JP2528670B2 - スタビライザの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は少なくとも車速および操舵角から決定される
捩れ量にスタビライザを調節するスタビライザの制御装
置に関する。

［従来の技術］ この種のスタビライザの制御装置として、例えば、
「スタビライザ装置」（特開昭61−64514号公報）等が
提案されている。このスタビライザの制御装置は、スタ
ビライザと車輪側部材とを、ピストン及びシリンダボデ
ィによって２つのシリンダ室を形成したシリンダユニッ
トによって連結すると共に、切換弁を介して両シリンダ
室を圧力流体源に連結し、シリンダユニット内の流体圧
力を調整して、シリンダユニットを伸縮させ、スタビラ
イザの作用を積極的に利用し、車両の姿勢を制御して車
両旋回時等のローリングを防止するものである。

ところで、上記従来技術では、圧力流体源からの圧力
流体をシリンダユニットに供給して、車両姿勢を安定に
するよう制御するに過ぎず、シリンダユニットに圧力流
体が不連続的、または、段階的に供給されると、乗員に
違和感を与える衝撃的振動、該振動に伴う騒音等が車両
に発生し、乗り心地の悪化を招いてしまう。そこで、本
願出願人は、その改良技術としてスタビライザをアクテ
ィプ制御するに際し、流体圧力源からシリンダユニット
への圧力流体の流量を流量制御弁により連続的に制御す
る（油圧スタビライザ制御装置」（特願昭62−148610）
を提案した。かかる油圧スタビライザ制御装置は、車両
の姿勢制御により車両旋回時のローリングを防止すると
共に、制御による乗員の感じる違和感を解消した優れた
ものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、以下に掲げる点において猶一層の改善
が要望された。すなわち、近年、車両にはスタビライザ
の制御装置を含めエンジンの出力トルクを利用する様々
な装置が搭載されている。このため、エンジンの負荷の
総和は大きくなっており、エンジンの運転状態によって
はエンジンストールを招致してしまうことが考えられ
た。とくに、ステアリング制御の油圧ポンプとスタビラ
イザ制御の油圧ポンプとを連動して稼働させる車両にお
いて、車庫入れや縦列駐車をする場合には、エンジン回
転数が低いままでハンドルを切り操舵角を大きくするの
でステアリング制御およびスタビライザ制御によるエン
ジン負荷は極めて大きくなってしまう。

本発明のスタビライザの制御装置は、エンジン回転数
が低い場合にも好適にスタビライザを制御することを目
的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明のスタビラ
イザの制御装置は、第１図に例示するように、 車体のロールを抑制するために、車両の左右両輪のば
ね下部材を結合し、前記車両の走行状態および自身の特
性に応じて発生する所定の捩れ量に伴い捩り剛性を発す
るスタビライザM0の制御を行なう制御装置において、 少なくとも前記車両の車速および操舵角から、前記ス
タビライザM0の前記所定の捩れ量を上回る捩れ領域にお
いて当該スタビライザM0の調節すべき基本捩れ量を決定
する捩れ量決定手段M1と、 該捩れ量決定手段M1によって決定された基本捩れ量に
前記スタビライザM0を調節する捩れ量調節手段M2と、 前記車両のエンジン回転数を検出する回転数検出手段
M3と、 を備えると共に、 前記捩れ量決定手段M1は、前記回転数検出手段M3によ
って検出されたエンジン回転数が所定の回転数以下とな
った場合に、前記スタビライザM0の基本捩れ量を前記所
定の捩れ量を上回る捩れ領域において減少補正する減少
補正手段M4を備えたことを特徴とする。

捩れ量決定手段M1はスタビライザM0の所定の捩れ量を
上回る捩れ領域においてスタビライザM0の調節すべき基
本捩れ量を少なくとも車速および操舵角から決定するも
のであって、車速および操舵角と捩れ量との関係を規定
したマップ、もしくは、演算式に基づいて基本捩れ量を
決定する構成や、車速及び操舵角に基づいて旋回走行状
態における内外輪間移動荷重を求め、該移動荷重により
生じる懸架装置のたわみに起因する車体の傾斜（所謂、
ローリング）から抑制可能なスタビライザM0の基本捩れ
量を決定する構成等を挙げることができる。スタビライ
ザM0は左右の遊動輪，左右の駆動輪の両方に設けてもあ
るいはいずれか一方にだけ設けてもどちらでもよい。車
速は、車両の駆動軸に設けられた電磁ピックアップ式回
転速度センサ、もしくは、駆動輪の回転速度を検出する
車輪周速度センサや、周知の車速センサから検出する構
成とすることができる。さらに、駆動輪の回転角、もし
くは、回転角速度を検出する各種のセンサから検出する
構成とすることもできる。操舵角は、ステアリングシャ
フトに配設されて操舵量をアナログ信号として出力する
ポテンショメータ、もしくは、分解能の高いディジタル
信号として出力するロータリエンコーダ等のステアリン
グセンサにより検出する構成とすることができる。

捩れ量調節手段M2とは、外部からの指令に従ってスタ
ビライザM0の基本捩れ量を調節するものである。ばね下
部材とスタビライザM0の該ばね下部材に対向する取付部
との一方に配設されたシリンダ、上記ばね下部材と上記
スタビライザM0の該ばね下部材に対向する取付部との他
方に装着さされて上記シリンダと摺動自在に嵌合するピ
ストン、該ピストンにより区分された上記シリンダの上
室および下室と液圧源とを接続する液圧回路、該液圧回
路に介挿された方向切換弁および流量制御弁により構成
することができる。また、ばね下部材とスタビライザM0
の該ばね下部材に対向する取付部との間に、周知の減衰
力可変ショックアブソーバに類似する構造のシリンダお
よびピストンから成り、外部から入力される制御信号に
したがって該ピストンを摺動・固定可能な連結アクチュ
エータを介装するよう構成しても良い。また、スタビラ
イザM0の車体に取り付けている左右２箇所の軸受部の上
下位置を、該車体側に配設された油圧アクチュエータに
より変更する構成、あるいは、上記軸受部近傍の車体側
に配設されてスタビライザM0を積極的（Active）に捩る
油圧アクチュエータを使用した構成を取ることもでき
る。このように、油圧アクチュエータを車体側、すなわ
ち、ばね上に配設した場合には、ばね上振動の振動数が
ばね下振動の振動数より約１桁程度低いので、油圧アク
チュエータの耐久性および信頼性を向上できる。

回転数検出手段M3は、ディストリビュータに設けられ
た周知のクランク角センサやクランク軸の周囲に取り付
けられた周知の回転数センサの他、予め設定された回転
数を下回るとき作動するスイッチ式のセンサ等を用いて
構成することができる。回転数検出手段M3は検出した回
転数を用いて出力トルクを算出する構成や算出した出力
トルクに対する負荷の余裕度を求める構成等を付加して
もよい。

減少補正手段M4はエンジン回転数が所定の回転数以下
となった場合に、スタビライザM0の基本捩れ量を所定の
捩れ量を上回る捩れ領域において減少補正するものであ
る。車速および操舵角からスタビライザの基本捩れ量を
算出しこの基本捩れ量にエンジン回転数に対応した補正
係数を乗算して減少補正した目標の捩れ量を求める構成
とすることができる。この補正係数は、エンジン回転数
の全領域に亘りエンジン回転数の低下につれて値が小さ
くなる特性や、エンジン回転数の低下につれて段階的に
値が小さくなる特性、あるいは所定エンジン回転数を境
にそれ以下の回転数ではたとえば値１から値0.5に切り
替わる特性等から求めることができる。また、この特性
としては、エンジン回転数の低下時とエンジン回転数の
上昇時とで別々の値をもつもの、あるいはエンジン回転
数が一旦下がってから再び上昇するときに低下時より緩
かな勾配で値が大きくなるもの、つまり履歴性のあるも
の等を挙げることができる。前者のとき、上昇時の立ち
上がりエンジン回転数を低下時の立ち上がりエンジン回
転数に較べて高めに設定し運転状態に適して定めること
ができる。後者のとき、捩れ量のエンジン回転数による
変化を滑かにすることができる。

［作用］ 本発明のスタビライザの制御装置は、車体のロールを
抑制するために、車両の左右両輪のばね下部材を結合
し、車両の走行状態および自身の特性に応じて発生する
所定の捩れ量に伴い捩り剛性を発するスタビライザM0の
制御を行なう。そして、捩れ量決定手段M1により、少な
くとも車両の車速および操舵角から、スタビライザM0の
所定の捩れ量を上回る捩れ領域においてスタビライザM0
の調節すべき基本捩れ量を決定し、捩れ量調節手段M2に
より、この決定された基本捩れ量にスタビライザM0を調
節するが、回転数検出手段M3によって検出されたエンジ
ン回転数が所定の回転数以下となった場合に、減少補正
手段M4により、スタビライザM0の基本捩れ量を所定の捩
れ量を上回る捩れ領域において減少補正する。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例であるスタビライザ制御装置
のシステム構成を第２図に示す。

同図に示すように、スタビライザ制御装置１は、フロ
ントのスタビライザ装置２、これを制御する電子制御装
置（以下、単にECUと呼ぶ。）３から構成されている。

フロントのスタビライザ装置２は、フロントのスタビ
ライザバー４の左取付部と左前輪５のロワーアーム６と
の間に介装された連結アクチュエータ７および該連結ア
クチュエータ７に油圧源８で昇圧された圧油を供給する
バルブアクチュエータ９から成る連結ユニット10、上記
フロントのスタビライザバー４の右取付部と右前輪11の
ロワーアーム12との間を接続するスタビライザ リンク
13を備える。

一方、リアのスタビライザバー14の左取付部と左後輪
15のロワーアーム16との間はスタビライザ リンク17に
より、該リアのスタビライザバー14の右取付部と右後輪
18のロワーアーム19との間はスタビライザ リンク20に
より各々接続されている。

上記スタビライザ制御装置１は、検出器として車速を
検出する車速センサ21、操舵角を検出するステアリング
センサ22、遊動輪である左前輪５の回転速度を検出する
左遊動輪速度センサ23、同じく遊動輪である右前輪11の
回転速度を検出する右遊動輪速度センサ24、駆動輪であ
る左後輪15の回転速度を検出する左駆動輪速度センサ2
5、同じく駆動輪である右後輪18の回転速度を検出する
右駆動輪速度センサ26、および図示しないディストリビ
ュータに取り付けられエンジンの回転数を検出するクラ
ンク角センサ28を備える。

次に、上記連結ユニット10およびECU3の構成を第３図
に基づいて説明する。連結ユニット10は、第３図に示す
ように、フロントのスタビライザー４の左取付部とロワ
ーアーム６との間隔を調節する連結アクチュエータ７、
上記間隔（ストローク量）を検出してECU3に出力するス
トロークセンサ29および上記連結アクチュエータ７に油
圧源８で昇圧した圧油をECU3の制御に従って供給するバ
ルブアクチュエータ９から構成されている。

上記連結アクチュエータ７は、シリンダ31内に、ピス
トンロッド33を連設したピストン32が摺動自在に嵌合
し、該ピストン32は上記シリンダ31内を、ポート35aを
有する上室35とポート36aを有する下室36とに区分して
いる。また、上記ピストンロッド33は上記フロントのス
タビライザバー４の左取付部に、一方、上記シリンダ31
は上記ロワーアーム６に、各々装着されている。したが
って、上記スタビライザ装置２は、連結アクチュエータ
７のピストン32の所定ストローク量に亘る移動により、
フロントのスタビライザバー４の捩れ剛性を変更するよ
う構成されている。

また、油圧源８は、エンジン51の出力軸52により駆動
される定流量の油圧ポンプ53および作動油を貯蔵するリ
ザーバ54を備えている。この油圧ポンプ53は図示しない
ステアリング制御装置の油圧ポンプと連動している。

さらに、上記バルブアクチュエータ９は、ECU3から出
力される制御信号に応じて、固定位置41a、収縮位置41b
および伸張位置41cに切り換わる方向切換弁41（４ポー
ト３位置電磁弁）とECU3から出力されるデューティ比制
御信号に応じて平均開度を連続的に変化させる流量制御
弁42（リニアソレノイド弁）とを備える。ここで、上記
流量制御弁42は、油圧源８と方向切換弁41とを接続する
管路61と、方向切換弁41とリザーバ54とを連通する管路
62とを接続する管路に配設されている。また、上記流量
制御弁42は、連通位置42aと遮断位置42bとの間で、ECU3
の出力するデューティ比制御信号に応じて、高速に切り
換えられ、その開口面積を全開状態（連通位置42a）か
ら全閉状態（遮断位置42b）まで連続的に調節可能であ
る。本実施例では、デューティ比制御信号が100「％」
のときに流量制御弁42を全開状態に、一方、デューティ
比制御信号が０「％」のときに流量制御弁42を全閉状態
とするよう定めた。

上述したECU3は、同図に示すように、CPU3a,ROM3b,RA
M3cを中心に論理演算回路として構成され、コモンバス3
dを介して入力部3eおよび出力部3fに接続されて外部と
の入出力を行なう。上記各センサの検出信号は人力部3e
を介してCPU3aに入力され、一方、CPU3は出力部3fを介
して方向切換弁41および流量制御弁42に制御信号を出力
する。

上記構成の連結ユニット10は、ECU3が方向切換弁41お
よび流量制御弁42に制御信号を出力することにより、以
下のように作動する。

すなわち、方向切換弁41が固定位置41aに切り換えら
れ、かつ、流量制御弁42デューティ比100［％］の制御
信号により全開状態（連通位置42a）にあるときは、作
動油は油圧ポンプ53、管路61、方向切換弁41および流量
制御弁42、管路62、を介してリザーバ54に戻る。また、
上記連結アクチュエータ７のシリンダ31の上室35と下室
36とを接続する油圧回路は遮断される。このため、ピス
トン32は現在位置に固定され、フロントのスタビライザ
バー４とロワーアーム６との間隔（ストローク量）は一
定間隔に保持され、所謂ホールド状態になる。

一方、方向切換弁41が収縮位置41b、もしくは、伸張
位置41cの何れかに切り換えられ、かつ、流量制御弁42
がデューティ比100［％］の制御信号により全開状態
（連通位置42a）にあるときは、油圧ポンプ53から供給
される作動油は、総てリザーバ54に戻る。

また、上記連結アクチュエータ７のシリンダ31の上室
35および下室36は、方向切換弁41および流量制御弁42、
管路62を介してリザーバ54に通じる。このため、ピスト
ン32は摺動自在に移動し、フロントのスタビライザー４
とロワーアーム６との間隔（ストローク量）は常時変化
する、所謂フリー状態になる。

また、方向切換弁41が収縮位置41b、あるいは、伸張
位置41cにあり、かつ、流量制御弁42が連通位置42aから
遮断位置42bに徐々に開度を減少するようデューティ比
制御されたときには、作動油は油圧ポンプ53、管路61、
方向切換弁41、徐々に閉弁される流量制御弁42、ポート
35aを介して連結アクチュエータ７の上室35、また、ポ
ート36aを介して連結アクチュエータ７の下室36の何れ
かに流入し、一方、上室35、もしくは、下室36内部の作
動油は各々ポート35a、あるいは、ポート36a、方向切換
弁41、徐々に閉弁される流量制御弁42、管路62を介して
リザーバ54に流出する。したがって、連結アクチュエー
タ７のピストン33は、ECU3の決定した目標ストロークだ
け移動し、ストロークセンサ29の検出したフロントのス
タビライザバー４の左取付部とロワーアーム６との間隔
（ストローク量）が、目標ストローク量と等しくなる
と、流量制御弁42の開度を一定に保持するデューティ比
制御信号が出力される。これにより、連結アクチュエー
タ７は、目標ストローク量だけ全長が変化する、伸張状
態、もしくは、収縮位置で、油圧ポンプ53から供給され
る作動油が流量制御弁42を通過するときの絞り効果によ
り発生する油圧と連結アクチュエータ７に加わる作用力
とがつりあって保持される。このため、スタビライザバ
ー４が捩り作用力を発揮し、車両のローリングを抑制で
きる。

次に、上記ECU3が実行するスタビライザ制御処理を第
４図に示すフローチャートに基づいて説明する。本スタ
ビライザ制御処理は、ECU3の起動に伴って実行される。

処理が開始されると、ステップ110および120で、車速
センサ21およびステアリングセンサ22から車速信号Ｖお
よび操舵角θをそれぞれ読み込む。

続くステップ130では、上記ステップ120にて読み込ま
れた操舵角信号θに基づいて現在車両が右旋回か或は左
旋回かを判定し、右旋回であると判断するとステップ14
0に進む。ステップ140では第５図に示すマップを読み出
し、車速信号Ｖと操舵角信号θから、現在車両がほぼ直
線走行状態（Ａ）であるか、或は過旋回走行状態（Ｂ）
であるかを判定する。つまり、シリンダ31のピストン32
の状態をフリー状態に制御するか、或はストローク量制
御を実行するかを判定し、その判定結果に応じてステッ
プ145またはステップ150に移行する。そしてステップ14
5ではスタビライザをフリー状態にする直進走行時の制
御を実行する。

一方、ステップ150では、第５図のマップから、補間
法等により基本目標ストロークS0を設定する。つづい
て、クランク角センサ28からエンジン回転数NEを読み込
み（ステップ155）、エンジン回転数NEに対応した補正
係数ＣをROM3bに予め記憶されている第６図に示すマッ
プから算出する（ステップ160）。この補正係数Ｃは、
本実施例においてはエンジン回転数1000［rpm］以上で
値１、500［rpm］以下で値０、500［rpm］〜1000［rp
m］の間でエンジン回転数の低下に比例して減少する値
となるよう決められている。つぎに、ステップ150で求
めた基本目標ストロークS0に補正係数Ｃを乗算して目標
ストロークＳを算出する（ステップ165）。

ステップ170では、ストロークセンサ29で検出される
シリンダ31のピストン32の位置、即ちストロークＴを読
み込み、ステップ180に移行し、このストロークＴが目
標ストロークＳにあるか否かを判定する。

ステップ180でピストン32の目標ストロークＳと実際
のストロークＴにずれがあると判断されると、ステップ
190に移行し、このずれをゼロにすべく方向切換弁41の
切替方向と、流量制御弁42の開度（即ち絞り量）を制御
し、再びステップ170以降の処理に戻る。またステップ1
80で目標ストロークＳと実際のストロークＴにずれがな
いと判断されるとステップ200に移行し、流量制御弁42
の開度を保持してピストン32を目標ストロークＳに保持
する。

尚、ステップ130にて左旋回であると判定されると、
ステップ140ないし190と同様な判定処理（300）を実行
して、ストローク位置を上記右旋回時とは逆に制御す
る。

以上示したように、本実施例のスタビライザの制御装
置１は、エンジン回転数NEが比較的高いとき（1000［rp
m］以上）、車速Ｖ、操舵角θから定まる基本目標スト
ロークS0の値にピストンストロークＴが一致するようピ
ストン32を駆動するが、エンジン回転数NEが落ち込むと
（1000［rpm］以下）エンジン回転数NEに応じて減少補
正した（Ｓ＝SO＊Ｃ）目標ストロークＳにピストンスト
ロークＴが一致するようピストン32を駆動して油圧ポン
プ53の負荷を軽減する。さらに、エンジン回転数NEが落
ち込んで500［rpm］で下回ると目標ストロークＳの値が
零の位置つまりシリンダ31の中心位置にピストン32を固
定して流量制御弁42を全開状態にする。このとき、油圧
ポンプ53によって汲み上げられた作動油は総てリザーバ
タンク54に戻って、油圧ポンプ53は空運転し、その負荷
は極めて小さくなる。

したがって、本実施例のスタビライザの制御装置１に
よれば、エンジン回転数が低くなったときアイドルアッ
プをしなくともあるいはスタビライザの制御をすぐに停
止しなくとも低いエンジン回転数でスタビライザを制御
でき、エンジンストールを防止できる。この結果、エン
ジンストールの心配がないので、スタビライザ制御用の
油圧ポンプ53をステアリング制御用油圧ポンプと連動さ
せることができ油圧ポンプの小型化を図ることができ
る。

さらに、エンジン回転数NEの低下に応じて緩かにピス
トンストロークを減少補正するので、エンジン回転数NE
が大きく落ち込んでもスタビライザバー４の捩れ量は急
激に変化せず大きなショックは発生しない。

発明の効果 以上詳述したように、本発明のスタビライザの制御装
置によれば、少なくとも車速および操舵角から、スタビ
ライザの所定の捩れ量を上回る捩れ領域においてスタビ
ライザの調節すべき基本捩れ量を決定し、この基本捩れ
量にスタビライザを調節している。つまり、基本捩れ量
分だけスタビライザを捩る制御を行なうことにより、ス
タビライザが本来有する剛性の最大値以上の剛性を発揮
することができるので、ロール抑制を極めて効果的に行
なうことができる。

更に、本発明では、エンジン回転数の低下に伴って、
上述した基本捩れ量を減少補正しているので、本来スタ
ビライザが発揮し得る捩り剛性以上の剛性が発揮される
領域にて、ロール抑制を的確に行なうことができると共
に、エンジン回転数減少に伴ってエンジン負荷を極力抑
制して、エンストの発生を防止することができる。つま
り、エンジン回転数が低くなったときアイドルアップを
しなくともあるいはスタビライザの制御をすぐに停止し
なくとも低いエンジン回転数でスタビライザを制御で
き、エンジンストールを防止できるという優れた効果を
奏する。この結果、エンジンストールの心配がないので
スタビライザ制御用の油圧ポンプを車載の他の油圧ポン
プ例えばステアリング制御用の油圧ポンプと連動させる
ことができ油圧ポンプの小型化を図ることができる。

さらに、エンジン回転数の低下に対するスタビライザ
の捩れ量の減少補正を緩かに行なえば、エンジン回転数
が大きく落ち込んでもスタビライザの捩れ量の急激な変
化を抑えることができ大きなショックは発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスタビライザの制御装置の構成を例示
するブロック図、第２図は実施例のスタビライザの制御
装置が搭載された車両の構造を概略的に示す説明図、第
３図はスタビライザの制御装置の構成を概略的に示す構
成図、第４図はスタビライザ制御処理ルーチンを説明す
るフローチャート、第５図は車速および操舵角に対する
目標ストロークS0のマップ特性図、第６図はエンジン回
転数NEに対する補正係数Ｃを示す特性図である。 １……スタビライザ制御装置 ３……電子制御装置（ECU） ８……油圧源 10……連結ユニット 21……車速センサ 22……ステアリングセンサ 23……左遊動輪速度センサ 24……右遊動輪速度センサ 25……左駆動輪速度センサ 26……右駆動輪速度センサ 28……クランク角センサ M0……スタビライザ M1……捩れ量決定手段 M2……捩れ量調節手段 M3……回転数検出手段 M4……減少補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一丸 英則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 安池 修 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 曽我 雅之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−60022（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体のロールを抑制するために、車両の左
   右両輪のばね下部材を結合し、前記車両の走行状態およ
   び自身の特性に応じて発生する所定の捩れ量に伴い捩り
   剛性を発するスタビライザの制御を行なう制御装置にお
   いて、 少なくとも前記車両の車速および操舵角から、前記スタ
   ビライザの前記所定の捩れ量を上回る捩れ領域において
   当該スタビライザの調節すべき基本捩れ量を決定する捩
   れ量決定手段と、 該捩れ量決定手段によって決定された基本捩れ量に前記
   スタビライザを調節する捩れ量調節手段と、 前記車両のエンジン回転数を検出する回転数検出手段
   と、 を備えると共に、 前記捩れ量決定手段は、前記回転数検出手段によって検
   出されたエンジン回転数が所定の回転数以下となった場
   合に、前記スタビライザの基本捩れ量を前記所定の捩れ
   量を上回る捩れ領域において減少補正する減少補正手段
   を備えたことを特徴とするスタビライザの制御装置。