JP2006321296A - 車両のロール抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール抑制装置のロール抑制制御精度を向上させる。
【解決手段】前，後スタビライザＥＣＵにおいて、Ｂ１において読み込んだ車高に基づいて、重心高さを演算する（Ｂ４）。また、読み込んだ車高に基づいてＢ２で取得したエアばねの有効受圧面積と、エアばね内圧（Ｂ５）とに基づいて、車輪荷重を演算し（Ｂ６）、それに基づいてばね上質量を演算する（Ｂ７）。上記重心高さ，ばね上質量，横加速度（Ｂ１０〜Ｂ１３）およびその他車両諸元に基づいて、ロールモーメントを演算し（Ｂ１５）、スタビライザ装置により発生させるべきロール抑制モーメントを決定する（Ｂ１６）。そのロール抑制モーメントを発生させるために必要なスタビライザ装置のアクチュエータの回転角度を演算し（Ｂ１７）、出力する（Ｂ１８）。ロール抑制装置において、重心高さの変化が考慮されるようにすることにより、ロール抑制制御精度を向上させ得る。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両のロール剛性を変更するロール剛性変更装置とそのロール剛性変更装置を制御する制御装置とを含み、車両のローリングを抑制するロール抑制装置に関するものである。

この種のロール抑制装置は下記特許文献１等により既に知られている。この文献に記載のロール抑制装置は、アクティブスタビライザ装置と制御装置とを含み、制御装置はコントローラ，横加速度検出器，操舵角検出器，車両重量出力手段によって構成されている。車両重量出力手段は、ショックアブソーバおよびコイルスプリングと車体との間に設けられたロードセルにより構成されている。アクティブスタビライザ装置は、左輪と右輪とにそれぞれ対応する２つのスタビライザ部材と、それらスタビライザ部材の基端部間に設けられた油圧ロータリアクチュエータとを含むものとされている。制御装置は、横加速度検出器や操舵角検出器の検出結果に基づいて油圧ロータリアクチュエータへの供給油圧を制御し、車両のローリングを抑制するのであるが、その際、車両重量出力手段の出力に基づいて制御指令値を補正する。これにより、車重（車両重量）の変化にかかわらず、一様なローリング抑制を実現することができる。
特開平９−１２３７２８号公報

しかしながら、上記ロール抑制装置には未だ改良の余地がある。ロール抑制制御に車重の変化は考慮されているが、車高の変化が考慮されていないからである。車両のローリングは、車重、厳密には車両のばね上部の質量の影響のみならず、車高、厳密には重心高さの影響を受けるのであるが、上記ロール抑制装置においては、重心高さの影響が考慮されていないため、十分なロール抑制制御の精度が得られない場合があるのである。本発明は、この事実に鑑みて、車両のロール剛性を変更するロール剛性変更装置とそのロール剛性変更装置を制御する制御装置とを含むロール抑制装置の制御精度を向上させることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るロール抑制装置は、(a)車両の重量に対応する量である車重対応量を取得する車重対応量取得部と、(b)車高に対応する量である車高対応量を取得する車高対応量取得部と、(c)車両の旋回状態に対応する量である旋回状態対応量を取得する旋回状態対応量取得部と、(e)少なくとも、それら車重対応量取得部，車高対応量取得部および旋回状態対応量取得部により取得された車重対応量，車高対応量および旋回状態対応量に基づいて、前記ロール剛性変更装置の制御量を決定する制御量決定部とを含むように構成される。

この構成のロール抑制装置においては、車重対応量および旋回状態対応量のみならず、車高対応量にも基づいてロール剛性変更装置の制御量が決定されるため、車高の変化に伴って重心高さが変化した場合でも制御量が適切に決定され、高いロール抑制制御精度が得られる。

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。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）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、請求可能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）項が請求項１に相当し、(5)項，(6)項の少なくとも一方が請求項２に相当し、（１３）項と（１４）項とを合わせたものが請求項３に相当する。

（１）車両のロール剛性を変更するロール剛性変更装置とそのロール剛性変更装置を制御する制御装置とを含み、車両のローリングを抑制するロール抑制装置であって、
前記制御装置が、
車両の重量に対応する量である車重対応量を取得する車重対応量取得部と、
車高に対応する量である車高対応量を取得する車高対応量取得部と、
車両の旋回状態に対応する量である旋回状態対応量を取得する旋回状態対応量取得部と、
少なくとも、それら車重対応量取得部，車高対応量取得部および旋回状態対応量取得部により取得された車重対応量，車高対応量および旋回状態対応量に基づいて、前記ロール剛性変更装置の制御量を決定する制御量決定部と
を含むことを特徴とするロール抑制装置。
（２）前記車重対応量取得部が、前記車重対応量として車両のばね上部の質量を取得するばね上質量取得部を含む(1)項に記載のロール抑制装置。
（３）前記車重対応量取得部が、車両の複数の車輪にそれぞれ対応する複数のエアばね内のエア圧を検出する複数のエア圧センサを含み、それら複数のエア圧センサにより検出された複数のエア圧に基づいて前記車重対応量を取得するものである(1)項または(2)項に記載のロール抑制装置。
サスペンション装置がエアばねを含むものである場合には、エアばね内のエア圧に基づけば容易に各車輪の荷重を検出することができる。なお、エアばねが車高の変化に伴って、すなわち、エアばねの高さ変化に伴って有効受圧面積が変化するものである場合には、車重対応量取得部を、さらに、車高センサと、その車高センサにより検出された車高に基づいて有効受圧面積を求める有効受圧面積取得部とを含み、前記複数のエア圧と有効受圧面積とに基づいて車重対応量を取得するものとすることが望ましい。車重対応量や有効受圧面積は演算により取得したり、マップにより取得したりすることができる。
（４）前記車重対応量取得部が、前記ばね上部の３個所以上の車高を検出する３つ以上の車高センサを含み、それら車高センサにより検出された３つ以上の車高とサスペンションスプリングのばね特性とに基づいて前記車重対応量を取得するものである(1)項または(2)項に記載のロール抑制装置。
３つ以上の車高センサにより３つ以上の車高を検出すれば、車体の上下方向位置を検出することができ、その上下方向位置とサスペンションスプリングのばね特性とに基づけば各車輪の荷重を取得することができ、車輪の荷重が取得できれば、車重対応量を取得することができる。
（５）前記車高対応量取得部が、前記車高対応量として、車両のばね上部の重心高さを取得する重心高さ取得部を含む(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
（６）前記車高対応量取得部が、前記車高対応量として、車体のローリング中心線であるロールセンタの高さを取得するロールセンタ高取得部を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
（７）前記車高対応量取得部が、前記ばね上部の３個所以上の車高を検出する３つ以上の車高センサを含み、それら３つ以上の車高センサにより検出された３つ以上の車高に基づいて前記車高対応量を取得するものである(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
３つ以上の車高センサにより３つ以上の車高を検出すれば、車体の上下方向位置を検出することができ、所望の車高対応量を取得することができる。(5)項の重心高さでも、(6)項のロールセンタ高さでも取得できるのである。
（８）前記旋回状態対応量取得部が、前記旋回状態対応量として横加速度を取得する横加速度取得部を含む(1)項ないし(7)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
（９）前記横加速度取得部が、前記横加速度を検出する横加速度センサとヨーレイトを検出するヨーレイトセンサとの少なくとも一方を含む(8)項に記載のロール抑制装置。
横加速度センサによれば実際の横加速度を直接取得することができるが、ヨーレイトセンサによる場合には、検出されたヨーレイトに基づいて実際の横加速度を演算することができる。
（１０）前記旋回状態対応量取得部が、車両の操舵量を検出する操舵量検出器と、車両の走行速度を取得する車速取得部とを含み、それら操舵量検出器と車速取得部とにより取得された操舵量と車速とに基づいて前記旋回状態対応量を取得するものである(1)項ないし(9)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
旋回状態対応量には横加速度，ヨーレイト等が対応するが、車輪の路面に対するスリップが特に大きくない状況では、操舵量と車速とに基づけば所望の旋回状態対応量を取得することができる。車両の旋回開始時は横加速度，ヨーレイトが小さく、徐々に増大するが、それらの増大には遅れがある。したがって、本項が(8)項に従属する態様では、旋回開始当初は、操舵量と車速とに基づいて取得された旋回状態対応量が採用され、後に横加速度センサあるいはヨーレイトセンサの検出結果が採用されるようにすることが望ましい。
（１１）前記ロール剛性変更装置が、スタビライザバーとそのスタビライザバーの弾性ねじり量を変更するアクチュエータとを備え、車両の前輪側と後輪側との少なくとも一方に設けられたアクティブスタビライザ装置を含む(1)項ないし(10)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
「スタビライザバーの弾性ねじり量を変更する」とは、アクチュエータが中立位置にある状態における弾性ねじり量とは異なる弾性ねじり量にするということであり、結局、車体の同じローリング状態に対してスタビライザバーの弾性ねじり量を変更することになる。
ロール剛性変更装置は、ショックアブソーバやエアばね等スタビライザ装置以外の構成要素によっても構成することができる。しかし、スタビライザ装置にロール剛性変更用のアクチュエータを設けることによって、アクティブスタビライザ装置とすることが特に有効である。
（１２）前記アクティブスタビライザ装置が、左輪と右輪とにそれそれ対応する２つのスタビライザ部材と、それら２つのスタビライザ部材の基端部同士の間に設けられ、それら基端部に相対回転を付与するロータリアクチュエータとを含み、そのロータリアクチュエータの回転により前記２つのスタビライザ部材の弾性ねじり量を変更するものであり、前記制御量決定部が前記制御量として前記ロータリアクチュエータの回転角度を決定するものである(11)項に記載のロール抑制装置。
ロータリアクチュエータとして油圧ロータリアクチュエータを採用し、供給油圧や電磁油圧制御弁への供給電流が制御量として決定されるようにすることも、電動モータとその電動モータの回転を減速する減速装置とを備えたものとすることも可能である。いずれの場合にも、ロータリアクチュエータ，電動モータ，減速装置等にロータリエンコーダを設け、これにより検出された回転角と指令回転角とが等しくなるように、電磁油圧制御弁や電動モータへの供給電流が制御されるようにすることが望ましい。
なお、アクティブスタビライザ装置としては本項のもの以外にも、例えば、トーションバー部とその両端から車両前後方向の成分を有する方向に延び出した一対のアーム部とを備えた一体的なスタビライザバーのトーションンバー部を、車両の横方向の回転軸線のまわりに回転可能、かつ、車両の前後方向の回動軸線のまわりに回動可能に車体に連結するとともに、その一部位とは別の一部位と車体との間に液圧シリンダ等のアクチュエータを設けて、その一部位と車体との上下方向の距離を変更することにより、一体的なスタビライザバーの弾性ねじり量を変更する形式のもの等、他の形式のものの採用も可能である。
（１３）当該ロール抑制装置が、車輪を保持する車輪保持部材と車体との間に設けられたサスペンションスプリングを含み、前記制御量決定部が、そのサスペンションスプリングの弾性力に基づくロール抑制モーメントである第二ロール抑制モーメントを取得する第二ロール抑制モーメント取得部を含み、その第二ロール抑制モーメントを加味して前記ロール剛性変更装置の制御量を決定する(1)項ないし(12)項のいずれかに記載のロール抑制装置。
制御量決定部を、第二ロール抑制モーメントを加味してロール剛性変更装置の制御量を決定するものとすれば、一層、ロール抑制制御の精度を向上させることができる。
（１４）前記サスペンションスプリングが非線形ばね特性を有するものであり、前記第二ロール抑制モーメント取得部が、その非線形ばね特性に基づいて前記第二ロール抑制モーメントを取得するものである(13)項に記載のロール抑制装置。
サスペンションスプリングが非線形ばね特性を有するものである場合には、第二ロール抑制モーメントを加味してロール剛性変更装置の制御量を決定することが一層重要となる。
（１５）前記第二ロール抑制モーメント取得部が、前記サスペンションスプリングの弾性係数を取得する弾性係数取得部を備えた(13)項または(14)項に記載のロール抑制装置。
（１６）前記サスペンションスプリングがエアばねである(13)項ないし(15)項に記載のロール抑制装置。

以下、請求可能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、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔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を施した態様で実施することができる。

図１に、一実施例としてのロール抑制システムを含むサスペンションシステムの一部を概念的に示す。本サスペンションシステム１０は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設され、それぞれがロール抑制装置として機能する２つのスタビライザ装置１４，１４′（後輪側の構成要素の符号に′を付けることとする）を含んでいる。スタビライザ装置１４，１４′はそれぞれ、両端部において左，右の前輪１６および後輪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２０，２０′を備えている。それらスタビライザバー２０、２０′は、中央部で分割されており、一対のスタビライザ部材、すなわち左スタビライザ部材２２，２２′と右スタビライザ部材２４，２４′とを含んでいる。それら一対のスタビライザ部材２２，２２′および２４，２４′がアクチュエータ３０，３０′を介して相対回転可能に接続されている。本スタビライザ装置１４、１４′は、アクティブスタビライザ装置の一形態であり、アクチュエータ３０，３０′が、左，右のスタビライザ部材２２，２２′と２４，２４′とを相対回転させることによって（図の矢印を参照）、スタビライザバー２０，２０′全体の弾性力を変化させ、車体のロール抑制を行うものである。

図２には、前輪側のスタビライザ装置１４の車幅方向の中央から左側の車輪１６にかけての部分が概略的に示されている。本サスペンションシステム１０は、それぞれが４つの車輪１６，１６′の各々に対して設けられた４つの独立懸架式の主サスペンション部３４を含んでいる。図示の主サスペンション部３４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）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、主サスペンション部３４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およびサスペンションスプリング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。このような構造により、主サスペンション部３４は、車輪１６に車体を弾性的に支持させるとともに、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。また、この主サスペンション部３４と前記スタビライザ装置１４，１４′とによってサスペンション装置３６，３６′が構成されている。

スタビライザ装置１４，１４′は、先に説明した一対のスタビライザ部材である左スタビライザ部材２２，２２′と右スタビライザ部材２４，２４′とをそれぞれ備える。各スタビライザ部材２２，２２′，２４，２４′は、それぞれ、略車幅方向に延びるトーションバー部６０と、そのトーションバー部６０と一体化され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。各スタビライザ部材２２，２２′，２４，２４′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それぞれ支持部材６６に回転可能に支持され、それら支持部材６６は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、前述のアクチュエータ３０，３０′が配設されており、後に詳しく説明するように、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３０，３０′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３０，３０′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装置７２とを含んでいる。これら電動モータ７０および減速装置７２は、アクチュエータ３０，３０′のハウジング７４内に収容されている。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（車幅方向）に移動不能に保持され、ハウジング保持部材７６はスタビライザ装置配設部６４に固定的に配設されている。図２から解るように、ハウジング７４の両端部の各々から、２つの出力軸８０，８２の各々が延び出させられている。それら出力軸８０，８２のハウジング７４から延び出した突出端部が、それぞれ、各スタビライザ部材２２，２２′，２４，２４′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の端部に固定されており、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内に位置する端部が、後に詳しく説明するように、減速装置７２に接続されている。

電動モータ７０は、ハウジング７４の内周壁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と向き合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ＤＣブラシレスモータである。

減速装置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、波動歯車装置（ハーモニックドライブ機構（登録商標），ハーモニックギヤ機構，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、楕円状カムの外周にボール・ベアリングが嵌められたものであり、モータ軸８６の一端部の外周に固定されている。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成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に支持されている。さらに詳しくは、出力軸８２は、モータ軸８６を貫通しており、それから延び出た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、その内周に複数（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）の歯が形成されており、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、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。

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、ロータリアクチュエータたるアクチュエータ３０，３０′が作動する場合に、左スタビライザ部材２２，２２′と右スタビライザ部材２４，２４′との各トーションバー部６０が相対回転させられ、左スタビライザ部材２２，２２′と右スタビライザ部材２４，２４′とによって構成されて１つのスタビライザバー２０，２０′と観念できるものが捩じられることになる。このねじ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１４，１４′では、アクチュエータ３０，３０′の作動によって、スタビライザバー２０，２０′の弾性力を変化させ、前輪側および後輪側のロール剛性を個別に制御し得るようにされているのである。

以上説明した前輪側のスタビライザ装置１４（サスペンション装置３６）は、前スタビライザＥＣＵ（電子制御装置）１００によって制御され、また、後輪側のスタビライザ装置１４′（サスペンション装置３６′）は、後スタビライザＥＣＵ１００′によって相互に独立して制御される。したがって、図１および図４に示すように、前輪側のアクチュエータ（前アクチュエータ）３０は前スタビライザＥＣＵ１００に接続され、後輪側のアクチュエータ（後アクチュエータ）３０′は後スタビライザＥＣＵ１００′に接続されている。また、前スタビライザＥＣＵ１００と後スタビライザＥＣＵ１００′とは、通信手段によって相互に情報のやり取りが可能である。

前スタビライザＥＣＵ１００と後スタビライザＥＣＵ１００′とはそれぞれ基本的に同じ構造を有するものであり、コンピュータを主体とし、コンピュータはＣＰＵ１０４，ＲＯＭ１０６，ＲＡＭ１０８および入出力部１１０を備えている。入出力部１１０には、車速検出装置としての車速センサ１１２、操舵部材としての操舵ハンドルの操舵量を検出する操舵量検出装置たる操舵角センサ１１４、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ１１６，前後左右の車輪１６，１６′に対応してそれぞれ設けられた４つの車高センサ１１８，各車輪１６，１６′に対応してそれぞれ設けられた４つのサスペンションスプリング（エアばね）４８内のエア圧をそれぞれ検出する圧力検出装置たるエア圧センサ１２０等が接続されている。入出力部１１０にはさらに、図示を省略する駆動回路を介して前記前（あるいは後）アクチュエータ３０，（３０′）が接続されている。各アクチュエータ３０，３０′には、エンコーダ１２６，１２６′がそれぞれ設けられており、駆動回路は目標回転角に基づいて決定されるコンピュータからの駆動指令値たる回転角指令値（永久磁石８８とステータコイル８４との相対回転角の指令値）と、エンコーダ１２６，１２６′による検出回転角とが等しくなるように、アクチュエータ３０，３０′を制御する。

本実施例のスタビライザ装置１４，１４′によれば、アクチュエータ３０，３０′の作動によって、車両旋回時における車体のロールモーメントに対抗するモーメントを発生させ、車体のローリングを抑制することができる。ロールモーメントが演算され、そのロールモーメントに対抗して車体のローリングを設計通り抑制するに適したスタビライザバー２０，２０′の捻り角度が決定される。この決定は、前スタビライザＥＣＵ１００と後スタビライザＥＣＵ１００′とにおいてそれぞれ行われる。そのために、スタビライザＥＣＵ１００，１００′は図５の機能ブロック図で表される機能を有する。

まず、車両の直進定速走行中または停止中に実行される処理（図５において破線で囲まれた領域内に記載された処理）について説明する。ブロック１（以下、「Ｂ１」で表す。他のブロックについても同じ）において、４つの車高センサ１１８によって検出された車高が読み込まれ、その読み込まれた車高に基づいて、Ｂ２においてサスペンションスプリング（エアばね）４８の有効受圧面積が取得される。エアばねの有効受圧面積は、車高の変化に伴って変化するものであり、例えば、車高と有効受圧面積との関係を表すマップを利用して取得することができる。また、上記読み込まれた車高と、Ｂ３に、前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′に予め記憶されているその他の車両諸元とに基づいて、Ｂ４において、車両のばね上部の重心高さと、車体のローリング中心線であるロールセンタの高さとが演算される。ロールセンタの高さとしては、前輪１６と後輪１６′との回転軸線である両ホイールセンタの位置における高さ（ホイールセンタと直交する鉛直線とロールセンタとの交点の高さ）と、重心位置における高さとが演算される。

Ｂ５において、エア圧センサ１２０により検出された４つのサスペンションスプリング４８内のエア圧が読み込まれ、Ｂ６において、上述のようにして読み込まれたサスペンションスプリング４８の有効受圧面積とエア圧（エアばね内圧）とに基づいて、各車輪１６，１６′の荷重が演算される。各車輪１６，１６′の荷重Ｗは、例えば、サスペンションスプリング４８の有効受圧面積Ａとエア圧Ｐとの積（Ｐ×Ａ）で求めることができる。

Ｂ６で演算された車輪荷重に基づいて、Ｂ７において、車両のばね上部の質量が演算される。また、上述のようにして演算された車輪荷重と、既に記憶されている車両諸元とに基づいて、Ｂ８において重心前後位置が演算される。
また、Ｂ２とＢ５とにおいてそれぞれ取得されたサスペンションスプリング４８の有効受圧面積と内部のエア圧とに基づき、Ｂ９においてスタビライザ装置１４，１４′以外の部分によるロール剛性が演算される。サスペンションスプリング４８によってもロール抑制モーメントが発生させられ、後に説明するように、このサスペンションスプリング４８のロール剛性とスタビライザ装置１４，１４′のロール剛性とを共に考慮した上で、後に説明するロール抑制モーメントが決定されるため、Ｂ９が実行されるのである。
以上説明したＢ１，Ｂ２，Ｂ４〜Ｂ９は、車両の直進定速走行中または停止中に実行される。

Ｂ１５において、前輪側および後輪側についてそれぞれロールモーメントが演算される。ロールモーメントの演算には、横加速度推定値および横加速度検出値が使用されるとともに、前記Ｂ１〜Ｂ９において取得された諸量が使用される。Ｂ１０において操舵角センサ１１４によって検出された操舵角が読み込まれるとともに、Ｂ１１において車速センサ１１２によって検出された車速が読み込まれ、これら検出結果に基づいて、Ｂ１２において横加速度が推定される。また、Ｂ１３において横加速度センサ１１６により直接検出された横加速度が読み込まれる。当初は横加速度推定値に基づいて、後には横加速度検出値に基づいて、ロールモーメントが演算される。当初推定値が使用されるのは、横加速度の発生が遅れるため、横加速度検出値のみに基づいてスタビライザ装置１４，１４′が制御されると、制御遅れにより、ローリングが良好に抑制され得ないからである。横加速度＝α×横加速度推定値＋（１−α）×横加速度検出値として横加速度を求め、制御に使用される。αは当初１で、時間の経過につれて０に近づく係数である。

Ｂ１５の前輪側および後輪側のロールモーメントｍ_f，ｍ_rの演算はそれぞれ、図６に示す式によって行われる。この式における各記号はそれぞれ、図７に示すように、次のものを表す。
ｗ_b：Ｂ７で取得されるばね上質量
ｈ_b：重心アーム長（Ｂ４で取得される重心高から重心位置におけるロールセンタ高を引いた差）
ｌ：ホイールベース，
ｌ_f，ｌ_r：Ｂ８で取得される重心前後位置（前輪側，後輪側のホイールセンタから重心位置までの前後方向における距離）
ｈ_f：前輪側のロールセンタ高
ｈ_r：後輪側ロールセンタ高
ｄ_f：前輪側のトレッド
ｄ_r：後輪側のトレッド
ｋφ_f：前輪側のロール剛性
ｋφ_r：後輪側のロール剛性
β：旋回横加速度

Ｂ１５において演算されたロールモーメントｍ_f，ｍ_rと、前述のＢ９において演算されたサスペンションスプリング４８に基づくロール剛性とを共に考慮した上で、Ｂ１６において、ロールモーメントｍ_f，ｍ_rに対抗してローリングを設計通り抑制するに必要なロール抑制モーメントが決定される。なお、ローリングを完全に防止するようにロール抑制モーメントを発生させることも可能であるが、本実施例では、ロール抑制モーメントは、設計上予定されたローリングが生じることを許した状態で、ちょうどロールモーメントと釣り合うように決定される。ロールモーメントｍ_f，ｍ_rに対応して許容すべきことが設計上定められているロール角が生じた状態で、サスペンションスプリング４８により発生させられるロール抑制モーメントが演算され、その演算されたロール抑制モーメントがロールモーメントｍ_f，ｍ_rから差し引かれて、スタビライザ装置１４，１４′が各々発生させるべきロール抑制モーメントが演算されるのである。

上述のようにして決定されたスタビライザ装置１４，１４′が各々発生させるべきロール抑制モーメントと、ロールモーメントｍ_f，ｍ_rに対応して許容すべきことが設計上定められているロール角とに基づいて、Ｂ１７において、上記ロール抑制モーメントを発生させるためのアクチュエータ３０，３０′の回転角度が演算され、Ｂ１８において、そのアクチュエータ３０，３０′の回転角度が出力される。

本実施例によれば、車両のロールモーメントが、横加速度およびばね上質量のみならず、車高（重心高さ）にも基づいて演算されるため、車両の質量および重心高さの変化にかかわらず高精度のローリング抑制を実現できる。

以上の説明から明らかなように、本実施例においては、スタビライザ装置１４，１４′がロール剛性変更装置を構成し、前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′が制御装置を構成している。ロール抑制装置は、上記ロール剛性変更装置と制御装置とを含むものである。前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′の、図５におけるＢ１，Ｂ２，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７として機能する部分と、車高センサ１１８およびエア圧センサ１２０とが車重対応量取得部たるばね上質量取得部を構成しており、特に、Ｂ２として機能する部分が有効受圧面積取得部を構成している。前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′のＢ１，Ｂ３およびＢ４として機能する部分と、車高センサ１１８とが車高対応量取得部たる重心高さ取得部およびロールセンタ高取得部を構成している。前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′のＢ１０〜Ｂ１２のブロックとして機能する部分と、車速取得部たる車速センサ１１２および操舵量検出器たる操舵角センサ１１４とが、旋回状態対応量取得部たる横加速度取得部を構成している。また、前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′のＢ１３として機能する部分と、横加速度センサ１１６とも横加速度取得部を構成している。

また、前，後スタビライザＥＣＵ１００，１００′のＢ１５〜Ｂ１７として機能する部分が制御量決定部を構成しており、そのうち、Ｂ１６において、ロールモーメントｍ_f，ｍ_rに対応して許容すべきことが設計上定められているロール角が生じた状態で、サスペンションスプリング４８により発生させられるロール抑制モーメントを演算する部分が第二ロール抑制モーメント取得部を構成している。サスペンションスプリング４８が非線形ばね特性を有するサスペンションスプリングの一例であり、そのサスペンションスプリング４８により発生させられるロール抑制モーメントが、ロール剛性変更装置たるスタビライザ装置１４，１４′とは別の装置により発生させられる第二ロール抑制モーメントなのであって、本実施例の制御量決定部は、その第二ロール抑制モーメントを加味してロール剛性変更装置の制御量を決定するものとなっているのである。

請求可能発明の一実施例であるロール抑制装置を含むサスペンションシステムを概略的に示す図である。 上記サスペンションシステムの一部を示す平面図である。 上記サスペンションシステムのスタビライザ装置の構成要素であるアクチュエータの正面断面図である。 上記サスペンションシステムの制御装置を示すブロック図である。 上記制御装置の主体をなすコンピュータの機能ブロック図である。 上記機能ブロック図の一ブロックにおいて行われるロールモーメント演算の演算式を表す図である。 上記ロールモーメントの演算に使用される車両諸元を説明するための図である。

符号の説明

１０：サスペンションシステム １４，１４′：スタビライザ装置 ２０，２０′：スタビライザバー ２２，２２′：左スタビライザ部材 ２４，２４′：右スタビライザ部材 ３０，３０′：アクチュエータ ３６，３６′：サスペンション装置 ４８：サスペンションスプリング １００：前スタビライザＥＣＵ １００′：後スタビライザＥＣＵ １１２：車速センサ １１４：操舵角センサ １１６：横加速度センサ １１８：車高センサ １２０：エア圧センサ

Claims (3)

1. 車両のロール剛性を変更するロール剛性変更装置とそのロール剛性変更装置を制御する制御装置とを含み、車両のローリングを抑制するロール抑制装置であって、
   前記制御装置が、
   車両の重量に対応する量である車重対応量を取得する車重対応量取得部と、
   車高に対応する量である車高対応量を取得する車高対応量取得部と、
   車両の旋回状態に対応する量である旋回状態対応量を取得する旋回状態対応量取得部と、
   少なくとも、それら車重対応量取得部，車高対応量取得部および旋回状態対応量取得部により取得された車重対応量，車高対応量および旋回状態対応量に基づいて、前記ロール剛性変更装置の制御量を決定する制御量決定部と
   を含むことを特徴とするロール抑制装置。
2. 前記車高対応量取得部が、前記車高対応量として車両のばね上部の重心高さを取得する重心高さ取得部と、前記車高対応量として車体のローリング中心線であるロールセンタの高さを取得するロールセンタ高取得部との少なくとも一方を含む請求項１に記載のロール抑制装置。
3. 当該ロール抑制装置が、車輪を保持する車輪保持部材と車体との間に設けられた非線形ばね特性を有するサスペンションスプリングを含み、前記制御量決定部が、そのサスペンションスプリングの弾性力に基づくロール抑制モーメントである第二ロール抑制モーメントを取得する第二ロール抑制モーメント取得部を備え、その第二ロール抑制モーメントを加味して前記ロール剛性変更装置の制御量を決定する請求項１または２に記載のロール抑制装置。

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