JP2007331682A - Stabilizer system for vehicle - Google Patents
Stabilizer system for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007331682A JP2007331682A JP2006168312A JP2006168312A JP2007331682A JP 2007331682 A JP2007331682 A JP 2007331682A JP 2006168312 A JP2006168312 A JP 2006168312A JP 2006168312 A JP2006168312 A JP 2006168312A JP 2007331682 A JP2007331682 A JP 2007331682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- resistor
- electric motor
- control
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
- B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
- B60G21/055—Stabiliser bars
- B60G21/0551—Mounting means therefor
- B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
- B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
- B60G17/0185—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
- B60G2204/10—Mounting of suspension elements
- B60G2204/11—Mounting of sensors thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/90—Other conditions or factors
- B60G2400/98—Stabiliser movement
Abstract
Description
本発明は、車両に設けられるスタビライザシステムに関し、特に、スタビライザバーが発揮するロール抑制力をアクチュエータの作動によって変更可能なスタビライザシステムに関する。 The present invention relates to a stabilizer system provided in a vehicle, and more particularly to a stabilizer system capable of changing a roll restraining force exerted by a stabilizer bar by operating an actuator.
近年では、下記特許文献に記載されているようなスタビライザシステム、つまり、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が検討され、既に、一部の車両において実際に装備され始めている。このシステムは、電動モータを駆動源として有するアクチュエータを備え、そのアクチュエータの作動によって、スタビライザバーが発揮するロール抑制力が変更可能とされている。
上記特許文献に記載のスタビライザシステムでは、電動モータに抵抗器が接続されており、電動モータに路面の外乱,車体が受けるロールモーメントの変化等の外力によって起電力が生じるような場合に、その抵抗器が、起電力によって電動モータが発電する電力を消費するように構成されている。このような構成のもとで、その起電力に依拠したモータ力を、その抵抗器を用いて、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力として作用させるような制御(以下、「抵抗器使用制御」という場合がある)が実行されている。抵抗器使用制御は、1つの好適なスタビライザシステムの制御ではあるが、未だ開発途上にあるアクティブスタビライザシステムにおいて、スタビライザシステムの制御には改善の余地があり、さらに工夫を凝らすことによってスタビライザシステムの実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いスタビライザシステムを提供することを課題とする。 In the stabilizer system described in the above-mentioned patent document, a resistor is connected to the electric motor, and when the electromotive force is generated by an external force such as a disturbance on the road surface or a change in roll moment received by the vehicle body, The device is configured to consume electric power generated by the electric motor by electromotive force. Under such a configuration, the motor force based on the electromotive force is used as a resistance force against the operation of the actuator by the external force using the resistor (hereinafter referred to as “resistor use control”). Is sometimes executed). Resistor use control is control of one suitable stabilizer system, but in an active stabilizer system that is still under development, there is room for improvement in control of the stabilizer system, and the practical use of the stabilizer system by further elaboration It is possible to improve the property. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide a highly practical stabilizer system.
上記課題を解決するために、本発明の車両用スタビライザシステムは、電動モータを駆動源として有するアクチュエータの作動によって、スタビライザバーが発揮するロール抑制力を変更可能なスタビライザシステムであって、電源からの電力を電動モータに供給してその電動モータの作動を制御するための駆動回路を用いてロール抑制力を制御する駆動回路使用制御と、上記起電力によって電動モータが発電する電力を消費するための抵抗器を用いて、外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗を付与する抵抗器使用制御とを、選択的に実行できるように構成される。 In order to solve the above problems, a vehicle stabilizer system according to the present invention is a stabilizer system capable of changing a roll restraining force exerted by a stabilizer bar by an operation of an actuator having an electric motor as a drive source. Drive circuit use control for controlling roll suppression force using a drive circuit for supplying electric power to the electric motor and controlling the operation of the electric motor, and for consuming electric power generated by the electric motor by the electromotive force Resistor use control that provides resistance to the operation of the actuator by an external force is selectively executed using the resistor.
上記駆動回路使用制御においては、ロールモーメントに応じたロール抑制力を発揮させることが可能となり、上記抵抗器使用制御においては、電源から電力が供給されなくても、外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗を付与することが可能となる。それぞれの制御が選択的に実行可能となることで、例えば、それぞれの制御の特徴が活きるように制御の切換が可能となり、本発明によれば、実用性の高いスタビライザシステムが実現することとなる。 In the above drive circuit use control, it becomes possible to exert a roll restraining force according to the roll moment. In the above resistor use control, even if no power is supplied from the power source, the resistance to the operation of the actuator by an external force is provided. It becomes possible to grant. Since each control can be selectively executed, for example, the control can be switched so that the features of each control can be utilized. According to the present invention, a highly practical stabilizer system can be realized. .
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。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、(1)項ないし(3)項の各々が、請求項1ないし請求項3の各々に相当し、(6)項が請求項4に、(7)項が請求項5に、それぞれ相当する。 In each of the following items, each of the items (1) to (3) corresponds to each of claims 1 to 3, the item (6) is claimed in claim 4, the item (7) is claimed. Each corresponds to item 5.
(1)スタビライザバーと、
動力源としての電動モータを有し、前記スタビライザバーが発生するロール抑制力を動作量の増大に応じて増大させるアクチュエータと、
電源からの電力を前記電動モータに供給してその電動モータの作動を制御するための駆動回路と、
前記電動モータに接続された状態において、起電力によってその電動モータが発電する電力を消費する抵抗器と、
(A)前記駆動回路を用いた前記電動モータの制御によって前記アクチュエータの動作量を制御することで、前記スタビライザバーが発生するロール抑制力を制御する駆動回路使用制御と、(B)前記抵抗器を用いて前記電動モータの動作に対する抵抗を発生させることで、前記アクチュエータの外力による動作に対する抵抗を付与する抵抗器使用制御とを、選択的に実行する制御装置と
を備えた車両用スタビライザシステム。
(1) A stabilizer bar,
An actuator having an electric motor as a power source, and increasing a roll restraining force generated by the stabilizer bar in accordance with an increase in an operation amount;
A drive circuit for supplying power from a power source to the electric motor to control the operation of the electric motor;
In a state connected to the electric motor, a resistor that consumes electric power generated by the electric motor by electromotive force;
(A) a drive circuit use control for controlling a roll restraining force generated by the stabilizer bar by controlling an operation amount of the actuator by controlling the electric motor using the drive circuit; and (B) the resistor A vehicle stabilizer system comprising: a control device that selectively executes resistance use control for providing resistance to an operation due to an external force of the actuator by generating a resistance to the operation of the electric motor using the motor.
本項の態様は、上記アクチュエータによってスタビライザバーが発揮するロール抑制力を変更可能なスタビライザシステムに関するものであり、請求可能発明は、いわゆるアクティブスタビライザであることを前提とする。なお、本項の態様における「スタビライザバー」は、車体が受けるロールモーメントに対抗する力であるロール抑制力、より詳しく言えば、自身の捩れによって発生する弾性力等に依拠して車体のロールを抑制する力を発揮する主体となる構成要素であり、以下の説明において、スタビライザバーと上記アクチュエータとによって構成される装置を、「スタビライザ装置」と呼ぶこととする。 The aspect of this section relates to a stabilizer system capable of changing the roll restraining force exerted by the stabilizer bar by the actuator, and the claimable invention is premised on a so-called active stabilizer. In addition, the “stabilizer bar” in the aspect of this section refers to a roll restraining force that is a force that opposes the roll moment received by the vehicle body, more specifically, an elastic force generated by its own torsion, etc. In the following description, a device constituted by a stabilizer bar and the actuator will be referred to as a “stabilizer device”.
スタビライザ装置の構成は、特に限定されるものではない。例えば、後に説明するように、スタビライザバーを、中央部で2つに分離して1対のスタビライザバー部材によって構成し、それら1対のスタビライザバー部材の間にアクチュエータを配設して、上記電動モータが発揮する力に依拠して、そのアクチュエータがそれら1対のスタビライザバー部材を相対回転させアクチュエータ力を発生させるような構成であってもよい。この場合には、アクチュエータ力は、いわゆる回転トルクとなる。また、スタビライザバーの一方の端部と車輪保持部材との間にアクチュエータを配設して、そのアクチュエータがその一方の端部と車輪保持部材との間隔を変化させるようなアクチュエータ力を発生させるような構成であってもよい。ちなみに、「電動モータ」は、リニアモータであってもよく、回転モータであってもよい。 The configuration of the stabilizer device is not particularly limited. For example, as will be described later, the stabilizer bar is divided into two at the central portion and is constituted by a pair of stabilizer bar members, and an actuator is disposed between the pair of stabilizer bar members. Depending on the force exerted by the motor, the actuator may be configured to relatively rotate the pair of stabilizer bar members to generate the actuator force. In this case, the actuator force is a so-called rotational torque. Also, an actuator is disposed between one end of the stabilizer bar and the wheel holding member so that the actuator generates an actuator force that changes the distance between the one end and the wheel holding member. It may be a simple configuration. Incidentally, the “electric motor” may be a linear motor or a rotary motor.
本項の態様のスタビライザシステムでは、アクチュエータの制御、詳しくは、それの駆動源である電動モータの制御は、インバータ等の駆動回路を用いて実行することが可能である。具体的に言えば、例えば、駆動回路は、電動モータと電源との間に配設され、電源から電動モータに供給される電力を制御するような構造とされ、上記アクチュエータの作動は、その駆動回路に制御信号を与えることによって制御される。このような駆動回路を用いた制御(以下、「駆動回路使用制御」という場合がある)においては、例えば、車体が受けるロールモーメントに応じたロール抑制力を発揮させることが可能となり、車体のロールを適切に抑制することが可能となる。また、本項の態様のスタビライザシステムでは、先に説明したような抵抗器使用制御も実行可能である。抵抗器使用制御においては、例えば、電源から電力が供給されなくとも、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗を付与することが可能となる。したがって、本項の態様のスタビライザシステムでは、それぞれが異なる特徴を有する2つの制御を選択的に実行することが可能である。 In the stabilizer system of the aspect of this section, the control of the actuator, specifically, the control of the electric motor that is the drive source thereof can be executed using a drive circuit such as an inverter. More specifically, for example, the drive circuit is disposed between the electric motor and the power source, and is configured to control the power supplied from the power source to the electric motor. It is controlled by giving a control signal to the circuit. In control using such a drive circuit (hereinafter sometimes referred to as “drive circuit use control”), for example, it becomes possible to exert a roll restraining force in accordance with the roll moment received by the vehicle body. Can be appropriately suppressed. Further, in the stabilizer system according to the aspect of this section, the resistor use control as described above can also be executed. In the resistor usage control, for example, it is possible to give resistance to the operation of the actuator by the external force even when power is not supplied from the power source. Therefore, in the stabilizer system according to the aspect of this section, it is possible to selectively execute two controls each having different characteristics.
本項の態様によれば、駆動回路使用制御と抵抗器使用制御とのそれぞれの特徴が活きるように、それら2つの制御を選択的に実行することで、実用性の高いスタビライザシステムが実現可能となる。駆動回路使用制御は、電動モータが電源から電力を受けて駆動することで、ロールモーメントに応じたロール抑制力を発揮する制御であることから、電動モータの駆動力に依拠した制御と考えることができる。つまり、駆動回路使用制御では、アクチュエータを上記外力に逆らって動作させることが可能である。一方、抵抗器使用制御は、電動モータが電源からの電力を受けずに上記起電力に依拠して発揮する力を利用する制御であることから、電動モータの動作に対する抵抗力に依拠した制御と考えることができる。つまり、抵抗器使用制御では、アクチュエータを上記外力に逆らって動作させることができないが、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗を付与することはできる。このことを考慮して、例えば、アクチュエータを上記外力に逆らって動作させようとするとき、つまり、上記外力が増加しているとき,上記外力が発生し安定しているときには、駆動回路使用制御を実行することで、車体のロールを適切に抑制することが可能となる。一方、アクチュエータを上記外力に逆らって動作させる必要が少ないとき、つまり、上記外力が減少しているときには、抵抗器使用制御を実行することで、電源からの消費電力を抑制することが可能となる。 According to the aspect of this section, a highly practical stabilizer system can be realized by selectively executing these two controls so that the respective characteristics of the drive circuit use control and the resistor use control are utilized. Become. The drive circuit use control is a control that exerts a roll restraining force according to the roll moment by driving the electric motor by receiving power from the power source, so it can be considered as a control based on the driving force of the electric motor. it can. That is, in the drive circuit use control, the actuator can be operated against the external force. On the other hand, the resistor usage control is a control that utilizes the force that the electric motor relies on the electromotive force without receiving the power from the power source. Can think. That is, in the resistor usage control, the actuator cannot be operated against the external force, but resistance to the operation of the actuator by the external force can be given. Considering this, for example, when the actuator is to be operated against the external force, that is, when the external force is increasing or when the external force is generated and stable, the drive circuit use control is performed. By executing this, it becomes possible to appropriately suppress the roll of the vehicle body. On the other hand, when there is little need to operate the actuator against the external force, that is, when the external force is decreasing, it is possible to suppress power consumption from the power source by executing resistor use control. .
アクチュエータの動作量は、アクチュエータの発揮する力と相関関係にあることが多く、そのような相関関係を有するスタビライザシステムに対して、本項の態様は、アクチュエータの動作量を直接的な制御目標とするのではなく、アクチュエータの発揮する力を制御目標とし、アクチュエータ力が目標アクチュエータ力となるような制御を行うような態様であってもよい。つまり、アクチュエータの動作量を間接的な制御目標とする態様も、本項の態様に含まれるのである。 The amount of operation of the actuator is often correlated with the force exerted by the actuator, and for a stabilizer system having such a correlation, the aspect of this section shows the amount of operation of the actuator as a direct control target. Instead, the control may be performed such that the force exerted by the actuator is set as a control target and the actuator force becomes the target actuator force. That is, an aspect in which the operation amount of the actuator is an indirect control target is also included in the aspect of this section.
(2)前記制御装置が、前記アクチュエータの動作量が減少過程にあるときに、前記抵抗器使用制御を実行するものとされた(1)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (2) The vehicle stabilizer system according to (1), wherein the control device executes the resistor use control when the operation amount of the actuator is in a decreasing process.
本項の態様は、抵抗器使用制御を実行するときを限定した態様である。典型的な車両の旋回を考えれば、旋回初期においては車体が受けるロールモーメントが増加し、旋回中期においてはロールモーメントが安定し、旋回終期においてはロールモーメントが減少する。例えば、ロールモーメントを抑制すべく駆動回路使用制御のみが実行される場合には、駆動回路使用制御において必要とされるロール抑制力は、旋回初期においては増加し、旋回中期においては一定となり、旋回終期においては減少する。本項の態様の「アクチュエータ」は、アクチュエータの動作量の増大に応じてロール抑制力を増大させるものであることから、アクチュエータの動作量は、旋回初期には増大させられ、旋回中期には維持され、旋回終期には減少させられる。このように駆動回路使用制御が実行されると、後に詳しく説明するが、旋回初期においては電動モータが実際に動作する方向(以下、「電動モータの動作方向」という場合がある)と電動モータがモータ力を発揮する方向(以下、「モータ力方向」という場合がある)とは同じ方向であるが、旋回終期においては、電動モータの動作方向とモータ力方向とは同じ方向とはならない場合がある。つまり、アクチュエータの動作量が減少過程にあるときには、電動モータのモータ力方向の反転が生じることとなり、アクチュエータへの過負荷、異音、振動等が生じる虞がある。したがって、本項の態様のように、アクチュエータの動作量が減少過程にあるときに、抵抗器使用制御が実行されることで、電動モータのモータ力方向の反転によって生じる弊害を解消あるいは抑制することが可能となる。また、旋回終期においては、上記起電力によって発電がなされ、電力が生じる場合がある。この際に、駆動回路使用制御が実行されると、この発電された電力が、駆動回路に逆入力され、駆動回路の負担となり、また、場合によっては、電源にも逆入力され、電源の負担となる。このことから、アクチュエータの動作量が減少過程にあるときに、抵抗器使用制御が実行されることで、発電によって生じる電力による駆動回路,電源の負担を軽減することが可能となる。 The mode of this section is a mode which limited time when performing resistor use control. Considering typical turning of a vehicle, the roll moment received by the vehicle body increases at the beginning of turning, the roll moment stabilizes at the middle of turning, and the rolling moment decreases at the end of turning. For example, when only the drive circuit use control is executed to suppress the roll moment, the roll restraining force required for the drive circuit use control increases in the early stage of the turn and is constant in the middle of the turn. It decreases at the end. Since the “actuator” in this section increases the roll restraining force in response to an increase in the operation amount of the actuator, the operation amount of the actuator is increased at the beginning of the turn and maintained at the middle of the turn. At the end of the turn. When the drive circuit use control is executed in this manner, as will be described in detail later, the direction in which the electric motor actually operates in the initial stage of turning (hereinafter sometimes referred to as the “operation direction of the electric motor”) and the electric motor The direction in which the motor force is exerted (hereinafter sometimes referred to as the “motor force direction”) is the same direction, but at the end of turning, the electric motor operation direction and the motor force direction may not be the same direction. is there. That is, when the operation amount of the actuator is in the process of decreasing, the motor force direction of the electric motor is reversed, which may cause overload, abnormal noise, vibration, etc. to the actuator. Therefore, as in the aspect of this section, when the operation amount of the actuator is in the process of decreasing, the resistor usage control is executed to eliminate or suppress the adverse effects caused by the reversal of the motor force direction of the electric motor. Is possible. In addition, at the end of turning, power is generated by the electromotive force, and power may be generated. At this time, when the drive circuit use control is executed, the generated power is reversely input to the drive circuit and becomes a burden on the drive circuit. In some cases, the generated power is also reversely input to the power supply. It becomes. From this, when the operation amount of the actuator is in a decreasing process, the resistor usage control is executed, so that it is possible to reduce the load on the drive circuit and the power supply due to the power generated by the power generation.
本項の態様では、「アクチュエータの動作量が減少過程にあるとき」に抵抗器使用制御が実行されるが、車体が受けるロールモーメントを直接的あるいは間接的に表す物理量が減少過程にあるとき等に抵抗器使用制御が実行されることでも、本項と同様の効果が期待できる。その物理量には、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。また、操舵角,車両走行速度等も、車体が受けるロールモーメントを間接的に表す物理量と捉えることができる。さらに、後に説明するようなアクチュエータの動作量の目標となる目標動作量が、アクチュエータの実際の動作量より小さいときに、抵抗器使用制御が実行されることでも、本項と同様の効果が期待できる。 In this mode, the resistor usage control is executed when the actuator movement amount is in the decreasing process, but the physical quantity that directly or indirectly represents the roll moment received by the vehicle body is in the decreasing process. The same effect as in this section can be expected when the resistor use control is executed. The physical quantity includes various physical quantities such as the lateral moment, the yaw rate, the cornering force, the lateral force, and the slip angle as well as the roll moment itself. Further, the steering angle, the vehicle traveling speed, and the like can also be regarded as physical quantities that indirectly represent the roll moment received by the vehicle body. Furthermore, the same effect as this section can be expected even when the resistor usage control is executed when the target operation amount, which will be described later, is smaller than the actual operation amount of the actuator. it can.
(3)前記抵抗器が、電気抵抗値を変更可能なものである(1)項または(2)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (3) The vehicle stabilizer system according to (1) or (2), wherein the resistor is capable of changing an electric resistance value.
本項の態様は、抵抗器の構成に関する限定を加えた態様である。本項の態様によれば、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力を変更することが可能となり、アクチュエータの動作を制御することが可能となる。詳しく言えば、電気抵抗値が大きくされるほど、上記抵抗力は小さくされアクチュエータは動き易くなり、電気抵抗値が小さくされるほど、上記抵抗力は大きくされアクチュエータは動き難くなる。したがって、例えば、アクチュエータの動作量が減少過程にあるときに、電気抵抗値を変更可能な抵抗器を用いることで、アクチュエータの動作量を適切に減少させることが可能となる。 The aspect of this section is an aspect in which a limitation relating to the configuration of the resistor is added. According to the aspect of this section, it is possible to change the resistance force against the operation of the actuator due to the external force, and it is possible to control the operation of the actuator. More specifically, as the electrical resistance value is increased, the resistance force is reduced and the actuator becomes easier to move. As the electrical resistance value is reduced, the resistance force is increased and the actuator is less likely to move. Therefore, for example, when the operation amount of the actuator is in a decreasing process, it is possible to appropriately reduce the operation amount of the actuator by using a resistor whose electric resistance value can be changed.
本項に記載の「抵抗器」は、電気抵抗値を無段階あるいは連続的に変更可能なものであってもよく、電気抵抗値を2以上の限られた値に段階的に変更可能なものであってもよい。 The “resistor” described in this section may be an electric resistance value that can be changed steplessly or continuously, and an electric resistance value that can be changed stepwise to a limited value of 2 or more. It may be.
(4)前記制御装置が、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動作量の目標となる目標動作量を決定する機能を有する(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。 (4) The vehicle according to any one of (1) to (3), wherein the control device has a function of determining a target operation amount that is a target of the operation amount of the actuator according to a roll moment received by a vehicle body. Stabilizer system.
本項の態様は、アクチュエータの目標動作量を決定する手法に関する限定を加えた態様である。本項の態様のように、「ロールモーメントに応じて」目標動作量を決定する場合、上述したような、車体が受けるロールモーメントを直接的あるいは間接的に表す物理量に応じて目標動作量を決定することが可能である。 The aspect of this section is an aspect in which a limitation relating to a method for determining the target operation amount of the actuator is added. When determining the target motion amount “depending on the roll moment” as in this aspect, the target motion amount is determined according to the physical quantity that directly or indirectly represents the roll moment received by the vehicle body as described above. Is possible.
(5)前記制御装置が、前記アクチュエータの動作量が前記目標動作量となるようにする制御を、前記駆動回路使用制御として実行する(4)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (5) The vehicle stabilizer system according to (4), wherein the control device executes control so that the operation amount of the actuator becomes the target operation amount as the drive circuit use control.
本項に記載の態様は、駆動回路使用制御を、アクチュエータの動作量に基づいて実行するシステムに関する態様である。詳しく言えば、本項の態様では、アクチュエータの動作量を直接的な制御対象とし、その動作量を所望のロール抑制力が得られる目標動作量とすべく、駆動回路使用制御が実行される。 The mode described in this section is a mode related to a system that executes drive circuit use control based on the operation amount of the actuator. Specifically, in the aspect of this section, the drive circuit use control is executed so that the operation amount of the actuator is a direct control target, and the operation amount is a target operation amount that provides a desired roll restraining force.
(6)前記抵抗器が、電気抵抗値を変更可能なものであり、
前記制御装置が、前記アクチュエータの動作量の前記目標動作量に対する偏差に基づいて前記抵抗器の電気抵抗値を変更する制御を、前記抵抗器使用制御として実行する(4)項または(5)項に記載の車両用スタビライザシステム。
(6) The resistor is capable of changing an electric resistance value,
The control device executes, as the resistor use control, control for changing the electric resistance value of the resistor based on a deviation of the operation amount of the actuator from the target operation amount (paragraph (5) or paragraph (5)). The vehicle stabilizer system described in 1.
本項に記載の態様は、抵抗器使用制御を、アクチュエータの動作量の目標動作量に対する偏差に基づいて実行するシステムに関する態様である。本項の態様によれば、外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力を、上記偏差に基づいて変更することが可能となり、アクチュエータの動作を適切に制御することが可能となる。詳しく言えば、例えば、上記偏差を外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力の目安と考え、後に説明するように、上記偏差が大きい場合には、上記抵抗力を小さくし、上記偏差が小さい場合には、上記抵抗力を大きくするように制御することが可能となる。 The mode described in this section is a mode related to a system that executes the resistor use control based on a deviation of the operation amount of the actuator from the target operation amount. According to the aspect of this section, the resistance force to the operation of the actuator due to the external force can be changed based on the deviation, and the operation of the actuator can be appropriately controlled. More specifically, for example, the deviation is considered as a guideline for the resistance force against the operation of the actuator due to an external force. As described later, when the deviation is large, the resistance force is reduced, and when the deviation is small, It becomes possible to control the resistance force to be increased.
(7)前記制御装置が、前記アクチュエータの動作量の前記目標動作量に対する偏差が大きい場合に前記抵抗器の電気抵抗値を大きくし、小さい場合に小さくする制御を、前記抵抗器使用制御として実行する(6)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (7) The control device executes, as the resistor use control, control to increase the electrical resistance value of the resistor when the deviation of the operation amount of the actuator from the target operation amount is large and to decrease when the deviation is small. The vehicle stabilizer system according to item (6).
本項の態様によれば、抵抗器の電気抵抗値が大きくなるほど、アクチュエータは動作し易くなり、抵抗器の電気抵抗値が小さくなるほど、アクチュエータは動作し難くなることから、上記偏差が大きい場合にアクチュエータの動作を速くすることが可能となり、上記偏差が小さい場合にアクチュエータの動作を遅くする、つまり、アクチュエータをゆっくり動作させることが可能となる。したがって、例えば、アクチュエータの動作量が減少過程にあるときに、本項に記載の抵抗器使用制御が実行されると、アクチュエータ動作量を適切に減少させることが可能となる。本項に記載の抵抗器の電気抵抗値を、上記偏差が大きくなるほど、連続的に大きくしてもよく、段階的に大きくしてもよい。 According to the aspect of this section, the actuator becomes easier to operate as the electrical resistance value of the resistor increases, and the actuator becomes difficult to operate as the electrical resistance value of the resistor decreases. It becomes possible to speed up the operation of the actuator, and when the deviation is small, the operation of the actuator is slowed down, that is, the actuator can be operated slowly. Therefore, for example, when the resistor use control described in this section is executed when the operation amount of the actuator is in a decreasing process, the actuator operation amount can be appropriately reduced. The electrical resistance value of the resistor described in this section may be increased continuously as the deviation increases, or may be increased stepwise.
(8)前記スタビライザバーが、それぞれが、車幅方向に延びる1つの軸線上に配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部に連続してそのトーションバー部と交差して延びるとともに先端部において左右の車輪の各々を保持する車輪保持部材の一方に連結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、前記1対のスタビライザバー部材のトーションバー部を前記軸線のまわりに相対回転させるものである(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
(8) Each of the stabilizer bars includes a torsion bar portion disposed on one axis extending in the vehicle width direction, and extends continuously across the torsion bar portion and intersects with the torsion bar portion, and a distal end portion. And a pair of stabilizer bar members each having an arm portion connected to one of the wheel holding members that hold each of the left and right wheels.
The vehicle stabilizer system according to any one of (1) to (7), wherein the actuator relatively rotates a torsion bar portion of the pair of stabilizer bar members around the axis.
本項に記載の態様は、スタビライザ装置の具体的構造、詳しく言えば、上記スタビライザバーとアクチュエータの構成に関する限定を加えた態様である。本項の態様によれば、スタビライザバーが発揮するロール抑制力を効率的に変更可能である。 The mode described in this section is a mode in which a specific structure of the stabilizer device, more specifically, a limitation on the configuration of the stabilizer bar and the actuator is added. According to the aspect of this section, the roll restraining force exhibited by the stabilizer bar can be changed efficiently.
(9)前記アクチュエータが、前記電動モータの回転を減速させる減速機と、前記電動モータおよび前記減速機とを支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トーションバー部が前記ハウジングに相対回転不能に接続され、他方のトーションバー部が前記減速機の出力部に相対回転不能に接続された(8)項に記載の車両用スタビライザシステム。 (9) The actuator includes a speed reducer that decelerates rotation of the electric motor, and a housing that supports the electric motor and the speed reducer, and one torsion bar portion of the pair of stabilizer bar members includes The vehicle stabilizer system according to (8), wherein the housing is connected to the housing in a relatively non-rotatable manner, and the other torsion bar portion is connected to the output unit of the speed reducer in a relatively non-rotatable manner.
本項に記載の態様は、アクチュエータの構造、および、アクチュエータとスタビライザバーとの連結,配置関係を具体的に限定した態様である。本項の態様においてアクチュエータが有する減速機は、それの機構が特に限定されるものではない。例えば、ハーモニックギヤ機構(「ハーモニックドライブ(登録商標)機構」,「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある)、プラネタリギヤ機構等、種々の機構の減速機を採用することが可能である。電動モータの小型化を考えれば、減速機の減速比は比較的大きい(電動モータの動作量に対するアクチュエータの動作量が小さいことを意味する)ことが望ましく、その点を考慮すれば、ハーモニックギヤ機構を採用する減速機は、本項の態様のシステムにおいて好適である。また、減速比の大きな減速機を採用する場合、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力は大きくなると予想される。したがって、減速比の大きな減速機を採用するアクチュエータに対して、抵抗器使用制御を実行することは特に有益である。 The mode described in this section is a mode in which the structure of the actuator and the connection and arrangement relationship between the actuator and the stabilizer bar are specifically limited. In the aspect of this section, the mechanism of the speed reducer included in the actuator is not particularly limited. For example, it is possible to employ speed reducers of various mechanisms such as a harmonic gear mechanism (sometimes referred to as a “harmonic drive (registered trademark) mechanism”, a “strain wave gearing mechanism”, etc.), a planetary gear mechanism, or the like. Considering the miniaturization of the electric motor, it is desirable that the reduction ratio of the reduction gear is relatively large (meaning that the operation amount of the actuator is small relative to the operation amount of the electric motor), and considering that point, the harmonic gear mechanism The speed reducer that employs is suitable in the system of the aspect of this section. Further, when a reduction gear having a large reduction ratio is employed, it is expected that the resistance force to the operation of the actuator due to the external force will increase. Therefore, it is particularly beneficial to perform resistor usage control for an actuator that employs a reduction gear having a large reduction ratio.
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、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。 Hereinafter, embodiments of the claimable invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention includes various aspects in which various modifications and improvements have been made based on the knowledge of those skilled in the art, including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. Can be implemented.
≪スタビライザシステムの構成≫
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、模式的に示す。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の各々を保持する車輪保持部材としてのサスペンションロアアームの各々に、連結部材としてのリンクロッド18を介して連結されたスタビライザバー20を備えている(図2参照)。そのスタビライザバー20は、それが分割された1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1対のスタビライザバー部材22,24がそれぞれ、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、大まかにいえば、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、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。なお、図示は省略するが、上記サスペンションロアアームと車体の一部との間に、サスペンションスプリングが配設されており、それによって車輪と車体とが相互に弾性的に支持されている。
≪Stabilizer system configuration≫
FIG. 1 schematically shows a
図2(a)に示す前輪側に配設されたスタビライザ装置14と、図2(b)に示す後輪側に配設されたスタビライザ装置14とをそれぞれ、同じ符号を用いて、一括して説明する。スタビライザ装置14の各スタビライザバー部材22,24は、それぞれ、概して車幅方向に延びるトーションバー部32と、トーションバー部32と一体化されてそれと交差して概ね車両の前方あるいは後方に延びるアーム部36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32は、アーム部36に近い箇所において、車体に固定的に設けられた支持部40に回転可能に支持され、互いに同軸的に配置されている。各トーションバー部32の端部(アーム部36側とは反対側の端部)は、それぞれ、後に詳しく説明するが、アクチュエータ30に接続されている。一方、各アーム部36の端部(トーションバー部32側とは反対側の端部)は、リンクロッド18を介して車輪保持部材に連結されている。
The
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。図から解るように、左スタビライザバー部材24は、ハウジング74の端部に固定的に接続されており、また、右スタビライザバー部材22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。その右スタビライザバー部材22のハウジング74内に存在する端部は、減速機72に接続されている。
As schematically shown in FIG. 3, the
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、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。
The
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を含んで構成されている。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(本実施例においては、400歯)が形成されている。このフレキシブルギヤ92は、先に説明した右スタビライザバー部材22に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、右スタビライザバー部材22は、モータ軸86を貫通しており、それから延び出す端部において、当該減速機72の出力部としてのフレキシブルギヤ92の底部を貫通する状態でその底部とセレーション嵌合によって相対回転不能かつ軸方向に相対移動不能に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(本実施例においては、402歯)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、2歯分だけ相対回転させられる。つまり、減速機72の減速比は、200分の1とされている。
The
以上の構成から、車両の旋回等によって、車体に左右の車輪16の一方と車体との距離と、左右の車輪16の他方と車体との距離とを相対変化させる力、すなわちロールモーメントが作用する場合、左右のスタビライザバー部材22,24を相対回転させる力、つまり、アクチュエータ30に対する外力が作用する。その場合、電動モータ70が発生する力であるモータ力(電動モータ70が回転モータであることから、回転トルクと考えることができるため、回転トルクと呼ぶ場合がある)によって、アクチュエータ30がその外力に対抗する力をアクチュエータ力として発揮しているときには、それら2つのスタビライザバー部材22,24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。この捩りにより生じる弾性力は、ロールモーメントに対抗する力、すなわち、ロール抑制力となる。そして、モータ力によってアクチュエータ30の回転位置(動作位置のことである)を変化させることで、左右のスタビライザバー部材22,24の相対回転位置を変化させれば、上記ロール抑制力が変化し、車体のロール量を変化させることが可能となる。本スタビライザ装置14は、そのようにして、スタビライザバー20の見かけ上の剛性を変化させることが可能な装置とされているのである。
With the above configuration, a force that relatively changes the distance between one of the left and
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、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)、言い換えれば、アクチュエータ30の動作量すなわち回転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の制御に利用される。
The
本スタビライザシステム10では、図1に示すように、各スタビライザ装置14に対応する2つのスタビライザ電子制御ユニット(スタビライザECU)102が設けられている。スタビライザECU102はそれぞれ、各スタビライザ装置14、詳しくは、各アクチュエータ30の作動を制御する制御装置であり、図示は省略するが駆動回路としてのインバータ103と、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ104とを備えている。各スタビライザ装置14が有する電動モータ70は、切換スイッチ106を介して、電気抵抗値が可変とされた可変抵抗器108と、コンバータ110を介してバッテリ112に繋がる各インバータ103とに選択的に接続されるようにされている。コンバータ110は、バッテリ112による供給電圧を昇圧可能な構造とされており、各電動モータ70には、対応するインバータ103を介して、バッテリ112から電力が供給される。ちなみに、そのコンバータ110とバッテリ102とを含んで電源が構成されている。なお、電動モータ70は定電圧駆動されることから、供給電力量は、供給電流量を変更することによって変更され、電動モータ70は、その供給電流量に応じた力を発揮することとなる。
In this
各コントローラ104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ステアリングセンサ120,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122が接続されている。各コントローラ104には、さらに、ブレーキシステムの制御装置であるブレーキ電子制御ユニット124(以下、「ブレーキECU」と記載する場合がある)が接続されている。ブレーキECU124には、4つの車輪のそれぞれに対して設けられてそれぞれの回転速度を検出するための車輪速センサ126が接続され、ブレーキECU124は、それら車輪速センサ126の検出値に基づいて、車両の走行速度を推定する機能を有している。各コントローラ104は、そのブレーキECU124と接続され、必要に応じてそれから車速を取得するようにされている。さらに、各コントローラ104は、対応するインバータ103および可変抵抗器108にも接続され、それらを制御することで、スタビライザ装置14をそれぞれ制御するものとされている。ちなみに、各コントローラ104は、互いに通信可能とされている。なお、各コントローラ104のコンピュータが備えるROMには、後に説明するプログラム、各スタビライザ装置14の制御に関する各種のデータ等が記憶されている。
Each
≪インバータおよび可変抵抗器の構成等≫
図4に示すように、電動モータ70は、△結線された3相のDCブラシレスモータであり、切換スイッチ106を介して、インバータ103と可変抵抗器108とのいずれかと選択的に接続可能とされている。そのインバータ103は、各相(U,V,W)について、high側(高電位側),low側(低電位側)の2つのスイッチング素子を備えている(以下、6つのスイッチング素子の各々のことを、「UHC」,「ULC」,「VHC」,「VLC」,「WHC」,「WLC」と呼ぶこととする)。相切換回路は、モータ回転角センサ100の検出信号によって回転位相(電気角)を判断し、そして、その回転位相に応じて制御信号を出力する。その制御信号によって、6つのスイッチング素子の各々のON/OFFの切り換えが実行される。
≪Inverter and variable resistor configuration≫
As shown in FIG. 4, the
本スタビライザシステム10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。それらの切換のパターンには、2つのパターンがあり、パターンによってモータ力の発生方向が異なる。また、各スイッチング素子の切換によって、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(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。デューティ比が変更されることによって、電動モータ70への供給電流量が変更される。なお、相切換回路には、コントローラ104からの指令が入力され、その指令に基づいて、切換パターンとデューティ比とが決定される。
In the
また、可変抵抗器108は、電動モータ70の各相の通電端子間に配置された3つの可変抵抗134と、それら可変抵抗134の電気抵抗値を変更する抵抗値変更回路136とを含んで構成されている。抵抗値変更回路136には、コントローラ104からの指令が入力され、その指令に基づいて電気抵抗値が変更されるようになっている。
The
≪スタビライザ装置の制御≫
i)駆動回路使用制御
本スタビライザシステム10では、通常、車体のロールを抑制するべく、駆動回路としてのインバータ130を用いてアクチュエータ30の回転位置が目標回転位置となるような駆動回路使用制御が実行される。詳しく言えば、駆動回路使用制御では、車体に発生するロールモーメントに応じたロール抑制力を発揮させるべく、車体が受けるロールモーメントに応じて、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。なお、ここで言うアクチュエータ30の回転位置とは、アクチュエータ30の動作量を意味し、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。また、アクチュエータ30の回転量と電動モータ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の回転量に代えて、モータ回転角センサ100によって取得されるモータ回転角が使用される。
≪Control of stabilizer device≫
i) Drive circuit use control In this
ロールモーメントに応じた適正なロール抑制力を発揮させるべく、車体が受けるロールモーメントを指標する横加速度に基づいて、アクチュエータ30の目標回転量、つまり、目標モータ回転角θ*が決定される。詳しく言えば、ステアリングホイールの操作角と車速と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とに基づいて、制御に利用される横加速度である制御横加速度Gy*が、次式に従って決定される。
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
、目標モータ回転角θ*が決定される。コントローラ内には制御横加速度Gy*をパラメータとする目標モータ角θ*のマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、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ができる。そのため、本システム10における駆動回路使用制御においては、目標供給電流i*を決定する際に、PI制御則に従う式ではなく、上記式に従って決定される。
The target rotation amount of the
Gy * = K 1 · Gyc + K 2 · Gyr
Here, K 1 and K 2 are gains, and the target motor rotation angle θ * is determined based on the control lateral acceleration Gy * determined as described above. The controller stores map data of the target motor angle θ * using the control lateral acceleration Gy * as a parameter, and the target motor angle θ * is determined with reference to the map data. Then, by feeding back the actual motor rotation angle θ, which is the actual motor rotation angle, the target supply current i * to the
i * = Ka · Δθ + Kb · Int (Δθ)
This equation follows the PI control law. The first term and the second term mean the proportional term and the integral term, respectively, and Ka and Kb mean the proportional gain and the integral gain, respectively. Int (Δθ) corresponds to an integral value of the motor rotation angle deviation Δθ, and is approximated to the target motor rotation angle θ * (may be considered approximate to the actual motor rotation angle θ). Can be)
i * = Ka · Δθ + Kb · θ *
Can be considered equivalent. Therefore, in the drive circuit use control in the
上記目標供給電流i*を決定するための式は、2つの項からなり、それら2つの項は、それぞれが、目標供給電力の成分と考えることができる。第1項の成分は、モータ回転角偏差Δθに基づく成分(以下、「偏差依拠電流成分」という場合がある)ihとして、、第2項の成分は、目標モータ回転角θ*に基づく成分(以下、「目標回転角依拠電流成分」という場合がある)imとして次式で示す。
ih=Ka・Δθ
im=Kb・θ*
モータ回転角偏差Δθは、それの符号により、実モータ回転角θが目標モータ回転角θ*に近づくべき方向、すなわち電動モータ70の動作方向と、動作させるべき量とを表すものである。つまり、偏差依拠電流成分ihは、外部入力に抗って電動モータ70を回転させるために必要な電流成分と考えることができる。それに対して、目標回転角依拠電流成分imは、アクチュエータ30の動作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、言い換えれば、動作位置保持電力と考えることができる。つまり、外部入力によっても、電動モータ70が回転させられないようにするための電流成分と考えることができる。以上のことに鑑みて、本スタビライザシステム10では、目標供給電流i*は、上記2つの電流成分の和として決定される。
The formula for determining the target supply current i * is composed of two terms, and each of the two terms can be considered as a component of the target supply power. The component of the first term is a component based on the motor rotation angle deviation Δθ (hereinafter sometimes referred to as “deviation-dependent current component”) i h , and the component of the second term is a component based on the target motor rotation angle θ *. (hereinafter referred to as "target rotation angle relying current component") as i m in the following equation.
i h = Ka · Δθ
i m = Kb · θ *
The motor rotation angle deviation Δθ represents the direction in which the actual motor rotation angle θ should approach the target motor rotation angle θ * , that is, the operation direction of the
目標供給電流i*は、それの符号によって電力供給方向が異なることから、電動モータ70のモータ力方向をも表すものと考えることができる。したがって、目標供給電流i*に基づいて、電動モータ70へのデューティ比とモータ力方向とが決定され、それらに従って電動モータ70が作動させられるのである。詳しく言えば、その決定された目標供給電流i*に基づくモータ力方向およびデューティ比についての指令がインバータ130に発令され、上述のように、インバータ130の備えるスイッチング素子が切換えられて、電動モータ70が作動させられるのである。
The target supply current i * can be considered to represent the motor force direction of the
なお、本実施例においては、PI制御則に従い目標供給電流i*が決定されたが、PDI制御則に従い目標供給電流i*を決定することも可能である。この場合、例えば、次式
i*=Ka・Δθ+Kb・Int(Δθ)+Kc・Δθ’
によって、目標供給電流i*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。また、PDI制御則に従う目標供給電流i*においては、第1項の比例項と第3項の微分項との和が、偏差依拠電流成分ihに対応し、第2項の積分項が、目標回転角依拠電流成分imに対応すると考えることができる。
In the present embodiment, the target supply current i * is determined according to the PI control law, but the target supply current i * can also be determined according to the PDI control law. In this case, for example, the following formula: i * = Ka · Δθ + Kb · Int (Δθ) + Kc · Δθ ′
Thus, the target supply current i * may be determined. Here, Kc is a differential gain, and the third term means a differential term component. Further, in the target supply current i * according to the PDI control law, the sum of the proportional term of the first term and the differential term of the third term corresponds to the deviation-dependent current component i h, and the integral term of the second term is it can be thought of as corresponding to the target rotation angle relying current component i m.
ii)駆動回路使用制御における電動モータの動作方向とモータ力方向との関係
図5に、典型的な一旋回動作を例にとって、駆動回路使用制御において必要とされるロール抑制力Is,目標モータ回転角θ*, 実モータ回転角θ,偏差依拠電流成分ih,目標回転角依拠電流成分im,目標供給電流i*の関係を、時間の経過を横軸とするグラフにて概略的に示す。車両の一旋回動作においては、ロール抑制力Isは、車体が受けるロールモーメントに応じ、以下のように変化する。まず、旋回初期[a]においては、操舵角の増加に伴って、ロール抑制力Isは増加する。続く、旋回中期[b]では、操舵角が一定とされた定常旋回となり、ロール抑制力Isは、一定となる。そして、旋回終期[c]においては、操舵角の減少に伴って、ロール抑制力Isは、減少する。それと相応するように、旋回初期[a]においては、目標モータ回転角θ*および実モータ回転角θ、つまり、アクチュエータ30の動作量は、増加過程にあり、旋回終期[c]においては、減少過程にある。ただし、実モータ回転角θは、目標モータ回転角θ*に対してある程度の遅れを伴うことから、図に示すように変化する。つまり、ロール抑制力Isの変化する旋回初期[a]においては、電動モータ70の動作方向は中立位置から離れる方向となり、旋回後期[c]では、電動モータ70の動作方向は中立位置に近づく方向となる。
ii) Relationship between the direction of operation of the electric motor and the direction of the motor force in the drive circuit use control FIG. 5 shows an example of a typical one-turn operation, and the roll suppression force Is and the target motor rotation required in the drive circuit use control. Angle θ * , The relationship among the actual motor rotation angle θ, the deviation-dependent current component i h , the target rotation angle-dependent current component i m , and the target supply current i * is schematically shown in a graph with the passage of time as the horizontal axis. In one turning operation of the vehicle, the roll suppression force Is changes as follows according to the roll moment received by the vehicle body. First, at the initial turning [a], the roll restraining force Is increases as the steering angle increases. Subsequently, in the turning middle period [b], steady turning with a constant steering angle is performed, and the roll restraining force Is is constant. At the end of turning [c], the roll restraining force Is decreases as the steering angle decreases. Correspondingly, the target motor rotation angle θ * and the actual motor rotation angle θ, that is, the operation amount of the
電動モータ70への目標供給電流i*は、先に説明したように、偏差依拠電流成分ihと目標回転角依拠電流成分imとの合計であり、それらの各々の変化に従って、変化することになる。2つの成分ih,imをそれぞれ説明すれば、偏差依拠電流成分ihは、モータ回転角偏差Δθに基づき決定され、旋回初期[a]では、実モータ回転角θを中立位置から遠ざけるべく、電動モータ70の動作方向と同じ方向にモータ力を発揮するための値となり、旋回中期[b]では概して0となり、旋回終期[c]では、実モータ回転角θを中立位置に近づけるべく、電動モータ34の動作方向と同じ方向にモータ力を発揮するための値となる。それに対し、目標回転角依拠電流成分imは、動作位置保持電力としての役割を果たすものであることから、車両の一旋回を通じて、実モータ回転角θを中立位置から電動モータ70の動作方向に離した位置で維持すべく、目標モータ回転角θ*に応じた値となっている。つまり、目標回転角依拠電流成分imに基づいて発揮されるモータ力の方向は、旋回初期[a]では、電動モータ70の動作方向と同じ方向となるが、旋回後期[c]では、概ね、電動モータ70の動作方向と逆の方向となる。
Target supply current i * is to the
旋回終期[c]においては、減速機36のフリクション等に起因して、実モータ回転角θが波打つように変化すると、この変化によって、偏差依拠電流成分ihと目標回転角依拠電流成分imとの合計である目標供給電流i*に基づいて発揮されるモータ力の方向は、電動モータ70の動作方向と逆の方向となったり同じ方向となったりする可能性が高くなる。このような電動モータ70のモータ力方向の反転は、アクチュエータ30への過負荷、異音、振動の発生等の一因となる。このことを考慮して、本スタビライザシステム10においては、旋回終期[c]、言い換えれば、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあるときに、上述のような駆動回路使用制御を実行せずに、以下に説明するような制御が実行される。
In the turning end [c], due to friction or the like of the
iii)抵抗器使用制御
アクチュエータ30の動作量が減少過程にあるときには、上述のように、ロールモーメントも減少していることから、ロールモーメントの変化等の外力に逆らってアクチュエータを動作させる必要はない。すなわち、外力によるアクチュエータ30の動作に対して適切に抵抗を付与することで、アクチュエータ30の動作量を適切に減少させることが可能となる。つまり、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあるときには、電動モータと、起電力によって電動モータが発電する電力を消費するための抵抗器とを接続し、その起電力に依拠したモータ力を、その抵抗器を用いて、上記外力によるアクチュエータの動作に対する抵抗力として作用させるような制御(以下、「抵抗器使用制御」という場合がある)を実行する。そうすることによって、電動モータ70がモータ力方向の反転を生じることなく、アクチュエータ30の動作量を適切に減少させることが可能となる。さらに、本システム10においては、抵抗器使用制御を実行する際に、上記抵抗器の電気抵抗値を変更させることで、外力によるアクチュエータ30の動作に対する抵抗力を変更させている。このようにすることで、アクチュエータ30の動作量をより適切に減少させることが可能となる。なお、本サスペンションシステム10で採用される減速機72の減速比は、上述のように、高減速比であることから、上記起電力に依拠したモータ力は、外力によるアクチュエータ30の動作に対して比較的大きな抵抗となり得る。
iii) Resistor use control When the operation amount of the
本スタビライザシステム10における抵抗器使用制御では、可変抵抗器108の備える可変抵抗134の電気抵抗値を変化させて、外力によるアクチュエータ30の動作に対する抵抗力を変化させる。詳しく言えば、例えば、可変抵抗134の電気抵抗値を大きくすると、上記起電力に依拠したモータ力が減少することから、外力によるアクチュエータ30の動作に対する抵抗力も減少し、一方、電気抵抗値を小さくすると、上記起電力に依拠したモータ力が増加することから、外力によるアクチュエータ30の動作に対する抵抗力も増加する。このことから、アクチュエータ30の動作量を適切に減少させるべく、外力によってアクチュエータ30を速く動作させたい場合、言い換えれば、モータ回転角偏差Δθが大きい場合には、電気抵抗値を大きくして、アクチュエータ30を動き易くし、一方、アクチュエータ30をゆっくり動作させたい場合、言い換えれば、モータ回転角偏差Δθが小さい場合には、電気抵抗値を小さくして、アクチュエータ30を動き難くする。
In the resistor use control in the
具体的に説明すれば、抵抗器使用制御が実行される場合には、コントローラ104からの切換信号に基づいて、切換スイッチ106によって、電動モータ70とインバータ103との接続が断たれ、電動モータ70と可変抵抗器108とが接続される。そして、コントローラ104において、モータ回転角偏差Δθに基づいて可変抵抗器108の電気抵抗値Rが決定される。詳しく言えば、コントローラ104内には、図6に示すようなモータ回転角偏差Δθをパラメータとする電気抵抗値Rのマップデータが格納されており、そのマップデータを参照して、電気抵抗値Rが決定される。その電気抵抗値Rに対応する制御信号が、コントローラ104から抵抗値変更回路136に入力され、抵抗値変更回路136は、3つの可変抵抗器108の各々の可変抵抗134の電気抵抗値を、その信号に応じた値に変更する。それによって、電動モータ70は、アクチュエータ30の動作に対する抵抗力を制御することが可能となる。この抵抗器使用制御が実行されることで、電動モータ70のモータ力方向の反転現象が抑制され、アクチュエータ30への過負荷、異音、振動の発生等が防止若しくは抑制される。また、抵抗器使用制御においては、バッテリ112の電力が消費されないことから、本システム10の省電力化が図られる。さらに、上述のように、電動モータ70とインバータ103との接続が断たれることから、上記起電力によって電動モータ70が発電する電力が、インバータ103に向かって逆流することを防止することができる。つまり、インバータ103,コンバータ110等の出力部における電圧の上昇を防止し、インバータ103,コンバータ110等への負担を軽減することが可能となる。
More specifically, when the resistor use control is executed, the connection between the
≪スタビライザ制御プログラム≫
本スタビライザ装置14の制御は、図7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msec)をおいてコントローラ104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、スタビライザ装置14の制御の流れを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、本スタビライザシステム10には、2つのスタビライザ装置14のそれぞれに対応して、2つのスタビライザECU102、つまり、2つのコントローラ104が備えられおり、それぞれのコントローラ104において、そのそれぞれに対応するスタビライザ装置14についての以下の制御処理が、独立して実行される。
≪Stabilizer control program≫
The control of the
本プログラムによる処理では、まず、ステップ1(以下、単に「S1」と略す。他のステップについても同様とする)において、車速vがブレーキECU124の演算値に基づいて取得され、ステアリングホイールの操作角δが、ステアリングセンサ120の検出値に基づいて取得される。次に、S2において、S1において取得された車速vおよび操作角δに基づいて推定横加速度Gycが推定される。スタビライザECU102のコントローラ104には、車速vと操作角δとをパラメータとする推定横加速度Gycに関するマップデータが格納されており、推定横加速度Gycは、そのマップデータを参照することによって推定される。続いて、S3において、車体に実際に発生する横加速度である実横加速度Gyrが、横加速度センサ122の検出値に基づいて取得される。続くS4において、制御横加速度Gy*が、上述のように推定横加速度Gycと実横加速度Gyrとから決定され、S5において、その制御横加速度Gy*に基づき、目標モータ回転角θ*が決定される。次にS6において、モータ回転角センサ100に基づいて実モータ回転角θが取得され、S7において、実モータ回転角θの目標モータ回転角θ*に対する偏差であるモータ回転角偏差Δθが決定される。
In the processing by this program, first, in step 1 (hereinafter simply referred to as “S1”; the same applies to other steps), the vehicle speed v is acquired based on the calculated value of the
続いて、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあるか否かが判断される。具体的に言えば、S8において、目標モータ回転角θ*が正であるか否かが判断され、正である場合は、S9において、目標モータ回転角θ*が実モータ回転角θより小さいか否かが判断される。小さいと判断された場合は、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあると判断され、それ以外と判断された場合は、アクチュエータ30の動作量が減少過程にないと判断される。また、S8において、目標モータ回転角θ*が正でないと判断された場合には、S10において、目標モータ回転角θ*が実モータ回転角θより大きいか否かが判断される。大きいと判断された場合は、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあると判断され、大きくないと判断された場合は、アクチュエータ30の動作量が減少過程にないと判断される。
Subsequently, it is determined whether or not the operation amount of the
アクチュエータ30の動作量が減少過程にあると判断された場合には、抵抗器使用制御を実行すべく、S11において、切換スイッチ106が電動モータ70と可変抵抗器108とを接続するように作動させられ、S12において、モータ回転角偏差Δθに基づき可変抵抗器108の電気抵抗値Rが決定される。そして、S13において、その決定された電気抵抗値Rに対応する制御信号が、コントローラ104から可変抵抗器108に出力される。また、アクチュエータ30の動作量が減少過程にないと判断された場合には、駆動回路使用制御を実行すべく、S14において、切換スイッチ106が電動モータ70とインバータ103とを接続するように作動させられ、S15において、上述のように、目標供給電流i*が決定される。そして、S16において、その決定された目標供給電流i*に対応する制御信号が、コントローラ104からインバータ103に出力される。
When it is determined that the operation amount of the
≪コントローラの機能構成≫
以上のような制御プログラムが実行されて機能する本サスペンションシステム10のコントローラ104は、その実行処理によれば、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。その機能構成図から解るように、コントローラ104は、S5の処理を実行する機能部、つまり、アクチュエータ30の目標動作量である目標モータ回転角θ*を決定する機能部として、目標動作量決定部150を、S8からS10の処理を実行する機能部、つまり、アクチュエータ30の動作量が減少過程にあることを認定する機能部として、動作量減少過程認定部152を、S11からS13の処理を実行する機能部、つまり、抵抗器使用制御を実行する機能部として、抵抗器使用制御部154を有している。さらに、コントローラ138は、S14からS16の処理を実行する機能部、つまり、駆動回路使用制御を実行する機能部として、駆動回路使用制御部156を有している。なお、抵抗器使用制御部154は、S12の処理を実行する機能部、つまり、可変抵抗器108の電気抵抗値Rを決定する機能部として、電気抵抗値決定部158を、駆動回路使用制御部156は、S15の処理を実行する機能部、つまり、目標供給電流i*を決定する機能部として、目標供給電流決定部160を備えている。
≪Functional structure of controller≫
The
10:車両用スタビライザシステム 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 32:トーションバー部 36:アーム部 70:電動モータ 72:減速機 74:ハウジング 102:スタビライザ電子制御ユニット(スタビライザECU)(制御装置) 103:インバータ(駆動回路) 108:可変抵抗器(抵抗器) 110:コンバータ(電源) 112:バッテリ(電源)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Stabilizer system for vehicles 20: Stabilizer bar 22: Right stabilizer bar member 24: Left stabilizer bar member 30: Actuator 32: Torsion bar part 36: Arm part 70: Electric motor 72: Reduction gear 74: Housing 102: Stabilizer electronic control Unit (stabilizer ECU) (control device) 103: Inverter (drive circuit) 108: Variable resistor (resistor) 110: Converter (power source) 112: Battery (power source)
Claims (5)
動力源としての電動モータを有し、前記スタビライザバーが発生するロール抑制力を動作量の増大に応じて増大させるアクチュエータと、
電源からの電力を前記電動モータに供給してその電動モータの作動を制御するための駆動回路と、
前記電動モータに接続された状態において、起電力によってその電動モータが発電する電力を消費する抵抗器と、
(A)前記駆動回路を用いた前記電動モータの制御によって前記アクチュエータの動作量を制御することで、前記スタビライザバーが発生するロール抑制力を制御する駆動回路使用制御と、(B)前記抵抗器を用いて前記電動モータの動作に対する抵抗を発生させることで、前記アクチュエータの外力による動作に対する抵抗を付与する抵抗器使用制御とを、選択的に実行する制御装置と
を備えた車両用スタビライザシステム。 A stabilizer bar,
An actuator having an electric motor as a power source, and increasing a roll restraining force generated by the stabilizer bar in accordance with an increase in an operation amount;
A drive circuit for supplying power from a power source to the electric motor to control the operation of the electric motor;
In a state connected to the electric motor, a resistor that consumes electric power generated by the electric motor by electromotive force;
(A) a drive circuit use control for controlling a roll restraining force generated by the stabilizer bar by controlling an operation amount of the actuator by controlling the electric motor using the drive circuit; and (B) the resistor A vehicle stabilizer system comprising: a control device that selectively executes resistance use control for providing resistance to an operation due to an external force of the actuator by generating a resistance to the operation of the electric motor using the motor.
前記制御装置が、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動作量の目標となる目標動作量を決定する機能を有し、前記アクチュエータの動作量の前記目標動作量に対する偏差に基づいて前記抵抗器の電気抵抗値を変更する制御を、前記抵抗器使用制御として実行する請求項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。 The resistor is capable of changing an electric resistance value,
The control device has a function of determining a target operation amount that is a target of the operation amount of the actuator according to a roll moment received by a vehicle body, and the resistance based on a deviation of the operation amount of the actuator from the target operation amount The vehicle stabilizer system in any one of Claim 1 thru | or 3 which performs control which changes the electrical resistance value of a resistor as said resistor use control.
The control device executes, as the resistor use control, control for increasing the electrical resistance value of the resistor when the deviation of the operation amount of the actuator from the target operation amount is large and decreasing it when the deviation is small. 5. The vehicle stabilizer system according to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006168312A JP2007331682A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Stabilizer system for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006168312A JP2007331682A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Stabilizer system for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007331682A true JP2007331682A (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=38931549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006168312A Withdrawn JP2007331682A (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Stabilizer system for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007331682A (en) |
-
2006
- 2006-06-19 JP JP2006168312A patent/JP2007331682A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4297085B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP4438763B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2007210454A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP4258538B2 (en) | Vehicle suspension system | |
JP2006248489A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP2006151262A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP4404018B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2009006798A (en) | Vehicular suspension system | |
JP2006188080A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP5477458B2 (en) | Stabilizer system | |
JP2007050842A (en) | Stabilizer control device | |
JP2010260470A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP2007195331A (en) | Electric motor drive device and stabilizer system for vehicles provided with the drive device | |
JP2006219048A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP2007216723A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP4506497B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2007331682A (en) | Stabilizer system for vehicle | |
JP4655993B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP4962211B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2009274575A (en) | Suspension system for vehicle | |
JP2005350036A (en) | Steering controller | |
JP5396936B2 (en) | Vehicle stabilizer system | |
JP2004210200A (en) | Steering control device for vehicle | |
JP2010125960A (en) | Vehicular stabilizer system | |
JP2007145107A (en) | Vehicle having anti-theft function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |