JP2006347360A - 車両用スタビライザシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 スタビライザバーとそれの剛性を変化させるアクチュエータを備え、車体が受けるロールモーメントに応じてその剛性をアクティブに変化させる制御(S1,S4)を行うシステムにおいて、車両直進時,アクチュエータが有するモータのトルク発生方向が幾度も反転するような時を特定状態時と認定し(S2)、その特定状態時において、例えば、外部入力によるアクチュエータの動作に対する抵抗の発生の有無を変更可能なようにモータの作動モードを変更する制御(S7),モータのトルク発生方向が中立位置から離れる方向とならないように供給電流を制限するような制御(S6)を実行させる。そのような制御により、アクチュエータの動作のし易さを動作方向によって異ならせることが可能となり、車両の安定性,乗り心地性を向上させることができる。
【選択図】 図14
Description
電動モータを有し、その電動モータが発生するモータ力によって、前記スタビライザバーの車体のロールに対する剛性を自身の動作位置に応じて変化させるアクチュエータと、
(A)前記電動モータが発生させるべきモータ力の発生方向であるモータ力発生方向とその力の大きさに対応する前記電動モータへの供給電力量とを決定するモータ力方向・電力量決定部と、(B)前記モータ力発生方向および前記供給電力量に基づいて、前記アクチュエータの作動を制御するアクチュエータ作動制御部とを有する制御装置と
を備えた車両用スタビライザシステム。
前記電動モータの各相に対応する複数のスイッチング素子を有し、それら複数のスイッチング素子の開閉操作によって、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えを実行するとともに、パルス幅変調方式のパルス通電制御を実行し、その制御におけるデューティ比を変更することで前記供給電力量に応じた電力を前記電動モータに供給する駆動回路を備え、
前記アクチュエータ作動制御部が、その駆動回路を介して前記電動モータの作動制御を行うものとされた(1)項に記載の車両用スタビライザシステム。
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、それを前記自身の動作位置として、変化させることで、前記スタビライザバーの車体のロールに対する剛性を変化させるものとされた(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。
前記アクチュエータが、さらに、前記電動モータの回転を前記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に減速するための減速機と、前記電動モータおよび前記減速機を保持するハウジングとを有し、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と相対回転不能に連結される構造とされることで、前記電動モータが発生するモータ力によって、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化させるものとされた(4) 項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記モータ力方向・電力量決定部が、前記変位量依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向と前記偏差依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向が異なる特定状態時において、前記供給電力成分計が設定閾値よりも前記変位量依拠供給電力成分側の値となる場合に、前記供給電力量を制限する電力量制限部を有する(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。
前記アクチュエータ作動制御部が、前記電力量制限部によって前記供給電力量が制限された場合において、前記電動モータの作動モードを前記少なくとも一方の作動モードに決定して前記電動モータの作動を制御する作動モード決定制御部を有する(11)項ないし(18)項,(20)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
前記電動モータの各相に対応する複数のスイッチング素子を有し、それら複数のスイッチング素子の開閉操作によって、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えを実行するとともに、パルス幅変調方式のパルス通電制御を実行し、その制御におけるデューティ比を変更することで前記供給電力量に応じた電力を前記電動モータに供給する駆動回路を備えた(21)項ないし(24)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
前記複数のスイッチング素子が、前記電動モータの各相ごとに電源の正側,負側に対応する対をなすように配置されるとともに、それぞれがそれら複数のスイッチング素子の各々と並列的に配置された複数の還流ダイオードを有するものとされ、
前記複数のスイッチング素子のうち通電相の切換えに応じて互いに連携する正側,負側の一方に配置されたいずれかのものを閉状態に維持し、正側,負側の他方に配置されたいずれかのものを開状態に維持することで前記相切換実行電力非供給モードを実現するものとされた(26)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記駆動回路が、
前記複数のスイッチング素子が、前記電動モータの各相ごとに電源の正側,負側に対応する対をなすように配置されるとともに、それぞれがそれら複数のスイッチング素子の各々と並列的に配置された複数の還流ダイオードを有するものとされ、
前記相間接続モードを、前記複数のスイッチチング素子のうちの正側または負側に配置されたすべてのものを閉状態とすることによって実現するものとされ、
前記アクチュエータ作動制御部が、前記相間接続モードでの前記電動モータの作動を前記駆動回路によって実現させるものとされた(25)項ないし(27)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
前記アクチュエータ作動制御部が、前記特定状態時において、前記電動モータの作動モードを、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えが実行されつつかつ電力が供給されない相切換実行電力非供給モードに決定して、前記電動モータの作動を制御する作動モード決定制御部を有する(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。
前記電動モータの各相に対応する複数のスイッチング素子を有し、それら複数のスイッチング素子の開閉操作によって、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えを実行するとともに、パルス幅変調方式のパルス通電制御を実行し、その制御におけるデューティ比を変更することで前記供給電力量に応じた電力を前記電動モータに供給する駆動回路を備え、
前記駆動回路が、前記相切換実行電力非供給モードを、前記複数のスイッチチング素子による通電相の切換えを実行しつつパルス通電制御におけるデューティ比を0とすることによって実現するものとされ、前記アクチュエータ作動制御部が、前記相切換実行電力非供給モードでの前記電動モータの作動を前記駆動回路によって実現させるものとされた(41)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記複数のスイッチング素子が、前記電動モータの各相ごとに電源の正側,負側に対応する対をなすように配置されるとともに、それぞれがそれら複数のスイッチング素子の各々と並列的に配置された複数の還流ダイオードを有するものとされ、
前記複数のスイッチング素子のうち通電相の切換えに応じて互いに連携する正側,負側の一方に配置されたいずれかのものを閉状態に維持し、正側,負側の他方に配置されたいずれかのものを開状態に維持することで前記相切換実行電力非供給モードを実現するものとされた(42)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記特定状態時において、前記モータ力発生方向を、車両の乗り心地と車体安定性とのいずれに重きを置くかによって異なる方向に決定するものとされ、車両の乗り心地性に重きを置く場合には前記アクチュエータの動作方向と対応する方向と同じ方向に決定し、車両安定性に重きを置く場合には前記アクチュエータの動作方向と対応する方向とは反対の方向に決定する所望特性依拠決定部を有する(46)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記特定状態時において、前記モータ力発生方向を、前記アクチュエータの動作方向が動作位置が中立位置に近づく方向である場合には前記アクチュエータの動作方向と対応する方向と同じ方向に決定し、動作位置が中立位置から離れる方向である場合には前記アクチュエータの動作方向と対応する方向とは反対の方向に決定する中立位置依拠決定部を有する(46)項または(47)項に記載の車両用スタビライザシステム。
当該スタビライザシステムの状態が特定の状態となる特定状態時において、前記アクチュエータの動作のし易さを動作方向によって異ならせる動作容易性相違化手段を備えた(1)項ないし(5)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記モータ力方向・電力量決定部が、前記変位量依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向と前記偏差依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向が異なるときに、そのときを前記特定状態時として、前記供給電力成分計が設定閾値よりも前記変位量依拠供給電力成分側の値となる場合に、前記供給電力量を制限する電力量制限部を有することによって、前記動作容易性相違化手段が構成された(61)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記アクチュエータ作動制御部が、前記特定状態時において、前記電動モータの作動モードを、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えが実行されつつかつ電力が供給されない前記相切換実行電力非供給モードに決定して、前記電動モータの作動を制御する作動モード決定制御部を有することによって前記動作容易性相違化手段が構成された(61)項に記載の車両用スタビライザシステム。
図1に、請求可能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。
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、4つの作動モードで作動可能とされており、その4つの作動モードの中から設定された条件等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、4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。
制御通電モードは、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。制御通電モードでは、いわゆる120゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、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の回転位相に応じて切り換えられる。詳しく言えば、図5のように、通電相は電気角60゜ごとに切り換えられ、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、本実施例では、電気角60゜に相当するモータ回転角20゜ごとに通電相が順次切り換えられる。また、図5に示すように、制御通電モードにおいては、通電相の切換パターンは、モータ力の発生方向、つまり、回転トルクの発生方向であるトルク発生方向に応じて異なり、このパターンをいずれかに決定することにより、電動モータ70のトルク発生方向が決定される。ちなみに、以下の説明において、トルク発生方向を、便宜的に、右方向(CW方向)と左方向(CCW方向)と呼ぶこととする。なお、この制御通電モードでは、low側に存在する各スイッチング素子ULC,VLC,WLCのみが、デューティ比に従ったON/OFF制御、つまり、デューティ制御が行われるようになっており、そのデューティ比を変更することによって、電動モータ70への供給電流量が変更されるようになっている。図5における「1*」は、そのことを示している。
スタンバイモードは、電力非供給モードの一種であり、さらに詳しく言えば相切換実行電力非供給モードの一種である。この作動モードでは、トルク発生方向の指令に応じた通電相の切り換えが実行されるものの、実際には電源からの電力の供給が行われない。具体的に言えば、図5に示すように、上記制御通電モードと同様、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の回転位相に応じて切り換えられる。ただし、制御通電モードと異なり、high側に存在する各スイッチング素子UHC,VHC,WHCと、low側に存在する各スイッチング素子ULC,VLC,WLCとのいずれにおいても、デューティ制御が行われれない(デューティ比が0となるようにデューティ制御が行われるともいえる)。つまり、パルスオン時間が存在せず、実際には、電動モータ70には、電力が供給されない状態とされるのである。図5における「0*」は、そのことを示している。
ブレーキモードは、電力非供給モードの一種であり、さらに詳しく言えば相間接続モードの一種である。本モードでは、電動モータ70の各相が相互に接続される通電形態とされる。つまり、スイッチング素子のうちのhigh側,low側の一方に配置されたすべてのものを閉状態に維持し、high側,low側の他方に配置されたすべてのものを開状態に維持する。具体的に言えば、本実施例では、図5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、low側のスイッチング素子ULC,VLC,WLCのいずれもが、OFF状態(開状態)とされる。それらON状態とされたスイッチング素子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。このような状態では、電動モータ70に対して、いわゆる短絡制動の効果が得られることになる。したがって、アクチュエータ30は、外部入力によって速度の大きな動作を強いられる場合に、比較的大きな抵抗を発揮し、スタビライザ装置14は、あたかも、スタビライザ剛性を変更できない通常のスタビライザ装置に近い状態となる。
フリーモードは、電力非供給モードの一種であり、さらに詳しく言えば全相遮断モードの一種である。本モードでは、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5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。本作動モードでは、電動モータに起電力が発生せず、電動モータ70による制動効果が殆ど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剛性を殆ど発揮し得ない状態となり、車両はスタビライザを備えていないに近い状態となる。
上述したようなスタビライザシステムの構成から、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、車体のロール量を制御することが可能されている。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、ロールモーメントに起因してアクチュエータ30に動作を強いる力、つまり、外部入力を受けており、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、その外部入力によってもアクチュエータ30の回転位置が変化させられないことが前提となる。つまり、電動モータ70には、外部入力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大きさの回転トルクを発揮することが要求される。また、車体のロール量の積極的に抑制するためには、アクチュエータ30が回転させられないだけでなく、外部入力に抗ってアクチュエータ30を回転させることのできる回転トルクが、電動モータ70に要求される。
正効率ηP=Is/Tq
逆効率ηN=Tq/Is
それら正効率ηP,逆効率ηNは、図8に示すようなものとなっている。なお、この図では、電動モータ70の出力には、回転トルクTq(電動モータ70への供給電流量iに比例すると考えることができる)を採用し、外部入力には、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。ちなみに、図の正効率ηP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ηP値を表し、逆効率ηN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ηNの値を表すものとなっている。
本スタビライザシステム10では、上記制御通電モードの下、つまり、電動モータ70のトルク発生方向および電動モータ70への供給電流量が制御可能なモードの下、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、スタビライザ剛性を変化させることによって、例えばロールモーメント等に応じて、車体のロール抑制効果をアクティブに制御することが可能とされている(以下、この制御を「アクティブ制御」と呼ぶ場合がある)。しかし、アクティブ制御を行う必要がない場合、アクティブ制御を行わないほうが望ましい場合等を想定し、本スタビライザシステム10では、その様な場合を特定状態時と認定し、その特定状態時には、アクティブ制御とは制御形態の異なる特別な制御を実行可能とされている(以下、この制御を「特定状態時制御」と呼ぶ場合がある)。以下に、それらアクティブ制御,特定状態時制御のそれぞれを、詳しく説明する。
アクティブ制御では、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に基づいて、アクチュエータ30の目標回転位置が決定され、アクチュエータ30の回転位置がその目標回転位置となるように制御される。つまり、ロールモーメント指標量に基づき、電動モータ70のトルク発生方向および電動モータ70への供給電流量を決定される。そして、決定されたトルク発生方向および供給電流量に従って電動モータ70を作動させることで、アクチュエータ出力の方向および大きさを制御し、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、アクティブなスタビライザ装置14の制御が実行されるのである。なお、ここでいうアクチュエータ30の回転位置とは、車体にロールモーメントが全く作用しない状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ30の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量を意味する。つまり、アクチュエータ30の動作位置の中立位置に対する変位量である対中立位置変位量を意味する。また、アクチュエータ30の回転位置と電動モータ70の回転角であるモータ回転角とは対応関係にあるため、実際の制御では、アクチュエータ30の回転位置に代えてモータ回転角が使用される。
Gy*=K1・Gyc+K2・Gyr
ここで、K1,K2はゲインであり、そのように決定された制御横加速度Gy*に基づいて、目標モータ角θ*が決定される。そして、実際のモータ回転角である実モータ回転角θがフィードバックされることで、モータ回転角に基づくフィードバック制御の手法に従って、電動モータ70への目標供給電流i*が決定される。詳しく説明すれば、まず、決定された目標モータ回転角θ*に対する実モータ回転角θの偏差であるモータ回転角偏差Δθ(=θ*−θ)が認定される。そしてそのモータ回転角偏差Δθをパラメータとして、次式に従って、電動モータ70に対する目標供給電流i*が決定される。
i*=Ka・Δθ+Kb・Int(Δθ)
この式は、PI制御則に従う式であり、第1項,第2項は、それぞれ、比例項、積分項を、Ka,Kbは、それぞれ、比例ゲイン,積分ゲインを意味する。また、Int(Δθ)は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当し、目標モータ回転角θ*に近似されるものであることから(実モータ回転角θに近似されるものと考えることもできる)、上記式は、
i*=Ka・Δθ+Kb・θ*
と等価なものと考えることもできる。
ih=Ka・Δθ
is=Kb・θ*
この式によれば、電動モータ70が定電圧制御されていることから、積分項電流成分isは、アクチュエータ30の中立位置からの変位量に依拠する変位量依拠供給電力成分と考えることができる。また、上述のように、積分項電流成分isは、アクチュエータ30の回転位置を維持するために必要な定常的なモータ力を発揮させるために、電動モータ70に供給されるべき電力成分、つまり、動作位置維持電力と考えることができる。なお、この積分項電流成分isは、外部入力によっても、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の出力であることから、アクチュエータ30の逆効率に従う大きさとされている。一方、比例項電流成分ihのパラメータであるモータ回転角偏差Δθは、アクチュエータ30の目標回転位置に対する回転位置の偏差である回転位置偏差、つまり動作位置偏差であることから、比例項電流成分ihは、偏差依拠供給電力成分と考えることができる。また、上述のように、比例項電流成分ihは、先に説明した定常的なモータ力を、目標回転位置と現在のアクチュエータ30の回転位置との関係に基づいて増減補正するための電力であることから、比例項電流成分ihは、補正電力と考えることができる。そして、目標供給電流i*は、変位量依拠供給電力成分と偏差依拠供給電力成分との合計である供給電力成分計と考えることができるのである。
i*=Ka・Δθ+Kb・Int(Δθ)+Kc・Δθ’
Kcは微分ゲインであり、PDI制御則に従う目標供給電流i*の決定では、比例項(P項)と微分項(D項)との和が、偏差依拠供給電力成分に対応し、積分項(I項)が、変位量依拠供給電力成分に対応することになる。
本実施例における特定状態時制御は、互いに制御形態の異なる2つの制御を含んで構成されている。それらの一方は、供給電力成分方向相違時制御であり、比例項電流成分ihに基づくトルク発生方向と積分項電流成分isに基づくトルク発生方向が互いに異なる状態のとき、つまり、供給電力成分方向相違時が特定状態時と認定され、その認定に基づいて行われる制御である。また、2つの制御の他方は、アクティブ制御不要時制御であり、車両が直進しているとみなせるときがアクティブ制御不要時であるとされ、そのときが特定状態時と認定され、その認定に基づいて行われる制御である。なお、それら2つの特定状態時制御は、後に説明するように、車両操作者による制御モード選択スイッチ128の操作に基づいて選択される本スタビライザシステム10の制御モードに応じて、いずれかの特定状態時制御が選択的に実行されるようにされている。以下に、それら2つの特定状態時制御を、順に説明する。
供給電力成分方向相違時制御は、上述のように、比例項電流成分ihに基づくトルク発生方向と積分項電流成分isに基づくトルク発生方向が互いに異なる状態において実行される。先に説明したように旋回終期[c]においてその状態となるため、旋回終期[c]である場合を例にとって説明する。旋回終期[c]では、偏差依拠供給電力成分である比例項電流成分ihに基づくトルク発生方向(以下、「偏差依拠方向」という場合がある)は、アクチュエータ30の回転位置を中立位置に近づけようとする方向(以下、「中立方向」という場合がある)となり、逆に、変位量依拠供給電力成分である積分項電流成分isに基づくトルク発生方向(以下、「変位量依拠方向」という場合がある)は、アクチュエータ30の回転位置を中立位置から離そうとする方向(以下、「反中立方向」という場合がある)となる。図9に示した車両の一旋回動作においては、一旋回中に路面の凸凹等による外乱的な外部入力がない場合を示したものであり、その場合には、偏差依拠方向と変位量依拠方向とが異なる方向であっても、比例項電流成分ihと積分項電流成分isとの合計である目標供給電流i*は、良好な状態で電動モータ70に供給され、アクチュエータ30の制御が良好に行われる。しかし、実際の車両の走行を考えた場合、路面の凸凹等による外乱的な外部入力を考えざるを得ない。そのような外部流力が発生する場合におけるロール抑制モーメントIs,目標モータ回転角θ*,実モータ回転角θ,比例項電流成分ih,積分項電流成分is,目標供給電流i*の関係は、図10に示すようになる(図10は、図9に対して時間軸である横軸を伸長して示してある)。つまり、図9に示すようなロール抑制モーメントIsが要求される場合であっても、断続的な外部入力により、実モータ回転角θは、不規則な変動を呈し、それによって、モータ回転角偏差Δθも不規則に変動し、その変動に応じて比例項電流成分ihの大きさも変動することとなる。その結果、目標供給電流i*に基づくトルク発生方向、つまり、電動モータ70の制御のための指令となるトルク発生方向が、中立方向と反中立方向とに幾度も切り換わることになる(図における目標供給電流i*の正負が切り換わることを意味し、正の場合が反中立方向となり、負の場合が中立方向である)。このことは、アクチュエータ30への過負荷、異音,振動の発生、アクチュエータ30の消費電力の悪化といった事象に繋がる。供給電力成分方向相違時制御は、そのような事象の抑制,防止を一つの目的としている。
アクティブ制御不要時制御は、前述のように、車両が直進状態にあるとみなせる場合において行われる。本実施例では、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閾量以下である場合に、アクティブ制御不要時と認定する。具体的には、図12に示すように、制御横加速度Gy*をロールモーメント指標量とし、その制御横加速度Gy*の絶対値が設定閾量としての設定閾横加速度値α以下であるときをアクティブ制御不要時と認定している。なお、先に説明したように、アクティブ制御においては制御横加速度Gy*に基づいて目標供給電流i*,デューティ比が決定されるため、それらが設定値以下である場合にアクティブ制御不要時と認定することも可能である。
所望特性依拠制御は、車両操作者が所望する2つの車両特性のいずれかを実現すべく実行される。その2つの車両特性は、車両の乗り心地を重視した特性,車両の安定性を重視した特性であり、それらは、車両操作者の車両特性選択スイッチ130の操作によって選択される。車両の乗り心地を重視した特性(以下、「乗り心地重視特性」という場合がある)が選択さている場合には、アクティブ制御不要時の間中、電動モータ70の作動モードがスタンバイモードとされ、かつ、通電相の切換えパターンと電動モータ70の回転方向とが一致させられる。言い換えれば、指令されるトルク発生方向と外部入力による回転方向とが一致するように、電動モータ70が制御されるのである。それによって、図13に示すように、アクチュエータ30への外部入力によっても電動モータ70には起電力は発生せず、つまり、制動効果は得られず、アクチュエータ30は、外部入力による動作に対する抵抗を発揮し得ないことになる。その結果、車両の乗り心地向上が図られる。一方、車両の安定性を重視した特性(以下、「安定性重視特性」という場合がある)が選択された場合には、アクティブ制御不要時の間中、電動モータ70の作動モードがスタンバイモードとされ、かつ、通電相の切換えパターンと電動モータ70の回転方向とが一致しない状態とされる。言い換えれば、指令されるトルク発生方向と外部入力による回転方向とが反対方向となるように、電動モータ70が制御されるのである。それによって、アクチュエータ30への外部入力によって電動モータ70は起電力を生じ、つまり、制動効果は得られ、アクチュエータ30は、外部入力による動作に対する抵抗を発揮することになる。その結果、車両の安定性向上が図られることになる。
中立位置依拠制御では、電動モータ70の回転方向が中立方向か反中立方向かにより、電動モータ70のトルク発生方向が決定される。詳しく言えば、アクティブ制御不要時の間中、電動モータ70の作動モードがスタンバイモードとされ、その上で、電動モータ70の回転方向が中立方向である場合には指令されるトルク発生方向が同方向である中立方向とされ、電動モータ70の回転方向が反中立方向である場合にはトルク発生方向が反対方向である中立方向に決定される。つまり、電動モータ70の回転方向が中立方向である場合に、スタンバイモードにおける通電相の切換えパターンと電動モータ70の回転方向とが一致されることで、図13に示すように、起電力を発生させずにアクチュエータ30の中立方向への動作に対する抵抗を小さくし、中立位置への復帰の容易化を図っている。逆に、電動モータ70の回転方向が反中立方向である場合に、通電相の切換えパターンと電動モータ70の回転方向とを一致させないことで、起電力を発生させてアクチュエータ30の反中立方向への動作に対する抵抗を大きくし、ロールモーメントが加わった場合における車体の安定化を図っている。
悪路走行時制御では、所定の悪路条件を充足している限り、上記所望特性依拠制御,上記中立位置依拠制御のいずれが選択されている場合であっても、電動モータ70の作動モードがフリーモードに決定される。それにより、アクチュエータ30に対する外部入力がいずれの方向であっても、つまり、外部入力による電動モータ70の回転方向がいずれの方向であっても、図13に示すように、アクチュエータ30は外部入力による動作に対する抵抗を発揮しない状態とされ、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ることで、悪路走行時における車両の乗り心地の向上が図られることになる。
本スタビライザシステム10の制御は、図14にフローチャートを示すスタビライザ制御プログラムが、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ECU110により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、スタビライザ制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、詳しく説明する。
以上のようなスタビライザ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19に示すような機能構成を有するものと考えることができる。その機能構成によれば、ECU110は、上記S11〜S17の処理を実行する機能部として目標動作位置決定部140を、S18〜S20,S42〜S44,S46,S48,S50〜S52,S65〜S69,S71等の処理を実行する機能部、つまり、電動モータ70のトルク発生方向とそれへの供給電流量とを指標する目標供給電流i*を決定する機能部として、モータ力方向・電力決定部150を備えている。また、S2つまりS31〜S35等の処理を実行する機能部として特定状態時認定部160を備え、さらに、S4,S7,S45,S47,S49,S53,S63,S70等の処理を実行する機能部、つまり、電動モータ70の作動モードを決定するとともにモータ力方向・電力決定部150から送信されたトルク発生方向と供給電流量とに基づき、通電相切換えパターンとデューティ比とを決定する機能部として、アクチュエータ作動制御部170を備えている。そして、詳しく言えば、モータ力方向・電力決定部150は、S18〜S20等の処理を実行する機能部として目標供給電流決定部152を、供給電力成分方向相違時制御においてS42〜S44,S46,S48,S50〜S52等の処理を実行する機能部として電力量制限部154を、所望特性依拠制御においてS65〜S69等の処理を実行する機能部として所望特性依拠決定部156を、中立位置依拠制御においてS66〜S69,S71等の処理を実行する機能部として中立位置依拠決定部158を、それぞれ備えるものとされている。さらに、アクチュエータ作動制御部170は、電動モータ70の作動モードを前述の4つのモードから選択的に決定する機能を備えることで、作動モード決定制御部172を備えるものとされているのである。
Claims (8)
- 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、
電動モータを有し、その電動モータが発生するモータ力によって、前記スタビライザバーの車体のロールに対する剛性を自身の動作位置に応じて変化させるアクチュエータと、
(A)前記電動モータが発生させるべきモータ力の発生方向であるモータ力発生方向とその力の大きさに対応する前記電動モータへの供給電力量とを決定するモータ力方向・電力量決定部と、(B)前記モータ力発生方向および前記供給電力量に基づいて、前記アクチュエータの作動を制御するアクチュエータ作動制御部とを有する制御装置と、
当該スタビライザシステムの状態が特定の状態となる特定状態時において、前記アクチュエータの動作のし易さを動作方向によって異ならせる動作容易性相違化手段と
を備えた車両用スタビライザシステム。 - 前記制御装置が、さらに、前記アクチュエータの目標動作位置を決定する目標動作位置決定部を有し、前記モータ力方向・電力量決定部が、前記モータ力発生方向と前記供給電力量とを、前記アクチュエータの動作位置の中立位置に対する変位量である対中立位置変位量に応じて定まる変位量依拠供給電力成分と、前記目標動作位置に対する動作位置の偏差である動作位置偏差に基づく偏差依拠供給電力成分との合計である供給電力成分計に基づいて決定するものとされ、前記アクチュエータ作動制御部が、さらに、前記目標動作位置に基づいて前記アクチュエータの作動を制御するものとされ、
前記モータ力方向・電力量決定部が、前記変位量依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向と前記偏差依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向が異なるときに、そのときを前記特定状態時として、前記供給電力成分計が設定閾値よりも前記変位量依拠供給電力成分側の値となる場合に、前記供給電力量を制限する電力量制限部を有することによって、前記動作容易性相違化手段が構成された請求項1に記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記設定閾値が、0に設定された請求項2に記載の車両用スタビライザシステム。
- 前記電力量制限部が、前記供給電力量を設定された固定値に決定するものである請求項2または請求項3に記載の車両用スタビライザシステム。
- 前記電力量制限部が、前記供給電力量を0に決定するものとされた請求項2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。
- 前記電動モータが、前記モータ力発生方向が前記偏差依拠供給電力成分に基づくモータ力の発生方向となるような通電相の切換えが実行されつつかつ電力が供給されない相切換実行電力非供給モードと、前記電動モータの各相が相互に接続される相間接続モードとの両方の作動モードで作動可能とされ、
前記アクチュエータ作動制御部が、前記電力量制限部によって前記供給電力量が制限された場合において、前記電動モータの作動モードを前記少なくとも一方の作動モードに決定して前記電動モータの作動を制御する作動モード決定制御部を有し、
前記作動モード決定制御部が、前記相切換実行電力非供給モードと前記相間接続モードとの一方を選択的に決定して前記電動モータの作動を制御するものとされた請求項2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。 - 前記モータ力方向・電力量決定部が、前記供給電力量が0とされることを予定されたときに、そのときを前記特定状態時として、前記モータ力発生方向を、前記アクチュエータの動作方向に基づいて決定するものとされ、
前記アクチュエータ作動制御部が、前記特定状態時において、前記電動モータの作動モードを、前記モータ力発生方向に応じた通電相の切換えが実行されつつかつ電力が供給されない前記相切換実行電力非供給モードに決定して、前記電動モータの作動を制御する作動モード決定制御部を有することによって前記動作容易性違化手段が構成された請求項1に記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記モータ力方向・電力量決定部が、前記特定状態時において、前記モータ力発生方向を、前記アクチュエータの動作方向と対応する方向と同じ方向に決定するか反対の方向に決定するかを変更可能とされた請求項7に記載の車両用スタビライザシステム。
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