JP3718594B2

JP3718594B2 - スタビライザの効力制御装置

Info

Publication number: JP3718594B2
Application number: JP24077998A
Authority: JP
Inventors: 光則河島; 真仁須藤; 浩一北沢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: JP2000071737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右輪間に設けられたスタビライザの見掛け上のねじり剛性をアクチュエータによって変化させるスタビライザの効力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トーションバーからなるスタビライザの見掛け上のねじり剛性を、油圧制御によるリニアアクチュエータを用いて変化させることにより、旋回中の車体の姿勢変化を制御するようにした装置は公知である（特公平５−２１７６８号公報参照）。このような装置では、主に横加速度値に基づいてアクチュエータの出力が制御されることが一般的である。
【０００３】
上記従来の技術においては、車両が旋回中に発生するロール角を打ち消す方向にアクチュエータを伸び縮みさせている。具体的には、前後輪にそれぞれ設けたスタビライザバーの車体との取付部にアクチュエータを取り付け、旋回中の外輪にかかる荷重に対抗するような力を走行速度に応じてアクチュエータに発生させている。すなわち、高速時は、前輪側のアクチュエータのみを作動させ、低速時は、後輪側のアクチュエータのみを作動させる。これにより高速時には前輪側の見掛け上のロール剛性を高める事でアンダーステア傾向とし、旋回中の車両挙動を安定させるようにし、低速時には後輪側の見掛け上のロール剛性を高める事でオーバーステア傾向とし、回頭性を高めるようにしている。なお、アンダーステア傾向、オーバーステア傾向は、前後輪の見掛け上のロール剛性比で決定されるので、スタビライザ及びアクチュエータを前後輪のいずれか一方に設けても良い。またアクチュエータは、スタビライザとサスペンションアームとの間に設けることも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には単に走行速度のみをパラメータとしてロール剛性を変化させるばかりでなく、旋回の初期と中後期とでロール剛性を適正化することが望ましい。特に中低速走行時には旋回初期にその回頭性を高くし、かつ旋回中後期に旋回の限界を超えないようにアンダーステア傾向とすることが望ましい。また、高速走行時には安定感のある旋回特性を実現することが望まれる。加えて、急操舵時にはその緊急性から旋回初期の回頭性を高くすることが望ましい。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためのものであり、その目的は、広い速度領域で最適な旋回特性が得られるように構成されたスタビライザの効力制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明では、左右輪間に設けられたスタビライザＲの見掛け上のねじり剛性を変化させるためのアクチュエータ１と、該アクチュエータの出力を制御する制御手段（例えば実施形態中の電子制御ユニットＥ）とを有するスタビライザの効力制御装置において、車両の舵角および操舵角速度を検出し、前記舵角が所定値を超えるときはアンダーステア傾向となり（例えば実施形態中のステップ６〜ステップ９の処理）、前記舵角が所定値以下であり且つ前記操舵角速度が所定値を超えるときはオーバーステア傾向となる（例えば実施形態中のステップ１３〜ステップ１５の処理）ように前記アクチュエータを駆動・制御して前記スタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化させる（例えば実施形態中のステップ１０の処理）こととした。これによれば、旋回中の安定性を損なうことなく、旋回初期回頭性を高くすることができる。
【０００７】
また、車両の走行速度を検出するための車速センサ（例えば実施形態中の左前輪速センサ３２及び右前輪速センサ３３）を更に備え、走行速度が所定の速度よりも高いときには上記処理を禁止する（例えば実施形態中のステップ５の処理）こととすれば（請求項２）、高速走行時の走行安定性を損なうこともない。
【０００８】
また、横加速度を検出するための横加速度センサ（３１）を更に備え、アクチュエータにアンダーステア制御時に発生させる駆動力を、横加速度が所定値以上の領域は横加速度の増大に応じて減少するように制御するもの（請求項３）とすれば、広い速度範囲で最適な旋回特性を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体的な実施の形態を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用される電磁式リニアアクチュエータ（以下、アクチュエータと呼称する）を示している。このアクチュエータ１は、有底円筒形をなし、その頂面にボールスタッドからなるジョイント２が設けられたケース３と、ケース３の内周面に軸方向について積層された円環状をなす多数のソレノイドピース４からなるステータ５と、ケース３の中心軸上に延在し、かつケース３の開口から突出した一端にボールスタッドからなるジョイント６が設けられたロッド７と、ロッド７の外周に積層された多数のポールピース８からなるアーマチュア９とからなっている。
【００１１】
ケース３の開口は、その中心孔１０ａにロッド７を挿通させたキヤップ１０で密閉されている。このキャップ１０は、ケース３の開口端にＯリング１１を介在させてその印篭部１２を気密に嵌合すると共に、開口の内方に形成された雌ねじ１３に螺合している。またキャップ１０の中心孔１０ａの内周とロッド７の外周との間は、シール部材１４で気密にされている。
【００１２】
なお、ここでは便宜的にケース３が下向きに開口したものとして説明しているが、実用上はその向きに規制を受けないことは言うまでもない。
【００１３】
ステータ５を構成するソレノイドピース４は、図２に示すように、内周側に窪み１５が設けられた磁性軟鉄材からなる薄いボビン１６に導線を巻回したコイル１７からなっている。そしてステータ５は、多数のソレノイドピース４が積層されたその軸方向両端をエンドカラー１８ａ・１８ｂで挟まれた上で、ケース３の開口端側の内周面に形成された雌ねじ１３に螺合した中空外ねじナット１９で締め付けられている。また積層順に３つ一組とした各組のコイル１７が、デルタ結線された上で給電用のリード線Ｓに接続されている。
【００１４】
アーマチュア９は、図２に示すように、環状永久磁石２０と、これを上下から挟む磁性軟鉄材からなる一対の環状ヨーク２１と、一対の環状ヨーク２１の外周側に挟み込まれたステンレス材からなる磁気シールドリング２２とからなるポールピース８を、ロッド７上に多数積層し、その両端をエンドカラー２３ａ・２３ｂで挟み込み、ロッド７のトップ端側に螺着されたナット２４を締め込むことにより、ロッド７に一体的に結合されている。
【００１５】
これらの互いに隣接するポールピース８は、Ｓ極同士の対向と、Ｎ極同士の対向とが交互に反転して配列されている。
【００１６】
このアーマチュア９は、ステータ５の両端を保持したエンドカラー１８ａ・１８ｂに嵌着された焼結合金製の含油スライドブッシュ２５ａ・２５ｂに摺合支持されて、ロッド７と共に軸方向移動可能になっている。ここでスライドブッシュ２５ａ・２５ｂに対する摩擦抵抗の低減と摩耗防止のために、アーマチュア１の外周面は、研磨された上で硬質クローム等の硬質皮膜２６が形成されている。この硬質皮膜２６は、最低限スライドブッシュ２５ａ・２５ｂと摺合する面に形成するだけでも良いが、防錆効果が得られる点に鑑み、全面に施しても良い。
【００１７】
上述の如くして、ホール素子を用いたポールピース位置の検出手段２７の出力に同期して各組のソレノイドピース４を順次励磁することでアーマチュア９に発生する軸力により、ロッド７が直線駆動されるリニアモータ式のアクチュエータ１が構成される。なお、リニアモータの原理自体は既に公知なので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【００１８】
ケース３は、ロッド７と共にアーマチュア９を封入しており、ケース３の頂面及びキャップ１０の内面と、アーマチュア９の軸方向両端面との間には、それぞれ空室２８ａ・２８ｂが形成されている。これら両空室２８ａ・２８ｂの容積は、アーマチュア９の移動に伴って変化するので、両空室２８ａ・２８ｂの内圧をバランスさせるために、両空室２８ａ・２８ｂ間を連通させる通気路２９がロッド７の中心に設けられている。
【００１９】
図３は、トーションバーからなるスタビライザＲの各端末を左右のサスペンションアームＡに対して上述のアクチュエータ１で連結した懸架装置の片側を示している。周知の通りスタビライザＲは、左右の車輪Ｗが同位相で上下動する時には実質的に影響を及ぼさないが、左右の車輪Ｗが逆位相で上下動する時は、そのねじり剛性で車輪Ｗの上下動に抑止力を加えるものであり、このねじり剛性が高い方が旋回時の姿勢変化を少なくでき、反対にねじり剛性が低い方が平坦路の乗り心地を高められる。つまりスタビライザＲのねじり剛性は、旋回安定性と平坦路の乗り心地との妥協点の取り方で定まると言える。
【００２０】
例えば平坦路を走行中に一方の車輪Ｗが突起に乗り上げた場合、通常の車両だとスタビライザＲの作用でその車輪Ｗが持ち上がるのを阻止する力が働くので乗り心地が阻害されるが、アクチュエータ１を例えば一方の車輪Ｗ側に設けておき、それを短縮させればスタビライザＲの力が吸収されて車輪Ｗは円滑に上動し、その振動を車体に伝えなくなる。この逆に、一方の車輪Ｗが凹部に落ち込んだ場合は、アクチュエータ１を伸長させることでスタビライザＲの力を吸収することができる。つまりスタビライザＲの左右端の少なくともいずれか一方にアクチュエータ１を設け、これを適宜に伸縮させ、かつその推力を制御することにより、スタビライザＲの見掛け上のねじり剛性を連続的に変化させることができることとなる。すなわち本発明装置によれば、スタビライザＲ自体の特性を例えば旋回安定性を重視した堅目の設定にしておき、必要に応じてアクチュエータ１を作動させることで平坦路の乗り心地を高めることができる。
【００２１】
次にアクチュエータ１の一般的な駆動制御について図４を参照して説明する。
【００２２】
横加速度センサ３１、左前輪速センサ３２、右前輪速センサ３３、ヨーレイトセンサ３４、及び操舵角センサ３５の各出力を、本装置を集中制御する電子制御ユニットＥが取り込み、操舵角と左右の車輪速度差とから推定ヨーレイト演算器３６で推定ヨーレイトを算出すると共に、操舵角と左右の車輪速度平均値とから推定横加速度演算器３７で推定横加速度を算出する。
【００２３】
横加速度並びにヨーレイトについて、それぞれの推定値と検出値とを比較回路３８・３９に入力し、大きい方の値をアクチュエータ推力演算器４０に入力する。これはセンサ出力の応答遅れが避けられないので、それを補償するための措置である。
【００２４】
推力演算器４０では、横加速度とヨーレイトとの加算値に対する推力の関係がマップあるいは数式の形で格納されているので、横加速度及びヨーレイトに基づいて推力値を算出し、これを目標電流設定器４１に入力し、推力を電流値に変換する。
【００２５】
他方、操舵角センサ３５の出力を操舵角速度演算器４２で微分するなどして操舵角速度を算出し、この値を切り始め時の補正電流演算器４３に入力し、予めマップの形で設定された操舵角速度と電流値との関係からその時の操舵角速度に応じた目標電流値を出力する。
【００２６】
これを先の目標電流設定器４１の出力と共に比較回路４４に入力し、大きい方をＰＩＤ制御回路４５に出力する。これは急操舵であるほど切り始めの操舵角速度が高いことに着目しての制御であり、急操舵時は切り始めに目標電流を大きめに設定し、スタビライザＲの効力を高めにするための措置である。そして駆動回路４６を介して３相デルタ結線されたコイル１７の積層体からなるステータ５に対し、位置検出手段２７の出力に基づいて同期信号発生回路４７が発する同期信号に応じて励磁電流を供給すると共に、電流検出回路４８からの実電流をフィードバックすることにより、スタビライザＲのねじり剛性を最適化するようにアクチュエータ１が伸縮駆動される。
【００２７】
次に、後輪のスタビライザＲの右側端にアクチュエータ１が設けられているものとし、本発明の基本的な制御フローについて図５を参照して説明する。尚、スタビライザＲの左側端にアクチュエータ１が設けられている場合には、ステップ７の処理とステップ８の処理とを逆にし、ステップ１４の処理とステップ１５の処理とを逆にすれば良い。
【００２８】
初期設定は完了しているものとし、ステップ１〜３にて上記各センサから操舵角、車速及び横加速度を読み込み、今回読み込まれた操舵角及び前回以前の操舵角から操舵角速度を演算する（ステップ４）。
【００２９】
次に車速が所定速度、例えば１００km／ｈを超えたか否かを判別し（ステップ５）、所定速度を超えた場合はステップ６に進み、その後のステップ６〜ステップ１０の主制御のみを行い、後記する旋回初期にオーバーステア傾向とするアクチュエータ１の駆動・制御を禁止する。即ち、横加速度の発生方向を判定し（ステップ６）、右旋回中であればアクチュエータ１を縮める方向、左旋回中であればアクチュエータ１を伸ばす方向、即ち当該車両がアンダーステア傾向となるようにその作動方向を設定し（ステップ７、８）、予め横加速度に応じて設定されたマップにより、作動電流（実際にはデューティ比）を求め（ステップ９）、上述の如きアクチュエータ１の伸縮制御を行う（ステップ１０）。
【００３０】
一方、ステップ５にて車速が所定車速以下の場合は、ステップ１１にて操舵角が所定値（例えば２０゜）以下であるか否かが判定され、所定値を超えていればステップ６に進み、前記したステップ６〜ステップ１０の主制御（アンダーステア傾向とする）を行う。また、ステップ１１にて操舵角が所定値以下であると判定されたらステップ１２にて操舵角速度が所定の角速度よりも高いか否かが判定され、即ち急操舵されているか否かが判定され、操舵角速度が所定の角速度以下、即ち急操舵でないと判定されたら、ステップ６に進み、前記したステップ６〜ステップ１０の主制御を行う。
【００３１】
ステップ１２にて操舵角速度が所定の角速度よりも高い、即ち急操舵されていると判定されたら、ステップ１３にて横加速度の発生方向、操舵方向等から実際の転舵方向が判定され、左旋回初期であればアクチュエータ１を縮める方向、右旋回初期であればアクチュエータ１を伸ばす方向、即ち当該車両がオーバーステア傾向となるようにその作動方向を設定し（ステップ１４、１５）、予め操舵角速度に応じて設定されたマップにより、作動電流（実際にはデューティ比）を求め（ステップ１６）、上述の如きアクチュエータ１の伸縮制御を行う（ステップ１０）。そして、この処理はイグニッションスイッチがオフされるまで繰り返される。
【００３２】
上述の如くアクチュエータ１の制御条件に車速を組み込むことにより、低速旋回初期の回頭性が向上すると共に旋回中後期及び高速走行時の安定性が向上する。
【００３３】
尚、本実施形態ではアクチュエータ１を電磁式リニアアクチュエータとしたが、回転式の電磁式アクチュエータや従来の油圧アクチュエータ等を用いても良く、別途リンク部材等をアクチュエータとスタビライザとの間に介在させても良い。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、左右輪間に設けられたスタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化させるためのアクチュエータを具備するスタビライザの効力制御装置において、アクチュエータを駆動・制御して車両が所定の舵角値以下且つ急操舵のときには当該車両がオーバーステア傾向となり、所定の舵角を超えるかあるいは緩操舵のときはアンダーステア傾向となるようにスタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化させることで、旋回初期回頭性を高くすることができ、望ましい旋回特性が得られる。特に走行速度が高いときには上記処理を禁止することで高速走行時の走行安定性を損なうこともない。また、操舵角速度が所定の角速度よりも高いときにのみ上記処理を行うことで、急操舵時の回頭性を高くすることができ、緊急回避等に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電磁式リニアアクチュエータの縦断面図
【図２】ソレノイドピース及びポールピースの拡大断面図
【図３】本発明が適用された懸架装置の要部正面図
【図４】本発明の制御系のブロック図
【図５】本発明の基本的制御フロー図
【符号の説明】
１アクチュエータ
３１横加速度センサ
３２左前輪速センサ、３３右前輪速センサ（車速センサ）
３５操舵角センサ
Ｒスタビライザ
Ｅ電子制御ユニット（制御手段）

Claims

前後輪のうちの少なくともいずれか一方の左右輪間に設けられたスタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化させるためのアクチュエータと、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有するスタビライザの効力制御装置であって、
車両の舵角および操舵角速度を検出し、前記舵角が所定値を超えるときはアンダーステア傾向となり、
前記舵角が所定値以下であり且つ前記操舵角速度が所定値を超えるときはオーバーステア傾向となるように前記アクチュエータを駆動・制御して前記スタビライザの見掛け上のねじり剛性を変化させることを特徴とするスタビライザの効力制御装置。
車両の走行速度を検出するための車速センサを更に備え、
走行速度が所定の速度よりも高いときには前記オーバーステア傾向となる前記アクチュエータの駆動・制御を禁止することを特徴とする請求項１に記載のスタビライザの効力制御装置。
横加速度を検出するための横加速度センサを更に備え、
前記アクチュエータにアンダーステア制御時に発生させる駆動力を、前記横加速度が所定値以上の領域は該横加速度の増大に応じて減少するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載のスタビライザの効力制御装置。