JP2007223366A - スタビライザ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、スタビライザを高レスポンスでコントロールすることができるスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】モータによってスタビライザのロール剛性を制御するスタビライザ制御装置１であって、回生機能を有するモータ１２と、左右輪を連結し、モータ１２によりねじり剛性を変更可能なスタビライザ１０と、車両挙動を検出する車両挙動検出手段２０，２１，２２，３１と、車両挙動検出手段２０，２１，２２，３１により検出した車両挙動に基づいてモータ１２の回生電流を設定する回生電流設定手段３１と、回生電流設定手段３１により設定した回生電流になるようにモータの回生電流を変更する回生電流変更手段３１ａとを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータによってスタビライザのロール剛性を制御するスタビライザ制御装置に関する。

車両は、旋回中、遠心力によってロールが発生し、安定性が損なわれる。そこで、車両には、スタビライザが設けられている。スタビライザは、スタビライザバーを備えており、スタビライザバーの中央部が車体に固定され、その両端部がサスペンションに連結されている。旋回中に車両がロールすると、サスペンションが外輪側に沈み、内輪側が伸びるので、スタビライザバーはねじられる。その際、スタビライザは、ばねとして作用し、ねじれに対するばね反力が生じる。このばね反力によって、ねじれを戻し、外輪側を持ち上げ、ロールを抑制する。

近年、スタビライザバーのねじりや戻しをモータの駆動力によって能動的に制御するアクティブスタビライザも開発されている（特許文献１参照）。アクティブスタビライザは、左右にスタビライザバーを備えており、そのスタビライザバーの間にアクチュエータが設けられている。そして、アクティブスタビライザでは、車両のロール状態を表す横加速度などに基づいて目標制御量を設定し、その目標制御量に応じてアクチュエータのモータを駆動してスタビライザバーに対してねじり側制御（スタビライザバーを中立位置からひねる方向の制御）や戻し側制御（スタビライザバーを中立位置へ戻す方向の制御）を行う。
特開２００５−２２５３０１号公報

しかしながら、モータを用いて制御を行う場合、モータ仕様によって、モータには回転速度などに制限がある。そのため、車両挙動が急激に変化し、目標制御量がモータの限界を超えるような場合には、モータの実回転が目標に追従できなくなる。また、車両旋回によって横加速度が発生した場合、モータにはその横加速度に基づく目標制御量になるための指令が発生されるが、その指令に応じてモータが目標制御量になるまでには時間を要する。このように、モータのレスポンス性能によって、車両挙動の変化に十分に追従できない場合がある。そのため、車両挙動に対して遅れたロール制御となり、車両の乗員が違和感を感じる。

そこで、本発明は、スタビライザを高レスポンスでコントロールすることができるスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係るスタビライザ制御装置は、回生機能を有するモータと、左右輪を連結し、モータによりロール剛性を変更可能なスタビライザと、車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、車両挙動検出手段により検出した車両挙動に基づいてモータの回生電流を設定する回生電流設定手段と、回生電流設定手段により設定した回生電流になるようにモータの回生電流を変更する回生電流変更手段とを備えることを特徴とする。

このスタビライザ制御装置では、モータが回生機能を有しており、スタビライザのねじれに対するばね反力などによってモータが回転し、その回転力によってモータが発電機として機能する。スタビライザ制御装置では、車両挙動検出手段により車両挙動（ロール状態、路面外乱状態など）を検出する。そして、スタビライザ制御装置では、回生電流設定手段により検出した車両挙動に基づいてモータの回生電流を設定し、回生電流変更手段により設定した回生電流になるようにモータの回生電流を変更する。これによって、モータで発生する回生電流を連続的に変更でき、そのモータによる回生抵抗が変化し、電磁ブレーキ力を可変制御することができる。この電流ブレーキ力をスタビライザがねじれるときや戻るときに作用させることにより、スタビライザのねじれや戻しを抑制したりあるいは促進したりすることができる。このように、スタビライザ制御装置では、車両挙動に応じてモータの回生電流（電磁ブレーキ力）を可変制御することにより、スタビライザのねじれ方向や戻り方向の速度や剛性をコントロールすることができる。モータの回生は受動であるスタビライザのばね反力やサスペンションのばね反力を利用しているので、モータの回生制御は車両挙動の変化に対して高レスポンスでスタビライザを変化させることができる。そのため、乗員に対して違和感のないロール制御や乗り心地向上を実現することができる。さらに、モータ駆動による電力消費や振動などの問題も解消することができる。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、車両挙動検出手段は、車両のロール量を検出し、回生電流設定手段は、車両挙動検出手段により検出したロール量が小さいときより大きいときに大きな回生電流を設定する構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、車両挙動検出手段により車両のロール量（横加速度など）を検出する。そして、スタビライザ制御装置では、回生電流設定手段により検出したロール量が小さいときより大きいときに大きな回生電流を設定し、回生電流変更手段によりその大きな回生電流になるようにモータの回生電流を変更する。これによって、モータの回生による電磁ブレーキ力が大きくなり、スタビライザがねじれ方向のときにねじれにくくなり、戻し方向のときには戻りにくくなる（つまり、スタビライザの変化速度が遅くなる）。その結果、ロールを抑制でき、操縦安定性を向上させることができる。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、車両挙動検出手段は、路面からの外乱車両挙動変化の大きさを検出し、回生電流設定手段は、車両挙動検出手段により検出した外乱車両挙動変化の大きさが小さいときより大きいときに小さな回生電流を設定する構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、車両挙動検出手段により路面からの外乱車両挙動変化を検出する。そして、スタビライザ制御装置では、回生電流設定手段により検出した外乱車両挙動変化が小さいときより大きいときに小さな回生電流を設定し、回生電流変更手段によりその小さい回生電流になるようにモータの回生電流を変更する。これによって、モータの回生による電磁ブレーキ力が小さくなり、スタビライザがねじれ方向のときにねじれやすくなり、戻し方向のときには戻りやすくなる（つまり、スタビライザの変化速度が速くなる）。その結果、路面外乱に対して乗り心地を向上させることができる。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、回生電流設定手段は、スタビライザが戻り方向の場合にサスペンションのばね反力がモータの要求制御量より大きいときには、サスペンションのバネの反力と要求制御量との差分を目標制御量として回生電流を設定する構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、スタビライザが戻り方向の場合にサスペンションのばね反力がモータの要求制御量より大きいときには、回生電流設定手段によりサスペンションのバネの反力と要求制御量との差分を目標制御量として回生電流を設定し、モータの回生によってスタビライザを制御する。モータの要求制御量は、モータ駆動によってスタビライザを制御する場合の要求制御であり、車両挙動などに基づいて設定される。スタビライザが中立位置に戻ろうとしているときにバネの反力が要求制御量より大きくなると、モータの駆動制御では制御量が過多となり、スタビライザのロール剛性を正確に制御することができなくなる。そこで、サスペンションのばね反力を利用したモータの回生制御によってスタビライザを制御し、スタビライザのロール剛性を高精度に発生させる。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、車両の旋回状態量を検出する旋回状態量検出手段を備え、旋回状態量検出手段により検出した旋回状態量が所定旋回状態量より大きくなった場合、モータによる駆動から回生に切り替える構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、旋回状態量検出手段により車両の旋回状態量（横加速度、操舵速度など）を検出する。そして、スタビライザ制御装置では、検出した旋回状態量が所定旋回状態量より大きくなった場合、モータによる駆動から回生に切り替え、モータの回生によってスタビライザを制御する。モータ仕様によって、モータ駆動による回転速度には限界がある。そのため、旋回状態量が急激に変化し、スタビライザをねじり方向あるいは戻し方向に急速に変化させる必要がある場合、モータ性能によってはモータの駆動制御ではその急速な変化に追従できない。そこで、レスポンス性に優れるモータの回生制御によって、スタビライザの急速な変化に対応する。所定旋回状態量は、モータ駆動によってスタビライザを十分なレスポンスで変化させることができない旋回状態量であり、モータ性能などを考慮して設定される。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、蓄電量が所定蓄電量より低下した場合、モータによる駆動から回生に切り替える構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、車両の蓄電量が所定蓄電量より低下した場合、モータによる駆動から回生に切り替え、モータの回生によってスタビライザを制御する。このモータの回生によって電力を発生し、車両における蓄電量を回復させる。所定蓄電量は、車両において最低限必要とされる蓄電量であり、車両における電力消費量などを考慮して設定される。

本発明の上記スタビライザ制御装置では、蓄電量が所定蓄電量以上となった場合、モータによる回生を行わない構成としてもよい。

このスタビライザ制御装置では、車両の蓄電量が所定蓄電量以上の場合、モータによる回生から駆動に切り替え、モータの駆動によってスタビライザを制御する。車両における蓄電量が十分にあるので、モータ駆動によってスタビライザを能動的に制御する。

本発明は、モータの回生電流（電磁ブレーキ力）を可変制御することによりスタビライザのねじれ方向や戻り方向の速度や剛性をコントロールし、スタビライザを高レスポンスでコントロールすることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るスタビライザ制御装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係るスタビライザ制御装置を、車両に搭載されるアクティブスタビライザに適用する。本実施の形態に係るアクティブスタビライザは、少なくともモータの回生を利用してスタビライザを制御する。本実施の形態には、２つの形態があり、第１の実施の形態がモータの回生制御だけを行う形態であり、第２の実施の形態がモータの駆動制御を通常行い、所定の条件のときだけモータの回生制御を行う形態である。なお、スタビライザは、前輪側だけに設けられてもよいし、あるいは、前輪側と後輪側の両側に設けられてもよい。

図１を参照して、第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザ１について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザの構成図である。

アクティブスタビライザ１は、モータの回生による電磁ブレーキ力を利用してスタビライザのねじり方向及び戻り方向の変化をコントロールする。アクティブスタビライザ１では、車両挙動として横加速度（ロール状態）と路面外乱を推定し、車両挙動に基づいてモータの回生電流を制御する。そのために、アクティブスタビライザ１は、スタビライザ１０、車速センサ２０、舵角センサ２１、回転角センサ２２及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]３１を備えている。

スタビライザ１０は、左右一対のスタビライザバー１１，１１とアクチュエータ１２からなる。各スタビライザバー１１は、一端がサスペンションに連結されており、中間部が車体に固定されている。また、各スタビライザバー１１は、他端がアクチュエータ１２に接続されており、アクチュエータ１２からの電磁ブレーキ力が作用する。アクチュエータ１２は、モータ及び減速機を備えており、モータのロータ側に一方のスタビライザバー１１が接続し、モータのステータ側に他方のスタビライザバー１１が接続する。アクチュエータ１２は、モータ回生による電磁ブレーキ力によって、両側のスタビライザバー１１，１１の変化速度やねじり剛性（ひいては、ロール剛性）を変化させる。スタビライザ１０は、車両挙動によってねじられる。そして、スタビライザ１０は、電磁ブレーキ力によって、そのねじられるときの変化速度がコントロールされるとともに、戻るときの変化速度がコントロールされる。

アクチュエータ１２のモータは、発電機として作用し、回生機能を有している。モータでは、スタビライザバー１１のばね反力やサスペンションのばね反力によって回転し、その回転力によって発電する。これが回生抵抗となり、スタビライザバー１１のねじれ方向あるいは戻り方向の変化に対して電磁ブレーキ力として作用する。モータは、ＥＣＵ３１で設定した目標回生電流を発生するように、回生電流分配制御回路３１ａによって制御される。回生電流が大きくなるほど、回生抵抗が大きくなり、電磁ブレーキ力が大きくなる。

電磁ブレーキ力は、スタビライザバー１１のばね反力やサスペンションのばね反力によって発生する。また、これらのばね反力は、車両挙動の変化に応じて発生する。そのため、電磁ブレーキ力は、車両挙動の変化によって発生する力であり、車両挙動に対してレスポンス性能が高い。

車速センサ２０は、車両の速度を検出するセンサであり、その検出値を車速信号としてＥＣＵ３１に送信する。舵角センサ２１は、ステアリングの操舵角（あるいは、転舵輪の転舵角）を検出するセンサであり、その検出値を舵角信号としてＥＣＵ３１に送信する。回転角センサ２２は、アクチュエータ１２のモータの回転角を検出し、その検出値を回転角信号としてＥＣＵ３１に送信する。このモータの回転角に基づいて、スタビライザバー１１，１１の角度（以下、スタビ角と記載する）が求められる。

ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]及び回生電流分配制御回路３１ａなどからなる電子制御ユニットであり、アクティブスタビライザ１の制御装置として機能する。ＥＣＵ３１では、各種センサ２０，２１，２２から検出信号を取り入れ、各検出信号に基づいて車両挙動（横加速度、路面からの外乱）を推定する。そして、ＥＣＵ３１では、推定した車両挙動に基づいて目標回生電流を設定し、その目標回生電流を発生するようにアクチュエータ１２のモータを制御する。

なお、第１の実施の形態では、車速センサ２０、舵角センサ２１、回転角センサ２２及びＥＣＵ３１における処理が特許請求の範囲に記載する車両挙動検出手段に相当し、ＥＣＵ３１における処理が特許請求の範囲に記載する回生電流設定手段に相当し、回生電流分配制御回路３１ａが特許請求の範囲に記載する回生電流変更手段に相当する。

回生電流分配制御回路３１ａは、ＦＥＴ[Field Effect Transistor]、可変抵抗などを備えている。回生電流分配制御回路３１ａでは、ＥＣＵ３１において設定された目標回生電流に応じて可変抵抗の抵抗値を変化させ、その目標回生電流となるようにアクチュエータ１２のモータを制御する。そして、回生電流分配制御回路３１ａでは、その発生した回生電流をバッテリ４０に供給する。バッテリ４０では、この供給された回生電流によって蓄電する。

ＥＣＵ３１では、車速信号に示される車速と舵角信号に示される舵角に基づいて車両に作用する横加速度を推定する。また、ＥＣＵ３１では、回転角信号に示されるモータの回転角に基づいて、左右のスタビライザバー１１，１１の各スタビ角を演算する。そして、ＥＣＵ３１では、その各スタビ角の時間変化を監視し、そのスタビ角の時間変化から車両振動（路面外乱）を検知する。

ＥＣＵ３１では、横加速度が所定横加速度以上か否かを判定し、所定横加速度以上の場合には操縦安定性向上を目的とした目標回生電流を設定し、所定横加速度未満の場合には乗り心地向上を目的とした目標回生電流を設定する。所定横加速度は、車両旋回によって発生しているロールを抑制する必要があるか否かを判定するための横加速度であり、実験などによって予め設定される。したがって、横加速度が所定横加速度未満の場合、車両は直進かあるいは緩やかな旋回状態であり、操縦安定性が低下するようなロールが発生していない状態である。

操縦安定性向上を目的とした目標回生電流を設定する場合、ＥＣＵ３１では、推定した横加速度が増加しているか否かを判定し、横加速度が増加している場合には前回より大きな目標回生電流を設定し、横加速度が増加していない場合には前回と同じ目標回生電流を設定する。この際、ＥＣＵ３１では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３１では、その抽出した目標スタビ角となるために必要な目標電磁ブレーキ力を演算する。さらに、ＥＣＵ３１では、目標電磁ブレーキ力を発生させるために必要な目標回生電流を演算する。横加速度−目標スタビ角マップは、各横加速度に応じて発生しているロール状態を抑制するために必要なスタビライザバー１１のスタビ角が設定されたマップであり、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。

乗り心地向上を目的とした目標回生電流を設定する場合、ＥＣＵ３１では、推定した路面外乱が増加しているか否かを判定し、路面外乱が増加している場合には前回より小さな目標回生電流を設定し、路面外乱が増加していない場合には前回と同じ目標回生電流を設定する。この際、ＥＣＵ３１では、路面外乱−目標スタビ角マップを参照し、推定した路面外乱に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３１では、その抽出した目標スタビ角となるために必要な目標電磁ブレーキ力を演算する。さらに、ＥＣＵ３１では、目標電磁ブレーキ力を発生させるために必要な目標回生電流を演算する。路面外乱−目標スタビ角マップは、各路面外乱に応じて乗り心地を向上させるために必要なスタビライザバー１１のスタビ角が設定されたマップであり、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。

図１を参照し、図２のフローチャートに沿ってアクティブスタビライザ１における動作を説明する。図２は、第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザにおける制御の流れを示すフローチャートである。アクティブスタビライザ１では、以下で説明する動作を一定時間毎に繰り返し行っている。

車速センサ２０では、車速を検出し、その車速を示す車速信号をＥＣＵ３１に送信している。舵角センサ２１では、舵角を検出し、その舵角を示す舵角信号をＥＣＵ３１に送信している。回転角センサ２２では、モータの回転角を検出し、その回転角を示す回転角信号をＥＣＵ３１に送信している。

ＥＣＵ３１では、車速と舵角に基づいて横加速度を推定する。また、ＥＣＵ３１では、モータの回転角に基づいて一対のスタビライザバー１１，１１の各スタビ角を演算し、その各スタビ角の時間変化から路面外乱を推定する。

ＥＣＵ３２では、操縦安定性あるいは乗り心地のどちらの優先度が高いかを判定するために、今回の横加速度が所定横加速度以上か否かを判定する（Ｓ１０）。

Ｓ１０の判定にて所定横加速度以上と判定した場合（操縦安定性の優先度が高い場合）、ＥＣＵ３１では、今回の横加速度が前回値から増加しているか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１の判定にて増加していると判定した場合（つまり、ロール量が増加した場合）、ＥＣＵ３１では、電磁ブレーキ力を増加させるために、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、今回の横加速度に応じた目標スタビ角（前回値より大きな目標スタビ角）を抽出し、この目標スタビ角となるために必要な目標電磁ブレーキ力を演算し、さらに、目標回生電流（前回値より大きな回生電流）を演算する（Ｓ１２）。一方、Ｓ１１の判定にて増加していないと判定した場合、ＥＣＵ３１では、電磁ブレーキ力を維持するために、目標回生電流として前回値を設定する（Ｓ１３）。

Ｓ１０の判定にて所定横加速度未満と判定した場合（乗り心地の優先度が高い場合）、ＥＣＵ３１では、今回の路面外乱が前回値から増加しているか否かを判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判定にて増加していると判定した場合、ＥＣＵ３１では、電磁ブレーキ力を減少させるために、路面外乱−目標スタビ角マップを参照し、今回の路面外乱に応じた目標スタビ角（前回値より小さな目標スタビ角）を抽出し、この目標スタビ角となるために必要な目標電磁ブレーキ力を演算し、さらに、目標回生電流（前回値より小さな回生電流）を演算する（Ｓ１５）。一方、Ｓ１４の判定にて増加していないと判定した場合、ＥＣＵ３１では、電磁ブレーキ力を維持するために、目標回生電流として前回値を設定する（Ｓ１６）。

回生電流分配制御回路３１ａでは、目標回生電流に応じて可変抵抗の抵抗値を変化させ、アクチュエータ１２のモータの回転を制御する。すると、アクチュエータ１２のモータでは、回生電流分配制御回路３１ａによる制御によりスタビライザバー１１のばね反力やサスペンションのばね反力によって回転し、目標回生電流となるように回生電流を発生する。その結果、スタビライザ１０に、その発生した回生電流に応じた電磁ブレーキ力が作用する。また、回生電流分配制御回路３１ａでは、発生した回生電流を取り込み、その回生電流をバッテリ４０に蓄電する。なお、目標回生電流を発生させるために、フィードフォワード制御でもよいし、あるいは、モータの実回転角やスタビ角などを用いたフィードバック制御でもよい。

電磁ブレーキ増加制御の場合、アクチュエータ１２のモータで発生する回生電流が増加し、回生抵抗が大きくなり、電磁ブレーキ力が増加する。そのため、スタビライザ１０の変化速度が低下し、ねじり方向のときにはねじれにくくなり、戻り方向のときには戻りにくくなる。その結果、車両のロールが抑制され、操縦安定性が向上する。

電磁ブレーキ減少制御の場合、アクチュエータ１２のモータで発生する回生電流が減少し、回生抵抗が小さくなり、電磁ブレーキ力が減少する。そのため、スタビライザ１０の変化速度が増加し、ねじり方向のときにはねじれやすくなり、戻り方向のときには戻りやすくなる。その結果、乗り心地が向上する。

このアクティブスタビライザ１では、アクチュエータ１２のモータの回生電流を制御することによって、スタビライザ１０に作用する電磁ブレーキ力を連続的にコントロールする。これによって、アクティブスタビライザ１では、スタビライザのねじれ方向や戻り方向の速度やねじり剛性をコントロールすることができるとともに、車両挙動に応じた高レスポンスとなる。さらに、アクティブスタビライザ１では、モータの回生のみで制御を行うので、モータ駆動による振動が発生せず、電力も蓄電できる。

また、アクティブスタビライザ１では、操縦安定性と乗り心地の優先度の高い方に応じて電磁ブレーキ力を制御するので、操縦安定性向上と乗り心地向上の両立を図ることができる。そのため、高いレスポンス性能と合わせて、車両の乗員は、違和感のないロール感と高い乗り心地感を受ける。

図３〜図５を参照して、第２の実施の形態に係るアクティブスタビライザ２について説明する。図３は、第２の実施の形態に係るアクティブスタビライザの構成図である。図４は、目標スタビ角と実スタビ角の時間変化の一例である。図５は、目標スタビ角速度と実スタビ角速度の時間変化の一例である。なお、アクティブスタビライザ２では、第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザ１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

アクティブスタビライザ２は、モータの駆動と回生を利用してスタビライザのねじり方向及び戻り方向の変化をコントロールする。特に、アクティブスタビライザ２では、スタビライザの戻し側制御時に荷重減少の場合にサスペンションのばね反力がモータ要求制御量より大きいときにのみ、モータ回生による電磁ブレーキ力を利用してスタビライザの戻り方向の変化をコントロールする。そのために、アクティブスタビライザ２は、スタビライザ１０、車速センサ２０、舵角センサ２１、回転角センサ２２及びＥＣＵ３２を備えている。

アクチュエータ１２のモータは、第１の実施の形態と同様のモータであるが、電力が供給されて駆動もする。モータは、ＥＣＵ３２で設定された目標モータ電流になるようにモータ駆動電流制御回路３２ｂから電流が供給され、回転駆動する。このモータの駆動力（トルク）が、スタビライザバー１１に伝達され、ねじれ方向あるいは戻り方向の変化に作用する。供給される電流が大きくなるほど、モータのトルクが大きくなり（回転速度が速くなり）、スタビライザバー１１に作用するトルクが大きくなる。

ＥＣＵ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び回生電流分配制御回路３２ａとモータ駆動電流制御回路３２ｂなどからなる電子制御ユニットであり、アクティブスタビライザ２の制御装置として機能する。ＥＣＵ３２では、各種センサ２０，２１，２２から検出信号を取り入れ、各検出信号に基づいて車両挙動（横加速度など）、スタビライザバー１１にかかっている荷重やサスペンションのばね反力を推定する。そして、ＥＣＵ３２では、これら推定した車両の状態からモータ駆動制御かあるいはモータ回生制御かを判断し、アクチュエータ１２のモータを駆動制御又は回生制御する。

なお、第２の実施の形態では、車速センサ２０、舵角センサ２１、回転角センサ２２及びＥＣＵ３２における処理が特許請求の範囲に記載する車両挙動検出手段に相当し、ＥＣＵ３２における処理が特許請求の範囲に記載する回生電流設定手段に相当し、回生電流分配制御回路３２ａが特許請求の範囲に記載する回生電流変更手段に相当する。

回生電流分配制御回路３２ａは、第１の実施の形態に係る回生電流分配制御回路３１ａと同様の回路である。

モータ駆動電流制御回路３２ｂは、ＦＥＴなどを備えている。モータ駆動電流制御回路３２ｂでは、バッテリ４０から電力を取り入れ、ＥＣＵ３２において設定された目標モータ電流となるようにアクチュエータ１２のモータに電流を供給する。

ＥＣＵ３２では、第１の実施の形態に係るＥＣＵ３１と同様の処理により、横加速度、スタビ角、路面外乱を推定する。そして、ＥＣＵ３２では、スタビ角の時間変化からスタビ角速度を演算する。さらに、ＥＣＵ３２では、スタビ角に基づいて、スタビライザバー１１にかかっている荷重を推定する。また、ＥＣＵ３２では、横加速度に基づいて、サスペンションのばね反力を推定する。

ＥＣＵ３２では、ねじり側制御かあるいは戻し側制御かを判定する。ねじり側制御を行うときはスタビライザバー１１を中立位置からねじるときなので目標スタビ角が実スタビ角より大きい状態であり、戻し側制御を行うときはスタビライザバー１１を中立位置へ戻すときなので実スタビ角が目標スタビ角より大きい状態である。そこで、ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角の絶対値から実スタビ角（推定値）の絶対値を減算し、その減算値が０より大きい場合にはねじり側制御を行うと判定し、減算値が０以下の場合には戻し側制御を行うと判定する。ねじり側制御と判定した場合、ＥＣＵ３２では、モータ駆動制御により、ねじり側制御を行う。

図４には、目標スタビ角と実スタビ角の時間変化の一例を示しており、目標スタビ角を実線で示しており、実スタビ角を破線で示している。ここで、目標スタビ角が実スタビ角より大きくなっている領域ではねじり側制御であり、目標スタビ角が実スタビ角より小さくなっている領域では戻し側制御である。

戻し側制御と判定した場合、ＥＣＵ３２では、スタビライザ１０にかかる荷重が減少しているかあるは増加しているかを判定する。荷重が減少するということは車両が地面と平行に戻る方向であり、荷重が増加するということは車両が地面に対して傾く方向である。したがって、荷重が減少しているときには、実スタビ角が減少しており、実スタビ角速度が０より小さい。そこで、ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を順次抽出し、その目標スタビ角の時間変化から目標スタビ角速度を演算する。そして、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角速度が０以下かつ実スタビ角速度が０以下かを判定し、この条件を満たす場合には荷重減少と判定し、条件を満たさない場合には荷重増加と判定する。荷重増加と判定した場合、ＥＣＵ３２では、モータ駆動制御により、通常の戻し側制御を行う。

なお、目標スタビ角速度が０以下という条件を追加することにより、ねじり側制御中に、実スタビ角が目標スタビ角を一時的に追い越してしまったときに、モータ回生制御による戻し側制御を行わずに次のねじり側制御に備えるためである。つまり、一時的に実スタビ角が目標スタビ角を追い越しても、荷重（実スタビ角速度）が直ぐに増加し始めることが予想されるので、ねじり側制御を行わない。

図５には、目標スタビ角速度と実スタビ角速度の時間変化の一例を示しており、目標スタビ角速度を実線で示しており、実スタビ角を破線速度で示している。ここで、目標スタビ角速度が０以下で実スタビ角速度が０以下の領域では荷重が減少しており、それ以外の領域では荷重が増加している。

戻り側制御のときに荷重減少と判定した場合、ＥＣＵ３２では、戻し側制御をモータ駆動制御で行うかあるいはモータ駆動制御で行うかを判定する。戻し側制御のときに荷重が減少している場合、サスペンションのばね反力がモータの要求制御量より大きくなっている場合、通常のモータ駆動制御を行うと、制御量が過多となり、目標とするねじり剛性を正確に発生することができない。そこで、この場合には、電磁ブレーキ力を利用し、モータ回生制御を行う。具体的には、ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角となるために必要な要求モータ駆動力（要求制御量）を演算する。さらに、ＥＣＵ３２では、そのモータの要求制御量がサスペンションのばね反力より大きいか否かを判定し、要求制御量がサスペンションのばね反力より大きいと判定した場合にはモータ駆動制御により戻し側制御を行い、サスペンションのばね反力が要求制御量以上と判定した場合にはモータ回生制御により戻し側制御を行う。

モータ駆動制御を行う場合、ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、その抽出した目標スタビ角となるために必要な目標モータ駆動力（目標制御量）を演算する。この際、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角になるために必要な要求モータ駆動力（要求制御量）に演算し、この要求モータ駆動力からサスペンションのばね反力を減算し、この減算値を目標モータ駆動力として設定する。さらに、ＥＣＵ３２では、目標モータ駆動力を発生させるために必要な目標モータ電流を演算する。

モータ回生制御を行う場合、ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、その抽出した目標スタビ角となるために必要な目標電磁ブレーキ力（目標制御量）を演算する。この際、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角となるために必要な要求電磁ブレーキ力（要求制御量）を演算し、サスペンションのばね反力から要求電磁ブレーキ力を減算し、この減算値を目標電磁ブレーキ力として設定する。さらに、ＥＣＵ３２では、目標電磁ブレーキ力を発生させるために必要な目標回生電流を演算する。

なお、横加速度−目標スタビ角マップは、第１の実施の形態と同様のマップである。また、横加速度だけでなく、第１の実施の形態のように路面外乱を考慮して制御を行ってもよい。

図３を参照し、図６のフローチャートに沿ってアクティブスタビライザ２における動作を説明する。図６は、第２の実施の形態に係るアクティブスタビライザにおける制御の流れを示すフローチャートである。アクティブスタビライザ２では、以下で説明する動作を一定時間毎に繰り返し行っている。

第１の実施の形態における動作と同様に、各センサ２０，２１，２２では、それぞれ検出を行い、その検出値を示す検出信号をＥＣＵ３２に送信している。

ＥＣＵ３２では、第1の実施の形態における動作と同様に、横加速度、スタビ角や路面外乱を推定する。そして、ＥＣＵ３２では、推定したスタビ角の時間変化から、スタビ角速度を演算する。また、ＥＣＵ３２では、スタビ角に基づいて、スタビライザバー１１の荷重を推定する。また、ＥＣＵ３２では、横加速度に基づいて、サスペンションのばね反力を推定する。

ＥＣＵ３２では、横加速度−目標スタビ角マップを参照し、推定した横加速度に応じた目標スタビ角を抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、その推定した目標スタビ角の時間変化から、目標スタビ角速度を演算する。

ＥＣＵ３２では、目標スタビ角の絶対値から実スタビ角の絶対値の減算し、その減算値が０以下か否かによってスタビライザ１０が戻し側か否か判定する（Ｓ２０）。Ｓ２０の判定にて減算値が０より大きいと判定した場合（スタビライザ１０がねじり側の場合）、ＥＣＵ３２では、モータ駆動制御によるねじり側制御を行う（Ｓ２１）。

Ｓ２０の判定にて減算値が０以下と判定した場合（スタビライザ１０が戻し側の場合）、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角速度が０以下かつ実スタビ角速度が０以下かによってスタビライザ１０の荷重が減少か否かを判定する（Ｓ２２）。Ｓ２２の判定条件を満たさないと判定した場合（スタビライザ１０が戻し側で荷重増加の場合）、ＥＣＵ３２では、モータ駆動制御による戻し側制御を行う（Ｓ２３）。

Ｓ２２の判定条件を満たすと判定した場合（スタビライザ１０が戻し側で荷重減少の場合）、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角に基づくモータの要求制御量がサスペンションのばね反力より大きいか否かを判定する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の判定にて要求制御量がサスペンションのばね反力より大きいと判定した場合、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角になるために必要な要求モータ駆動力（要求制御量）を演算し、この要求モータ駆動力からサスペンションのばね反力を減算した減算値を目標モータ駆動力として設定し、目標モータ駆動力を発生させるために必要な目標モータ電流を演算する。この場合、モータの要求制御量の方が大きいので、モータ駆動力によってスタビライザバー１１の戻り方向の変化をコントロールする。

一方、サスペンションのばね反力が要求制御量以上と判定した場合、ＥＣＵ３２では、目標スタビ角となるために必要な要求電磁ブレーキ力（要求制御量）を演算し、サスペンションのばね反力から要求電磁ブレーキ力を減算した減算値を目標電磁ブレーキ力とし、この目標電磁ブレーキ力を発生させるために必要な目標回生電流を演算する。この場合、サスペンションのばね反力の方が大きいので、そのばね反力を利用して電磁ブレーキ力によってスタビライザバー１１の戻り方向の変化をコントロールする。

ＥＣＵ３２で目標モータ電流が設定された場合、モータ駆動電流制御回路３２ｂでは、ＥＣＵ３２において設定された目標モータ電流となるようにアクチュエータ１２のモータに電流を供給する。すると、アクチュエータ１２のモータでは、その供給された電流に応じて回転駆動する。その結果、スタビライザ１０に、そのモータによる駆動力（トルク）が作用する。

ＥＣＵ３２で目標回生電流が設定された場合、第１の実施の形態における動作と同様に、回生電流分配制御回路３２ａでは目標回生電流に応じてアクチュエータ１２のモータの回転を制御し、アクチュエータ１２のモータでは目標回生電流となるように回生電流を発生し、スタビライザ１０にその発生した回生電流に応じた電磁ブレーキ力が作用する。

このアクティブスタビライザ２では、スタビライザ１０の戻し側制御の荷重減少時においてサスペンションのばね反力が要求制御量より大きいときにはアクチュエータ１２のモータの回生電流を制御することによって、スタビライザ１０に作用する電磁ブレーキ力を連続的にコントロールする。これによって、アクティブスタビライザ２では、ばね反力を利用したモータ回生制御によってスタビライザ１０の変化を高精度に制御することができるとともに、車両挙動に応じた高レスポンスとなる。さらに、アクティブスタビライザ２では、モータの回生時には、モータ駆動による振動が発生せず、電力も蓄電できる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では横加速度（ロール状態に相当）を舵角と車速によって推定する構成としたが、横加速度センサなどの他の手段によって横加速度を検出してもよい。また、本実施の形態では路面外乱をスタビ角の変化から推定する構成としたが、サスペンションのストロークセンサ、車両の上下加速度センサ、路面の凹凸検出センサなどの他の手段によって検出してもよい。

また、本実施の形態ではバッテリの蓄電量に基づく制御については説明しなかったが、バッテリの蓄電量に基づく制御を追加してもよい。例えば、バッテリの蓄電量が所定量より低下した場合にモータの駆動制御から回生制御に切り替え、蓄電量を増加させたり、バッテリの蓄電量が所定量以上となった場合にモータの回生制御を行わないようにする（モータの駆動制御に切り替える）。

また、本実施の形態では旋回状態量（横加速度、操舵速度など）が過大になった場合の制御について説明しなかったが、旋回状態量が所定旋回状態量より大きくなった場合にはモータの駆動制御から回生制御に切り替えるようにするとよい。旋回状態量が過大になり、スタビライザのねじれ方向（戻し方向）の軸力を急速に変化させる必要がある場合、モータ性能によっては、モータの駆動制御ではその軸力の急速な変化に追従できない（モータ駆動にはレスポンス性能に限界がある）。そこで、レスポンス性能に優れるモータの回生制御によって、スタビライザの軸力を急速な変化に対応する。

また、第１の実施の形態ではモータの回生だけでスタビライザを制御する構成としたが、モータの駆動も利用してスタビライザを制御する構成としてもよい。

第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザの構成図である。 第１の実施の形態に係るアクティブスタビライザにおける制御の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るアクティブスタビライザの構成図である。 目標スタビ角と実スタビ角の時間変化の一例である。 目標スタビ角速度と実スタビ角速度の時間変化の一例である。 第２の実施の形態に係るアクティブスタビライザにおける処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１，２…アクティブスタビライザ、１０…スタビライザ、１１…スタビライザバー、１２…アクチュエータ、２０…車速センサ、２１…舵角センサ、２２…回転角センサ、３１，３２…ＥＣＵ、３１ａ，３２ａ…回生電流分配制御回路、３２ｂ…モータ駆動電流制御回路、４０…バッテリ

Claims (7)

1. 回生機能を有するモータと、
   左右輪を連結し、前記モータによりロール剛性を変更可能なスタビライザと、
   車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、
   前記車両挙動検出手段により検出した車両挙動に基づいて前記モータの回生電流を設定する回生電流設定手段と、
   前記回生電流設定手段により設定した回生電流になるように前記モータの回生電流を変更する回生電流変更手段と
   を備えることを特徴とするスタビライザ制御装置。
2. 前記車両挙動検出手段は、車両のロール量を検出し、
   前記回生電流設定手段は、前記車両挙動検出手段により検出したロール量が小さいときより大きいときに大きな回生電流を設定することを特徴とする請求項１に記載するスタビライザ制御装置。
3. 前記車両挙動検出手段は、路面からの外乱車両挙動変化の大きさを検出し、
   前記回生電流設定手段は、前記車両挙動検出手段により検出した外乱車両挙動変化の大きさが小さいときより大きいときに小さな回生電流を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載するスタビライザ制御装置。
4. 前記回生電流設定手段は、前記スタビライザが戻り方向の場合にサスペンションのばね反力が前記モータの要求制御量より大きいときには、前記サスペンションのバネの反力と前記要求制御量との差分を目標制御量として回生電流を設定することを特徴とする請求項１に記載するスタビライザ制御装置。
5. 車両の旋回状態量を検出する旋回状態量検出手段を備え、
   前記旋回状態量検出手段により検出した旋回状態量が所定旋回状態量より大きくなった場合、前記モータによる駆動から回生に切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するスタビライザ制御装置。
6. 蓄電量が所定蓄電量より低下した場合、前記モータによる駆動から回生に切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載するスタビライザ制御装置。
7. 蓄電量が所定蓄電量以上となった場合、前記モータによる回生を行わないことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載するスタビライザ制御装置。

Images