JPH0829659B2 - スタビライザ制御装置 - 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、悪路走行中の旋回時における車両のローリ
ング抑制に有効なスタビライザ制御装置に関する。

［従来の技術］ 車両は旋回走行時、遠心力の作用によりローリングを
生じる。この場合、ロール角の増加に伴ってキャンバ角
も変化するので、キャンバスラストが増大して操縦性・
安定性の低下を招く。したがって、旋回状態を維持する
ためには、修正操舵を頻繁に行なう必要が生じる。この
ようなローリングを抑制し、操縦性・安定性を高めるに
は、例えば、サスペンションのばね定数を高く設定する
ことも考えられる。しかし、この場合には、悪路走行時
等の衝撃的な振動が吸収されず、乗り心地は低下する。
そこで、左右車輪の懸架位置が異なる場合にのみばねと
して作用し復元力を発生するスタビライザを車両に配設
し、ローリングの抑制を図っている。

しかし、車両にローリングが生じていない場合でも例
えば、左右車輪の一方が路面の突起に乗り上げたような
ときには、左右車輪の懸架位置に差を生じるので、スタ
ビライザはねじり弾性力を発生しばねとして作用してし
まう。このため、サスペンションのばね定数を高く設定
したときと同様に、乗り心地が低下する。このような不
具合点に対する対策として、例えば、「自動車用スタビ
ライザー取付装置」（特開昭51-131024号公報）等が提
案されている。すなわち、左右車輪を保持するアームと
スタビライザの一端の取付部との間に所定のストローク
を有する液圧ピストンを介装し、通常の直進時には該液
圧ピストンを可動状態としてスタビライザを作用させず
に、遠心力を感知することにより旋回時にだけ上記液圧
ピストンを固定状態としてスタビライザを作用させる技
術である。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる従来技術には、以下のような問題点があった。
すなわち、 （１） 遠心力は、車両のローリングと同時に発生す
る。したがって、遠心力を感知したときにスタビライザ
を作用させても、既に車両はローリングしている。この
ように、遠心力に基づく制御ではスタビライザの作用開
始時期が遅れるので、スタビライザによる充分な復元力
を得られず、ローリングを有効に抑制できないという問
題点があった。

また、悪路走行中の旋回時には、路面の凹凸乗り越し
等により左右車輪の懸架位置が大きく異なる場合もあ
る。このようなときに液圧ピストンを固定状態に設定す
ると、左右車輪の懸架位置が等しくなったときにもスタ
ビライザはねじり弾性力を発生してしまうので、スタビ
ライザが車両のローリングを大きくするように作用して
しまうという問題もあった。

本発明は、悪路走行中の旋回時でもスタビライザを、
速やかに、しかも適切な復元力を得られる位置で固定状
態として作用させられるスタビライザ制御装置の提供を
目的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本発明は、第１図
に例示するように、 車両の左右車輪の各ばね下部材の少なくとも一方とス
タビライザの該ばね下部材に対する取付部との間に介装
され、外部からの指令に従って、上記ばね下部材と上記
スタビライザの取付部との間隔を可変状態から固定状態
に切り換える連結手段M1と、 上記ばね下部材と上記スタビライザの取付部との間隔
を検出する変位検出手段M2と、 上記車両の速度を検出する車速検出手段M3と、 上記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段M4と、 上記車両の車幅方向加速度を検出する車幅方向加速度
検出手段M6と、 上記車速検出手段M3の検出した車速が所定車速以上で
あり、かつ、上記操舵角検出手段M4の検出した操舵角が
所定操舵角以上であるときは、上記変位検出手段M2の検
出結果に基づいて上記ばね下部材と上記スタビライザの
取付部とを予め定められた中立間隔で固定状態にする指
令を上記連結手段M1に出力し、上記車幅方向加速度検出
手段M6の検出した車幅方向加速度が所定値以下になった
ら固定状態から可変状態へと復帰させる指令を上記連結
手段M1に出力する制御手段M5と、 を備えたことを特徴とするスタビライザ制御装置を要
旨とするものである。

連結手段M1とは、外部からの指令に従って、ばね下部
材とスタビライザの取付部との間隔を可変状態から固定
状態に切り換えるものである。例えば、シリンダと、該
シリンダに摺動自在に嵌合して上記シリンダを液体で満
たされた上室および下室に分けるピストンと、該上室と
下室とをシリンダ外部で接続する液圧回路に介装されて
該液圧回路を開閉する切換弁とから構成され、液圧回路
連通時は摺動可能であるピストンを、切換弁により液圧
回路を遮断して摺動不能とするアクチュエータにより実
現できる。

変位検出手段M2とは、ばね下部材とスタビライザの取
付部との間隔を検出するものである。例えば、マグネス
ケールあるいはリニアエンコーダ等の変位量変換器によ
り構成できる。

車速検出手段M3とは、車両の速度を検出するものであ
る。例えば、車両の駆動軸に固定されたパルスギヤと、
これに近接対向する電磁ピックアップとから構成でき
る。

操舵角検出手段M4とは、車両の操舵角を検出するもの
である。例えばステアリングセンサにより実現できる。

車幅方向加速度検出手段M6とは、車両の車幅方向の加
速度を検出するものである。

制御手段M5とは、車速が所定車速以上であり、かつ、
操舵角が所定操舵角以上であるときは、検出された変位
に基づいてばね下部材とスタビライザの取付部とを予め
定められた中立間隔で固定状態にする指令を出力し、そ
の後、車幅方向加速度が所定値以下になったら固定状態
から可変状態へと復帰させる指令を出力するものであ
る。ここで中立間隔とは、車輪が車両の標準状態におけ
る懸架位置にある場合には、ばね下部材とスタビライザ
の取付部とは中立位置にあるものとみなし、このときの
ばね下部材とスタビライザの取付部とのなす間隔に相当
するものである。

制御手段M5は例えばディスクリートな論理回路により
実現できる。また例えば、周知のCPUを始めとしてROM,R
AMおよびその他の周辺回路素子と共に論理演算回路とし
て構成され、予め定められた処理手順に従って上記制御
手段M5を実現するものであってもよい。

［作用］ 本発明のスタビライザ制御装置は、第１図に例示する
ように、車速検出手段M3の検出した車速が所定車速以上
であり、かつ、操舵角検出手段M4の検出した操舵角が所
定操舵角以上であるときは、変位検出手段M2の検出した
変位に基づいて、ばね下部材とスタビライザの取付部と
を予め定められた中立間隔で固定状態にする指令を制御
手段M5が連結手段M1に出力するよう働く。

すなわち、ローリングの発生が予測されると、スタビ
ライザが、左右両輪にほぼ等しい復元力を供給できる中
立位置となったときに、ばね下部材に対して固定され、
ロール剛性を高めるのである。また、制御手段M5は、こ
うしてロール剛性を高めた状態で、車幅方向加速度検出
手段M6の検出した車幅方向加速度が所定値以下になった
とき、もはやローリング抑制の必要がないものとして再
び可変状態に復帰させる指令を連結手段M1に出力する。

従って本発明のスタビライザ制御装置は、悪路走行中
の旋回時にも、ロール角を低減して車両のローリングを
好適に抑制するよう働く。そして、こうした旋回走行か
ら直進走行へ移行してローリング抑制の必要がなくなっ
たら、再び衝撃吸収能力の発揮できる状態に復帰させ
る。以上のように本発明の各構成要素が作用することに
より本発明の技術的課題を解決し、車両状態に応じた的
確なスタビライザ制御を実現することができる。

［実施例］ 次に本発明の好適な一実施例を、図面に基づいて詳細
に説明する。本発明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。

スタビライザ制御装置１は、フロントのスタビライザ
バー２の左取付部と左前輪３のロワーアーム４との間
に介装された連結ユニット5,リアのスタビライザ バー
６の左取付部と左後輪７のロワーアーム８との間に介装
された連結ユニット９、車速センサ10、操舵角センサ1
1、車幅方向加速度センサ12およびこれらを制御する電
子制御装置（以下単にECUとよぶ。）20から構成されて
いる。なお、上記フロントのスタビライザ バー２の右
取付部と右前輪13のロワーアーム14との間はスタビライ
ザ リンク15により、また上記リアのスタビライザ バ
ー６の右取付部と右後輪16のロワーアーム17との間はス
タビライザ リンク18により各々接続されている。

上記連結ユニット5,9の構成は同様のため、連結ユニ
ット５を例として第３図に基づいて説明する。連結ユニ
ット５は、第３図に示すように、スタビライザ バー２
の右取付部とロワーアーム４との間隔をECU20の制御に
従って可変状態から固定状態に切り換える連結アクチュ
エータ31および上記間隔を検出してECU20に出力する変
位センサ32を備えている。

連結アクチュエータ31は、内部に作動油を満たしたシ
リンダ33、該シリンダ33の上面開口部を油密的に封止し
たシール部材34、上記シリンダ33と摺動自在に嵌合した
ピストン35、該ピストンに固着されたピストンロッド3
6、上記ピストン35により区分されたシリンダ33の上室3
7、下室38、さらに上記上室37のポート37aと上記下室38
のポート38aとを接続する油圧回路39、該油圧回路39に
介装された切換弁40およびアキュムレータ41から構成さ
れている。

連結アクチュエータ31のシリンダ33の底面42と上記変
位センサ32の底面43とは、ベースプレート44により面一
に位置決めされてロワーアーム４に固定されている。一
方、上記連結アクチュエータ31のピストンロッド36の上
端部は、ブッシュ45を介してスタビライザ バー２の取
付部に連結されると共に、アッパプレート46により変位
センサ32のアーム47と接続されている。このため、上記
ピストンロッド36と上記アーム47とは一体的に連動す
る。

上記構成の連結ユニット５は、ECU20が３ポート２位
置電磁弁である切換弁40に対して励磁もしくは非励磁の
制御信号を出力することにより、以下のように作用す
る。すなわち、非励磁の場合には切換弁40は第３図に示
す位置にある。このため、連結アクチュエータ31のシリ
ンダ33の上室37と下室38とは連通状態となり、アキュム
レータ41から上記両室に所定圧力の作動油が供給され
る。したがって、ピストン35は同図の矢印Ａおよび矢印
Ｂ方向に摺動可能であり、スタビライザ バー２の取付
部とロワーアーム４との間隔は可変状態となる。これに
より、スタビライザ バー２はロワーアーム４に対して
ねじり弾性力を供給しない状態となり、スタビライザと
して作用しない。なお、この場合のスタビライザ バー
２の取付部とロワーアーム４との間隔は、変位センサ32
により随時検出されてECU20に入力される。

一方、ECU20により切換弁40が励磁された場合には、
切換弁40は第３図に示す右側の位置に切り換わる。この
ため、連結アクチュエータ31のシリンダ33の上室37と下
室38とは遮断状態となる。したがって、ピストン35は摺
動不能となり、スタビライザ バー２の取付部とロワー
アーム４との間隔は所定間隔に固定状態となる。これに
より、スタビライザ バー２はロワーアーム４に対して
ねじり弾性力を供給し得る状態となり、スタビライザと
して作用する。

上述のECU20は、第４図に示すように、CPU20a,ROM20
b,RAM20cを中心に論理演算回路として構成され、コモン
バス20dを介して入出力部20eに接続され、各センサから
の信号を入力すると共に連結アクチュエータを制御す
る。

次に、上記ECU20により実行されるスタビライザ制御
処理を第５図（１），（２）の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、ECU20の起動
に伴い、所定時間毎に繰り返して実行される。

まずステップ100では、車速Ｖおよび操舵角θを各セ
ンサから検出する処理が行なわれる。

次に、ステップ105〜150にて、車速Ｖおよび操舵角θ
に基づいて、スタビライザの作用により抑制する必要が
ある程度の大きなローリングを生じる操縦状態にあるか
否かを判定する。この判定は、第６図に示すような、ロ
ーリングの程度を車速Ｖと操舵角θとに基づいて規定し
たマップに従って行なわれる。すなわち、車速Ｖおよび
操舵角θが、第１ローリング判定車速V1〜第５ローリン
グ判定車速V5およびこれらに対応して定められた第５ロ
ーリング判定操舵角θ５〜第１ローリング判定操舵角θ
１のマップ上の交点を結線して定まるローリング発生領
域Ｃ（同図に斜線で示す）に含まれるか否かの判定をス
テップ105〜150で行なうのである。現在の車速Ｖおよび
操舵角θが、上記ローリング発生領域Ｃに含まれないと
判定された場合には、大きなローリングの発生は予測さ
れないので、スタビライザを作用させる必要がないもの
として上記ステップ100に戻る。

一方、上記ステップ105〜150で、現在の車速Ｖおよび
操舵角θが、上記ローリング発生領域Ｃに含まれると判
定された場合には、大きなローリングの発生が予測され
るので、スタビライザを作用させるためにステップ155
以下に進む。ステップ155では、スタビライザ バーの
取付部とロワーアームとの間隔、すなわち。連結アクチ
ュエータの変位Ｓを検出する処理が行なわれる。続くス
テップ160では、変位Ｓの絶対値が中立判定変位S0未満
であるか否かが判定され、肯定判断されるまで上記ステ
ップ155,160を繰り返して待期する。変位Ｓの絶対値が
中立判定変位S0未満となったときに実行されるステップ
165では、連結アクチュエータの切換弁を励磁（ON）し
て、スタビライザ バーの取付部とロワーアームとの間
隔を中立間隔で固定状態とする処理が行なわれる。この
処理により、スタビライザの作用が開始される。次にス
テップ170に進み、タイマT1をリセット・スタートする
処理が行なわれる。続くステップ175では、基準時間TA
だけ経過するまで待機した後、ステップ180に進む。ス
テップ180では、車幅方向加速度Ｇを検出する処理が行
なわれる。次にステップ185に進み、車幅方向加速度Ｇ
の絶対値が、ローリング判定車幅方向加速度G0未満であ
るか否かを判定し、肯定判断されるまで上記ステップS1
80,185を繰り返して待期する。車幅方向加速度Ｇの絶対
値がローリング判定車幅方向加速度G0未満となったとき
に実行されるステップ190では、もはやローリング抑制
の必要がないものとして、連結アクチュエータの切換弁
を非励磁（OFF）とし、スタビライザ バーの取付部と
ロワーアームとの間隔を可変状態にする処理が行なわれ
る。この処理により、スタビライザの作用は終了する。
以後、本スタビライザ制御処理は上記ステップ100〜190
を繰り返して実行される。

次に、上記スタビライザ制御処理のうち、変位Ｓを検
出して連結アクチュエータの切換弁を励磁する処理（ス
テップ155,160,165）の様子の一例を第７図のタイミン
グチャートに従って説明する。変位センサ出力は、スタ
ビライザ バーの取付部とロワーアームとの間隔が予め
定められた中立間隔をなす中立位置にあるときに値０と
なり、該中立間隔を基準に正負の値をとる。スタビライ
ザ バーの取付部とロワーアームとの間隔が収縮して
（矢印Ｅ方向）中立間隔をなす中立位置に近づく場合に
は、変位センサ出力が中立判定変位＋S0となる時刻T1に
おいて、連結アクチュエータの切換弁を励磁する制御信
号が出力され、切換弁作動時間経過後の時刻T2において
中立位置に対応する中立間隔で連結アクチュエータは固
定状態となる。一方、スタビライザ バーの取付部とロ
ワーアームとの間隔が伸長して（矢印Ｆ方向）中立間隔
に対応する中立間隔に近づく場合には、変位センサ出力
が中立判定変位−S0となる時刻t3において、連結アクチ
ュエータの切換弁を励磁する制御信号が出力され、切換
弁作動時間経過後の時刻T4において中立位置に対応する
中立間隔で連結アクチュエータは固定状態となる。以
後、スタビライザを作用させる必要が生じたときは、上
述のように中立位置に、対応する中立間隔で連結アクチ
ュエータを固定状態にするよう制御される。

なお本実施例において、連結アクチュエータ31,51が
連結手段M1に、変位センサ32,52が変位検出手段M2に、
車速センサ10が車速検出手段M3に、操舵角センサ11が操
舵角検出手段M4に、車幅方向加速度センサ12が車幅方向
加速度検出手段M6に各々該当する。またECU20および該E
CU20の実行する処理（ステップ105,110,115,120,125,13
0,135,140,145,150,160,165,170,175,185,190）が制御
手段M5として機能する。

以上説明したように本実施例は、車速Ｖおよび操舵角
θがマップ上のローリング発生領域Ｃに含まれると判定
されると、連結アクチュエータの変位Ｓを検出し、該変
位Ｓの絶対値が中立判定変位S0未満になったときに連結
アクチュエータを固定状態にしてスタビライザを作用さ
せ、その後TA時間経過後に、車幅方向加速度Ｇの絶対値
がローリング判定車幅方向加速度G0未満になると連結ア
クチュエータを可変状態にしてスタビライザを作用させ
ないように構成されている。このため、車速Ｖと操舵角
θとに基づくローリング発生の予測が可能となり、実際
に車両が傾斜する前にスタビライザを作用させられるの
で、ローリング抑制効果を向上できる。

また、連結アクチュエータの変位Ｓの絶対値が中立判
定変位S0未満になったときに連結アクチュエータを固定
状態にする。したがって、スタビライザ バーの取付部
とロワーアームとの間隔が予め定められた中立位置に対
応する中立間隔に固定される。このため、スタビライザ
が、左右車輪の懸架位置に差を生じさせるようなねじり
弾性力を発生することはなく、左右車輪の懸架位置を等
しくするような復元力を供給し、不要な姿勢変化を無く
すことができる。これにより、スタビライザの作用によ
るローリング抑制の信頼性が向上する。このことは、悪
路走行中の旋回時等におけるローリング抑制に際して特
に有効である。

さらに、一旦スタビライザを作用させた後、車幅方向
加速度Ｇの絶対値がローリング判定車幅方向加速度G0未
満となったときには、スタビライザの作用を中止する。
このため、車両が旋回走行から直進走行に移行すると、
速やかにスタビライザをばねとして作用させなくするの
で、直進走行時のばね定数は旋回走行時より低下し、路
面からの衝撃を吸収し易くなって乗り心地も向上する。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
のような実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施
し得ることは勿論である。

発明の効果 以上詳記したように本発明のスタビライザ制御装置
は、車速が所定車速以上、かつ、操舵角が所定操舵角以
上のときは、ばね下部材とスタビライザの取付部とを予
め定められた中立間隔で固定状態にするよう構成されて
いる。このため、車速および操舵角の変化から旋回走行
への移行を予測し、実際に車両がローリングする以前に
スタビライザを作用させられるので、実際の旋回走行時
には最初から充分な復元力が得られ、車両のローリング
を速やかに抑制できるという優れた効果を奏する。

また、下ばね部材とスタビライザの取付部とを予め定
められた中立間隔で固定状態にするので、悪路走行中の
旋回時にも、左右車輪の懸架位置の差の増加に応じてス
タビライザがねじり弾性力を発生し、左右車輪の懸架位
置を等しくするよう作用する。したがって、左右車輪に
車高差を発生して車両のローリングを増長するといった
問題を生じることなく、スタビライザによるローリング
抑制の信頼性も向上する。

また、こうしてロール剛性を高めた状態で、車幅方向
加速度が所定値以下になったとき、もはやローリング抑
制の必要がないものとして再び可変状態に復帰させる。
このため、旋回走行から直進走行へ移行してローリング
抑制の必要がなくなったことを的確に判断して、速やか
に衝撃吸収能力の発揮できる状態に復帰させることがで
きる。

以上の結果、本発明は、ローリング抑制制御からの復
帰も的確に実行することができ、ローリング抑制制御の
要否を的確に予測し、車両状態に応じたスタビライザ制
御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成
図、第２図は本発明一実施例のシステム構成図、第３図
は同じくその連結ユニットの説明図、第４図は同じくそ
の電子制御装置（ECU）の構成を示すブロック図、第５
図（１），（２）は同じくその制御を示すフローチャー
ト、第６図は同じくその車速と操舵角とのマップを示す
グラフ、第７図は同じくその制御を示すタイミングチャ
ートである。 M1……連結手段 M2……変位検出手段 M3……車速検出手段 M4……操舵角検出手段 M6……車幅方向加速度検出手段 M5……制御手段 １……スタビライザ制御装置 2,6……スタビライザ バー 5,9……連結ユニット 10……車速センサ 11……操舵角センサ 20……電子制御装置（ECU） 20a……CPU 31,51……連結アクチュエータ 32,52……変位センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭62−191210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64514（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−40214（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の左右車輪の各ばね下部材の少なくと
   も一方とスタビライザの該ばね下部材に対する取付部と
   の間に介装され、外部からの指令に従って、上記ばね下
   部材と上記スタビライザの取付部との間隔を可変状態か
   ら固定状態に切り換える連結手段と、 上記ばね下部材と上記スタビライザの取付部との間隔を
   検出する変位検出手段と、 上記車両の速度を検出する車速検出手段と、 上記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 上記車両の車幅方向加速度を検出する車幅方向加速度検
   出手段と、 上記車速検出手段の検出した車速が所定車速以上であ
   り、かつ、上記操舵角検出手段の検出した操舵角が所定
   操舵角以上であるときは、上記変位検出手段の検出結果
   に基づいて上記ばね下部材と上記スタビライザの取付部
   とを予め定められた中立間隔で固定状態にする指令を上
   記連結手段に出力し、上記車幅方向加速度検出手段の検
   出した車幅方向加速度が所定値以下になったら固定状態
   から可変状態へと復帰させる指令を上記連結手段に出力
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とするスタビライザ制御装置。