JP3894671B2 - スタビライザの効力制御装置 - Google Patents

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、電子制御され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（特開平１０−６７２１６号公報参照）。これらは、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】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、横加速度値として横加速度センサからの信号を用いようとすると、車幅方向について傾斜した路面に停車すると車体の幾何学的中心から重力の作用線がずれるため、横加速度センサから信号が出力されることがあり得た。横加速度センサからの出力があると、現在旋回中と誤判断され、アクチュエータには駆動指令が発せられる。これは無意味に動力が浪費されることを意味する。
【０００４】
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、無用な動力の消費を抑制し得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。
【０００５】
【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電磁アクチュエータ１と、車両に作用する横加速度値を検出する横加速度センサ３１と、車両の走行速度値を検出する車速センサ（例えば実施の形態中の左前輪速センサ３２及び右前輪速センサ３３）と、操舵車輪の操舵角値を検出する操舵角センサ３５と、走行速度値と操舵角値とから推定横加速度値を算出する推定横加速度演算手段３７と、横加速度センサの出力値と推定横加速度演算手段の出力値との大きい方の値を用いてアクチュエータの出力を制御する制御手段（例えば実施の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、走行速度値が所定値以上か否かを判断する判断手段（例えば実施の形態中のステップ５の処理）を有し、走行速度値が所定値以下と判断された時（ステップ５で NO 判定）にはアクチュエータの駆動を禁止する処理（例えば実施の形態中のステップ３の処理）を行うものとした。これによれば、横加速度センサからの出力があるだけではアクチュエータが作動しないので、無駄な動力が消費されずに済む。
【０００６】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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センサの出力値とを比較回路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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。これは急ハンドル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、急ハンドルの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。
【００２４】
次に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。
【００２５】
イグニッションスイッチをオンにすると（ステップ１）、電子制御ユニットＥが自己診断を行い、かつ初期設定を行う（ステップ２）。ここで先ずアクチュエータ１の駆動禁止フラグを１とする（ステップ３）。つまり、アクチュエータ１の作動を禁止する。
【００２６】
次に走行速度を読み込み（ステップ４）、走行速度が所定値、例えば１５km／ｈを超えたか否かを判別し（ステップ５）、所定値を超えた場合は駆動禁止フラグを０とし（ステップ６）、つまりアクチュエータ１の作動を許可する。これにより、上述の如きアクチュエータ１の伸縮制御が行われる（ステップ７）。
【００２７】
他方、走行速度が所定値以下の場合は、アクチュエータ１の駆動禁止フラグを１に設定するステップ３から繰り返され、これはステップ８で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。
【００２８】
上述の如くアクチュエータ１の制御条件に走行速度を組み込むことにより、例えば水勾配などの傾斜がある路肩に停車したり、高速道路の如きバンク角がついている道路を低速走行したりする際に横加速度センサ３１に出力が発生したとしても、無用なアクチュエータ１の作動が禁止される。
【００２９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、例えば水勾配などの傾斜がある路肩に停車したり、高速道路の如きバンク角がついている道路を低速走行する際に、車体の幾何学的中心から重力の作用線がずれることに起因して横加速度センサから信号が出力されたとしても、走行速度が所定値以下の時にはアクチュエータの作動が禁止されるので、無駄な動力が消費されずに済む
【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 左前輪速検出器、３３ 右前輪速検出器（車速センサ）
Ｒ スタビライザ
Ｅ 電子制御ユニット（制御手段）

Claims (1)

1. 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電磁アクチュエータと、車両に作用する横加速度値を検出する横加速度センサと、車両の走行速度値を検出する車速センサと、操舵車輪の操舵角値を検出する操舵角センサと、走行速度値と操舵角値とから推定横加速度値を算出する推定横加速度演算手段と、前記横加速度センサの出力値と前記推定横加速度演算手段の出力値との大きい方の値を用いて前記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、
   走行速度値が所定値以上か否かを判断する判断手段を有し、走行速度値が所定値以下と判断された時には前記アクチュエータの駆動を禁止する処理を行うことを特徴とするスタビライザの効力制御装置。

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