JP2012158223A - Stabilizer device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載され、車体のロール運動を抑制するのに好適なスタビライザ装置に関する。 The present invention relates to a stabilizer device that is mounted on a vehicle such as an automobile and is suitable for suppressing a roll motion of a vehicle body.
自動車等の車両は、コーナリング等の旋回走行時に車体の姿勢を安定させるためにスタビライザ装置を備えているものがある。昨今では従前から開発されている油圧式のスタビライザ装置の他に、搭載性に優れた電動式スタビライザ装置の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。 Some vehicles such as automobiles are provided with a stabilizer device in order to stabilize the posture of the vehicle body during cornering or the like. In recent years, in addition to the hydraulic stabilizer device that has been developed in the past, development of an electric stabilizer device with excellent mountability has been made (for example, see Patent Document 1).
車両の旋回走行時にローリング（ロール）が発生しようとすると、スタビライザ装置は車体側のロールを抑えるためにアクチュエータを駆動して第１，第２のスタビライザバー間の捩り剛性を高める制御を行う。しかし、従来技術のスタビライザ装置は、車両の挙動に応じて頻繁に制御を行う傾向があり、結果的に電力が過剰に消費され、消費動力が大きいという問題がある。 If rolling (roll) is to occur during turning of the vehicle, the stabilizer device controls the torsional rigidity between the first and second stabilizer bars by driving the actuator to suppress the roll on the vehicle body side. However, the stabilizer device of the prior art has a tendency to frequently perform control according to the behavior of the vehicle. As a result, there is a problem that power is excessively consumed and power consumption is large.
本発明の目的は、消費動力を低減することができ、アクチュエータの小型化が可能なスタビライザ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stabilizer device that can reduce power consumption and can reduce the size of an actuator.
上記課題を解決するために請求項１の発明は、第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結しアクチュエータによってねじり剛性を調整する可変剛性部と、前記アクチュエータを制御する制御手段とからなり、前記制御手段は、車体が次の挙動を開始する前に前記可変剛性部を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を有する構成としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
本発明によれば、消費動力を低減することができ、アクチュエータの小型化が可能となる。 According to the present invention, power consumption can be reduced, and the actuator can be miniaturized.
以下、本発明の実施の形態によるスタビライザ装置を、４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a case where a stabilizer device according to an embodiment of the present invention is applied to a four-wheel vehicle will be described as an example with reference to the accompanying drawings.
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図１はスタビライザ装置１を車両の前輪側と後輪側とに使用した場合の全体構成を示し、このスタビライザ装置１は、下記の構成を有することにより車両の横転防止、操縦安定性の向上、さらには乗り心地の向上を図るものである。即ち、車両が道路のコーナ部分等を旋回走行するような状態で、車両にロール方向の慣性力が作用した場合に、車両の前，後に設けられたスタビライザ装置１は、後述するコントローラ２０からの制御信号に基づいてそれぞれ車両のロール運動（ローリング）を抑制するように動作し、これにより、車両の横転防止を図り、車両の操縦安定性や乗り心地を向上するための機能を実現する。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the overall configuration when the
スタビライザ装置１は、長さ方向の中央部分が車両を構成する車体側にブッシュを介して回転可能に取付けられ、図１に示すように、両端側が左，右の車輪側にそれぞれ接続（連結）されている。そして、スタビライザ装置１は、図１、図２に示すように、軸方向の一側に配置される第１のスタビライザバー２と、軸方向の他側に配置される第２のスタビライザバー３と、第１，第２のスタビライザバー２，３の間を連結し、スタビライザバー２，３間の捩り剛性を調整する可変剛性部４とを備えている。
The
車体の左側に配設された第１のスタビライザバー２は柔軟性をもったばね鋼からなり、車体のレイアウト等に応じて図１に示す如く所望の形状に曲げられている。第１のスタビライザバー２の基端側は、可変剛性部４を介して第２のスタビライザバー３に連結され、先端側が左車輪側に接続されている。また、第１のスタビライザバー２の基端側には、ねじり剛性を持ってねじり運動を互いに伝達するための機構（以下、直動機構と記す）として作用するボールアンドランプ機構９に接続されている。
The
第１のスタビライザバー２は、ボールアンドランプ機構９の一方端に機械的に接続され、第２のスタビライザバー３は、ボールアンドランプ機構９の他方端に機械的に接続されている。このボールアンドランプ機構９は、前記直動機構の一例であり、第１のプレート１０と第２のプレート１２と複数のボール１４とを備えている。上記第１のプレート１０と第２のプレート１２には、付勢機構（コイルばね１５）による推力が作用している。この推力により、前記ボール１４は、前記第１のプレート１０と第２のプレート１２にそれぞれ形成されたランプ溝（ランプ１１，１３）に押付けられる。前記推力と前記溝の形状とに基づきトルク伝達係数が調整される。
The
車体の右側に配設された第２のスタビライザバー３は、第１のスタビライザバー２とほぼ同様に、柔軟性をもったばね鋼からなり、図１に記載の如く第１のスタビライザバー２とほぼ対称形状をなすように曲げられている。第２のスタビライザバー３の基端側が可変剛性部４を介して第１のスタビライザバー２に連結され、先端側が右車輪側に接続されている。また、第２のスタビライザバー３の基端部は、後述するケーシング５のモータケース８と機械的に接続されている。
The
第１のスタビライザバー２の基端側と第２のスタビライザバー３の基端側とは、軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、車体側に対し軸線Ｏ−Ｏを中心にして図２の上，下方向に回動自在となるように支持されている。第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３との間を連結して設けられた可変剛性部４は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を調整するものである。また、可変剛性部４は、ケーシング５、ボールアンドランプ機構９、コイルばね１５、付勢力調整機構１６を備えている。
The proximal end side of the
可変剛性部４の外形をなすケーシング５は、軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向に延びる円筒状の容器として形成されている。また、ケーシング５は、十分な剛性をもった金属材料等からなり、プレートケース６と蓋体７とモータケース８とを備えている。ケーシング５は、直動機構として作用するボールアンドランプ機構９や前記直動機構に推力を加える付勢機構（コイルばね１５）を内部に収納するだけでなく、ケーシング５自身が、捩れ力すなわちトルクを伝えるための伝達部材として作用する。これにより、スタビライザ構造をシンプルにすることができる効果が生じる。なお、この実施の形態では、付勢機構は付勢力を発生するコイルばね１５とコイルばね１５の軸長を調整する直動変換機構とを備えている。直動変換機構は、保持手段を構成する雌ねじ１７Ｃと雄ねじ１８Ｂとを有している。
The
一方、蓋体７は、段付円筒状をなし、筒部６Ａの左端部を閉塞するように一体的に固着されている。また、蓋体７の内周側には、第１のスタビライザバー２の基端側を回転自在に支持するためのすべり軸受７Ａが設けられている。
On the other hand, the
プレートケース６の右側に設けられたモータケース８は、後述の電動モータ１９を収容するもので、筒部８Ａと底部８Ｂとにより有底筒状に形成されている。また、筒部８Ａは、その開口側がプレートケース６の底部６Ｂ外周側に一体的に固着され、底部８Ｂの中心位置には、電動モータ１９の固定軸１９Ｂが回転不能に挿嵌される軸固定穴８Ｃが形成されている。そして、底部８Ｂの中心部は、第２のスタビライザバー３の基端部に一体的に接続され、これにより、ケーシング５は、第２のスタビライザバー３と一緒に、第１のスタビライザバー２に対して回動することができる。
A
プレートケース６の左側寄りに収容された直動機構であるボールアンドランプ機構９は、第１のスタビライザバー２と、第２のスタビライザバー３と機械的に接続されたケーシング５との相対回転運動に応じて直動運動するものであり、具体的にはランプの形状により伝達係数を調整している。スタビライザ装置としては剛性特性が調整されたように作用する。上記相対回転位相差を直動運動に変換すると共に直線運動の軸方向に沿って付勢手段による推力を加えることで、上記直動運動による推力と付勢手段による推力とをバランスさせ、バランス位置により、伝達係数が定まる構成とする。上記直動機構として、具体的にはボールアンドランプ機構９を使用する。ボールアンドランプ機構９は、第１のプレート１０と第２のプレート１２および該各プレート１０と１２の間に設けられたボール１４により大略構成されている。
The ball and
図２でプレートケース６内の左部に設けられた第１のプレート１０は、軸線Ｏ−Ｏを中心とする厚肉な円板状に形成されている。そして、第１のプレート１０は、その左端面の中心部が第１のスタビライザバー２の基端部に一体的に接続され、これにより、第１のプレート１０は、第１のスタビライザバー２と一緒に第２のスタビライザバー３に対して回動することができる。また、第１のプレート１０の右端面（表面）には、第１の傾斜部としての第１のランプ１１が、複数個（例えば、３個）円周方向に延びて設けられている。
In FIG. 2, the
ここで、各ランプ１１は、円弧状に湾曲して形成されている。また、各ランプ１１は、長さ方向の中央部が最深部となり、最深部から両端側に向けて所望の曲率で浅くなる傾斜部としての円弧状溝として形成されている。 Here, each lamp 11 is formed to be curved in an arc shape. Further, each lamp 11 is formed as an arc-shaped groove as an inclined portion that becomes a deepest portion at the center in the length direction and becomes shallow with a desired curvature from the deepest portion toward both ends.
第１のプレート１０の右側に対面して設けられた第２のプレート１２は、第１のプレート１０とほぼ同様に、軸線Ｏ−Ｏを中心とする厚肉な円板状に形成されている。ここで、第２のプレート１２の外周面には、周方向にほぼ等間隔で３個の係合溝１２Ａが形成され、該各係合溝１２Ａは、プレートケース６の各突条６Ｄに係合している。これにより、第２のプレート１２は、ケーシング５を介して第２のスタビライザバー３に回転不能に連結されている。
The
また、第１のプレート１０に対面する第２のプレート１２の左端面（表面）には、第２の傾斜部としての第２のランプ１３が複数個（例えば、３個）設けられている。この３個のランプ１３は、第１のランプ１１とほぼ同様に、円弧状に湾曲して形成され、長さ方向の中央部が最深部となり、この最深部から両端側に向けて浅くなる傾斜部としての円弧状溝として形成されている。この湾曲形状により、車両の乗り心地を調整することができる。
In addition, a plurality of (for example, three) second lamps 13 as second inclined portions are provided on the left end surface (front surface) of the
捩れ角が小さい範囲ではばね定数を低くし、乗り心地に影響を与えないことが望まれ、捩れ角が大きい範囲ではばね定数を大きくし旋回時のロールを抑えることが望まれている。その要求を実現するため、捩れ角が小さい範囲には、ねじり力が発生しないよう曲率半径が大きい円弧状とし、捩れ角が大きい範囲に入ったら急激にトルクが立ち上がるように曲率半径を小さくするといった非線形特性を溝の形状により調整することができる。また、曲線と直線を組みあわせる等、所望の特性に合わせて溝のプロフィールを決めればよい。 It is desired that the spring constant is lowered in the range where the torsion angle is small and does not affect the ride comfort. In the range where the torsion angle is large, it is desired to increase the spring constant and suppress the roll during turning. In order to realize this requirement, an arc shape with a large radius of curvature is used in a range where the torsion angle is small so that a torsional force is not generated, and the radius of curvature is reduced so that the torque suddenly rises when the range of the torsion angle is large. Nonlinear characteristics can be adjusted by the shape of the groove. In addition, the groove profile may be determined in accordance with desired characteristics, such as combining curves and straight lines.
第１のプレート１０と第２のプレート１２とに挟まれた複数個（具体的には３個）のボール１４は、第１のランプ１１と第２のランプ１３とに収められている。また、各ボール１４は、各ランプ１１と１３との間に収められた状態で、各プレート１０と１２が当接しないような直径寸法をもった金属球等として形成されている。
A plurality of (specifically, three)
そして、このように構成されたボールアンドランプ機構９は、後述するコイルばね１５の付勢力により、第１のプレート１０と第２のプレート１２とを押付けることにより、ボール１４を各ランプ１１，１３の最深部に配置されるように、即ち各プレート１０，１２は最小の距離寸法となるように付勢される。これにより、常に、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とは初期角度（車が傾斜してない角度）になるように付勢される。
The ball-and-
一方、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３、ケーシング５とが軸線Ｏ−Ｏを中心に相対回転した場合には、第１のランプ１１と第２のランプ１３とが周方向に相対的に位置ずれするから、ボール１４は、各ランプ１１，１３の端部側に移動する。これにより、各プレート１０，１２は、前記最小の距離寸法よりも各ランプ１１，１３からボール１４が突出した分だけ大きな距離寸法をもって離間する。この場合、第２のランプ１３を第１のランプ１１に向け押付けているコイルばね１５の付勢力を大きくすることにより、このときの捩り剛性を大きくすることができる。
On the other hand, when the
第２のプレート１２の右側に位置してプレートケース６内に設けられた付勢機構としてのコイルばね１５は、第２のプレート１２の直線運動を抑制する方向に該プレート１２を付勢するもので、第１のプレート１０に向け第２のプレート１２を押付ける押付力を発生する弾性部材により構成されている。弾性部材としてコイルばねを用いると一部材で済み、例えば皿ばねを用いる場合と比較して組立て性に優れる。
A
コイルばね１５の付勢力を調整するためにケーシング５内に設けられた付勢力調整機構１６は、コイルばね１５の伸縮方向に任意の大きさの初期荷重を付与する荷重付与部として構成されている。また、付勢力調整機構１６は、プレートケース６内に設けられた後述のピストン１７、ねじ部材１８と、モータケース８内に設けられた電動モータ１９とにより大略構成されている。ここで、電動モータ１９はモータケース８内に収め、ボールアンドランプ機構９や付勢力調整機構１６と軸方向に並べて配置しているが、それに限らず、軸方向長さに制約がある場合には、付勢力調整機構と並列に配置する構成としてもよい。
An urging
第２のプレート１２との間にコイルばね１５を挟むように該プレート１２に対向して設けられたピストン１７は、本発明の構成要件をなす支持手段を構成し、段付筒状に形成されている。また、ピストン１７には、大径なばね受部１７Ａの外周面に位置して、周方向にほぼ等間隔で３個の係合溝１７Ｂが形成され、こられの係合溝１７Ｂは、プレートケース６の各突条６Ｄに係合している。これにより、ピストン１７は、ケーシング５に対し回転が規制された状態で軸方向に移動可能に連結されている。
The
また、ピストン１７の内周側には、例えば台形ねじからなる雌ねじ１７Ｃが形成され、該雌ねじ１７Ｃは、後述するねじ部材１８の雄ねじ１８Ｂと共に、後述の電動モータ１９による回転運動をピストン１７の直線運動に変換するねじ機構を構成している。ピストン１７の雌ねじ１７Ｃとねじ部材１８の雄ねじ１８Ｂとは、例えば台形ねじを用いて形成することにより、後述の電動モータ１９に対する給電を停止した状態でも、ピストン１７を任意の位置で摩擦力（保持力）により保持する保持手段を構成している。
Further, a female screw 17C made of, for example, a trapezoidal screw is formed on the inner peripheral side of the
ピストン１７の内周側に螺合して設けられたねじ部材１８は、基端側の軸取付部１８Ａが後述する電動モータ１９の出力軸１９Ｃに取付けられている。また、ねじ部材１８の外周側には、ピストン１７の雌ねじ１７Ｃに螺合する台形ねじからなる雄ねじ１８Ｂが形成され、該雄ねじ１８Ｂは、雌ねじ１７Ｃと一緒にねじ機構を構成している。
A
回転アクチュエータとしての電動モータ１９がモータケース８内に設けられている。この電動モータ１９は、固定子、回転子等（いずれも図示せず）を内蔵した本体部１９Ａと、該本体部１９Ａの右端部から突出し、モータケース８の軸固定穴８Ｃに回転不能に挿嵌された固定軸１９Ｂと、前記本体部１９Ａの左端部から突出し、前記回転子に接続された出力軸１９Ｃとにより大略構成されている。また、出力軸１９Ｃは、プレートケース６の軸挿通孔６Ｃ内でねじ部材１８の軸取付部１８Ａに一体回転するように挿嵌されている。
An
このように構成された付勢力調整機構１６は、コイルばね１５の初期荷重を、第２のプレート１２とピストン１７のばね受部１７Ａとの間隔寸法Ｌｘ により決定する。この場合、電動モータ１９によってねじ部材１８を回転駆動し、ピストン１７を第２のプレート１２側に直線移動したときには、第２のプレート１２とピストン１７のばね受部１７Ａとの間隔寸法Ｌｘ が小さくなるので、コイルばね１５の初期荷重を大荷重側に調整することができる。一方、電動モータ１９によってねじ部材１８を逆方向に回転駆動したときには、前記間隔寸法Ｌｘ を大きくすることにより、コイルばね１５の初期荷重を小荷重側に調整することができる。
The biasing
従って、付勢力調整機構１６は、電動モータ１９によってねじ部材１８を回転駆動し、コイルばね１５の初期荷重を調整することにより、各スタビライザバー２，３間の捩れ角に対するトルク（即ち、捩り剛性）を、直進走行、コーナリング走行等の走行状態に応じて調整することができる。
Therefore, the urging
スタビライザ装置１の電動モータ１９は、制御手段を構成するコントローラ２０（図１参照）に電気的に接続され、該コントローラ２０によって電動モータ１９の出力回転が制御される。コントローラ２０の入力側には、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ２１、車両の走行速度を検出する車速センサ２２およびモータ位置センサ２３等が接続され、出力側にはスタビライザ装置１のアクチュエータである電動モータ１９が接続されている。
The
ここで、コントローラ２０は、ＲＯＭ，ＲＡＭおよび不揮発性メモリ等からなる記憶部（図示せず）を有し、この記憶部内には図３に示す電動モータ１９用の制御処理プログラム（目標剛性制御手段を構成）と、後述の不感帯に対応した閾値ｅ等とが更新可能に格納されている。電動モータ１９を制御するコントローラ２０は、車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部４を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を、図３に示す制御処理として実現するものである。
Here, the
また、コントローラ２０は、操舵角センサ２１で検出した操舵角の信号と車速センサ２２で検出した車速の信号とに基づいて、下記の数１式による車両の横加速度αy を推定演算する。推定された横加速度αy に基づきフィードフォワード制御（ＦＦ制御）にてモータ目標位置Ｓｔ（図３参照）を演算する。モータ位置センサ２３は、電動モータ１９の実際の回転位置を現在位置Ｓｉとして検出するものである。なお、車両の操舵情報としては、前述した操舵角の信号に限らず、例えば操舵角速度の信号であってもよい。
Further, the
本実施の形態によるスタビライザ装置１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
The
まず、車両が直進している場合には、車体がロールすることはほとんどない。このために、スタビライザ装置１に求められる捩り剛性は小さく、各スタビライザバー２，３は比較的容易に独立して回動することができる。これにより、例えば直進走行時に一方の車輪が凹部に落ちることがあっても、この一方の車輪だけをストロークさせることができ、安定した走行姿勢を得ることができる。
First, when the vehicle is traveling straight, the vehicle body hardly rolls. For this reason, the torsional rigidity required for the
即ち、操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量、横加速度等の情報を基にして車両の走行状態を判断し、直進走行していると判断した場合には、スタビライザ装置１のねじ部材１８を電動モータ１９によって予め決められた位置まで回転させ、付勢機構（コイルばね１５）による軸力（推力）が発生する範囲内で直動側の第２のプレート１２とピストン１７のばね受け部１７Ａとの間隔寸法Ｌｘ を大きくする。これにより、コイルばね１５に付加される初期荷重を小さくし、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力（即ち、捩りトルク）も小さくする。従って、スタビライザ装置１の捩り剛性を小さくできるから、左，右の車輪は、路面の凹凸に合わせて独立してストロークすることができ、良好な乗り心地を得ることができる。
That is, based on information such as the steering angle, the accelerator operation amount, the brake operation amount, and the lateral acceleration, the traveling state of the vehicle is determined. If it is determined that the vehicle is traveling straight, the
次に、ハンドルを操作して道路のコーナ部分等をステアリング走行する場合には、外側へのロールを抑える必要がある。そこで、このような場合には、スタビライザ装置１のねじ部材１８を電動モータ１９によって先程とは逆方向に回転させ、第２のプレート１２とピストン１７のばね受け部１７Ａとの間隔寸法Ｌｘ を直進時よりも小さくする。これにより、コイルばね１５に付加される軸力（初期荷重）が大きくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力も大きくなる。従って、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を高めることで、車体が外側にロールするのを抑えることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定させることができる。
Next, when steering a corner portion or the like of a road by operating the steering wheel, it is necessary to suppress outward rolls. Therefore, in such a case, the
このコーナリング時の制御では、左コーナーを走行する場合、右コーナーを走行する場合のいずれでも、付勢力調整機構１６によって付勢機構（コイルばね１５）の初期荷重を大きくすることになる。これにより、山道を走行する場合、スラローム走行を行う場合のように、左コーナーと右コーナーとが交互に続く場合でも、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を一度高めた後には、速度やコーナーの大きさに応じて微調整するだけでよく、電動モータ１９の頻繁な駆動を防止することができる。
In this cornering control, the initial load of the biasing mechanism (coil spring 15) is increased by the biasing
そこで、コントローラ２０による電動モータ１９の制御処理について、図３を参照して説明する。
Therefore, control processing of the
即ち、図３に示す処理動作がスタートすると、ステップ１では、操舵角センサ２１により検出されるハンドルの操舵角、車速センサ２２により検出される車両の車速、およびモータ位置センサ２３により検出される電動モータ１９の実回転位置を読込む。
That is, when the processing operation shown in FIG. 3 starts, in
次のステップ２では、前記操舵角（前輪舵角δf ）と車速Vとより、下記の数１式を用いて車両の横加速度αy を推定演算する。ここで、横加速度αy は車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数１式により求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
In the
次のステップ３では、数１式によって求めた横加速度αy に基づいて車両のロール制御を行うため、電動モータ１９を回転駆動する上での目標位置をモータ目標位置Ｓｔとして演算する。また、ステップ４では、モータ位置センサ２３から読込んだ電動モータ１９の実回転位置、即ち現在位置Ｓｉと前記モータ目標位置Ｓｔとから、両者の偏差ΔＳを下記の数２式により算定する。
In the
次のステップ５では、偏差ΔＳの絶対値が不感帯の閾値ｅ以下となっているか否かを判定する。ステップ５で「ＹＥＳ」と判定するときには、電動モータ１９の現在位置Ｓｉがモータ目標位置Ｓｔに対し不感帯の範囲内となっているので、車両のロール制御を適正に行うことができると判断できる。そこで、次のステップ６では、電動モータ１９への給電を止めてモータを停止させ、次のステップ７でリターンする。
In the
また、ステップ５で「ＮＯ」と判定するときには、電動モータ１９の現在位置Ｓｉがモータ目標位置Ｓｔに対し不感帯の範囲外となっているので、ステップ８に移って現在位置Ｓｉがモータ目標位置Ｓｔよりも大きいか否かを判定する。ステップ８で「ＹＥＳ」と判定したときには、電動モータ１９の現在位置Ｓｉがモータ目標位置Ｓｔよりも大きいために、ステップ９で電動モータ１９を回転角が小さくなる方向に逆回転させ、現在位置Ｓｉがモータ目標位置Ｓｔに対し不感帯の範囲内となるように電動モータ１９の回転位置を制御する。
Further, when “NO” is determined in
電動モータ１９を逆回転する場合には、コイルばね１５に付加される初期荷重が小さくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力となるトルクも小さくなる。従って、スタビライザ装置１の捩り剛性を小さくできるから、左，右の車輪は、路面の凹凸に合わせて独立してストロークすることができ、良好な乗り心地を得ることができる。
When the
一方、ステップ８で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ１０で電動モータ１９を回転角が大きくなるように正方向に回転させ、電動モータ１９の回転位置を目標位置Ｓｔに近付けるようにモータの回転制御を行う。これにより、電動モータ１９の現在位置Ｓｉとモータ目標位置Ｓｔとの偏差ΔＳが閾値ｅによる不感帯の範囲内となるように、電動モータ１９の回転位置を制御することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in
電動モータ１９を正回転させる場合には、コイルばね１５に付加される初期荷重が大きくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力も大きくなる。従って、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を高めることで、車体が外側にロールするのを抑えることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定させることができる。
When the
かくして、第１の実施の形態によれば、操舵角センサ２１および車速センサ２２からの検出信号により、車両走行中に発生する横加速度αy を前記数１式を用いて予め推定演算により予測し、この予測値である横加速度αy に応じて必要なロール剛性から可変剛性スタビライザの目標ばね荷重、即ちピストン１７の目標位置＝モータ目標位置Ｓｔを、予め実験データ等により作成したマップ等を用いて演算する。なお、演算の仕方は、マップの他、例えば横加速度αy に任意の所定値を乗算してモータ目標位置Ｓｔを求めてもよい。
Thus, according to the first embodiment, based on the detection signals from the
その結果、図３中のステップ４，５に示す処理により、モータ目標位置Ｓｔが現在のモータ位置（即ち、現在位置Ｓｉ）とほぼ等しい、つまり不感帯の範囲内であれば、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定されるので、ステップ６の処理により電動モータ１９を停止させる。また、モータ目標位置Ｓｔがモータの現在位置Ｓｉよりも大きい場合には、ステップ１０の処理により電動モータ１９を正方向に駆動して、スタビライザ装置１の捩り剛性を上げる。一方、モータ目標位置Ｓｔがモータの現在位置Ｓｉよりも小さい場合には、ステップ９の処理により電動モータ１９を逆方向に駆動し、前記捩り剛性を下げる制御を行う。
As a result, if the motor target position St is substantially equal to the current motor position (that is, the current position Si) by the processing shown in
この構成により、車両が旋回を開始する前に発生する横加速度αy を予測し、この予測値に基づいてモータ目標位置Ｓｔを演算して求めることにより、コイルばね１５（付勢機構）のセット荷重が小さいうちに電動モータ１９を動かし、少ない消費動力でスタビライザ装置１の捩り剛性を変更することが可能になる。
With this configuration, the lateral acceleration αy generated before the vehicle starts turning is predicted, and the motor target position St is calculated based on the predicted value to obtain the set load of the coil spring 15 (biasing mechanism). It is possible to change the torsional rigidity of the
さらに、車両がスラロームしている場合等に横加速度αy が不感帯の範囲内で発生し続けている間は、電動モータ１９を停止して余計な制御は行わずに、動力を消費させることなく、車両の操縦安定性が高いハードな特性を維持することができる。また、同様に車両の直進中は横加速度αy 、即ち偏差ΔＳが不感帯の範囲を超えない限り、電動モータ１９を停止して動力を消費することなく、乗り心地の良いソフトな特性を維持することができる。
Furthermore, while the lateral acceleration αy continues to occur within the dead zone when the vehicle is slalom, etc., the
従って、本実施の形態によれば、車両の挙動に応じて頻繁に制御を行う必要がなくなり、電動モータ１９の駆動時間を短縮して電力の余分な消費を抑えることができ、消費動力を低減できると共に、アクチュエータとしての電動モータ１９の小型化が可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to frequently perform control according to the behavior of the vehicle, the driving time of the
また、可変剛性部４は、捩り剛性を調整する場合、付勢力調整機構１６によってコイルばね１５の付勢力を小さくするか、大きくするかの調整となるため、左コーナーと右コーナーとで同様の制御とすることができる。この結果、左コーナーと右コーナーとが交互に続くような場合でも、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を電動モータ１９によって一度高めておけば、雌ねじ１７Ｃと雄ねじ１８Ｂからなる保持手段によりピストン１７を任意の位置に摩擦力（保持力）で保持することができ、電動モータ１９の頻繁な駆動を防止することができる。これにより、調整動作の回数削減による省電力化、モータの小型化等を図ることができる。
Further, when the torsional rigidity is adjusted, the variable rigidity portion 4 adjusts whether the urging force of the
しかも、ボールアンドランプ機構９は、第１のスタビライザバー２に連結され第１のランプ１１が形成された第１のプレート１０と、第２のスタビライザバー３に連結され第２のランプ１３が形成された第２のプレート１２と、前記第１のランプ１１と第２のランプ１３に収められた状態で前記第１のプレート１０と第２のプレート１２とに挟まれたボール１４とにより構成している。従って、ボールアンドランプ機構９は、各スタビライザバー２，３間の捩れとなる相対回転運動を、簡単な構成で直線運動に変換することができ、構成を簡略化することができる。これにより、スタビライザ装置１を小型化することができ、車体に対する取付けの自由度を高めることができる。
In addition, the ball and
また、付勢力調整機構１６は、コイルばね１５に当接するピストン１７と、回転運動を該ピストン１７の直線運動に変換するために該ピストン１７に螺合したねじ部材１８と、該ねじ部材１８に連結された電動モータ１９とにより構成しているから、制御が容易な電動モータ１９を用いてコイルばね１５の初期荷重を調整することができ、構成の簡略化による小型化、製造コストの低減等を図ることができる。
The urging
さらに、各プレート１０，１２に設けたランプ１１，１３は、長さ方向の中央部が最深部（図示せず）となり両端側に向けて浅くなる円弧状溝として形成している。これにより、各スタビライザバー２，３間の捩れ角が小さい範囲では、トルクに影響するばね定数を低くして乗り心地を良好にすることができる。また、各スタビライザバー２，３間の捩れ角が大きい範囲では、ばね定数を高くして捩り剛性を高めることができ、コーナーを走行するときのロールを抑制して走行姿勢を安定させることができる。
Further, the lamps 11 and 13 provided on the
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、横加速度の推定演算、即ち横加速度の予測を、カメラ、カーナビゲーションによる情報を用いて、より早い段階で予測できるように構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the lateral acceleration estimation calculation, that is, the prediction of the lateral acceleration is performed by using information from the camera and the car navigation. It is configured so that it can be predicted at an early stage. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
電動モータ１９を制御する制御手段としてのコントローラ（図示せず）は、車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部４を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を、図４に示す制御処理として実現するものである。即ち、図４に示す処理動作がスタートすると、ステップ１１では、車両の前方等に設置したカメラ等の撮像手段（図示せず）で撮像した画像情報、前記車両に搭載したカーナビゲーションシステム（図示せず）からのカーナビ情報、車速センサ２２により検出される車両の車速情報、およびモータ位置センサ２３により検出される電動モータ１９の実回転位置（現在位置Ｓｉ）を読込む。
A controller (not shown) as a control means for controlling the
次のステップ１２では、前記画像情報、カーナビ情報および車両の車速により、走行中の車両に慣性力として働く横加速度を推定演算して予測する。そして、ステップ１３では、この予測値に従ってモータ目標位置Ｓｔを演算により求め、ステップ１４〜ステップ２０にわたる処理を、前記第１の実施の形態（図３に示す流れ図）のステップ４〜ステップ１０にわたる処理と同様に行う。
In the
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、車両走行中の横加速度をカメラやカーナビゲーションシステムを用いて、より早い段階で予測することができる。即ち、カメラやカーナビゲーションシステムから得た情報に基づき、車両走行路のコーナー情報、旋回時の曲率と車速とから横加速度を予測することができ、スタビライザ装置１の捩り剛性を事前に変更することができる。
Thus, also in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same operational effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, the lateral acceleration during vehicle travel can be predicted at an earlier stage using a camera or a car navigation system. That is, based on the information obtained from the camera and the car navigation system, the lateral acceleration can be predicted from the corner information of the vehicle traveling path, the curvature at the time of turning, and the vehicle speed, and the torsional rigidity of the
次に、図５は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、横加速度の推定演算（即ち、横加速度の予測）をカメラ、カーナビゲーションシステムによる情報と操舵角センサ、車速センサによる情報とを用いて予測することにより、制御回数を少なくできるように構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the lateral acceleration estimation calculation (that is, the prediction of the lateral acceleration) is performed using information from the camera and the car navigation system and the steering angle. This is because the number of times of control can be reduced by making predictions using information from sensors and vehicle speed sensors. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ここで、電動モータ１９を制御する制御手段としてのコントローラ（図示せず）は、車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部４を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を、図５に示す制御処理として実現するものである。
Here, a controller (not shown) as a control means for controlling the
即ち、図５に示す処理動作がスタートすると、ステップ２１では、車両の前方等に設置したカメラ等の撮像手段（図示せず）で撮像した画像情報、前記車両に搭載したカーナビゲーションシステム（図示せず）からのカーナビ情報、操舵角センサ２１により検出されるハンドルの操舵角、車速センサ２２により検出される車両の車速情報、およびモータ位置センサ２３により検出される電動モータ１９の実回転位置（現在位置Ｓｉ）を読込む。
That is, when the processing operation shown in FIG. 5 starts, in
次のステップ２２では、前記画像情報、カーナビ情報、操舵角の情報および車両の車速により、走行中の車両に慣性力として働く横加速度を推定演算して予測する。そして、ステップ２３では、この予測値に従ってモータ目標位置Ｓｔを演算により求める。
In the next step 22, lateral acceleration acting as an inertial force on the running vehicle is estimated and predicted based on the image information, car navigation information, steering angle information, and vehicle speed. In
次のステップ２４では、車両の旋回走行（ステアリング）に伴い頻繁な操舵を運転状況にあるか否か、即ち規定時間内に前記予測値である横加速度が規定回数以上に閾加速度（閾値）を越えたか否かを判定する。例えば、前記横加速度が１分間に３回以上、０．１５Ｇ（閾値）を越えるような操舵を行った場合に、走行路が峠道等のようなワインディングロードに入ったと判断する。 In the next step 24, it is determined whether or not frequent steering is in a driving state as the vehicle is turning (steering), that is, the lateral acceleration which is the predicted value within a specified time is set to a threshold acceleration (threshold) more than a specified number of times. It is determined whether it has been exceeded. For example, when the steering is performed such that the lateral acceleration exceeds 0.15 G (threshold value) at least three times per minute, it is determined that the traveling road has entered a winding road such as a saddle road.
ステップ２４で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば前記ワインディングロードに入るような運転状況にあるので、次のステップ２５に移ってモータ目標位置Ｓｔを、これまでの演算により求めた前回値のモータ目標位置Ｓｔに維持し、これを継続させて次のステップ２６〜ステップ３２にわたる処理を行う。この場合、次のステップ２６〜ステップ３２にわたる処理は、前記第１の実施の形態（図３に示す流れ図）のステップ４〜ステップ１０にわたる処理と同様に行う。 If “YES” is determined in step 24, for example, since the driving condition is such that the winding road is entered, the process proceeds to the next step 25, and the motor target position St of the previous value obtained by the previous calculation is obtained. The position St is maintained, and this is continued to perform the processing from the next step 26 to step 32. In this case, the processing from step 26 to step 32 is performed in the same manner as the processing from step 4 to step 10 in the first embodiment (the flowchart shown in FIG. 3).
一方、ステップ２４で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ３３に移ってモータ目標位置Ｓｔを更新し、更新されたモータ目標位置Ｓｔに従ってステップ２６〜ステップ３２にわたる処理を実行する。即ち、ステップ２４で「ＮＯ」と判定するときには、前記第１の実施の形態で述べた図３に示す処理と同様に、車両の操舵角と車速に応じてスタビライザ装置１に必要な捩り剛性を確保する処理を行うものである。
On the other hand, when “NO” is determined in step 24, the process proceeds to the next step 33 to update the motor target position St, and the processing from step 26 to step 32 is executed in accordance with the updated motor target position St. That is, when it is determined “NO” in step 24, the torsional rigidity required for the
かくして、このように構成される第３の実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。例えば、高速道路で車線変更を行うような場合には、前記ステップ２４で「旋回中」であるとは判断されずに「ＮＯ」と判定され、ステップ３３の処理によりモータ目標位置Ｓｔが更新されるため、前記第１の実施の形態と同様に操舵情報や車速情報に応じて必要な剛性を確保することができる。 Thus, in the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same operational effects as those of the first embodiment. For example, when a lane change is made on an expressway, it is determined as “NO” in step 24 without being determined as “turning”, and the motor target position St is updated by the processing in step 33. Therefore, the required rigidity can be ensured according to the steering information and the vehicle speed information as in the first embodiment.
特に、第３の実施の形態では、図５に示す制御処理の如きロジックを採用することにより、特性の保持期間を判断し、さらに制御回数を少なくし、消費動力低減を図ることができる。即ち、峠道等のようなワインディングロードに入り、頻繁な操舵を行った場合には前記ステップ２４で「旋回中」との判断がなされ、その直前のロール剛性が保持されることで、余分な制御は行われなくなる。 In particular, in the third embodiment, by adopting a logic such as the control process shown in FIG. 5, it is possible to determine the characteristic retention period, further reduce the number of times of control, and reduce power consumption. That is, when a winding road such as a saddle road is entered and frequent steering is performed, it is determined in step 24 that “turning is in progress”, and the roll rigidity immediately before that is maintained, so that extra Control is no longer performed.
このように、旋回頻度が高く「旋回中」との判断がなされている間は、仮に少しの間だけ直進走行を行うような状態があっても、スタビライザ装置１の捩り剛性をハードな特性に保ち、ソフトな特性には戻さない制御を行い、制御回数を少なくすることができる。また、カーナビゲーションシステムの情報を用いて旋回の多い地帯に入ったか否かを、例えばステップ２４の判定処理で判断することができるため、上記のような条件（即ち、横加速度が１分間に３回以上、０．１５Ｇの閾値を越えるような操舵を行った場合等）によらず「旋回中」の判断を行うことができ、これによっても、さらに制御回数、作動頻度を下げて消費動力を少なくすることができる。
As described above, while the turning frequency is high and it is determined that the vehicle is turning, the torsional rigidity of the
一方、車両の走行路が直進状態に戻り、操舵の頻度が下がったときには、「旋回中」との判断が解除されて、ステップ３３の処理によりモータ目標位置Ｓｔが更新され、前記第１の実施の形態と同様な処理が行われる。直進走行に戻った場合は横加速度も小さくなるため、モータ目標位置Ｓｔは低くなり、スタビライザ装置１の捩り剛性をソフトな特性に制御して、良好な乗り心地を得ることができる。
On the other hand, when the traveling path of the vehicle returns to the straight traveling state and the steering frequency decreases, the determination of “turning” is canceled, and the motor target position St is updated by the processing of step 33, so that the first implementation is performed. The same processing as in the above embodiment is performed. When the vehicle returns straight, the lateral acceleration also decreases, so the motor target position St becomes low, and the torsional rigidity of the
しかも、本実施の形態では、車両走行中の横加速度をカメラやカーナビゲーションシステムを用いて、より早い段階で予測することができる。即ち、カメラやカーナビゲーションシステムから得た情報に基づき、車両走行路のコーナー情報、旋回時の曲率と車速とから横加速度を予測することができ、スタビライザ装置１の捩り剛性を事前に変更することができる。
Moreover, in the present embodiment, it is possible to predict the lateral acceleration during vehicle travel at an earlier stage using a camera or a car navigation system. That is, based on the information obtained from the camera and the car navigation system, the lateral acceleration can be predicted from the corner information of the vehicle traveling path, the curvature at the time of turning, and the vehicle speed, and the torsional rigidity of the
次に、図６は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、車速に応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用する構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a logic that changes the turning characteristic of the vehicle according to the vehicle speed is adopted. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ここで、フロント，リヤ側の電動モータ１９を制御する制御手段としてのコントローラ（図示せず）は、車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部４を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を、図６に示す制御処理として実現するものである。
Here, a controller (not shown) as a control means for controlling the front and rear
即ち、図６に示す処理動作がスタートすると、ステップ４１では、操舵角センサ２１により検出されるハンドルの操舵角、車速センサ２２により検出される車両の車速、およびモータ位置センサ２３により検出される電動モータ１９の実回転位置（後述するフロントモータの現在位置Ｓfiとリヤモータの現在位置Ｓri）を読込む。次のステップ４２では、前記操舵角の情報および車両の車速により、走行中の車両に慣性力として働く横加速度を、例えば前記数１式により推定演算して予測する。
That is, when the processing operation shown in FIG. 6 starts, in step 41, the steering angle of the steering wheel detected by the
次のステップ４３では、予め記憶しているマップの基準車速と現在の車速とを比較し、現在の車速が前記基準車速よりも小さく遅い場合には、ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定して次のステップ４４に移る。現在の車速が前記基準車速以上に速い場合には、ステップ４３で「ＮＯ」と判定し、後述するステップ５８の演算処理に移る。 In the next step 43, the reference vehicle speed of the map stored in advance is compared with the current vehicle speed. If the current vehicle speed is smaller than the reference vehicle speed and slower than the reference vehicle speed, “YES” is determined in step 43 and the next vehicle speed is determined. The process proceeds to step 44. If the current vehicle speed is higher than the reference vehicle speed, “NO” is determined in step 43, and the process proceeds to a calculation process in step 58 described later.
現在の車速が前記基準速度よりも遅い場合、ステップ４４の処理によりフロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ下記のように演算して決定する。即ち、ステップ４４の処理では、車両の旋回性能をあげるように車両の操舵状態を「オーバーステア」の状態とするための演算処理を行う。 When the current vehicle speed is slower than the reference speed, the front side motor target position Sft and the rear side motor target position Srt are calculated and determined by the processing in step 44 as follows. That is, in the process of step 44, a calculation process for changing the vehicle steering state to an “oversteer” state is performed so as to improve the turning performance of the vehicle.
このため、車両の前輪側（フロント）に設けたスタビライザ装置１の捩り剛性が、後輪側（リヤ）に設けたスタビライザ装置１の捩り剛性よりも小さくなるように、フロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ車速に応じて決定する。この場合、フロント側のモータ目標位置Ｓftは、下記の数３式のようにリヤ側のモータ目標位置Ｓrtよりも小さく設定される。
Therefore, the front motor target position Sft is set so that the torsional rigidity of the
次のステップ４５では、車両の前輪側に設けたフロントモータ（電動モータ１９）のモータ位置センサ２３から読込んだ実回転位置、即ちフロントモータの現在位置Ｓfiと前記フロント側のモータ目標位置Ｓftとから、両者の偏差ΔＳf を下記の数４式により算定する。
In the next step 45, the actual rotational position read from the
次のステップ４６では、偏差ΔＳf の絶対値が不感帯の閾値ｅ以下となっているか否かを判定する。ステップ４６で「ＹＥＳ」と判定するときには、フロントモータの現在位置Ｓfiがフロント側のモータ目標位置Ｓftに対し不感帯の範囲内となっているので、車両のロール制御を適正に行うことができると判断できる。そこで、次のステップ４７では、フロント側の電動モータ１９への給電を止めてフロントモータを停止させる。
In the next step 46, it is determined whether or not the absolute value of the deviation ΔSf is equal to or less than the dead zone threshold e. If “YES” is determined in step 46, it is determined that the vehicle roll control can be properly performed because the current position Sfi of the front motor is within the dead zone with respect to the front motor target position Sft. it can. Therefore, in the next step 47, power supply to the
また、ステップ４６で「ＮＯ」と判定するときには、フロントモータである電動モータ１９の現在位置Ｓfiが、フロント側のモータ目標位置Ｓftに対し不感帯の範囲外となっているので、ステップ４８に移って現在位置Ｓfiがモータ目標位置Ｓftよりも大きいか否かを判定する。ステップ４８で「ＹＥＳ」と判定したときには、フロント側の電動モータ１９の現在位置Ｓfiがモータ目標位置Ｓftよりも大きいために、ステップ４９でフロント側の電動モータ１９を回転角が小さくなる方向に逆回転させ、現在位置Ｓfiがモータ目標位置Ｓftに対し不感帯の範囲内となるようにフロント側の電動モータ１９の回転位置を制御する。
Further, when “NO” is determined in step 46, the current position Sfi of the
一方、ステップ４８で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ５０でフロント側の電動モータ１９を回転角が大きくなるように正方向に回転させ、フロント側の電動モータ１９の回転位置をフロント側のモータ目標位置Ｓftに近付けるようにモータの回転制御を行う。これにより、フロント側の電動モータ１９の現在位置Ｓfiとモータ目標位置Ｓftとの偏差ΔＳf が閾値ｅによる不感帯の範囲内となるように、フロントモータである電動モータ１９の回転位置を制御することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in step 48, in the next step 50, the front-side
次のステップ５１では、車両の後輪側に設けたリヤモータ（電動モータ１９）のモータ位置センサ２３から読込んだ実回転位置、即ちリヤモータの現在位置Ｓriと前記リヤ側のモータ目標位置Ｓrtとから、両者の偏差ΔＳr を下記の数５式により算定する。
In the next step 51, from the actual rotational position read from the
次のステップ５２では、偏差ΔＳr の絶対値が不感帯の閾値ｅ以下となっているか否かを判定する。ステップ５２で「ＹＥＳ」と判定するときには、リヤモータの現在位置Ｓriがリヤ側のモータ目標位置Ｓrtに対し不感帯の範囲内となっているので、車両のロール制御を適正に行うことができると判断できる。そこで、次のステップ５３では、リヤ側の電動モータ１９への給電を止めてリヤモータを停止させ、次のステップ５４でリターンする。
In the next step 52, it is determined whether or not the absolute value of the deviation ΔSr is equal to or less than the dead zone threshold e. If “YES” is determined in step 52, it can be determined that the vehicle roll control can be properly performed because the current position Sri of the rear motor is within the dead zone with respect to the rear motor target position Srt. . Therefore, in the next step 53, the power supply to the
また、ステップ５２で「ＮＯ」と判定するときには、リヤモータの現在位置Ｓriがリヤ側のモータ目標位置Ｓrtに対し不感帯の範囲外となっているので、ステップ５５に移って現在位置Ｓriがモータ目標位置Ｓrtよりも大きいか否かを判定する。ステップ５５で「ＹＥＳ」と判定したときには、リヤモータの現在位置Ｓriがモータ目標位置Ｓrtよりも大きいために、ステップ５６でリヤ側の電動モータ１９を回転角が小さくなる方向に逆回転させ、現在位置Ｓriがモータ目標位置Ｓrtに対し不感帯の範囲内となるようにリヤ側の電動モータ１９の回転位置を制御する。
When the determination at step 52 is “NO”, the current position Sri of the rear motor is out of the dead zone with respect to the motor target position Srt on the rear side. It is determined whether or not it is larger than Srt. If "YES" is determined in the step 55, the current position Sri of the rear motor is larger than the motor target position Srt. Therefore, the
一方、ステップ５５で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ５７でリヤ側の電動モータ１９を回転角が大きくなるように正方向に回転させ、リヤ側の電動モータ１９の回転位置をリヤ側のモータ目標位置Ｓrtに近付けるようにモータの回転制御を行う。これにより、リヤ側の電動モータ１９の現在位置Ｓriとモータ目標位置Ｓrtとの偏差ΔＳr が閾値ｅによる不感帯の範囲内となるように、リヤモータである電動モータ１９の回転位置を制御することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in step 55, in the next step 57, the
次に、前記ステップ４３で「ＮＯ」と判定する場合には、現在の車速が前記基準車速以上に速い状態であるから、次のステップ５８の処理によりフロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ下記のように演算して決定する。即ち、ステップ５８の処理では、車両の走行安定性を高めるように車両の操舵状態を「アンダーステア」の状態とするための演算処理を行う。 Next, if “NO” is determined in step 43, the current vehicle speed is higher than the reference vehicle speed, and therefore, in the next step 58, the front side motor target position Sft and the rear side motor target position are determined. The motor target position Srt is determined by calculating as follows. That is, in the process of step 58, a calculation process for changing the vehicle steering state to the “understeer” state is performed so as to improve the running stability of the vehicle.
このため、車両の前輪側（フロント）に設けたスタビライザ装置１の捩り剛性が、後輪側（リヤ）に設けたスタビライザ装置１の捩り剛性よりも大きくなるように、フロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ車速に応じて決定する。この場合、フロント側のモータ目標位置Ｓftは、下記の数６式のようにリヤ側のモータ目標位置Ｓrtよりも小さく設定される。
Therefore, the front motor target position Sft is set so that the torsional rigidity of the
そして、この場合も前述したステップ４５〜ステップ５７の処理により、フロントモータの現在位置Ｓfiがフロント側のモータ目標位置Ｓftに対し不感帯の範囲内となるように、フロント側の電動モータ１９の回転位置を制御し、リヤ側の電動モータ１９についても、リヤモータの現在位置Ｓriがリヤ側のモータ目標位置Ｓrtに対し不感帯の範囲内となるように回転位置を制御する。これにより、現在の車速が前記基準車速以上に速い場合に、車両の操舵状態を「アンダーステア」の状態とし、車両の走行安定性を高めるようにする。
In this case as well, the rotational position of the
かくして、このように構成される第４の実施の形態でも、車両走行時の操舵情報や車速情報に応じて前輪側と後輪側のスタビライザ装置１に必要な剛性を確保することができ、前記第１の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態によれば、車速に応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用しているため、旋回開始時の車速に応じて車両の旋回特性を決めることができ、これにより、フロント，リヤ側のスタビライザ装置１に対する頻繁な制御を行わずとも、車速に応じた適切な車両挙動を得ることができる。なお、本実施の形態では基準車速と実車速との大小に応じてオーバーステアかアンダーステアかを切り替えるようにしているが、車速に応じてオーバーステアとアンダーステアの度合いを連続的に変更するようにしてもよい。
Thus, even in the fourth embodiment configured as described above, it is possible to ensure the necessary rigidity for the front wheel side and rear wheel
次に、図７は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、旋回開始時のヨーレイトの立ち上がりに応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用する構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that a logic that changes the turning characteristic of the vehicle in accordance with the rise of the yaw rate at the start of turning is adopted. It is in. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ここで、フロント，リヤ側の電動モータ１９を制御する制御手段としてのコントローラ（図示せず）は、車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部４を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を、図７に示す制御処理として実現するものである。
Here, a controller (not shown) as a control means for controlling the front and rear
即ち、図７に示す処理動作がスタートすると、ステップ６１では、操舵角センサ２１により検出されるハンドルの操舵角、車速センサ２２により検出される車両の車速、ヨーレイトセンサ（図示せず）により検出される車両走行中の実ヨーレイト、およびモータ位置センサ２３により検出される電動モータ１９の実回転位置（フロントモータの現在位置Ｓfiとリヤモータの現在位置Ｓri）を読込む。次のステップ６２では、前記操舵角の情報および車両の車速により、走行中の車両に慣性力として働く横加速度を、例えば前記数１式により推定演算する。
That is, when the processing operation shown in FIG. 7 starts, in step 61, the steering angle of the steering wheel detected by the
次のステップ６３では、前記操舵角（前輪舵角δf ）と車速Vとより、下記の数７式を用いて目標ヨーレイトγを推定演算する。ここで、目標ヨーレイトγは車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数７式により求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。 In the next step 63, the target yaw rate γ is estimated and calculated from the steering angle (front wheel steering angle δf) and the vehicle speed V using the following equation (7). Here, the target yaw rate γ can be obtained by the equation (7) when a linear model of the vehicle is assumed and dynamic characteristics are ignored. Where V is the vehicle speed (m / s), A is the stability factor (S 2 / m 2 ), δf is the front wheel steering angle (rad), and L is the wheel base (m).
次のステップ６４では、前記ヨーレイトセンサで検出した実ヨーレイトが、数７式による目標ヨーレイトγよりも小さいか否かを判定する。ステップ６４で「ＹＥＳ」と判定したときには、目標ヨーレイトγが実ヨーレイトよりも大きいので、次のステップ６５で走行車両の旋回性能をあげるように、車両の操舵状態を「オーバーステア」の状態とする演算を行う。 In the next step 64, it is determined whether or not the actual yaw rate detected by the yaw rate sensor is smaller than the target yaw rate γ according to equation (7). If “YES” is determined in the step 64, the target yaw rate γ is larger than the actual yaw rate. Therefore, in the next step 65, the vehicle steering state is set to the “oversteer” state so as to improve the turning performance of the traveling vehicle. Perform the operation.
即ち、ステップ６５では、前記第４の実施の形態による図６に示すステップ４４とほぼ同様に、フロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ演算により求める。そして、その後はステップ６６〜ステップ７８にわたる処理を、前記第４の実施の形態によるステップ４５〜ステップ５７と同様に行う。これにより、目標ヨーレイトγが実ヨーレイトよりも大きい場合に、車両の操舵状態を「オーバーステア」の状態とし、走行車両の旋回性能を向上させる。 That is, in step 65, the front-side motor target position Sft and the rear-side motor target position Srt are obtained by calculation in substantially the same manner as in step 44 shown in FIG. 6 according to the fourth embodiment. After that, the processing from step 66 to step 78 is performed in the same manner as step 45 to step 57 according to the fourth embodiment. Thereby, when the target yaw rate γ is larger than the actual yaw rate, the steering state of the vehicle is set to the “oversteer” state, and the turning performance of the traveling vehicle is improved.
また、ステップ６４で「ＮＯ」と判定したときには、目標ヨーレイトγが実ヨーレイトよりも小さいので、次のステップ７９で車両の走行安定性を高めるように、車両の操舵状態を「アンダーステア」の状態とする演算を行う。即ち、ステップ７９では、前述した第４の実施の形態による図６に示すステップ５８とほぼ同様に、フロント側のモータ目標位置Ｓftとリヤ側のモータ目標位置Ｓrtとを、それぞれ演算により求める。 Further, when “NO” is determined in step 64, the target yaw rate γ is smaller than the actual yaw rate. Therefore, in the next step 79, the vehicle steering state is changed to the “understeer” state so as to improve the vehicle running stability. Perform the operation. That is, in step 79, the front-side motor target position Sft and the rear-side motor target position Srt are respectively obtained by calculation in substantially the same manner as in step 58 shown in FIG. 6 according to the above-described fourth embodiment.
その後はステップ６６〜ステップ７８にわたる処理を、前記第４の実施の形態によるステップ４５〜ステップ５７と同様に行う。これにより、目標ヨーレイトγが実ヨーレイトよりも小さい場合に、車両の操舵状態を「アンダーステア」の状態とし、車両の走行安定性を向上することができる。 Thereafter, the processing from step 66 to step 78 is performed in the same manner as step 45 to step 57 according to the fourth embodiment. As a result, when the target yaw rate γ is smaller than the actual yaw rate, the steering state of the vehicle is set to the “understeer” state, and the running stability of the vehicle can be improved.
かくして、このように構成される第５の実施の形態でも、車両走行時の操舵情報や車速情報に応じて前輪側と後輪側のスタビライザ装置１に必要な剛性を確保することができ、前記第１の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態によれば、旋回開始時のヨーレイトの立ち上がりに応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用しているため、フロント，リヤ側のスタビライザ装置１に対する頻繁な微調整を行うことなく、ステアリングの操舵角に応じた適切な車両の挙動特性を得ることができる。
Thus, also in the fifth embodiment configured as described above, it is possible to ensure the necessary rigidity for the front wheel side and rear wheel
なお、前記第５の実施の形態では、車両の操舵角と車速とにより車両走行時の横加速度を推定演算して予測する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば第２の実施の形態で述べたように、例えばカメラ、カーナビゲーションによる情報を用いて横加速度の予測を行う構成としてもよい。 In the fifth embodiment, the case has been described as an example in which the lateral acceleration during vehicle travel is estimated and calculated based on the vehicle steering angle and the vehicle speed. However, the present invention is not limited to this. For example, as described in the second embodiment, the lateral acceleration may be predicted using information from, for example, a camera or car navigation.
また、前記第１〜第５の実施の形態による構成、作用効果は、それぞれ独立したものとは限らず、それぞれを組合せた制御のロジックによりそれぞれ効果を出すことが可能である。さらに、カメラ等の撮像手段、カーナビゲーションシステムだけではなく、横滑り防止装置や、アクティブステアリングとも協働することで、運転者の操舵によらず発生するヨー（横加速度）に対応して事前に剛性を変更することができる。 In addition, the configurations and operational effects according to the first to fifth embodiments are not limited to independent ones, and can be brought out by control logics that combine them. Furthermore, in addition to imaging means such as cameras and car navigation systems, in addition to side-slip prevention devices and active steering, it is rigid in advance to cope with yaw (lateral acceleration) that occurs regardless of the driver's steering. Can be changed.
また、前記第１〜第５の実施の形態においては、操舵開始時の制御方法について説明したが、操舵終了時に剛性を下げる場合には、操舵動作を行わず直進状態に入ってから一定時間経過後、スタビライザが捩れていない状態で制御を行うことにより、少ない消費動力で剛性を下げることができる。 In the first to fifth embodiments, the control method at the start of steering has been described. However, when the rigidity is lowered at the end of the steering, a certain time has elapsed after entering the straight traveling state without performing the steering operation. Thereafter, by performing the control in a state where the stabilizer is not twisted, the rigidity can be lowered with a small amount of power consumption.
一方、前記実施の形態では、第１，第２のプレート１０，１２にそれぞれ３個のランプ１１，１３を設け、該各ランプ１１，１３に３個のボール１４を収容した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばランプ１１，１３を２個または４個以上設け、ボール１４を２個または４個以上設ける構成としてもよい。また、ボール１４に代えて円錐ころ等を用いる構成としてもよい。
On the other hand, in the embodiment, three lamps 11 and 13 are provided on the first and
また、前記実施の形態では、付勢機構をコイルばね１５により構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば皿ばね等の他の弾性体をコイルばねに代えて用いることにより付勢機構を構成してもよい。また、保持手段としては、台形ねじに限らず、例えばラチェット、トルクダイオード等を用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the case where the biasing mechanism was comprised with the
次に、上記の実施の形態に含まれる発明について述べる。車体が次の挙動を開始する前に可変剛性部を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段は、車速、操舵情報から推定される値に応じて目標剛性を決める構成としている。この場合、車両の車速、操舵情報から走行中の車両に働く横加速度を推定演算により予測値として求めることができ、この予測値からモータ目標位置を目標剛性として算出することができる。 Next, the invention included in the above embodiment will be described. The target stiffness control means for starting the control to make the variable stiffness portion the target stiffness before the vehicle body starts the next behavior is configured to determine the target stiffness according to the values estimated from the vehicle speed and the steering information. In this case, the lateral acceleration acting on the traveling vehicle can be obtained as a predicted value by estimation calculation from the vehicle speed and steering information of the vehicle, and the motor target position can be calculated as the target stiffness from this predicted value.
また、前記目標剛性制御手段は、車両走行路のコーナー情報をカメラ、ナビゲーション情報から入手し、入手した情報から前記目標剛性を決める構成としている。これにより、車両に搭載のカメラ、ナビゲーションシステムの情報から走行中の車両に働く横加速度を予測値として求めることができ、この予測値からモータ目標位置を目標剛性として算出することができる。 Further, the target stiffness control means is configured to obtain corner information of the vehicle travel path from the camera and navigation information and determine the target stiffness from the obtained information. As a result, the lateral acceleration acting on the running vehicle can be obtained as a predicted value from the information of the camera mounted on the vehicle and the navigation system, and the motor target position can be calculated as the target stiffness from this predicted value.
また、前記目標剛性制御手段は、次のコーナーの曲率の情報を入手し、このときの車速と曲率から横加速度を推定する構成としている。これにより、車両走行路のコーナー情報、旋回時の曲率と車速とから横加速度を予測することができ、スタビライザ装置の捩り剛性を事前に変更することができる。また、車速に応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用することにより、旋回開始時の車速に応じて車両の旋回特性を決めることができ、これにより、フロント，リヤ側のスタビライザ装置に対する頻繁な制御を行わずとも、車速に応じた適切な車両挙動を得ることができる。また、旋回開始時のヨーレイトの立ち上がりに応じて車両の旋回特性を変更するロジックを採用することにより、フロント，リヤ側のスタビライザ装置に対する頻繁な微調整を行うことなく、ステアリングの操舵角に応じた適切な車両の挙動特性を得ることができる。 Further, the target stiffness control means obtains information on the curvature of the next corner and estimates the lateral acceleration from the vehicle speed and curvature at this time. Thereby, the lateral acceleration can be predicted from the corner information of the vehicle travel path, the curvature at the time of turning, and the vehicle speed, and the torsional rigidity of the stabilizer device can be changed in advance. In addition, by adopting a logic that changes the turning characteristic of the vehicle according to the vehicle speed, the turning characteristic of the vehicle can be determined according to the vehicle speed at the start of turning. Even if the control is not performed, an appropriate vehicle behavior corresponding to the vehicle speed can be obtained. In addition, by adopting a logic that changes the turning characteristics of the vehicle according to the rise of the yaw rate at the start of turning, it can be adjusted according to the steering angle without frequent fine adjustments to the front and rear stabilizer devices. Appropriate vehicle behavior characteristics can be obtained.
さらに、前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じて直線運動する直動機構と、前記直線運動を抑制する方向に前記直動機構を付勢する付勢機構と、該付勢機構を支持する支持手段と、該支持手段を任意の位置で保持力をもって保持する保持手段とを含んで構成し、アクチュエータは、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与し、制御手段は、前記アクチュエータの出力を制御する構成としている。これにより、アクチュエータの回転出力を直動機構を用いて直線運動に変え、付勢機構の長さを調整して弾性力を変えることができ、第１，第２のスタビライザバー間の捩り剛性を調整することができる。 Further, the variable rigidity portion urges the linear motion mechanism in a direction that linearly moves according to relative rotation between the first stabilizer bar and the second stabilizer bar, and in a direction that suppresses the linear motion. And an urging mechanism for supporting the urging mechanism, and a holding means for holding the supporting means with a holding force at an arbitrary position. The actuator changes the position of the supporting means. For this reason, a force is applied to the support means, and the control means is configured to control the output of the actuator. As a result, the rotational output of the actuator can be changed to a linear motion using a linear motion mechanism, the elastic force can be changed by adjusting the length of the biasing mechanism, and the torsional rigidity between the first and second stabilizer bars can be increased. Can be adjusted.
この捩り剛性を保持する場合には直動機構の機械的な摩擦力を利用して付勢機構の長さを保持するため、アクチュエータのトルクを殆どあるいは全く用いないで調整された捩り剛性を保持できる。捩り剛性を調整しなければならない場合には、電動モータ等のアクチュエータに電力を供給し、捩り剛性を保持する状態では、電力の供給を不要にできるので、消費電力を低減できる効果が有る。これにより、上記の如く付勢力を保持する機能を有すると共に、電動モータが発生する回転トルクを小さくでき、アクチュエータとして小型の電動モータを採用することができる。 In order to maintain this torsional rigidity, the mechanical frictional force of the linear motion mechanism is used to maintain the length of the urging mechanism, so that the adjusted torsional rigidity is maintained with little or no actuator torque. it can. When the torsional rigidity must be adjusted, power is supplied to an actuator such as an electric motor, and in the state where the torsional rigidity is maintained, the supply of electric power can be made unnecessary, so that power consumption can be reduced. Thereby, while having the function to hold | maintain biasing force as mentioned above, the rotational torque which an electric motor generate | occur | produces can be made small, and a small electric motor can be employ | adopted as an actuator.
１ スタビライザ装置
２ 第１のスタビライザバー
３ 第２のスタビライザバー
４ 可変剛性部
５ ケーシング
９ ボールアンドランプ機構（直動機構）
１０ 第１のプレート
１１ 第１のランプ（第１の傾斜部）
１２ 第２のプレート
１３ 第２のランプ（第２の傾斜部）
１４ ボール
１５ コイルばね（付勢機構）
１６ 付勢力調整機構
１７ ピストン（支持手段）
１７Ｃ 雌ねじ（ねじ機構、保持手段）
１８ ねじ部材
１８Ｂ 雄ねじ（ねじ機構、保持手段）
１９ 電動モータ（アクチュエータ）
２０ コントローラ（制御手段、目標剛性制御手段）
２１ 操舵角センサ
２２ 車速センサ
２３ モータ位置センサ
DESCRIPTION OF
10 1st plate 11 1st lamp | ramp (1st inclination part)
12 2nd plate 13 2nd lamp | ramp (2nd inclination part)
14
16 Biasing
17C Female thread (screw mechanism, holding means)
18 Screw member 18B Male screw (screw mechanism, holding means)
19 Electric motor (actuator)
20 controller (control means, target stiffness control means)
21 Steering angle sensor 22
Claims (5)
前記制御手段は、車体が次の挙動を開始する前に前記可変剛性部を目標剛性にする制御を開始する目標剛性制御手段を有することを特徴とするスタビライザ装置。 A first stabilizer bar; a second stabilizer bar; a variable rigidity portion that connects the stabilizer bars and adjusts torsional rigidity by an actuator; and a control means that controls the actuator.
The stabilizer device has a target rigidity control means for starting a control for setting the variable rigidity portion to a target rigidity before the vehicle body starts the next behavior.
前記アクチュエータは、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与し、前記制御手段は、前記アクチュエータの出力を制御する構成としたことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載のスタビライザ装置。 The variable rigid portion includes a linear motion mechanism that linearly moves in accordance with relative rotation between the first stabilizer bar and the second stabilizer bar, and an urging force that biases the linear motion mechanism in a direction that suppresses the linear motion. An urging mechanism, a supporting means for supporting the urging mechanism, and a holding means for holding the supporting means at an arbitrary position with a holding force;
The said actuator gives the force for changing the position of the said support means to the said support means, The said control means was set as the structure which controls the output of the said actuator. Or the stabilizer apparatus of 4.
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