WO2005082650A1

WO2005082650A1 - スタビライザ制御装置

Info

Publication number: WO2005082650A1
Application number: PCT/JP2005/002925
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Yasui
Original assignee: Aisin Seiki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2005-09-09
Also published as: EP1719643A1; JP2005238971A; CN1922043A; US20070150144A1; EP1719643A4

Abstract

　路面からの入力に対しても能動的にスタビライザを制御し、車両の直進走行中における路面凹凸に起因する変化に対しては乗り心地を確保し、車両の旋回時には車体ロール角を確実に抑制する。車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御し、旋回状態に応じて車体のロール運動を能動的に制御するスタビライザ制御装置において、車体と左右車輪の相対変位の車輪ストロークを検出し（Ｍ１３）、車輪ストローク左右差及び車輪ストローク速度左右差の少なくとも一方に基づき、スタビライザフリー制御（Ｍ１５）及びロール減衰制御（Ｍ１６）の少なくとも一方を介して、スタビライザのねじり剛性を制御するための外部付与力を設定する（Ｍ１７）。

Description

明細書

スタビライザ制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、車両のスタビライザ制御装置に関し、特に、左右車輪間に配設するスタビライザのねじり剛性を可変制御するスタビライザ制御装置に係る。

背景技術

[0002] 一般的に、車両のスタビライザ制御装置は、車両の旋回走行中にスタビライザの作用により適切なロールモーメントを外部から付与し、車体のロール運動を低減または抑制するように構成されている。例えば特許文献 1には、以下の事項が開示されている。即ち、スタビライザの剛性制御構造において、ロール現象の緩和には剛性を大きくし車体に揺れを生じさせず、乗り心地の上からは、その剛性を小さくすることが好ましいと記載されている。そして、必要時にはスタビライザの剛性を発揮させる力不要時にはスタビライザの剛性を減殺するスタビライザの剛性制御の具現化にあって、部品点数の削減を可能にして、製品コストの低廉化と汎用性の向上を期待するに最適となるスタビライザの剛性制御構造が提案されてレ、る。具体的には、中間部が車体側に連結され両端が車軸側に連結されるスタビライザと、該スタビラィザにおける剛性の減殺を可能にするァクチユエータと、該ァクチユエータの作動不作動を選択する切換バルブとを有してなるスタビライザの剛性制御構造において、切換バルブが車体におけるロール現象に起因する車体横方向の慣性力で切り換えられるように構成されている。

[0003] また、下記の特許文献 2には、能動的に車両のローリングを抑制する横揺れ安定化装置について提案されている。即ち、横揺れ値 (ローリング)を測定するための少なくとも 1つのセンサと、前方および/または後方車台スタビライザの半部分間に設けられた少なくとも 1つの旋回ァクチユエ一タとを有し、横揺れ運動を低減または抑制するためにスタビライザ半部分に予緊張を与え、および横揺れ時にセンサの出力信号の関数として車両ボディーに抵抗モーメントを与えることとしている。

[0004] 尚、下記の特許文献 3には、車輪速度から車輪加速度を演算し、ハイパスフィルタを用いて、その高周波成分を取り出し、車輪加速度の分散値を算出し、その分散値を用いて悪路判定を行う方法が開示されている。また、特許文献 4には、基準となる平坦路における小さい舵角での加速度センサ出力の微分値の分散と、現在走行中の路面における小さい舵角での加速度センサ出力の微分値の分散とによる F検定を行レ、、その結果にしたがって悪路判定を行う方法が開示されている。更に、特許文献 5には、車両安定性制御に供される指標として、スピン状態量を表すスピンバリュー、及びドリフトアウト状態量を表すドリフトバリューが開示されている。

[0005] 特許文献 1 :特開平 8— 268027号公報

特許文献 2：特表 2002 - 518245号公報

特許文献 3：特開平 9 - 20223号公報

特許文献 4 :特開 2001— 63544号公報

特許文献 5：特開平 9 - 193776号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 然し乍ら、前掲の特許文献 1のスタビライザの剛性制御構造においては、スタビラィザのねじれ剛性は、ばね上（車体)慣性の入力に対しては高い状態とし車体ロール角を抑制し車両姿勢を安定化することとしている。一方、ばね下（車輪)からの入力に対してはスタビライザねじれ剛性を低い状態として乗り心地を向上させる必要があるとしている。そして、これら事象は相反するため、特許文献 1に示されるような装置が提案されている。

[0007] そこで、本発明は、能動的に車体ロール運動を抑制可能なスタビライザ制御装置において、路面からの入力に対しても能動的にスタビライザを制御し乗り心地を向上させることを課題とする。

[0008] また、本発明の別の課題は、スタビライザのねじり剛性を制御し得るだけでなぐ口ール減衰をも制御し、乗り心地を向上させ得るスタビライザ制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記の課題を解決するため、本発明は、車両の左右車輪間に配設されるスタビラィザのねじり剛性を制御し、前記車両の旋回状態に応じて車体のロール運動を能動的に制御するスタビライザ制御装置におレ、て、前記車両前方及び後方の少なくとも一方の車軸で前記車体と前記左右車輪の相対変位を検出する車輪ストローク検出手段と、該車輪ストローク検出手段の検出結果に基づき車輪ストローク左右差及び車輪ストローク速度左右差の少なくとも一方を演算する車輪ストローク差演算手段と、前記車両が直進走行状態にある場合には前記車輪ストローク差演算手段の演算結果に基づき前記スタビライザのねじり剛性を制御するための外部付与力を設定する外部付与力設定手段とを備えることとしたものである。

[0010] 前記外部付与力は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値に基づいて定めることができる。また、前記外部付与力は、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値に基づいて定めることもできる。あるいは、前記外部付与力は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値及び、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値に基づレ、て定めることとしてもよレ、。

[0011] 更に、前記外部付与力は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値、及び、車両のアクティブ（能動的）ロールモーメント目標値に基づいて定めることもできる。例えば、前記外部付与力は、以下の式により算出することができる。

Rt=Rm-K5 -Rr (St) +K6 -Rd (dSt)

ここで、

Rt :外部付与力

Rm：車両のアクティブ（能動的）ロールモーメント目標値

Rr (St)：車輪ストローク差に基づレ、て定められるロール剛性低減目標値

Rd (dSt)：車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値

K5、 Κ6 :制御ゲイン

St :車輪ストローク差

dSt：車輪ストローク速度差である。

[0012] また、本発明は、車両の左右車輪間に配設されるスタビライザバーを有するスタビラィザに対し、該スタビラィザのねじり剛性を制御し、前記車両の旋回状態に応じて車体のロール運動を能動的に制御するスタビライザ制御装置におレ、て、前記車両前方及び後方の少なくとも一方の車軸で前記車体と前記左右車輪の相対変位を検出する車輪ストローク検出手段と、該車輪ストローク検出手段の検出結果に基づき車輪ストローク左右差を演算する車輪ストローク左右差演算手段と、該車輪ストローク左右差演算手段の演算結果に基づき前記スタビライザのねじり剛性を制御するための外部付与力を設定する外部付与力設定手段と、前記車両の旋回状態を表す旋回指標を設定する旋回指標設定手段とを備え、該旋回指標設定手段が設定した旋回指標に応じて、前記外部付与力設定手段が設定した外部付与力によって、前記スタビラィザバーのねじり剛性を、前記スタビライザバーが本来有する値より低下させるように構成してもよい。

発明の効果

[0013] 而して、本発明のスタビライザ制御装置によれば、車両旋回時の車体ロール角を確実に抑制すると共に、車両が直進状態にあるときの路面からの入力に対しても、ロール減衰に対する制御を含め、外部付与力設定手段が設定した外部付与力によって、能動的にスタビライザを制御して適切な乗り心地を確保することができる。尚、外部付与力の設定手段としては、上記のように種々の態様がある。

[0014] また、前記旋回指標設定手段を備えたスタビライザ制御装置によれば、車両が直進状態にあるときに、車輪からの入力に対してスタビライザのねじり剛性を低下させるように、能動的にスタビライザを制御して、適切な乗り心地を確保することができる。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を備えた車両の概要を示す構成図である。

[図 2]本発明の一実施形態におけるスタビライザ制御ユニットの一例を示す構成図である。

[図 3]本発明の一実施形態における制御構成を示すブロック図である。

[図 4]図 3のアクティブロール抑制制御の一態様の制御ブロック図である。

[図 5]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインを旋回指標に基づいて設定する態様の一例を示すブロック図である園 6]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインを旋回指標に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。園 7]本発明の一実施形態において演算横加速度変化量に係る制御ゲインと実横加速度変化量に係る制御ゲインを旋回指標に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 8]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインに対して非線形な制御ゲイン特性を設定するマップの一例を示すグラフである。

園 9]本発明の一実施形態において演算横加速度変化量に係る制御ゲインと実横加速度変化量に係る制御ゲインに対して非線形な制御ゲイン特性を設定するマップの一例を示すグラフである。

園 10]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインを路面状態等に基づいて設定する態様の一例を示すブロック図である。

園 11]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインを悪路判定結果に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 12]本発明の一実施形態において演算横加速度変化量に係る制御ゲインと実横加速度変化量に係る制御ゲインを悪路判定結果に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 13]本発明の一実施形態において路面摩擦係数に基づき演算横加速度の上限値を決定するマップの一例を示すグラフである。

園 14]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインを路面摩擦係数に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 15]本発明の一実施形態において演算横加速度変化量に係る制御ゲインと実横加速度変化量に係る制御ゲインを路面摩擦係数に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 16]本発明の一実施形態において演算横加速度に係る制御ゲインと実横加速度に係る制御ゲインをスピン状態量又はドリフトアウト状態量に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 17]本発明の一実施形態において演算横加速度変化量に係る制御ゲインと実横加速度変化量に係る制御ゲインをスピン状態量又はドリフトアウト状態量に基づいて設定するマップの一例を示すグラフである。

園 18]本発明の一実施形態における前輪ロール剛性比率の初期値設定用マップの一例を示すグラフである。

園 19]本発明の一実施形態におけるスタビライザフリー制御ブロックの一態様を示すブロック図である。

園 20]本発明の一実施形態におけるロール減衰制御ブロックの一態様を示すブロック図である。

園 21]本発明の一実施形態におけるスタビライザ付与力目標値演算ブロックの一態様を示すブロック図である。

園 22]本発明の一実施形態において制御全体に対するスタビライザフリー制御の寄与度を設定するマップの一例を示すグラフである。

[図 23]本発明の一実施形態において制御全体に対するロール減衰制御の寄与度を設定するマップの一例を示すグラフである。

園 24]本発明の一実施形態におけるモータ制御の一態様の制御ブロック図である。符号の説明

SBf 前輪側スタビライザ， SBfr, SBfl 前輪側スタビライザバー，

SBr 後輪側スタビライザ， FT, RT スタビラィザァクチユエータ，

SW ステアリングホイール， SA 操舵角センサ，

WHfr, WHfl, WHrr, WHrl 車輪，

WSfr, WSfl, WSrr, WSrl 車輪速度センサ，

HSfr, HSfl, HSrr, HSrl ストロークセンサ， YR ョーレイトセンサ， XG 前後加速度センサ，

YG 横加速度センサ， ECU 電子制御装置

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を備えた車両の全体構成を図 1に示すように、車体（図示せず）に口ール方向の運動が入力された場合に、ねじりばねとして作用する前輪側スタビライザ SBfと後輪側スタビライザ SBrが配設される。これら前輪側スタビライザ SBf及び後輪側スタビライザ SBrは、車体のロール運動に起因する車体ロール角を抑制するために、各々のねじり剛性がスタビラィザァクチユエータ FT及び RTによって可変制御されるように構成されている。尚、これらスタビラィザァクチユエータ FT及び RTは電子制御装置 ECU内のスタビライザ制御ユニット ECU1によって制御される。

[0018] 図 1に示すように各車輪 WHxxには車輪速度センサ WSxxが配設され（添字 XXは各車輪を意味し、 frは右側前輪、 fl左側前輪、 rrは右側後輪、 rlは左側後輪を示す）、これらが電子制御装置 ECUに接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号が電子制御装置 ECUに入力されるように構成されている。また、各車輪のサスペンションスプリング SPxx近傍にはサスペンションスト口ークセンサ HSxx (車高センサともレ、い、以下、単にストロークセンサという）が設けられており、各車輪での車体と車輪の相対的変位が電子制御装置 ECUに入力されるように構成されている。更に、ステアリングホイール SWの操作に応じた操舵角（ハンドノレ角） 5 fを検出する操舵角センサ SA、車両の前後加速度 Gxを検出する前後加速度センサ XG、車両の実横加速度 Gyaを検出する横加速度センサ YG、車両のョーレイト Yrを検出するョーレイトセンサ YR等が電子制御装置 ECUに接続されている。

[0019] 尚、電子制御装置 ECU内には、上記のスタビライザ制御ユニット ECU1のほ力 \ブレーキ制御ユニット ECU2、操舵制御ユニット ECU3等が構成されており、これらの制御ユニット ECU1乃至 3は夫々、通信用の CPU、 ROM及び RAMを備えた通信ユニット（図示せず）を介して通信バスに接続されている。而して、各制御システムに必要な情報を他の制御システムから送信することができる。

[0020] 図 2は、スタビラィザァクチユエータ FTの具体的構成例 (RTも同様の構成）を示すもので、前輪側スタビライザ SBfは左右一対のスタビライザバー SBfr及び SBflに二分割されており、夫々の一端が左右の車輪に接続され、他端の一方側が減速機 RDを介して電気モータ Mのロータ RO、その他方側が電気モータ Mのステータ SRに接続されている。尚、スタビライザバー SBfr及び SBflは保持手段 HLfr及び HLflにより車体に保持される。

[0021] 而して、電気モータ Mが通電されると、二分割のスタビライザバー SBfr及び SBflの夫々に対しねじり力が生じ、前輪側スタビライザ SBfの見掛けのねじりばね特性が変更されるので、車体のロール剛性が制御されることになる。また、電気モータ Mの回転角を検出する回転角検出手段として、回転角センサ RSがスタビラィザァクチユエータ FT内に配設されている。尚、スタビラィザァクチユエータのパワー源としては、電気モータ Mに代えて、モータ又はエンジンによって駆動されるポンプ（図示せず）を用レ、、このポンプによって油圧制御を行う構成としてもよい。

[0022] 図 3は、本実施形態の制御構成を示すもので、運転者のステアリング操作 (ハンドル操作）に関し、運転者操作検出手段 Mi lにより操舵角（ハンドル角） δ fを含む情報が検出され、車両の走行状態検出手段 Ml 2により車両速度、横加速度及びョーレイトを含む車両運動状態量が検出される。これらの検出結果に基づき、ロール抑制制御ブロック M14にて、車両旋回時の車体ロール角を抑制するロール抑制制御が行われる。一方、サスペンションストローク検出手段 M13にてサスペンションスプリング SPxxのストロークが検出され、その検出結果に基づきスタビライザ SBf及び SBrのねじり剛性を低下させ路面凹凸に対して乗り心地を向上させるスタビライザフリー制御ブロック M15、及びサスペンションストローク検出手段 M13の検出結果に基づき車両のロール方向の減衰力を制御するロール減衰制御ブロック M16を有する。

[0023] 前述のロール抑制制御は車両旋回時の車両姿勢を安定化するものであるのに対し、スタビラィザフリー制御及びロール減衰制御は直進時の乗り心地を向上させるものである。つまり、車両旋回時の車両姿勢安定と直進時の乗り心地向上といった相反する事象を両立させるものである。このため、乗り心地向上のためのスタビライザフリ一制御ブロック M15とロール減衰制御ブロック M16の何れか一方を省略した構成とすることも可能である。各制御ブロック M14， Ml 5及び Ml 6では、前輪及び後輪に配置されたスタビラィザァクチユエータ FT及び RTへの付与力が演算される。そして、次のスタビライザ付与力目標値演算ブロック M17において、車両の走行状態を加味して、スタビラィザァクチユエータ FT及び RTに与えられる制御力の目標値が設定される。この目標値にもとづきァクチユエータのサーボ制御が実行されスタビライザァクチユエータ FT及び RTが駆動制御されるように構成されてレ、る。

[0024] スタビライザ付与力目標値演算ブロック M17における演算処理の詳細については後述するが、例えば、車両旋回状態の程度が小さいとき、つまり、車両が略直進走行に近い状態にあるときは、スタビラィザァクチユエータ FT及び RTへの付与力に関して、車両旋回状態に応じて制御されるロール抑制制御（M14)からの制御目標量は小さく設定され、スタビライザフリー制御（Ml 5)及びロール減衰制御（M16)力の制御目標量が大きく設定される。スタビライザフリー制御（M15)では、乗り心地を向上させるために、スタビライザバーが本来のねじり剛性（二分割されたスタビラィザバ一が固定された状態で有するねじり剛性をいう）に比べ、更にねじり剛性が低下するように、スタビラィザァクチユエータ FT及び RTへの付与力が設定される。この付与力は路面凹凸に起因して車体に伝達されるロールモーメントを低減するように作用し、スタビライザのねじり剛性を弱めるためのものであるから、車両旋回時にロール抑制を行う際の力の向きとは逆の方向に付与することとなる。

[0025] また、車体ロール運動に対して減衰力を発生させるために、ロール減衰制御ブロック M16においては、ロール減衰制御に基づき制御目標量が設定される。そして、車両が旋回状態となると、スタビライザフリー制御及びロール減衰制御の制御目標量は低減され、ロール抑制制御の制御目標量が大きくなるため、確実に旋回中のロール運動を抑制することが可能となる。

[0026] 図 4は、図 3に記載のロール抑制制御ブロック M14の具体的態様を示すもので、車両アクティブロールモーメント目標値演算部 M21におレ、て横加速度センサ YGの信号から得られる実横加速度 Gya、これを時間微分する実横加速度変化量 dGya、ハンドル角 δ f及び車両速度（車速) Vx力演算される演算横加速度 Gye、これを時間微分する演算横加速度変化量 dGyeに基づき車両全体でロール運動を抑制するために必要な車両アクティブ (能動的）ロールモーメント目標値 Rmvが演算される。尚、演算横加速度 Gyeは次の式（1)により求められる。

Gye = (Vx²- 5 f) /{L-N- (1 +Kh-Vx ) } · · · (1)

ここで、 Lはホイールベース、 Nはステアリングギア比、 Khはスタピリティファクタである

[0027] 而して、好適なロール特性を達成するために車両全体に付与すべきアクティブロールモーメント目標値 Rmvは、次の式（2)により求められる。

Rmv =Kl -Gye + K2 - dGye + K3 -Gya + K4- dGya …（2)

上記の Kl、 Κ2、 Κ3、 Κ4は制御ゲインであり、下記の背景下で、後述するように設定される。

[0028] 先ず、実際の横加速度センサにより検出される実横加速度 Gyaと、運転者のステアリング (ノヽンドル)操作に応じてハンドル角 δ fと車速 Vxに基づいて演算される演算横加速度 Gyeとを比較すると、実横加速度 Gyaは路面凹凸の影響を受けると共に、ステアリング (ハンドル)操作に応じた操舵作動の結果であるので、遅延した信号となる、確実に路面状態（路面摩擦係数)の影響を反映した値となる。これに対し、演算横加速度 Gyeは路面凹凸の影響を受けず、操舵入力（ハンドル角 δ f及び車速 Vx) に基づいて求められるので、遅延が少ない信号となるが、路面状態（路面摩擦係数）が反映されていないので、例えば摩擦限界を超えた旋回状態においては正確性を欠くことになる。

[0029] そこで、本実施形態においては、上記式（2)の制御ゲイン Kl、 Κ2、 Κ3、 Κ4を車両の走行状態等に応じて後述するように調整し、実横加速度 Gyaと演算横加速度 G yeにおける課題を相互補完することとしている。例えば、車両が直進状態及び旋回状態が小さい走行状態では、演算横加速度 Gyeの情報のみ、もしくは、演算横加速度 Gyeのスタビライザ制御への寄与度が大きくなるように設定し、能動的ロール抑制制御を実行することとしている。これにより、車両旋回に起因する横加速度と路面凹凸による横加速度が峻別され、乗り心地が向上するとともに、旋回時のロールを確実に抑制することができる。以下、上記式（2)の制御ゲイン Kl、 Κ2、 Κ3、 Κ4の設定例を順次説明する。

[0030] 図 5は、路面凹凸に起因する横加速度の影響を排除するため、演算横加速度 Gye に係る制御ゲイン Kl及び K2と実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4を旋回指標 TCに基づいて設定する態様を示すもので、旋回指標 TCは旋回状態の大小を示す指標である。路面凹凸の影響を補償するためには、この旋回指標 TCを、路面凹凸に影響されない指標とすることが必要であり、演算横加速度 Gye、ハンドル角 δ f及びョーレイト Yrの何れ力 \もしくは、これらの 2以上を組み合わせた指標とすることが望ましい。また、路面凹凸に起因する横加速度は最大でも 0. 1G (Gは重力加速度を表す)程度であるため、路面凹凸の影響を受ける実横加速度 Gyaであっても、これを旋回指標 TCとして用いることも可能である。

[0031] 例えば、演算横加速度 Gyeに係る制御ゲイン K1と実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3の設定用マップとして、図 6に示すように、旋回指標 TCに基づいて設定するとよい。特に、旋回指標 TCが小さい場合 (TC≤TC1)には、実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3を 0として、ハンドル角 δ fに基づいて演算される演算横加速度 Gyeに応じた制御を実行するとよい。また、演算横加速度変化量 dGyeに係る制御ゲイン K2と実横加速度変化量 dGyaに係る制御ゲイン K4の設定用マップも、図 7に示すように、旋回指標 TCに基づいて設定するとよい。この場合も、旋回指標 TCが小さい場合 (T C≤TC2)には、実横加速度変化量 dGyaに係る制御ゲイン K4を 0として、ハンドル角 δ fに基づいて演算される演算横加速度変化量 dGyeに応じた制御を実行するとよい。このように、旋回指標 TCが小さい場合には、路面凹凸の影響を受けにくい演算横加速度変化量 dGyeの制御ゲインを高めることにより、路面凹凸に起因する横加速度の影響を抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。

[0032] 上記の図 6及び図 7のマップにおいては、演算横加速度 Gye及び演算横加速度変化量 dGyeのみに基づいてスタビライザ制御を実行することとしている力本発明はこれに限定するものではなぐ路面凹凸の影響を受けにくい演算横加速度情報沙なくとも Gye及び dGyeの何れか一方を含む）を利用し、例えば次のように設定することとしてもよレ、。即ち、旋回の程度が小さいときには、演算横加速度情報の影響度を大きく設定することにより、乗り心地を向上させることができる。この場合において、演算横加速度情報の影響度を必ずしも 100%にする必要はなぐ実横加速度情報 (少なくとも Gya及び dGyaの何れか一方を含む）の影響度が残存してレ、る構成も可能である。また、図 8及び図 9のマップに示すように、演算横加速度情報に対して非線形な制御ゲイン特性や、更にはこれに近似した多段折れ特性とすることも可能である。旋回の程度が増大するに従い、演算横加速度情報の影響度を減少させ、実横加速度情報の影響度を増加させることにより、直進時の路面凹凸の影響を抑制し、旋回時には確実に車体ロール角を抑制することができる。

[0033] 更に、旋回指標 TCに基づいて制御ゲインを設定することにより、後述の路面摩擦状態に対する補償にも効果を奏する。路面摩擦状態を反映して演算横加速度 Gye を求めるためには、路面摩擦係数 μ maxの情報が必要となる。この路面摩擦係数情報は推定値であるので、実際は低摩擦係数路面であるにもかかわらず、高摩擦係数路面とされる場合もあり得る。このような場合には、アクティブロール制御量が過剰となるので、逆ロールが発生し、運転者に対し違和感を与えることになる。これに対し、旋回指標 TCで表される旋回状態の増加に伴い、実横加速度 Gyaについての制御に対する寄与度を増加させると共に、演算横加速度 Gyeの影響度を小さくすることにより、逆ロールの問題も解決される。

[0034] 上記の旋回指標に加えて、悪路判定結果、路面摩擦係数、車両の旋回状態を表すスピン状態量 (スピンバリュー）及びドリフトアウト状態量 (ドリフトバリュー）等に基づいて制御ゲインを設定することも可能であり、その一態様を図 10に示す。ここで、悪路判定手段としては、前掲の特許文献 3に記載の車輪速度に基づく手段、特許文献 4に記載の加速度センサの検出結果に基づく手段がある。これらの判定結果は、一般的に、アンチスキッド制御 (ABS)に利用されるため、ブレーキ制御ユニット ECU2 で演算処理される。また、スピン状態量 (スピンバリュー）及びドリフトアウト状態量（ドリフトバリュー）は、車両安定性制御で必要な状態量であり、例えば前掲の特許文献 5 に記載の方法でブレーキ制御ユニット ECU2にて演算処理される。更に、路面摩擦係数は、ブレーキ制御ユニット ECU2又は操舵制御ユニット ECU3におレ、て従来周知の種々の方法で求められる。そして、これらの判定結果及び状態量は通信バスを介してスタビライザ制御ユニット ECU1に入力される。

[0035] 図 11及び図 12は、上記の悪路判定結果に基づいて設定するマップの一例を示すもので、悪路と判定されたときには、演算横加速度 Gyeに係る制御ゲイン K1及び K2 の寄与割合を、悪路と判定されない通常時に比較して大きくなるように変更される。そして、実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4の寄与割合は、悪路と判定されたときには、通常時に比較して小さくなるように変更される。この制御ゲインの変更により、路面凹凸が大きい悪路での走行と判定された場合には、演算横加速度 Gye に係る制御ゲイン Kl及び K2の寄与割合が増加し、実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4の寄与割合が低下するため、乗り心地の悪化を抑止することができる。更に、悪路と判定されると、図 4の実横加速度 Gyaフィルタのパラメータが変更され、実横加速度 Gyaのノイズ低減処理が行われる。このノイズ低減処理の背反として信号の遅れを惹起するが、悪路と判定された場合には、演算横加速度 Gyeに係る制御ゲイン K1及び K2の寄与割合が増加するため、当該信号の遅れは補償されることになる。

[0036] 次に、路面摩擦状態に応じて正確に演算横加速度 Gyeを求めるベぐブレーキ制御ユニット ECU2又は操舵制御ユニット ECU3で演算される路面摩擦係数（ a max) 力通信バスを介してスタビライザ制御ユニット ECU1に入力される。この路面摩擦係数 max)によって、演算横加速度 Gyeは図 13に基づいて補正される。即ち、路面摩擦係数/ maxは、その路面で発生可能な最大横加速度を定めるものであるため、路面摩擦係数 μ maxに基づき演算横加速度 Gyeの上限値 (Gyemax)を決定する。例えば、図 13の上方に示すように、路面摩擦係数 i maxの値が/ i maxl (例えば 0. 4 )で、これに基づき演算横加速度の上限値 Gyemaxが Gyemaxl ( = 0. 4G)と設定されている場合には、上記式（1)から演算横加速度 Gyeが 0. 6Gと演算されていても、図 13の下方に示すように Gyemaxl ( = 0. 4G)として出力される。これにより、実際の路面状態に即して演算横加速度の精度を向上させることができる。

[0037] また、路面摩擦係数の補償は制御ゲインの調整によっても可能である。例えば、図 14及び図 15に示すように、路面摩擦係数（μ max)が相対的に低い場合には演算横加速度 Gyeの寄与度を低下させ、実横加速度 Gyaの寄与度を増加させればょレ、。図 14及び図 15は路面摩擦係数に応じた制御ゲイン設定用のマップを示すもので、路面摩擦係数（ μ max)が低レ、場合には演算横加速度 Gyeに係る制御ゲイン Kl及び K2を低く設定し、実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4を相対的に高く設定する。そして、路面摩擦係数 max)が高い場合には、制御ゲイン K1及び K2を相対的に高くすると共に、制御ゲイン K3及び K4の寄与度を低下させればよい。

[0038] 更に、上記の路面摩擦係数の影響を、車両安定性制御で求められる状態量によつて補償することも可能である。図 16及び図 17は、スピン状態量 (スピンバリュー）又はドリフトアウト状態量（ドリフトバリュー）に対する制御ゲイン設定用のマップを示すもので、スピンバリュー SV又はドリフトバリュー DVが大きく出力されている場合には、実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4の寄与度を増加させ、演算横加速度 Gy eに係る制御ゲイン K1及び K2の寄与度を減少させるとよい。

[0039] 前述の図 4に戻り、前後輪ロール剛性比率目標値演算部 M23においては、ロール剛性の前後比率目標値が以下のように設定される。先ず、車両速度（車速) Vxに基づき前輪側及び後輪側のロール剛性比率の初期値 Rsrfo、 Rsrroが設定される。前輪ロール剛性比率の初期値 Rsrfoは、図 18に示すように車両速度 Vxが低い状態では低ぐ高い状態では高くなるように設定され、高速走行においてはアンダステア傾向が強くなるように設定される。そして、後輪ロール剛性配分比率の初期値 Rsrroは（1- Rsrfo)で設定される。次に、車両挙動判定演算部 M22において、車両ステア特性を判別するために、ハンドル角 δ fと車両速度 Vxから目標ョーレイト Yreが演算され、実際のョーレイト Yrと比較されてョーレイト偏差 A Yrが演算され、このョーレイト偏差 Δ Yrに基づき、ロール剛性比率補正値 Rsraが演算される。

[0040] この結果、車両がアンダステア傾向にある場合には前輪側ロール剛性比率を低め、後輪側のそれを高める補正が行われる。逆に、オーバステア傾向にある場合には前輪側ロール剛性比率を高め、後輪側のそれを低める補正が行われる。そして、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値演算部 M24において、車両アクティブロールモーメント目標値 Rmv、並びに前後輪ロール剛性比率目標値 Rsrf及び Rsrrに基づき、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値 Rmf及び Rmr力夫々 Rm f = Rmv · Rsrf、 Rmr = Rmv · Rsrrとして設定される。

[0041] 次に、前述の図 3に記載のスタビライザフリー制御ブロック Ml 5の一態様について、図 19を参照して説明する。ここでは、前輪側の制御ブロック図が示されるが、後輪側の制御もこれと同様である。各車輪に設けられたストロークセンサ HSxxから各車輪位置での車体と車輪の相対変位である車輪ストローク Stxxが求められる。これらの車輪ストローク情報に基づき、前輪及び後輪のストローク左右差 stf及び Strが、夫々 S tf = Stfr-Stfl,及び Str=Strr— Strlとして求められる（M31)。スタビライザフリー制御においては 1一 3Hzの路面入力においてその効果が顕著であるため、ストローク左右差 Stf及び Strが周波数フィルタ M32にてフィルタ処理される。

[0042] そして、乗り心地を向上させるため、スタビライザバーのねじりばね力の発生を低減又はゼロとするように、ストローク左右差 Stf及び Strに応じてその制御目標値が演算される（M33)。而して、前輪及び後輪のロール剛性低減目標値 Rrf及び Rrrは、夫々、Rrf = Sgf'K7 ' Sbsf' Stf、及び Rrr = Sgr'K8 ' Sbsr' Strとして演算される。ここで、 Sgf及び Sgrはスタビライザのねじりばね力をロール軸回りのモーメント（ロールモーメント）に変換する係数で、スタビライザバーのアーム長、取付け位置などによって設定される値である。また、 Sbsf及び Sbsrは前輪及び後輪のスタビライザバー本来のねじり剛性、 K7及び K8はねじりばね力の低減量を設定する係数である。尚、スタビライザバーのねじり剛性が非線形である場合などには、予め実験的に求めたストローク左右差とロール剛性低減量のマップに基づき目標値 Rrf及び Rrrを設定することも可能である。

[0043] また、図 3に記載のロール減衰制御ブロック M16の一態様について、図 20に前輪側の制御ブロックを示す (後輪側の制御も同様であるので省略)。各車輪に設けられたストロークセンサ HSxxで検出された各車輪位置での車体と車輪の相対変位である車輪ストローク Stxxから、前輪及び後輪のストローク左右差 Stf及び Strが、夫々 Stf = Stfr-Stfl、及び Str= Stn^Strlとして求められる。そして、これらのストローク左右差 Stf及び Strの時間変化量である車輪（図 20では前輪）のストローク速度左右差 dS tf及び dStrが演算される（M41)。ロール減衰を与える場合、 1一 3Hzの路面入力においてその効果がある反面、それ以上の周波数については乗り心地が悪化することがある。このため、ストローク速度左右差 dStf及び dStrはローパスフィルタ処理され（ M42)、 4一 5Hz以上の周波数領域の成分が遮断される。

[0044] そして、ロール減衰力を与えることにより乗り心地を向上させるため、ストローク速度左右差 dStf及び dStrに応じてその制御目標値が演算される。即ち、前輪及び後輪のロール減衰力目標値 Rdf、 Rdrは、 Rdf=Sgf'K9 ' Sbsf' dStf、 Rdr=Sgr-K10 - Sbsr' dStrとして演算される。ここで、 K9及び K10はロール減衰力の付与量を設定する係数である。尚、スタビライザバーのねじり剛性が非線形である場合などには、予め実験的に求めた車輪のストローク速度左右差とロール減衰力のマップにもとづき目標値 Rdf、 Rdrを設定することも可能である。

[0045] 而して、図 3に示すスタビライザ付与力目標値演算ブロック M17の一態様として、図 21に示すように、前述の図 4にて設定されるロール抑制制御の前輪アクティブロールモーメント目標値 Rmf、図 19にて設定されるスタビライザフリー制御の前輪ロール剛性低減目標値 Rrf、及び、図 20にて設定されるロール減衰力目標値 Rdfに基づき、最終的なスタビラィザァクチユエータの付与力の目標値 Rtfが設定される。これらは前輪側の制御に係るものである力後輪側の制御も同様であるので、以下、前輪側の制御を中心に説明する。

[0046] 図 21において、前輪ァクチユエータ付与力目標値 Rtfは、 Rtf =Rmf-K5 -Rrf + K6 'Rdfとして設定される。尚、 K5及び K6は、制御全体に対するスタビライザフリー制御及びロール減衰制御の寄与度を設定する制御ゲインであり、図 22及び図 23に示すように設定される。前述のように、ロール抑制制御は旋回時のロール運動の抑制をねらいとし、スタビライザフリー制御及びロール減衰制御は主に直進時の乗り心地向上を目的とする。従って、ロール抑制制御においては、前述の図 6及び図 7に示すように旋回状態の程度が小さい場合には演算横加速度 Gyeに係る制御ゲイン K1及び K2を実横加速度 Gyaに係る制御ゲイン K3及び K4より大きく設定して路面凹凸の影響を受けなレ、ようにしてレ、る。

[0047] 一方、乗り心地向上を目的としたスタビライザフリー制御及びロール減衰制御においては、夫々図 22及び図 23に示すように、旋回状態の程度が小さい場合 (旋回指標 TC力 TC3及び TC4より小で、直進走行状態に近い場合）には制御ゲイン K5及び K6を大きく設定し、旋回の程度が増加するに従い制御ゲインを低下させるように設定されている。尚、図 22及び図 23における旋回状態を表す旋回指標 TCも前述と同様、演算横加速度 Gyeのほか、実横加速度 Gya、ハンドル角 δ f、あるいはョーレイト Yrに対する制御ゲインマップを用いることも可能である。また、演算横加速度 Gye 、実横加速度 Gya、ハンドル角 δ f及びョーレイト Yrの何れか二以上の情報を組み合わせて用いることもできる。

尚、図 21の実施形態では、乗り心地向上制御として、スタビライザフリー制御とロール減衰制御の双方を含んでいるが、何れか一方を含む態様とすることも可能であり、前後車輪にぉレ、てこれらの有無を組み合わせることも可能となる。これをまとめると、下記の表 1に示すような組み合わせから成る実施形態を構成することができる。表 1 中では、〇印は「具備する」（最上段の機能を有する）、 Xは「具備しなレ、」（最上段の機能を有しない）を意味する。また、 No. 1乃至 15は、〇印の要件を組み合わせて成る実施形態を表す。

[表 1]

そして、図 21に示すように設定された前輪及び後輪のァクチユエータ付与力目標値 Rtf及び Rtrに基づき、図 24に示すように、電気モータ Mの出力目標値が設定される（M51)。即ち、上記のように演算されたモータ出力目標値と実モータ出力値が比較され、モータ出力偏差が演算される（M52)。更に、この偏差に応じて電気モータ Mへの PWM出力が設定され（M53)、この PWM出力によってモータ駆動回路 C Tのスイッチング素子が制御され、電気モータ Mが駆動制御される。

以上のように、本発明においては、直進時及び旋回の程度が小さい場合に、路面凹凸による車体へのロール入力を低減するためにスタビライザのねじり剛性を低下させることとしてレ、る。つまり、路面凹凸に起因するロールモーメントを、スタビライザに対し外部より力を付与することによって低減することとしている。また、ロール運動に対する減衰力を与えることも可能であるため、乗り心地が向上する。そして、旋回状態が大きくなると、スタビライザフリー制御及びロール減衰制御の制御ゲインを低下させ、能動的なロール抑制制御の制御ゲインを高めるように構成されているため、確実に口ール運動を抑制することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御し、前記車両の旋回状態に応じて車体のロール運動を能動的に制御するスタビライザ制御装置において、前記車両前方及び後方の少なくとも一方の車軸で前記車体と前記左右車輪の相対変位を検出する車輪ストローク検出手段と、該車輪ストローク検出手段の検出結果に基づき車輪ストローク左右差及び車輪ストローク速度左右差の少なくとも一方を演算する車輪ストローク差演算手段と、前記車両が直進走行状態にある場合には、前記車輪ストローク差演算手段の演算結果に基づき前記スタビライザのねじり剛性を制御するための外部付与力を設定する外部付与力設定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。

[2] 前記外部付与力設定手段は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値に基づき前記外部付与力を設定することを特徴とする請求項 1記載のスタビライザ制御装置。

[3] 前記外部付与力設定手段は、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められる口ール減衰力目標値に基づき前記外部付与力を設定することを特徴とする請求項 1記載のスタビライザ制御装置。

[4] 前記外部付与力設定手段は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値及び、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値に基づき前記外部付与力を設定することを特徴とする請求項 1記載のスタビライザ制御装置。

[5] 前記外部付与力設定手段は、前記車輪ストローク差に基づいて定められるロール剛性低減目標値、前記車輪ストローク速度差に基づいて定められるロール減衰力目標値、及び、車両のアクティブロールモーメント目標値に基づき前記外部付与カを設定することを特徴とする請求項 1記載のスタビライザ制御装置。

[6] 請求項 5に記載のスタビライザ制御装置において、前記外部付与力設定手段は、以下の式により前記外部付与力を設定することを特徴とする。

Rt=Rm-K5 -Rr (St) +K6 -Rd (dSt)

ここで、 Rt :外部付与力

Rm：車両のアクティブロールモーメント目標値

K5、 Κ6 :制御ゲイン

St :車輪ストローク差

dSt：車輪ストローク速度差である。

車両の左右車輪間に配設されるスタビライザバーを有するスタビライザに対し、該スタビラィザのねじり剛性を制御し、前記車両の旋回状態に応じて車体のロール運動を能動的に制御するスタビライザ制御装置におレ、て、前記車両前方及び後方の少なくとも一方の車軸で前記車体と前記左右車輪の相対変位を検出する車輪ストローク検出手段と、該車輪ストローク検出手段の検出結果に基づき車輪ストローク左右差を演算する車輪ストローク左右差演算手段と、該車輪ストローク左右差演算手段の演算結果に基づき前記スタビライザのねじり剛性を制御するための外部付与力を設定する外部付与力設定手段と、前記車両の旋回状態を表す旋回指標を設定する旋回指標設定手段とを備え、該旋回指標設定手段が設定した旋回指標に応じて、前記外部付与力設定手段が設定した外部付与力によって、前記スタビライザバーのねじり剛性を、前記スタビライザバーが本来有する値より低下させるように構成したことを特徴とするスタビライザ制御装置。