御が実行される。つまり、モータ出力維持制御が実行されない場合は、制御横加速度Ｇ^*の増減の傾向に応じて、制御モードとして、ロールモーメント増加時アクティブ制御を実行するモードと、とロールモーメント減少時アクティブ制御を実行するモードとのいずれかが選択されるのである。繰り返すが、ロールモーメント増加時アクティブ制御、ロールモーメント減少時アクティブ制御では、それぞれ、アクチュエータ３０の正効率η_P，逆効率η_Nのそれぞれに従って、電動モータ７０に対する目標供給電流ｉ^*が制御横加速度Ｇ^*に基づく大きさに決定され、その目標供給電流ｉ^*の値がインバータ１０４に指令値として送信される。

本プログラムの実行において、既にモータ出力維持制御が開始されている場合には、上記Ｓ５においてその旨の判定がなされ、Ｓ１５以降の処理が実行される。Ｓ１５以降の処理では、モータ出力維持制御を継続すべきか否か、つまり、モータ出力維持制御の解除条件を充足するか否かが判定される。詳しく言えば、制御横加速度Ｇ^*が制御継続範囲にあるか否かが判定され、その判定結果に基づいて、ロールモーメント増加時アクティブ制御、ロールモーメント減少時アクティブ制御のいずれかが実行されるか、あるいは、モータ出力維持制御の実行を継続するかが決定されることになる。具体的には、Ｓ１５においては、制御横加速度Ｇ^*が、既に設定されている上限横加速度Ｇ_maxを上回っているか否かが判定され、Ｓ１６においては、制御横加速度Ｇ^*が、既に設定されている下限横加速度Ｇ_minを下回っているか否かが判定され、上限横加速度Ｇ_maxを上回っている場合には、Ｓ１７において出力維持制御フラグＦのフラグ値が０とされた後、Ｓ１３において、先のロールモーメント増加時アクティブ制御が実行され、また、下限横加速度Ｇ_maxを下回っている場合には、Ｓ１８において出力維持制御フラグＦのフラグ値が０とされた後、Ｓ１４において、先のロールモーメント減少時アクティブ制御が実行される。それに対して、Ｓ１５，Ｓ１６によって、制御横加速度Ｇ^*が制御継続範囲内にあると判定された場合には、Ｓ１１に移行して、現在実行されているモータ出力維持制御、つまり、上限横加速度Ｇ_max，下限横加速度Ｇ_maxの設定、既に決定されている目標供給電流ｉ^*の値を維持しつつ、モータ出力維持製御が継続されるのである。このような処理の後、本プログラムの１回の実行が終了する。

また、本プログラムの実行において、ステアリングホイールの切戻し操作が行われている場合には、Ｓ４においてその旨が判定され、Ｓ１９において出力維持制御フラグＦのフラグ値が０とされた後、Ｓ１４において、ロールモーメント減少時アクティブ制御が実行される。ちなみに、モータ出力維持制御が実行されている場合において、Ｓ４の判定がなされるときには、このＳ４は、モータ出力維持制御の解除条件を充足するか否かの判定となる。上記一連の処理は、切戻し操作が行われた場合にロールモーメントが減少する蓋然性が高いことに考慮した処理である。

さらに、本プログラムの実行において、車両が直進状態である場合には、Ｓ３においてその旨が判定され、Ｓ２０において出力維持制御フラグＦのフラグ値が０とされた後、Ｓ２１において、モータ通電遮断制御が実行される。つまり、制御モードとして、モータ通電遮断制御を実行するモードが選択される。モータ通電遮断制御は、先に説明したように、アクチュエータ３０の逆入力による回転を許容すべく、電動モータ７０の各相の入力線とインバータ１０４との電気的接続を遮断する制御であり、具体的には、インバータ１０４のスイッチング素子をオフ状態とする旨の指令が送信される。Ｓ２１の処理が実行された後、本プログラムの１回の実行が終了する。

＜スタビライザ電子制御装置の機能構成＞
以上のようなロール抑制制御プログラムが実行されて機能する本スタビライザシステム１０の制御装置であるＥＣＵ１１０は、その実行処理に依拠すれば、図７に示すような機能構成を有するもの考えることが可能である。その機能構成によれば、ＥＣＵ１１０は、上記Ｓ１〜Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ１６の処理を実行する機能部として、制御モード切換部２００を、Ｓ１０〜Ｓ１１の処理を実行する機能部として、モータ出力維持制御部２０２を、Ｓ１３の処理を実行する部分を含む機能部として、正効率依拠モータ出力増加制御部２０４を、Ｓ１４の処理を実行する機能部として逆効率依拠モータ出力減少制御部２０６を、Ｓ２１の処理を実行する機能部として、モータ通電遮断制御部２０８を、それぞれ備えるものとされている。また、正効率依拠モータ出力増加制御部２０４と逆効率依拠モータ出力減少制御部２０６とを含んで、アクティブロール制御部２１０が構成されており、さらに、制御モード切換部２００のうち、Ｓ４，Ｓ１５，Ｓ１６の処理を実行する部分が、モータ出力維持制御解除部２１２として機能するものとされている。

実施例のスタビライザシステムの全体構成を示す模式図である。 図１のスタビライザシステムが備えるスタビライザ装置を示す概略図である。 図１のスタビライザ装置を構成するアクチュエータを示す概略断面図である。 アクチュエータの正効率および逆効率を概念的に示すグラフである。 ロール抑制制御を実行する場合において、アクチュエータを制御するための種々の制御の切換のタイミングを説明するための図である。 ロール抑制制御を実行するためのロール抑制制御プログラムを示すフローチャートである。 上記ロール抑制制御プログラムが実行される場合におけるスタビライザ電子制御装置の機能を示すブロック図である。

符号の説明

１０：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 ６０：トーションバー部 ６２：アーム部 ７０：電動モータ ７２：減速機 ７４：ハウジング １１０：スタビライザ電子制御ユニット（ＥＣＵ）（制御装置） ２００：制御モード切換部 ２０２：モータ出力維持制御部 ２０４：正効率依拠モータ出力増加制御部 ２０６：逆効率依拠モータ出力減少制御部 ２０８：モータ通電遮断制御部 ２１０：アクティブロール制御部 ２１２：モータ出力維持制解除部 η_P：アクチュエータの正効率 η_N：アクチュエータの逆効率 Ｔｑ：出力トルク（モータの出力） Ｇ₁，Ｇ₂：制御開始時横加速度 Ｇ_max（Ｇ_1max、Ｇ_2max）：上限横加速度 Ｇ_min（Ｇ_1min，Ｇ_2min）：下限横加速度 ｉ：供給電流（モータへの供給電力） Ｉｓ：ロール抑制モーメント Ｇ：横加速度（車両の旋回状態量，ロールモーメント指標量）

Claims (6)

1. 両端の各々が左右の車輪の各々に接続され、旋回によって車体が受け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ためのスタビライザバーと、
   モータと減速機とを備えてそのモータの出力によって動作し、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、
   車体が受けるロールモーメントに応じて前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と
   を含んで構成され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、車両の旋回状態を指標する旋回状態量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータの出力を前記アクチュエータの逆効率に基づいて決定された一定の逆効率依拠出力に維持するモータ出力維持制御を実行するモータ出力維持制御部を備えた車両用スタビライザシステム。
2. 前記モータ出力維持制御部が、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の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータ出力維持制御を実行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。
3. 前記モータ出力維持制御部が、車両の操舵量の増加速度が設定速度以下であることを開始条件として、前記モータ出力維持制御を実行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。
4. 前記モータ出力維持制御部が、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が設定量以上である場合において、前記モータ出力維持制御を実行す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。
5. 前記制御装置が、設定された解除条件を満たした場合に前記モータ出力維持制御の実行を解除するモータ出力維持制御解除部を備え、そのモータ出力維持制御解除部が、旋回状態量が減少する方向の操舵がなされたと認められることを解除条件として、前記モータ出力維持制御の実行を解除するものである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
6. 前記制御装置が、設定された解除条件を満たした場合に前記モータ出力維持制御の実行を解除するモータ出力維持制御解除部を備え、そのモータ出力維持制御解除部が、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が設定範囲を超えて変化したことを解除条件として、前記モータ出力維持制御の実行を解除するものである請求項１ないし請求項５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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