JP2006347400A - 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とを備えたスタビライザシステムにおいて、アクチュエータの駆動源となる電動モータへの供給電流を、各種のパラメータに基づいて変更する。詳しくは、アクチュエータの動作方向が中立位置に向かう方向となる状態において、他の状態に比べて供給電流を小さくし(S3,S5)、また、アクチュエータの動作位置が中立位置から遠いほど供給電流を小さくし(S6)、さらに、操舵速度が大きいほど供給電流を大きくする(S7)。具体的には、基準供給電流に制御ゲインを乗じて供給電流を決定する場合において、その制御ゲインを上記パラメータに依拠して変化するように設定しておくことで、それらパラメータに基づいて供給電流が変更されるようにする。
【選択図】 図6
Description
電動モータを有し、その電動モータの力によって、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、
そのアクチュエータを、それの実際の動作位置である実動作位置が目標動作位置となるように、前記電動モータへの供給電力量を制御しつつ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、前記電動モータへの供給電力量を、前記アクチュエータの中立位置に対する動作方向,前記アクチュエータの動作位置,操舵速度から選ばれる少なくとも1つを含む決定依拠パラメータに基づいて決定することを特徴とする車両用スタビライザシステム。
前記制御装置が、前記アクチュエータの動作方向が中立位置に向かう方向となる状態である中立方向動作状態において、中立位置から離れる方向となる状態である反中立方向動作状態に比較して、前記供給電力量を小さな値に決定するものである(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。
前記制御装置が、前記中立方向動作状態において、前記アクチュエータの動作位置が中立位置より離れている場合に、中立位置に近い場合に比較して、前記供給電力量を小さな値に決定するものである(10)項または(11)項に記載の車両用スタビライザシステム。
前記制御装置が、前記操舵速度が大きい場合に、小さい場合に比較して、前記供給電力量を大きな値に決定するものである(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。
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、自身の動作位置の変化によって前記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(13)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、前記電動モータの力によって、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(14)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。
本スタビライザ装置14は、車体に発生するロールモーメントに応じたスタビライザ剛性を発揮させるべく、アクチュエータ30の実際の回転位置である実回転位置が目標となる回転位置である目標回転位置となるようにアクチュエータ30が制御されることによって、制御される。この制御において、電動モータ70への供給電流は、まず、基準となる供給電流である基準供給電流が決定され、次いで、アクチュエータ30の動作のさせ易さ,動作させるべき速度等を考慮して、その基準供給電流が補正されることによって決定される。つまり、本スタビライザ装置14は、決定された供給電流が電動モータ70に供給されつつ、アクチュエータ30の実回転位置が目標回転位置となるように制御されるのである。以下に、上記制御を詳しく説明する。
本スタビライザ装置14では、アクチュエータ30の回転位置は、電動モータ70の動作角であるモータ回転角と対応関係にあるため、実際の制御では、モータ回転角をアクチュエータ30の回転位置として扱い、モータ回転角に基づいて制御が行われる。アクチュエータ30の目標回転位置に相当する目標モータ回転角θ*は、ロールモーメント指標量である横加速度、詳しくは、制御用パラメータとしての制御横加速度Gy*に基づいて決定される。具体的に言えば、この制御横加速度Gy*は、ステアリングホイールの操舵角と車両走行速度に基づいて推定された推定横加速度Gycと実測された実横加速度Gyr(それらもロールモーメント指標量の一種である)とに基づき、次式に従って決定される。
Gy*=K1・Gyc+K2・Gyr
ここで、K1,K2は制御ゲインであり、スタビライザ装置14の制御に好適な制御横加速度Gy*が得られるような値に設定されている。そのように決定された制御横加速度Gy*に基づき、予め設定されている制御横加速度Gy*と目標モータ回転角θ*との関係に従って、目標モータ回転角θ*が決定される。
基準供給電流i0 *は、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決定される。詳しく説明すれば、まず、アクチュエータ30の動作位置偏差に相当するところの、目標モータ回転角θ*に対する実モータ回転角θ(アクチュエータ30の実回転位置に相当する)の偏差であるモータ回転角偏差Δθ(=θ*−θ)が認定され、次いで、そのモータ回転角偏差Δθに基づいて、次式に従って決定される。
i0 *=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、基準供給電流i0 *における比例項成分i0P *、積分項成分i0I *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の積分値に相当する。
i0 *=Ka・Δθ+Kb・Int(Δθ)+Kc・Δθ’
によって、基準供給電流i0 *を決定すればよい。ここで、Kcは微分ゲインであり、第3項は、微分項成分を意味する。
先に説明したように、アクチュエータ30には、車体に加わるロールモーメントに起因する外部入力が作用する。この外部入力はアクチュエータ30を中立方向の動作させる向きに作用するため、例えば、上述の車両の旋回動作を例にとれば、旋回初期においては、アクチュエータ30の動作方向と外部入力の方向とが反対方向となるものの、旋回終期においては、それらの方向が同じ方向となる。つまり、アクチュエータ30の中立位置に対する動作方向すなわち回転方向の如何によって、アクチュエータ30の動作のさせ易さが異なるものとなるのである。そのことに配慮し、本スタビライザ装置14の制御では、アクチュエータ30の動作位置のオーバシュートを抑制する等の理由から、アクチュエータ30の中立位置に対する回転方向が中立方向となる中立方向動作状態において、回転方向が反中立方向となる反中立方向動作状態における場合と比較して供給電流値が小さな値となるように、基準供給電流i0 *が補正される。つまり、本スタビライザ装置14の制御では、アクチュエータ30の中立位置に対する動作方向を依拠決定パラメータとし、それに基づいて電動モータ70への供給電流が決定されるのである。
i*=KD1・Kθ・Kv・i0 *
i*=KD2・i0 *
1番目の式である第1式は、中立方向動作状態における決定式であり、2番目の式である第2式は、反中立方向動作状態を含むところの中立方向動作状態以外の状態における決定式である。つまり、本スタビライザ装置14の制御では、中立方向動作状態とそれ以外の状態とで、互いに異なる決定式を採用している。ちなみに、中立方向動作状態であるか否かは、目標モータ回転角θ*と実モータ回転角θとの関係において判断される。
本スタビライザシステム10の制御は、図6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流れを、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8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〜S16の処理を実行する機能部、つまり、目標モータ回転角θ*すなわちアクチュエータ30の目標回転位置を決定する機能部として、目標動作位置決定部130を、また、S17の処理を実行する機能部、つまり、電動モータ70への供給電流i*の基準となる基準供給電流i0 *を決定する機能部として、基準供給電力量決定部132を、さらに、S3〜S8の処理を実行する機能部、つまり、基準供給電流i0 *を補正して電動モータ70への供給電流i*を決定する機能部として、供給電力量補正部134を備えている。
Claims (7)
- 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、その電動モータの力によって、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、
そのアクチュエータを、それの実際の動作位置である実動作位置が目標動作位置となるように、前記電動モータへの供給電力量を制御しつつ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、前記電動モータへの供給電力量を、前記アクチュエータの中立位置に対する動作方向,前記アクチュエータの動作位置,操舵速度から選ばれる少なくとも1つを含む決定依拠パラメータに基づいて決定することを特徴とする車両用スタビライザシステム。 - 前記制御装置が、前記目標動作位置を、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決定する目標動作位置決定部を有する請求項1に記載の車両用スタビライザシステム。
- 前記制御装置が、基準となる供給電力量である基準供給電力量を決定する基準供給電力量決定部と、その基準供給電力量を前記決定依拠パラメータに基づいて補正する供給電力量補正部とを有して、前記電動モータへの供給電力量を決定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。
- 前記決定依拠パラメータが、少なくとも前記アクチュエータの中立位置に対する動作方向を含み、
前記制御装置が、前記アクチュエータの動作方向が中立位置に向かう方向となる状態である中立方向動作状態において、中立位置から離れる方向となる状態である反中立方向動作状態に比較して、前記供給電力量を小さな値に決定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。 - 前記制御装置が、少なくとも、前記アクチュエータの動作方向が中立位置に向かう方向となる状態である中立方向動作状態において、前記電動モータへの供給電力量を前記決定依拠パラメータに基づいて決定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。
- 前記決定依拠パラメータが、少なくとも前記アクチュエータの動作位置を含み、
前記制御装置が、前記中立方向動作状態において、前記アクチュエータの動作位置が中立位置より離れている場合に、中立位置に近い場合に比較して、前記供給電力量を小さな値に決定するものである請求項5に記載の車両用スタビライザシステム。 - 前記決定依拠パラメータが、少なくとも前記操舵速度を含み、
前記制御装置が、前記操舵速度が大きい場合に、小さい場合に比較して、前記供給電力量を大きな値に決定するものである請求項1ないし請求項6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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