JP3675459B2 - スタビライザ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行時のローリング（横揺れ）の安定化を図るために使用されるスタビライザ制御装置に関する。

従来のこの種のスタビライザ制御装置としては、後記の特許文献１に記載のものが公知となっている。この従来のスタビライザ制御装置は、スタビライザを分割した半部分間に旋回アクチュエータを設けている。そして、車両の旋回時などに、車両に横揺れが発生した場合に、旋回アクチュエータがスタビライザ半部分間に対して、捻る様に予緊張を与え、車両に抵抗モーメントを与えるものとなっている。その結果、車両は、ローリングモーメントに対する安定化を図ることができるものとなっている。

しかしながら、この従来のスタビライザ装置では、例えば、車両の前輪に配設されたスタビライザが捻られたままの状態にて旋回アクチュエータ等が固着した場合、常に（車両に抵抗モーメントを与える必要の無いときであっても）、車両の前方が左右方向に傾いたままの状態となってしまう恐れがある。
特表２００２−５１８２４５号公報（２から１０頁、図２参照）

本発明では、スタビライザバーを捻る様に作動するスタビライザ制御装置において、車両の前方若しくは後方のうちの一のスタビライザバーが捻れた状態にて固着した場合であっても、車両の安定性を確保することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載した様に、車両の前輪若しくは後輪の何れか一方に配設される第１スタビライザバーと、前記前輪若しくは前記後輪の何れか他方に配設される第２スタビライザバーと、前記第１スタビライザバーの両端の間に配設され、前記第１スタビライザバーを前記両端間にて捻る様に駆動可能な第１駆動手段と、前記第２スタビライザバーの両端の間に配設され、前記第２スタビライザバーを前記両端間にて捻る様に駆動可能な第２駆動手段と、前記車両の横揺れを検出する横揺れ検出手段と、該横揺れ検出手段が、前記車両の横揺れを検出した場合に、前記第１駆動手段および前記第２駆動手段に対して、前記車両に、前記横揺れに対する抵抗ロールモーメントを与える様に前記第１スタビライザバーおよび前記第２スタビライザバーを捻る駆動信号を出力する第１制御手段と、前記第１スタビライザバーが前記車両に一方向のロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着する異常を検出した場合に、前記第２駆動手段に対して、前記車両に前記一方向のロールモーメントに抵抗する他方向のロールモーメントを与える様に前記第２スタビライザバーを捻る駆動信号を出力する第２制御手段とを備える構成としたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、前記第２制御手段が、前記第１スタビライザバーが正方向に捻られた状態にて固着する異常を検出した場合に、前記第２駆動手段に対して、前記第２スタビライザバーを逆方向に捻る駆動信号を出力する構成とすると良い。

好ましくは、請求項３に記載の様に、前記第１スタビライザバーの捻り度合いを検出する捻り度検出手段を備え、前記第２制御手段が、前記第１制御手段の前記駆動信号に基づく前記第１スタビライザバーの捻り度設定値と前記捻り度検出手段の検出結果とに基づいて前記異常を検出する構成とすると良い。

好ましくは、請求項４に記載の様に、警報装置を備え、前記第２制御手段が、前記異常を検出した場合に、前記警報装置に対して、発報させるための信号を出力する構成とすると良い。

請求項１に記載の発明によれば、車両の前輪若しくは後輪の何れか一方に配設される第１スタビライザバーと、前輪若しくは後輪の何れか他方に配設される第２スタビライザバーを備え、第２制御手段が、第１スタビライザバーが車両に一方向のロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着する様な異常を検出した場合に、車両に、一方向のロールモーメントに抵抗する他方向のロールモーメントを与える様に第２スタビライザバーを捻るための駆動信号を出力する。

つまり、車両の前後輪のスタビライザバーの間で、互いに車両に対して付与するロールモーメントを相殺することとなる。従って、車両の前方若しくは後方のうちの一のスタビライザバーが捻れた状態にて固着した場合であっても、車両が前方若しくは後方のうちの一方において左右方向に傾く様な状態を回避できる。その結果、車両の安定性を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２制御手段が、第１スタビライザバーが正方向に捻られた状態にて固着する異常を検出した場合に、第２スタビライザバーを逆方向に捻る様に駆動信号を出力する。従って、車両の前後輪のスタビライザバーの間で、互いのスタビライザバーが車両に対して付与するロールモーメントを相殺することとなる。

請求項３に記載の発明によれば、第１制御手段の駆動信号に基づく第１スタビライザバーの捻り度設定値と、第１捻り度検出手段の検出信号に基づく実際の第１スタビライザバーの捻り度合いとに基づいて、簡易に異常を検出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、異常時に、運転者が警報装置によって異常を認知することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基にして説明する。図１は、本発明のスタビライザ制御装置１０（スタビライザ制御装置）の電気的構成を示すブロック図である。図２は、本発明のスタビライザ制御装置１０を車両１に搭載した状態を示す図である。図３はスタビライザ制御装置１０が備える前スタビライザアクチュエータ２０（第１駆動手段）（以下、前側アクチュエータ２０）の構成を示す図である。図４から図７は、スタビライザ制御装置１０の作動状況を示す図である。なお、図１は、紙面鉛直手前方向が車両１の進行方向であり、以下の説明では、車両１の進行方向を基準として左右方向を説明する。

図１および図２に示す様に、スタビライザ制御装置１０は、前側スタビライザバー２５（第１スタビライザバー）と、後側スタビライザバー３５（第２スタビライザバー）と、前側アクチュエータ２０と、後側スタビライザアクチュエータ３０（第２駆動手段）（以下、後側アクチュエータ３０）と、舵角センサ４１（横揺れ検出手段）、横Ｇセンサ４２（横揺れ検出手段）と、ヨーレートセンサ４３（横揺れ検出手段）、トルクセンサ４４（横揺れ検出手段）と、歪みセンサ４５（横揺れ検出手段）と、ＥＣＵ５０（第１制御手段、第２制御手段）と、回転角センサ６０（捻り度検出手段）等を備えている。

前側スタビライザバー２５、後側スタビライザバー３５は、図１に示す様に、車両１の前輪２、後輪３側に夫々配設されている。

前側スタビライザバー２５は、その両端において、前輪２に連結すると共に、左右両側の支持部２６、２７にて、図示しないアーム等を介して車台４に連結されている。

図３に詳細に示す様に、前側スタビライザバー２５は、左側バー２５ａと、右側バー２５ｂとに分割されている。そして、その間に、つまり、前側スタビライザバー２５の両端の間に前側アクチュエータ２０が配設されている。そして、左側バー２５ａが、アクチュエータ２０のハウジング側２０ａに連結され、右側バー２５ｂが、アクチュエータ２０内の駆動側２０ｂに連結されている。この連結構成は逆であっても良い。

アクチュエータ２０の駆動側２０ａには、駆動源となるモータ２１、減速機構２２等によって構成されている。

モータ２１は、図１に示す様にＥＣＵ５０に接続されており、ＥＣＵ５０からの駆動信号によって駆動するものとなっている。モータ２１は、多極で構成されるブラシレスモータであり、左側バー２５ａの軸の周上に配設されるモータ固定子２１ａ、モータ回転子２１ｂ等を備えている。

減速機構２２は、モータ２１の駆動力を減速して前側スタビライザバー２５に伝達するものとなっている。その構成としては、例えば、サンギア、プラネタリギアおよびリングギアを複数組み合わせて構成される不思議遊星歯車からなるようなものであっても良いが、その構成に限られるものではない。そして、モータ２１が駆動して減速機構２２を介して前側スタビライザバー２５にその駆動力が伝達されると、左側バー２５ａと右側バー２５ｂとが、長手方向を基準として、互いに逆の周方向に回転するものとなっている。つまり、前側アクチュエータ２０は、前側スタビライザバー２５をその両端間において捻るように駆動するものとなっている。

なお、前側アクチュエータ２０のモータ２１内には、回転角センサ６０が配設されている。図１に示す様に、回転角センサ６０は、ＥＣＵ５０に接続されている。また、回転角センサ６０は、ホール素子を備えており、モータ回転子２１ｂの回転、すなわちモータ２１の回転量を検出するものとなっている。つまり、回転角センサ６０は、前側スタビライザバー２５の両端間の周方向回転角、すなわち捻り度を検出するものとなっている。そして、その検出結果をＥＣＵ５０に出力するものとなっている。

また、前側アクチュエータ２０の減速機構２２付近には、右側バー２５ｂに、トルクセンサ４４（図１示）や、歪みセンサ４５（図１示）が配設されている。トルクセンサ４４、歪みセンサ４５は、図１に示す様に、ＥＣＵ５０に接続されている。そして、これらのセンサは、車両１が旋回時等に横揺れが発生した場合に、右側バー２５ｂに発生するトルク若しくは歪みを検出するものである。つまり、車両１の横揺れを検出して、その検出結果を、ＥＣＵ５０に出力するものとなっている。

なお、後側スタビライザバー３５も、前側スタビライザバー２５と同様に、その両端の間に後側アクチュエータ３０が配設されている。後側アクチュエータ３０の構造は、前側アクチュエータ２０と同じであるため、その説明を省略する。つまり、前側スタビライザバー２５および前側アクチュエータ２０と、後側スタビライザバー３５および後側アクチュエータ３０とは、構成が同一であるため、車両１の前後のどちら側に配設されていても良い。

舵角センサ４１は、車両１のステアリング（図示なし）付近に配設されており、ＥＣＵ５０に接続されている。そして、舵角センサ４１は、ステアリングの操舵角を検出する公知な構成であり、その検出信号をＥＣＵ５０に出力するものとなっている。

横Ｇセンサ４２は、車両１に配設されており、ＥＣＵ５０に接続されている。横Ｇセンサ４２は、車両１に発生する横加速度を検出する公知な構成であり、その検出信号をＥＣＵ５０に出力するものとなっている。ここで、車両１に発生する横加速度としては、車両１が旋回する際の横揺の加速度や、車両１が横風を受けた際に発生する横揺れの加速度がある。

ヨーレートセンサ４３は、車両１に配設されており、ＥＣＵ５０に接続されている。ヨーレートセンサ４３は、車両１の回転角速度を検出する公知な構成であり、その検出信号をＥＣＵ５０に出力するものとなっている。

ＥＣＵ５０は、横Ｇセンサ４２等から入力される検出信号に基づいて車両１の横揺れを検出した場合に、前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０に対して、車両１の横揺れに対する抵抗ロールモーメントを与える様に前側スタビライザバー２５および後側スタビライザバーを捻る駆動信号を出力するものとなっている。

また、ＥＣＵ５０は、例えば、前側スタビライザバー２５が、車両１に、車両１の左右方向の一方向にロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着するような異常を検出した場合には、後側アクチュエータ３０に対して、車両１に、前記一方向のロールモーメントに抵抗する他方向（車両１の左右方向の他方向）のロールモーメントを与える様に後側スタビライザバー３５を捻る駆動信号を出力するものとなっている。また、この制御は、後側スタビライザバー３５が固着した場合でも、同様に、前側アクチュエータ３０に対して行うものとなっている。これらのＥＣＵ５０の制御の詳細は後述する。

表示手段７０は、車両１のインスツルメントパネルに表示されるランプの一つであり、ＥＣＵ５０に接続されている。そして、ＥＣＵ５０が、上記の異常を検出した場合に、表示手段７０に対して出力される信号に基づいて、発報するものとなっている。この発報によってユーザーは異常を知ることができる。この表示手段７０は、本形態の構成に限らず、ナビゲーション装置のディスプレイ等であっても良いし、音により発報するものであっても良い。

ここで、図４を参照し、ＥＣＵ５０の処理フローを説明する。この処理フローは、例えば、車両１のイグニッション操作によりなされる。

ステップＳ１００において、ＥＣＵ５０は、イニシャル処理として各センサの検出信号が入力される。そしてステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ５０は、車両１に横揺れが発生しているか否か（車両１の横揺れを検出したか否か）を判断する。この判断は、上記の舵角センサ４１、横Ｇセンサ４２、ヨーレートセンサ４３、トルクセンサ４４、歪みセンサ４５のセンサの検出値によって判断される。これらの判断は、それぞれのセンサの出力値に対して独立の閾値を設定して判断しても良いし、各出力値から複合的に判断しても良い。また、車速センサを備え、車速センサにより検出される車速値を基にして判断しても良い。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１にて横揺れが発生していないと判断した場合には、またステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０１にて横揺れが発生していると判断した場合には、ステップＳ１０２に進む。

図５は、車両１が左方向（図示Ｒ方向）に旋回した場合の作動図であって、車両１に右方向の横揺れが発生した状態を示している。図５において、車台４は、横揺れが発生していない図２に相当する通常状態を２点鎖線で示し、横揺れが発生して傾いた状態を実線で示している。図５に示す様に、車台４は、右方向に傾き、傾くことにより、前側スタビライザバー２５および後側スタビライザバー３５が捩れる。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ５０は、前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０に対して出力する駆動信号を演算する。つまり、車両１の横揺れに対する抵抗ロールモーメントを与える様に、前側スタビライザバー２５および後側スタビライザバー３５を捻る捻り量（回転角度）、そしてそのための前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０への駆動信号量（例えば、電流値）を演算する。そして、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ５０は、前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０に対して駆動信号を出力する。そしてステップＳ１０４に進む。

ＥＣＵ５０が駆動信号を出力すると、前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０は、各モータ２１が作動し、減速機構２２を介して、各スタビライザバー２５および３５を捻る。その捻る方向は、図５示Ｔ方向であり、上記の様に、車両１の横揺れに対する抵抗モーメントを与える様に前側アクチュエータ２０および後側アクチュエータ３０が駆動する。その結果、車台４は、図１に示す様な状態に戻り得る。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ５０は、前側アクチュエータ２０、後側アクチュエータ３０に異常が発生したか否かを判断する。異常が発生していないと判断した場合には、ステップＳ１００に戻り、異常が発生したと判断した場合にはステップＳ１０５に進む。ここで、異常とは、前側アクチュエータ２０若しくは後側アクチュエータ３０の何れか一方が、故障することにより、前側スタビライザバー２５若しくは後側スタビライザバー３５の何れか一方が、捻られた状態にて固着してしまうような異常をいう。このような異常は、車両１に左右方向の一方向にロールモーメントを与えることとなる。なお、前側アクチュエータ２０若しくは後側アクチュエータ３０の故障としては、例えば、各モータ２１が駆動しなくなったり、減速機構２２がロックして駆動しなくなるような故障が考えられる。

なお、この判断は、ＥＣＵ５０の駆動信号に基づく前側スタビライザバー２５若しくは後側スタビライザバー３５の捻り度設定値（回転角設定値）と、回転角センサ６０から入力される実際の回転角度とに基づいてなされる。つまり、例えば、ＥＣＵ５０が前側スタビライザバー２５を所定角度α分捻るように駆動信号を出力している場合において、回転角センサ６０が検出する実際の前側スタビライザバー２５の捻り回転角が、所定角度αに対して、所定角度以上乖離している場合に、異常が発生したと判断する。なお、実際の捻り回転角が所定角度αに対して所定角度以上乖離している状態が、所定時間以上継続した場合に、異常が発生したと判断するようにしても良い。また、ＥＣＵ５０が出力する駆動信号に基づく前側スタビライザバー２５若しくは後側スタビライザバー３５の捻り度設定値は、角度としての数値に限られず、ＥＣＵ５０か出力される駆動信号としての電流値であっても良い。

図６は、車両１の前側スタビライザバー２５が、その長手方向を基準として、図示Ｕ方向（正方向）に捻られた状態にて固着した異常が発生した場合であって、車両１に、横揺れが発生するような外力が与えられていない状態を示す図である。図６において、車台４は、図２に相当する通常状態を２点鎖線で示し、実際の状態を実線で示している。図６に示す様に、前側スタビライザバー２５は、車両１の左右方向の左方向にロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着している。その結果、車両１は、前側が左方向に傾くこととなる。

ステップＳ１０５にて、ＥＣＵ５０は、後側アクチュエータ３０に出力すべき駆動信号を演算をする。つまり、前側アクチュエータ２０の回転角に基づいて、前側スタビライザバー２５が出力している車両１に対するロールモーメント量を算出する。そして、その値と同等のロールモーメントを、後側スタビライザバー３５が発生するための、後側アクチュエータ３０への駆動信号量（例えば、電流値）を演算する。そして、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６にて、ＥＣＵ５０は、後側アクチュエータ３０に駆動信号を出力する。この駆動信号は、後側アクチュエータ３０に対して、後側スタビライザバー３５を図６示Ｓ方向（逆方向）に捻る駆動信号である。つまり、ＥＣＵ５０は、車両１に対して、右方向のロールモーメント（前側スタビライザバー２５が車両１に与える左方向のロールモーメントに抵抗するロールモーメント）を与える様に駆動信号を出力する。その作動後の状態を図７に示す。

図７は、車両１の後側アクチュエータ３０が作動した状態を示す図である。図７において、車台４は、図２に相当する通常状態を２点鎖線で示し、実際の状態を実線で示している。図７に示す様に、車台４は、後側が右方向に傾くこととなる。その結果、車台４全体としては、左右方向に傾かず、ほぼ図２に示す通常状態となる。

以上説明したように、スタビライザ制御装置１０は、前側スタビライザバー２５が車両１に左方向のロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着するような異常が発生しても、後側スタビライザバー３５が、車両１に右方向のロールモーメントを与える様に、ＥＣＵ５０が制御する。すなわち、車両１の前後輪のスタビライザバー２５、３５間で、互いに、車両１に対して付与するロールモーメントを相殺することとなる。従って、車両１の前側スタビライザバー２５若しく後側スタビライザバー３５のうちの一方が捻れるように固着した場合であっても、車両１が傾く様な状態を回避できる。その結果、車両１の安定性を確保することができる。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ５０は、表示装置７０に対して、発報させるための信号を出力する。その結果、表示装置７０が点灯し、ユーザーが異常を認知することができる。

本実施の形態では、前側スタビライザバー２５が車両１に左方向にロールモーメントを与える様に捻れて固着した場合を説明したが、右方向であっても同様である。つまり、ＥＣＵ５０は、後側アクチュエータ３０に対し、後側スタビライザバー３５が車両１に左方向にロールモーメントを与える様に捻るための駆動信号を出力する。

また、後側スタビライザバー３５が固着した場合も、同様に、ＥＣＵ５０は、前側アクチュエータ２０に対して駆動信号を出力する。つまり、後側スタビライザバー３５が、車両１に右方向にロールモーメントを与える様に捻れた状態にて固着した場合は、ＥＣＵ５０が前側アクチュエータ２０に対し、車両１に左方向にロールモーメントを与える様に捻る駆動信号を出力する。また、後側スタビライザバー３５が、車両１に左方向にロールモーメントを与える様に捻れた状態にて固着した場合は、ＥＣＵ５０が前側アクチュエータ２０に対し、車両１に右方向にロールモーメントを与える様に捻る駆動信号を出力する。

本実施の形態では、ＥＣＵ５０が、正常時の駆動信号を制御する機能と、異常時の駆動信号を制御する機能の両方を備える構成としたが、それぞれ別の制御手段を備えていても良い。その場合、図４のフローにおいては、ステップＳ１０３とステップＳ１０４との間で分けても良い。

本実施の形態では、表示装置７０を備え、ユーザーが異常を認知できることとしたが、その必要がなければ、表示装置７０がない構成であっても良い。また、ＥＣＵ５０は、図４のフローにおいて、ステップＳ１０７を行わない構成であっても良い。

スタビライザ制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 スタビライザ制御装置を車両に搭載した状態を示す図である。 スタビライザ制御装置が備えるスタビライザアクチュエータの構成を示す図である。 制御手段の処理を示すフローである。 車両に右方向のロールモーメントが発生した状態を示す図である。 車両に異常が発生した場合であって、車両に、外部から受けるロールモーメントが発生していない状態を示す図である。 図６に示す状態から、車両の後側アクチュエータが作動した状態を示す図である。

符号の説明

１０ スタビライザ制御装置（スタビライザ制御装置）
２０ 前側スタビライザアクチュエータ（第１駆動手段）
２５ 前側スタビライザバー（第１スタビライザバー）
３０ 後側スタビライザアクチュエータ（第２駆動手段）
３５ 後側スタビライザバー（第２スタビライザバー）
４１ 舵角センサ（横揺れ検出手段）
４２ 横Ｇセンサ（横揺れ検出手段）
４３ ヨーレートセンサ（横揺れ検出手段）
４４ トルクセンサ（横揺れ検出手段）
４５ 歪みセンサ（横揺れ検出手段）
５０ ＥＣＵ（第１制御手段、第２制御手段）
６０ 回転角センサ（捻り度検出手段）
７０ 表示装置（警報装置）

Claims (4)

1. 車両の前輪若しくは後輪の何れか一方に配設される第１スタビライザバーと、
   前記前輪若しくは前記後輪の何れか他方に配設される第２スタビライザバーと、
   前記第１スタビライザバーの両端の間に配設され、前記第１スタビライザバーを前記両端間にて捻る様に駆動可能な第１駆動手段と、
   前記第２スタビライザバーの両端の間に配設され、前記第２スタビライザバーを前記両端間にて捻る様に駆動可能な第２駆動手段と、
   前記車両の横揺れを検出する横揺れ検出手段と、
   該横揺れ検出手段が、前記車両の横揺れを検出した場合に、前記第１駆動手段および前記第２駆動手段に対して、前記車両に、前記横揺れに対する抵抗ロールモーメントを与える様に前記第１スタビライザバーおよび前記第２スタビライザバーを捻る駆動信号を出力する第１制御手段と、
   前記第１スタビライザバーが前記車両に一方向のロールモーメントを与える様に捻られた状態にて固着する異常を検出した場合に、前記第２駆動手段に対して、前記車両に前記一方向のロールモーメントに抵抗する他方向のロールモーメントを与える様に前記第２スタビライザバーを捻る駆動信号を出力する第２制御手段と
   を備えることを特徴とするスタビライザ制御装置。
2. 前記第２制御手段が、前記第１スタビライザバーが正方向に捻られた状態にて固着する異常を検出した場合に、前記第２駆動手段に対して、前記第２スタビライザバーを逆方向に捻る駆動信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のスタビライザ制御装置。
3. 前記第１スタビライザバーの捻り度合いを検出する捻り度検出手段を備え、
   前記第２制御手段が、前記第１制御手段の前記駆動信号に基づく前記第１スタビライザバーの捻り度設定値と前記捻り度検出手段の検出結果とに基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のスタビライザ制御装置。
4. 警報装置を備え、
   前記第２制御手段が、前記異常を検出した場合に、前記警報装置に対して、発報させるための信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のスタビライザ制御装置。
   

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