WO2011104821A1 - スタビライザシステム - Google Patents

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WO2011104821A1
WO2011104821A1 PCT/JP2010/052778 JP2010052778W WO2011104821A1 WO 2011104821 A1 WO2011104821 A1 WO 2011104821A1 JP 2010052778 W JP2010052778 W JP 2010052778W WO 2011104821 A1 WO2011104821 A1 WO 2011104821A1
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rotation angle
actuator
brake
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PCT/JP2010/052778
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English (en)
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Inventor
諭士 近藤
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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Priority to JP2012501560A priority patent/JP5477458B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055Stabiliser bars
    • B60G21/0551Mounting means therefor
    • B60G21/0553Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05Attitude
    • B60G2400/051Angle
    • B60G2400/0511Roll angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18Automatic control means
    • B60G2600/182Active control means

Definitions

  • the present invention relates to a stabilizer system.
  • a stabilizer provided with an actuator for adjusting the twist amount and twisting force of the stabilizer bar has been proposed.
  • Patent Document 1 in a stabilizer control device that controls the torsional force of a stabilizer with a brushless motor, all of one of the upper switching element group and the lower switching element group are made conductive and the other A technique for setting a brake mode according to a control state of a roll suppression control means is disclosed in a brake mode setting means having a brake mode for turning off all of the switching element groups.
  • the absolute value of the actual angle of the motor is larger than the absolute value of the target angle, it is determined as a brake gradual change control region, and the difference between the absolute value of the target angle and the absolute value of the actual angle is determined. Accordingly, the brake gradual change amount (the duration of the brake mode) is calculated.
  • vibration may occur due to restricting the increase or decrease of the twist amount, which may cause abnormal noise. It is desired to be able to suppress the occurrence of vibrations in the stabilizer bar.
  • An object of the present invention is to provide a stabilizer system capable of suppressing the occurrence of vibration of a stabilizer bar in a stabilizer device including an actuator capable of regulating increase / decrease in the amount of twist of the stabilizer bar.
  • the stabilizer system of the present invention connects a left wheel and a right wheel of a vehicle and suppresses the roll of the vehicle by a torsional reaction force, and a relative relationship between the left wheel side and the right wheel side of the stabilizer bar.
  • An actuator that controls the amount of torsion and a control device that controls the actuator, wherein the actuator is selectively used in an allowable mode that allows the increase or decrease in the amount of twist or a restriction mode that restricts the increase or decrease in the amount of twist.
  • the control device alternately operates the actuator in the permissible mode and the restriction mode.
  • the twist amount control for bringing the twist amount close to the target twist amount can be executed. Until a predetermined condition that is determined in advance from the start of the torsional amount control, the than after a predetermined condition, and wherein reducing the degree of restricting the increase or decrease of the torsion amount by the regulating mode.
  • the regulation mode is a brake mode in which a brake is applied to an operation in a direction in which the torsion amount is increased or decreased in the actuator
  • the control device is configured to control the strength of the brake in the brake mode. Reducing the degree of regulation until the predetermined state is reached by at least one of reducing the amount of time or operating the actuator in the brake mode in the torsion amount control. Is preferred.
  • the predetermined state refers to a condition that a predetermined time has elapsed from the start of the twist amount control, and a condition that a rotation angle for increasing the twist amount in the actuator is equal to or less than a predetermined angle. It is preferable that at least one of the conditions that the magnitude of the rotational angular velocity in the direction in which the amount of twist is increased or decreased in the actuator is equal to or less than a predetermined velocity is satisfied.
  • the actuator is a brushless motor including a stator having a coil having a plurality of phases and a rotor
  • the control device has a high potential side and a low potential side for each phase of the plurality of phases. And switching all of the low-potential side switching elements, turning on at least one of the high-potential side switching elements to operate the brushless motor in the regulation mode,
  • the control device reduces the degree of regulation until the predetermined state is reached by lowering the upper limit of the number of switching elements on the high potential side that can be turned on rather than after the predetermined state. .
  • the stabilizer system according to the present invention includes an actuator that can be selectively operated in a permissible mode that allows increase or decrease in the amount of twist in the stabilizer bar or a restriction mode that restricts increase or decrease in the amount of twist, and the amount of twist is a target twist amount.
  • the torsion amount control can be executed so that the torsion amount approaches the target torsion amount by alternately operating the actuator in the allowable mode and the restriction mode. From the start of the twist amount control until the predetermined state is reached, the degree of restricting the increase / decrease of the twist amount by the restriction mode is less than after the predetermined state.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the stabilizer system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the stabilizer system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an actuator of the stabilizer device.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection state between the inverter and the electromagnetic motor.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a switching state of the switching element in each operation mode of the electromagnetic motor.
  • FIG. 6 is a diagram showing the transition of the actual motor rotation angle and the target motor rotation angle.
  • FIG. 7 is a time chart when the number of brake stages is not limited by the mixed control.
  • FIG. 8 is a time chart when the number of brake stages is limited by the mixed control.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the number of brake stages and the switching state of the switching element in the second embodiment.
  • FIG. 10 is another diagram showing the correspondence between the number of brake stages and the switching state of the switching elements.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the stabilizer system according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the stabilizer system according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a schematic configuration of an actuator of the stabilizer device.
  • the present stabilizer system 10 includes a stabilizer device 14.
  • the stabilizer device 14 can be disposed on each of the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle.
  • the stabilizer device 14 includes a stabilizer bar 20 connected to a suspension arm as a wheel holding member that holds the left and right wheels 16 at both ends.
  • the stabilizer bar 20 connects the left wheel 16L and the right wheel 16R of the vehicle, and suppresses the roll of the vehicle by a torsional reaction force.
  • the stabilizer bar 20 is configured to include a pair of divided stabilizer bar members 22.
  • the pair of stabilizer bar members 22 are connected by an actuator 26 so as to be relatively rotatable.
  • the actuator 26 controls the relative twist amount of the stabilizer bar member 22a on the left wheel side connected to the left wheel 16L in the stabilizer bar 20 and the stabilizer bar member 22b on the right wheel side connected to the right wheel 16R.
  • a suspension device corresponding to each wheel 16 is provided in a vehicle on which the stabilizer system 10 of the present embodiment is mounted.
  • the stabilizer system 10 will be described by taking the stabilizer device 14 disposed on the rear wheel as an example.
  • the suspension device 30 is an independent suspension type, and is a multi-link type suspension device.
  • the suspension device 30 includes a lower arm 38 that is a suspension arm. One end of the lower arm 38 is rotatably connected to the vehicle body, and the other end is rotatably connected to an axle carrier 42 that rotatably holds the wheel 16.
  • each stabilizer bar member 22 of the stabilizer device 14 includes a torsion bar portion 50 extending in the vehicle width direction, and an arm extending integrally with the torsion bar portion 50 and extending substantially forward of the vehicle. It can be divided into parts 52.
  • the torsion bar portion 50 of each stabilizer bar member 22 is rotatably held by a holder 54 fixedly provided on the vehicle body at a location close to the arm portion 52 and is coaxially arranged.
  • the end portions of the torsion bar portions 50 (end portions opposite to the arm portion 52 side) are connected to the actuators 26 as will be described in detail later.
  • the end of each arm 52 (the end opposite to the torsion bar 50) is connected to the lower arm 38.
  • the actuator 26 includes an electromagnetic motor 60 as a drive source and a speed reducer 62 that reduces and transmits the rotation of the electromagnetic motor 60.
  • the electromagnetic motor 60 and the speed reducer 62 are provided in a housing 64 that is an outer shell member of the actuator 26.
  • One end portion of the housing 64 is fixedly connected to an end portion of the torsion bar portion 50 of the stabilizer bar member 22a connected to the left wheel 16L which is one of the pair of stabilizer bar members 22.
  • the other of the pair of stabilizer bar members 22 (stabilizer bar member connected to the right wheel 16R) 22b is disposed so as to extend from the other end of the housing 64 into the interior thereof, and via the speed reducer 62.
  • the other 22 b of the pair of stabilizer bar members 22 is rotatably held by the housing 64 via the bush type bearing 70.
  • the electromagnetic motor 60 includes a plurality of coils 72 fixedly arranged on one circumference along the inner surface of the peripheral wall of the housing 64, a hollow motor shaft 74 rotatably held by the housing 64, and the coil 72. And a permanent magnet 76 which is fixedly disposed on the outer periphery of the motor shaft 74.
  • the electromagnetic motor 60 is a motor in which the coil 72 functions as a stator and the permanent magnet 76 functions as a rotor, and is a three-phase DC brushless motor.
  • the motor shaft 74 and the stabilizer bar member 22b are connected via a speed reducer 62, and the rotation of the motor shaft 74 is decelerated and transmitted to the stabilizer bar member 22b.
  • a motor rotation angle sensor 78 for detecting the rotation angle of the motor shaft 74, that is, the rotation angle of the electromagnetic motor 60 is provided in the housing 64.
  • the motor rotation angle sensor 78 mainly includes an encoder and is used for controlling the actuator 26, that is, controlling the stabilizer device 14.
  • the amount of rotation of the actuator 26 here refers to the state from the neutral position when the rotation position of the actuator 26 in the reference state is set to the neutral position when the vehicle is stationary on a flat road. This means the amount of rotation, that is, the amount of movement. Therefore, as the rotation amount of the actuator 26 increases, the rotation position of the actuator 26 moves away from the neutral position, and the torsional reaction force of the stabilizer bar 20, that is, the roll suppression force increases.
  • an electronic control unit (ECU) 90 corresponding to the stabilizer device 14 is provided.
  • the ECU 90 is a control device that controls the operation of the stabilizer device 14, more specifically, each actuator 26.
  • the ECU 90 mainly includes an inverter 92 as a drive circuit corresponding to the electromagnetic motor 60 and a computer including a CPU, ROM, RAM, and the like. And a controller 96.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection state between the inverter 92 and the electromagnetic motor 60. As shown in FIG. 4, the inverter 92 is connected to the battery 100 via the converter 98 and is connected to the electromagnetic motor 60 of the corresponding stabilizer device 14.
  • the electromagnetic motor 60 is driven at a constant voltage, and the power supplied to the electromagnetic motor 60 is changed by changing the amount of supplied current.
  • the supply current amount is changed by the inverter 92 changing the ratio (duty ratio) between the pulse on time and the pulse off time by PWM (PulseulWidth Modulation).
  • the controller 96 of the ECU 90 includes the motor rotation angle sensor 78, a steering sensor 102 for detecting an operation angle (steering amount) of a steering wheel (not shown), and an actual lateral acceleration that is a lateral acceleration actually generated in the vehicle body.
  • a lateral acceleration sensor 104 for detecting the above is connected.
  • the controller 96 is further connected to a vehicle speed sensor 110 that detects the vehicle speed.
  • the controller 96 is also connected to each inverter 92 and controls them to control the electromagnetic motor 60 of the stabilizer device 14.
  • the ROM of the computer of the controller 96 stores a program related to the control of each stabilizer device 14 to be described later, various data, and the like.
  • the actuator 26 in order to generate a roll restraining force corresponding to the roll moment received by the vehicle body, the actuator 26 is set so that the actual rotation amount that is the actual rotation amount of the actuator 26 becomes the target rotation amount that is the target rotation amount. Is controlled. That is, the direction of the motor force to be generated by the electromagnetic motor 60 (hereinafter sometimes referred to as “motor force direction”) and the amount of current supplied to the electromagnetic motor 60 are determined in accordance with the roll moment received by the vehicle body.
  • the ECU 90 controls the actuator 26 by operating the electromagnetic motor 60 in accordance with the determined motor force direction and the supplied current amount, and generates a roll restraining force (torsional force of the stabilizer device 14) corresponding to the roll moment received by the vehicle body.
  • the controller 96 of the ECU 90 determines the target motor rotation angle ⁇ t of the electromagnetic motor 60 based on the lateral acceleration of the vehicle so that the stabilizer device 14 generates an appropriate roll suppression force corresponding to the roll moment.
  • the controller 96 is used for control by the following equation (1) based on the estimated lateral acceleration Gyc estimated based on the steering wheel operating angle ⁇ and the vehicle traveling speed v, and the actually measured actual lateral acceleration Gyr.
  • the control lateral acceleration Gyt which is the lateral acceleration to be performed, is determined.
  • Gyt KA ⁇ Gyc + KB ⁇ Gyr (1)
  • KA and KB are gains.
  • the target motor rotation angle ⁇ t of the electromagnetic motor 60 is determined.
  • the controller 96 stores map data of the target motor rotation angle ⁇ t using the control lateral acceleration Gyt as a parameter, and the target motor rotation angle ⁇ t of the electromagnetic motor 60 is determined with reference to the map data.
  • the electromagnetic motor 60 is controlled so that the actual motor rotation angle ⁇ becomes the target motor rotation angle ⁇ t.
  • the target supply current it represents the motor force direction of the electromagnetic motor 60 because the power supply direction differs depending on the sign.
  • the duty ratio to the electromagnetic motor 60 and the direction of the motor force are determined, and the electromagnetic motor 60 is operated accordingly. More specifically, a command on the motor force direction and duty ratio based on the determined target supply current it is issued to the inverter 92, and a switching element (eg, FET) included in the inverter 92 is switched to control the electromagnetic motor 60. Is done. Electric power is supplied from the battery 100 according to the determined duty ratio, and the operation state of the electromagnetic motor 60 is set to a state in which the motor force is generated in the determined motor force direction.
  • a switching element eg, FET
  • the rotation direction of the electromagnetic motor 60 is set to a clockwise direction (forward direction) and a counterclockwise direction (reverse direction) for convenience.
  • the electromagnetic motor 60 rotates in the clockwise direction (CW direction)
  • the motor rotation angle ⁇ increases.
  • the motor rotation angle ⁇ decreases.
  • the motor force direction is a direction that increases the motor rotation angle ⁇ (positive direction).
  • the sign of the target supply current it is negative
  • the motor force direction is the motor rotation angle. This is the direction in which ⁇ is decreased (reverse direction).
  • the operation state of the electromagnetic motor 60 is a state in which electric power according to the duty ratio determined from the battery 100 is received and the motor force is generated in the positive direction (hereinafter referred to as “positive direction”).
  • the sign of the target supply current it is negative, the operating state of the electromagnetic motor 60 receives power according to the duty ratio determined from the battery 100.
  • the motor force is generated in the reverse direction (hereinafter, referred to as “reverse force generation state” or “ccw state”).
  • the operation state of the electromagnetic motor 60 when power is supplied to the electromagnetic motor 60 (hereinafter referred to as “power supply state”, or the state where the electromagnetic motor 60 generates a driving force is referred to as “drive state”. “May be referred to as“ drv state ”for short)) includes a cw state and a ccw state. Further, the operation state of the electromagnetic motor 60 includes a state in which power is not supplied from the battery 100 (hereinafter referred to as a “power non-supply state” or a state in which a braking force is obtained, and abbreviated as “brake state”. There is a case called "state”).
  • the “brk” state here is a state in which the energization terminals of each phase of the electromagnetic motor 60 are electrically connected to each other, and each phase of the electromagnetic motor 60 is short-circuited to each other. In such a state, the electromagnetic motor 60 functions as a generator, and a so-called short-circuit braking effect is obtained.
  • the operating state of the electromagnetic motor 60 is determined by the switching mode of the switching elements of the inverter 92.
  • the electromagnetic motor 60 is a ⁇ -connected three-phase DC brushless motor, and corresponding to each phase (U, V, W), the energization terminals 120u, 120v, 120w (hereinafter collectively referred to as “general names”). In some cases, it may be referred to as an “energizing terminal 120”.
  • the inverter 92 includes two switching elements on each energization terminal, that is, on each phase (U, V, W), a high (positive) side that is a high potential side and a low (negative) side that is a low potential side.
  • each of the six switching elements will be referred to as “UHC”, “ULC”, “VHC”, “VLC”, “WHC”, “WLC”).
  • the switching element switching circuit determines the rotation angle (electrical angle) based on the detection signals of the three hall elements H (HA, HB, HC) provided in the electromagnetic motor 60, and determines the six switching elements based on the rotation angle. Switching between ON (conduction) and OFF (shutoff) is performed.
  • the inverter 92 is connected to a high potential side terminal 124h and a low potential side terminal 124l of a power source constituted by the battery 100 and the converter 98.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the switching state of the switching element in each operation mode of the electromagnetic motor 60.
  • each switching element UHC, ULC, VHC, VLC, WHC, WLC is turned on / off by an electromagnetic motor 60 in a so-called 120 ° energizing rectangular wave drive method. It is switched according to the rotation phase of. Switching patterns are different between the cw state and the ccw state.
  • the switching elements ULC, VLC, WLC existing on the low side are subjected to ON / OFF control according to the duty ratio, that is, duty control (see “1” in FIG. 5). * "Indicates that).
  • the electromagnetic motor 60 is normally controlled under the “power supply maintenance mode” in which the operation state is maintained in the drv state, and the power supply control is executed.
  • the power supply maintenance mode includes a “forward force generation mode” in which the operation state of the electromagnetic motor 60 is maintained in the cw state, and a “reverse direction force generation mode” in which the operation state of the electromagnetic motor 60 is maintained in the ccw state.
  • the electromagnetic motor 60 causes the motor force having a magnitude corresponding to the determined absolute value of the target supply current it to be generated in the positive direction.
  • the operation mode of the electromagnetic motor 60 is the reverse force generation mode, a motor force having a magnitude corresponding to the determined absolute value of the target supply current it is generated in the reverse direction.
  • the electromagnetic motor 60 is controlled.
  • the actual motor rotation angle ⁇ exceeds the target motor rotation angle ⁇ t, that is, when the twist amount of the stabilizer bar 20 exceeds the target twist amount
  • a brake mode (brk state) will be described later.
  • the rotation angle of the electromagnetic motor 60 is controlled by mixed control (twisting amount control).
  • the signs (positive / negative) of the first term and the second term are different from each other.
  • the forward force generation mode or the reverse direction force generation mode that is in the power supply state and the brake mode in which the power is not supplied are alternately executed.
  • the power supply state the actual motor rotation angle ⁇ is brought close to the target motor rotation angle ⁇ t by the motor force, and the motor rotation angle deviation ⁇ is reduced. That is, in the actuator 26, the power supply state is a permissible mode that allows an increase or decrease in the amount of twist of the stabilizer bar 20.
  • the brake mode in which power is not supplied when the electromagnetic motor 60 functions as a generator and the actuator 26 is forced to operate at a large speed by an external input, the stabilizer device 14 exhibits a relatively large resistance.
  • the stabilizer rigidity is close to that of a normal stabilizer device that cannot be changed.
  • the power non-supply state is a regulation mode in which a brake is applied to the operation in the direction in which the amount of twist of the stabilizer bar 20 is increased or decreased (the increase or decrease in the amount of twist is regulated).
  • the actuator 26 can selectively operate in an allowance mode or a restriction mode.
  • the mixed control is brake gradual change control that gradually changes the motor rotation angle by mixing the power supply state and the power non-supply state within one cycle.
  • the braking force that suppresses the increase / decrease in the amount of twist is controlled by the ratio of the time during which the power is not supplied (actuate the actuator 26 in the brake mode). That is, it is a mechanism in which the braking force viewed macroscopically varies by controlling the time for short-circuiting the three phases, not the braking force itself. For example, in a predetermined period of the mixed control, if the ratio of the time in which the power is not supplied is increased and the ratio of the time in which the power is supplied is decreased, the braking force increases. On the other hand, if the ratio of the time in which the power is not supplied is decreased and the ratio of the time in which the power is supplied is increased, the braking force is reduced.
  • the braking force viewed macroscopically in one cycle (hereinafter also referred to as “effective braking force”) can be made variable.
  • the effective braking force can be a value obtained by integrating the braking force over time in one cycle, for example.
  • the mixed control for example, depending on the deviation between the actual motor rotation angle ⁇ and the target motor rotation angle ⁇ t, the ratio of time during which power is not supplied in one cycle (hereinafter simply referred to as “brake time ratio”). Is described in several stages.
  • the mixed control is executed when the magnitude of the motor rotation angle deviation ⁇ is equal to or smaller than the threshold value ⁇ max of the motor rotation angle deviation ⁇ and the actual motor rotation angle ⁇ is close to the target motor rotation angle ⁇ t. For example, when the current motor rotation angle deviation ⁇ is 25% with respect to the threshold value ⁇ max of the motor rotation angle deviation ⁇ , 75% of one cycle of the mixed control is in a power non-supply state and the remaining 25% of the power is supplied.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the transition of the actual motor rotation angle ⁇ and the target motor rotation angle ⁇ t.
  • the actual motor rotation angle ⁇ exceeds the target motor rotation angle ⁇ t, and the mixed control is turned on.
  • the mixed control is a control for braking the electromagnetic motor 60 that has been rotating up to that point, if the effective braking force is too strong, a large vibration may occur when the brake is turned on.
  • the degree to which the increase / decrease of the twist amount is restricted by the restriction mode from the start of the torsion amount control until the predetermined state is reached rather than after the predetermined state. Is reduced.
  • an upper limit is provided for the number of brake stages (ratio of brake time) from when the control is turned on to a predetermined state (for example, for a certain period of time) so that the braking force when the mixed control is turned on does not become excessive.
  • step S1 the target motor rotation angle ⁇ t is calculated by the controller 96 of the ECU 90.
  • the controller 96 calculates the target motor rotation angle ⁇ t based on the lateral acceleration, for example, the estimated lateral acceleration Gyc and the actually measured actual lateral acceleration Gyr.
  • step S2 the controller 96 detects the actual motor rotation angle ⁇ .
  • the controller 96 detects the actual motor rotation angle ⁇ based on the signal input from the motor rotation angle sensor 78.
  • step S3 the controller 96 calculates a motor rotation angle deviation ⁇ which is a deviation between the target motor rotation angle ⁇ t and the actual motor rotation angle ⁇ .
  • the controller 96 calculates a motor rotation angle deviation ⁇ based on the target motor rotation angle ⁇ t calculated in step S1 and the actual motor rotation angle ⁇ detected in step S2.
  • step S4 the controller 96 determines whether or not mixed control is possible.
  • the actual motor rotation angle ⁇ exceeds the target motor rotation angle ⁇ t, and the absolute value of the motor rotation angle deviation ⁇ calculated in step S3 is equal to or less than a predetermined threshold ⁇ max. If so, an affirmative determination is made in step S4.
  • the threshold value ⁇ max of the motor rotation angle deviation ⁇ can be set to 1 deg, for example.
  • step S5 the controller 96 determines whether or not the number of brake stages is being limited.
  • the controller 96 counts the elapsed time since the start of the mixed control by a timer, and determines that the number of brake stages is being limited when the counted elapsed time has not reached a predetermined time.
  • the predetermined time may be constant or may be variable according to the state quantity of the actuator 26 or the like. For example, it may be variable according to the actual motor rotation angle ⁇ at the start of mixed control, the angular velocity of the motor rotation angle, or the like. In this case, the larger the actual motor rotation angle ⁇ and the angular velocity (respective absolute value) of the motor rotation angle, the longer the predetermined time.
  • the controller 96 calculates the limited number of brake stages.
  • the number of brake stages is the number of periods in which power is not supplied when one cycle of mixed control is divided into a plurality of periods. For example, if one cycle is 1,200 ⁇ s, and this is divided into four periods of 300 ⁇ s each, one set of 1,200 ⁇ s and one period of 300 ⁇ s is referred to as a non-power supply state for one period. The state in which no power is supplied for 900 ⁇ s is referred to as three brake stages.
  • the maximum number of brake stages is four. Note that the maximum number of brake stages that can be selected is not limited to four.
  • the maximum value of the number of brake stages may be 3 or less, or 5 or more. For example, when the maximum number of brake stages is five, one stage may be 300 ⁇ s and one period may be 1,500 ⁇ s, and one period 1,200 ⁇ s may be divided into five and one stage may be 240 ⁇ s.
  • the number of brake stages is selected according to the ratio of the current motor rotation angle deviation ⁇ to the threshold value ⁇ max of the motor rotation angle deviation ⁇ . For example, when the maximum number of brake stages is four, if the ratio of the current motor rotation angle deviation ⁇ to the threshold value ⁇ max of the motor rotation angle deviation ⁇ is less than 25%, four stages, and if less than 50%, three stages, 75 If it is less than%, it can be two stages, and if it is 75% or more, it can be one stage.
  • the brake step number is calculated as three steps unless the brake step number is being limited.
  • the number of brake stages is 3, among 1,200 ⁇ s
  • the non-power supply state is 900 ⁇ s
  • the remaining 300 ⁇ s is servo drive in the power supply state.
  • the motor force direction is a direction in which the motor rotation angle deviation ⁇ is decreased.
  • the motor rotation direction deviation ⁇ may be increased.
  • the upper limit is set for the selectable number of brake stages. While the number of brake stages is being limited, the upper limit of the number of brake stages is lower than when the number of brake stages is not being limited. For example, two or more brake stages are prohibited. In this case, the number of brake stages greater than one is not permitted. As a result, when the number of brake stages is limited, the controller 96 calculates one stage as the number of brake stages. When step S6 is executed, the process proceeds to step S8.
  • step S5 the number of brake stages is calculated by the controller 96 in step S7. Since the number of brake stages is not being restricted, a maximum of 4 brake stages is permitted. The controller 96 selects the number of brake stages from 1 to 4 according to the current motor rotation angle deviation ⁇ . When step S7 is executed, the process proceeds to step S8.
  • step S8 the controller 96 performs servo control of the electromagnetic motor 60 according to the current setting. If it is not determined that mixed control is possible (step S4-N), the controller 96 controls the electromagnetic motor 60 in a power supply maintenance mode in which power non-supply states are not mixed. If it is determined that mixed control is possible (step S4-Y), the controller 96 executes mixed control based on the number of brake stages calculated in step S6 or step S7.
  • step S9 the controller 96 determines whether or not to end the stabilizer control. For example, the controller 96 performs the determination in step S9 based on the lateral acceleration. In the case where the condition required to control the motor rotation angle in the stabilizer device 14 is not satisfied, such as when cornering is finished, an affirmative determination is made in step S9. As a result of the determination, if it is determined that the stabilizer control is to be terminated (step S9-Y), the present control flow ends. If not (step S9-N), the process returns to step S1, and the present control flow is performed. It is executed repeatedly.
  • FIG. 7 is a time chart when the number of brake stages is not limited in mixed control
  • FIG. 8 is a time chart when the number of brake stages is limited by mixed control in the stabilizer system 10 of the present embodiment.
  • the flag indicates the mixed control ON flag, the number of brake stages, and the motor force direction (cw, ccw).
  • the mixed control ON flag indicates a state of OFF (mixed control is impossible) if the value is 0, and ON (mixed control is possible) if the value is 1 or more. Further, the motor force direction indicates a rotation direction in which the flag is different between 0 and 1.
  • the absolute value of the actual motor rotation angle ⁇ exceeds the absolute value of the target motor rotation angle ⁇ t, and the mixed control ON flag is turned on. Since the deviation ⁇ between the actual motor rotation angle ⁇ and the target motor rotation angle ⁇ t at this time is a small value, the number of brake stages is set to the maximum of five stages. As a result, vibration is generated as indicated by reference sign P1, and thereafter, the ear sound increases as indicated by reference sign P2.
  • the upper limit of the number of brake stages is limited at the initial stage of mixed control.
  • FIG. 8 shows the transition of each value when the upper limit of the number of brake stages is one when the number of brake stages is limited.
  • the mixed control ON flag is turned ON at time t3.
  • the vibration acceleration of the motor see reference P3
  • the vibration acceleration of the motor reference P1
  • the ear sound when the number of brake stages is limited (see symbol P4) is reduced more than the ear sound (P2) when the number of brake stages is not limited.
  • the occurrence of vibration when the increase / decrease in the amount of twist of the stabilizer bar 20 is restricted by the actuator 26 is suppressed.
  • the actual motor rotation angle ⁇ is set to the target motor rotation angle. Occurrence of vibration at the time of restricting increase / decrease in the motor rotation angle in the mixed control when ⁇ t is exceeded is suppressed. By suppressing the occurrence of vibration and abnormal noise, drivability can be improved.
  • the actuator 26 of the stabilizer system 10 is not limited to a brushless motor.
  • the actuator 26 may be a DC motor with a brush, or may be an actuator that can operate in a restriction mode that restricts increase or decrease in the amount of twist of the stabilizer bar 20.
  • the servo drive in mixed control, is performed during the period other than the time during which the brake mode is set in one cycle, and the servo drive is performed.
  • the present invention is not limited to this. May be in different states.
  • the motor rotation angle deviation ⁇ may be reduced by the roll moment without supplying power at times other than the time when the brake mode is set.
  • the electromagnetic motor 60 can be set to an allowable mode that allows the motor rotation angle to be increased or decreased, for example, by turning off all the switching elements.
  • the actuator 26 is alternately operated in the permissible mode and the restricting mode.
  • a plurality of permissible modes may be continuously executed in the allowable mode from the restricting mode to the next restricting mode.
  • the same permissible mode may be continuously executed a plurality of times, and when the actuator 26 can operate in a plurality of different permissible modes, a plurality of permissible modes are continuously provided. May be executed.
  • a plurality of restriction modes may be continuously executed in the restriction mode from the permission mode to the next permission mode. In this case, the same or a plurality of types of restriction modes can be continuously executed.
  • the “predetermined state” is a state in which a predetermined time has elapsed since the start of the mixed control, but is not limited thereto.
  • a state where a condition that the magnitude (absolute value) of the angular velocity of the motor rotation angle is equal to or less than a predetermined velocity may be set as the predetermined state, and the magnitude (absolute value) of the actual motor rotation angle ⁇ , that is, A state in which a condition that the magnitude of the rotation angle for increasing the amount of twist of the stabilizer bar 20 is equal to or smaller than a predetermined angle may be set as the predetermined state.
  • the predetermined state may be a state in which a large vibration is predicted not to occur even when the effective braking force is set to a large value and the mixed control is executed.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the number of brake stages and the switching state of the switching element in the second embodiment.
  • the difference from the mixed control of the first embodiment is that the degree to which the increase / decrease in the amount of twist of the stabilizer bar 20 is regulated is not the brake mode execution time (effective brake force) but the brake mode. It is a point that is adjusted by the strength of the braking force itself. Specifically, the brake strength is adjusted by varying the number of switching elements that are turned ON in the high-side switching element group in the brake mode. Even if all the high side (high potential side) switching elements are not turned on, all the low side (low potential side) switching elements are turned off and at least one high side (high potential side) switching element is turned on.
  • the electromagnetic motor 60 can be operated in the brake mode as the restriction mode.
  • the upper limit of the number of brake stages is limited from the start of the mixed control to the predetermined state, and the upper limit of the switching element on the high potential side that can be turned on is limited.
  • the upper limit of the number of brake stages when the number of brake stages is limited can be one stage.
  • the maximum number of brake stages that can be selected is one.
  • the upper limit of the number of brake stages is two, the number of brake stages that can be selected is one or two.
  • the upper limit of the number of brake stages until the predetermined state is reached is lower than the upper limit of the number of brake stages after the predetermined state, thereby increasing or decreasing the amount of twist until the predetermined state is reached in mixed control (twist amount control).
  • the degree of regulation is reduced, and the occurrence of vibration at the start of mixed control is suppressed.
  • the ratio of the brake time may be constant regardless of whether or not the number of brake stages is limited, or may be variable depending on whether or not the number of brake stages is limited. For example, when the number of brake stages is limited, it is possible to increase the effect of suppressing vibration by shortening the time in which no power is supplied compared to when the number of brake stages is not limited.
  • the braking force can be changed by varying the number of switching elements that are turned ON in the high-side switching element group in the brake mode (hereinafter simply referred to as “number of brake mode ON elements”) and the ratio of the brake time.
  • number of brake mode ON elements can be selected from 3 to 1 and 3 kinds of brake time ratios can be selected, the maximum number of brake stages can be set to 12. Selection of the number of brake stages can be made based on two parameters, for example, the motor rotation angle deviation ⁇ and the angular velocity of the motor rotation angle.
  • the number of brake stages may be simply determined based on the motor rotation angle deviation ⁇ and the angular speed of the motor rotation angle, and the number of brake mode ON elements and the ratio of the brake time may be determined according to the number of brake stages. Based on one of (motor rotation angle deviation ⁇ , motor rotation angle angular velocity), select one of (the number of brake mode ON elements, brake time ratio), and the other (motor rotation angle deviation ⁇ , motor rotation angle angular velocity) The number of brake stages may be determined by selecting the other (number of brake mode ON elements, ratio of brake time) based on the above.
  • the ratio of the brake time (the length of time for regulating the fluctuation of the motor rotation angle) is determined according to the motor rotation angle deviation ⁇ , and the number of brake mode ON elements (brake strength) according to the angular velocity of the motor rotation angle. ) May be determined.
  • FIG. 10 is another diagram showing the correspondence between the number of brake stages and the switching state of the switching elements. That is, one phase of U, V, and W is short-circuited in one brake stage, two arbitrary phases are short-circuited in two brake stages, and all three phases are short-circuited in three brake stages. For example, which phase of the switching element is ON is arbitrary. Further, the number of phases of the stator of the electromagnetic motor 60 is not limited to three, and the stator may have a plurality of phases of coils.
  • vibration suppression abnormal noise
  • braking performance at a higher level by adjusting not the braking time but the braking force itself.
  • the stabilizer system according to the present invention is useful for a stabilizer device including an actuator that can regulate the increase and decrease of the torsion amount of the torsion bar, and is particularly suitable for suppressing the occurrence of vibration. .

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Abstract

 スタビライザシステム(10)は、車両の左車輪(16L)と右車輪(16R)とを接続し、ねじり反力によって車両のロールを抑制するスタビライザバー(20)と、スタビライザバーにおける左車輪側と右車輪側との相対的なねじれ量を制御するアクチュエータ(26)と、アクチュエータを制御する制御装置(90)とを備える。アクチュエータは、ねじれ量の増減を許容する許容モードあるいはねじれ量の増減を規制する規制モードで選択的に動作することが可能である。制御装置は、ねじれ量がねじれ量の目標値である目標ねじれ量を超えた場合に、アクチュエータを許容モードおよび規制モードで交互に動作させることでねじれ量を目標ねじれ量に近づけるねじれ量制御を実行可能である。制御装置は、ねじれ量制御の開始から予め定められた所定状態となるまでは、所定状態となった後よりも、規制モードによってねじれ量の増減を規制する度合いを低減させる。

Description

スタビライザシステム
 本発明は、スタビライザシステムに関する。
 従来、スタビライザバーのねじれ量やねじり力を調節するアクチュエータを備えるスタビライザが提案されている。例えば、特許文献1には、ブラシレスモータによってスタビライザのねじり力を制御するスタビライザ制御装置において、上側スイッチング素子群及び下側スイッチング素子群の何れか一方のスイッチング素子群の全てを導通状態にすると共に他方のスイッチング素子群の全てを遮断状態にするブレーキモードを有するブレーキモード設定手段にて、ロール抑制制御手段の制御状態に応じてブレーキモードを設定する技術が開示されている。特許文献1では、モータの実角度の絶対値が目標角度の絶対値より大であればブレーキ徐変制御領域と判定され、目標角度の絶対値と実角度の絶対値との偏差の大きさに応じてブレーキ徐変量(ブレーキモードの継続時間)が算出される。
特開2007-50842号公報
 アクチュエータにおいてブレーキをかけるなど、スタビライザバーのねじれ量の増減を規制する場合、ねじれ量の増減を規制することにより振動が発生し、異音の発生を招く可能性がある。スタビライザバーにおける振動の発生を抑制できることが望まれている。
 本発明の目的は、スタビライザバーのねじれ量の増減を規制することが可能なアクチュエータを備えるスタビライザ装置において、スタビライザバーの振動の発生を抑制できるスタビライザシステムを提供することである。
 本発明のスタビライザシステムは、車両の左車輪と右車輪とを接続し、ねじり反力によって前記車両のロールを抑制するスタビライザバーと、前記スタビライザバーにおける前記左車輪側と前記右車輪側との相対的なねじれ量を制御するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御装置とを備え、前記アクチュエータは、前記ねじれ量の増減を許容する許容モードあるいは前記ねじれ量の増減を規制する規制モードで選択的に動作することが可能であり、前記制御装置は、前記ねじれ量が前記ねじれ量の目標値である目標ねじれ量を超えた場合に、前記アクチュエータを前記許容モードおよび前記規制モードで交互に動作させることで前記ねじれ量を前記目標ねじれ量に近づけるねじれ量制御を実行可能であり、前記制御装置は、前記ねじれ量制御の開始から予め定められた所定状態となるまでは、前記所定状態となった後よりも、前記規制モードによって前記ねじれ量の増減を規制する度合いを低減させることを特徴とする。
 上記スタビライザシステムにおいて、前記規制モードとは、前記アクチュエータにおいて、前記ねじれ量を増減させる方向の動作に対してブレーキを作用させるブレーキモードであり、前記制御装置は、前記ブレーキモードにおける前記ブレーキの強さを低減すること、あるいは前記ねじれ量制御において前記アクチュエータを前記ブレーキモードで動作させる時間の割合を低減すること、の少なくともいずれか一方により、前記所定状態となるまでの前記規制する度合いを低減させることが好ましい。
 上記スタビライザシステムにおいて、前記所定状態とは、前記ねじれ量制御の開始から予め定められた所定時間が経過した条件、前記アクチュエータにおいて前記ねじれ量を増加させる回転角度の大きさが所定角度以下である条件、前記アクチュエータにおいて前記ねじれ量を増減させる方向の回転角速度の大きさが所定速度以下である条件、の少なくとも一つの条件が成立した状態であることが好ましい。
 上記スタビライザシステムにおいて、前記アクチュエータは、複数相のコイルを有するステータと、ロータとを備えるブラシレスモータであり、前記制御装置は、前記複数相の各相に対して高電位側および低電位側のそれぞれに接続されたスイッチング素子を備え、かつ前記低電位側のスイッチング素子を全てオフとし、少なくとも一つの前記高電位側のスイッチング素子をオンとすることで前記ブラシレスモータを前記規制モードで動作させ、前記制御装置は、前記所定状態となるまでは、前記所定状態となった後よりも、オンにできる前記高電位側のスイッチング素子の数の上限を下げることで前記規制する度合いを低減させることが好ましい。
 本発明にかかるスタビライザシステムは、スタビライザバーにおけるねじれ量の増減を許容する許容モードあるいはねじれ量の増減を規制する規制モードで選択的に動作することが可能なアクチュエータを備え、ねじれ量が目標ねじれ量を超えた場合に、アクチュエータを許容モードおよび規制モードで交互に動作させることでねじれ量を目標ねじれ量に近づけるねじれ量制御を実行可能である。ねじれ量制御の開始から予め定められた所定状態となるまでは、所定状態となった後よりも、規制モードによってねじれ量の増減を規制する度合いが低減される。これにより、本発明にかかるスタビライザシステムによれば、スタビライザバーの振動の発生を抑制することができるという効果を奏する。
図1は、第1実施形態のスタビライザシステムの動作を示すフローチャートである。 図2は、スタビライザシステムの概略構成図である。 図3は、スタビライザ装置のアクチュエータの概略構成を示す図である。 図4は、インバータと電磁モータとの接続状態を示す回路図である。 図5は、電磁モータの各作動モードにおけるスイッチング素子の切替え状態の一例を示す図である。 図6は、実モータ回転角と目標モータ回転角の推移を示す図である。 図7は、混在制御でブレーキ段数が制限されない場合のタイムチャートである。 図8は、混在制御でブレーキ段数が制限された場合のタイムチャートである。 図9は、第2実施形態におけるブレーキ段数とスイッチング素子の切替え状態との対応関係の一例を示す図である。 図10は、ブレーキ段数とスイッチング素子の切替え状態との対応関係を示す他の図である。
 以下に、本発明にかかるスタビライザ装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
(第1実施形態)
 図1から図8を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、スタビライザシステムに関する。図1は、本発明にかかるスタビライザシステムの第1実施形態の動作を示すフローチャート、図2は、本実施形態にかかるスタビライザシステムの概略構成図、図3は、スタビライザ装置のアクチュエータの概略構成を示す図である。
 図2に示すように、本スタビライザシステム10は、スタビライザ装置14を含んで構成されている。スタビライザ装置14は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設されることができる。スタビライザ装置14は、両端部において左右の車輪16を保持する車輪保持部材としてのサスペンションアームに連結されたスタビライザバー20を備えている。スタビライザバー20は、車両の左車輪16Lと右車輪16Rとを接続し、ねじり反力によって車両のロールを抑制するものである。スタビライザバー20は、分割された1対のスタビライザバー部材22を含む構成のものとされている。それら1対のスタビライザバー部材22は、アクチュエータ26によって相対回転可能に接続されている。アクチュエータ26は、スタビライザバー20における左車輪16Lに接続された左車輪側のスタビライザバー部材22aと右車輪16Rに接続された右車輪側のスタビライザバー部材22bとの相対的なねじれ量を制御する。
 本実施形態のスタビライザシステム10を搭載する車両には、各車輪16に対応したサスペンション装置が設けられている。以下の説明では、後輪に配設されたスタビライザ装置14を例にスタビライザシステム10について説明する。図2に示すように、サスペンション装置30は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置30は、サスペンションアームであるロアアーム38を備えている。ロアアーム38の一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪16を回転可能に保持するアクスルキャリア42に回動可能に連結されている。
 スタビライザ装置14の各スタビライザバー部材22はそれぞれ、図2に示すように、車幅方向に延びるトーションバー部50と、トーションバー部50と一体をなしてそれと交差して概ね車両の前方に延びるアーム部52とに区分することができる。各スタビライザバー部材22のトーションバー部50は、アーム部52に近い箇所において、車体に固定的に設けられた保持具54によって回転可能に保持され、互いに同軸的に配置されている。各トーションバー部50の端部(アーム部52側とは反対側の端部)は、それぞれ、後に詳しく説明するようにアクチュエータ26に接続されている。一方、各アーム部52の端部(トーションバー部50側とは反対側の端部)は、ロアアーム38に連結されている。
 アクチュエータ26は、図3に示すように、駆動源としての電磁モータ60と、その電磁モータ60の回転を減速して伝達する減速機62とを含んで構成されている。これら電磁モータ60と減速機62とは、アクチュエータ26の外殻部材であるハウジング64内に設けられている。ハウジング64の一端部には、1対のスタビライザバー部材22の一方である左車輪16Lに接続されたスタビライザバー部材22aのトーションバー部50の端部が固定的に接続されている。1対のスタビライザバー部材22の他方(右車輪16Rに接続されたスタビライザバー部材)22bは、ハウジング64の他端部からそれの内部に延び入る状態で配設されるとともに、減速機62を介してモータ軸74と接続されている。さらに、1対のスタビライザバー部材22の他方22bは、ブシュ型軸受70を介してハウジング64に回転可能に保持されている。
 電磁モータ60は、ハウジング64の周壁の内面に沿って一円周上に固定して配置された複数のコイル72と、ハウジング64によって回転可能に保持された中空状のモータ軸74と、コイル72と向きあうようにしてモータ軸74の外周に固定して配設された永久磁石76とを含んで構成されている。電磁モータ60は、コイル72がステータとして機能し、永久磁石76がロータとして機能するモータであり、3相のDCブラシレスモータとされている。モータ軸74とスタビライザバー部材22bとは減速機62を介して接続されており、モータ軸74の回転は減速してスタビライザバー部材22bに伝達される。なお、ハウジング64内に、モータ軸74の回転角度、すなわち、電磁モータ60の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ78が設けられている。モータ回転角センサ78は、エンコーダを主体とするものであり、アクチュエータ26の制御、つまり、スタビライザ装置14の制御に利用される。
 車両の旋回等によって、車体にロールモーメントが作用する場合、左右のスタビライザバー部材22を相対回転させる力、つまり、アクチュエータ26に対する外力が作用する。その場合、電磁モータ60が発生させる力であるモータ力によって、アクチュエータ26がその外力に対抗する力を発生させているときには、それら2つのスタビライザバー部材22a,22bによって構成された1つのスタビライザバー20が捩じられることになる。この捩りにより生じる捩り反力は、ロールモーメントに対抗する力となる。そして、モータ力によってアクチュエータ26の回転量を変化させることで、左右のスタビライザバー部材22の相対回転量を変化させれば、上記ロール抑制力が変化し、車体のロールをアクティブに抑制することが可能となる。なお、ここでいうアクチュエータ26の回転量とは、車両が平坦路に静止している状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ26の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量、つまり、動作量を意味する。したがって、アクチュエータ26の回転量が大きくなるほど、アクチュエータ26の回転位置が中立位置から離れ、スタビライザバー20の捩り反力、つまり、ロール抑制力も大きくなるのである。
 本スタビライザシステム10では、図2に示すように、スタビライザ装置14に対応する電子制御ユニット(ECU)90が設けられている。ECU90は、スタビライザ装置14、詳しくは、各アクチュエータ26の作動を制御する制御装置であり、電磁モータ60に対応する駆動回路としてのインバータ92と、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ96とを備えている。図4は、インバータ92と電磁モータ60との接続状態を示す回路図である。図4に示すように、インバータ92は、コンバータ98を介してバッテリ100に接続されており、対応するスタビライザ装置14の電磁モータ60に接続されている。電磁モータ60は定電圧駆動され、電磁モータ60への供給電力は、供給電流量を変更することによって変更される。供給電流量の変更は、インバータ92がPWM(Pulse Width Modulation)によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比(デューティ比)を変更することによって行われる。
 ECU90のコントローラ96には、上記モータ回転角センサ78とともに、図示しないステアリングホイールの操作角(操舵量)を検出するためのステアリングセンサ102,車体に実際に発生している横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ104が接続されている。コントローラ96には、さらに、車速を検出する車速センサ110が接続されている。さらに、コントローラ96は、各インバータ92にも接続され、それらを制御することで、スタビライザ装置14の電磁モータ60を制御する。なお、コントローラ96のコンピュータが備えるROMには、後に説明する各スタビライザ装置14の制御に関するプログラム,各種のデータ等が記憶されている。
 スタビライザシステム10では、車体が受けるロールモーメントに応じたロール抑制力を発生させるべく、アクチュエータ26の実際の回転量である実回転量が目標となる回転量である目標回転量となるようにアクチュエータ26が制御される。つまり、車体が受けるロールモーメントに応じて、電磁モータ60が発生させるべきモータ力の方向(以下、「モータ力方向」という場合がある)および電磁モータ60への供給電流量が決定される。ECU90は、決定されたモータ力方向および供給電流量に従って電磁モータ60を作動させることで、アクチュエータ26を制御し、車体が受けるロールモーメントに応じたロール抑制力(スタビライザ装置14のねじり力)を発生させてロール抑制制御を実行する。なお、アクチュエータ26の回転量(スタビライザバー20のねじれ量を増減させる方向の回転量)と電磁モータ60の回転角であるモータ回転角とは対応関係にあるため、実際の制御では、アクチュエータ26の回転量に代えてモータ回転角が使用される。基準状態でのモータ回転角は0とされ、モータ回転角の絶対値は、モータ回転角が中立位置から離れるほど大きくなる。
 ECU90のコントローラ96は、スタビライザ装置14がロールモーメントに応じた適正なロール抑制力を発生させるべく、車両の横加速度に基づいて、電磁モータ60の目標モータ回転角θtを決定する。コントローラ96は、例えば、ステアリングホイールの操作角δと車両走行速度vに基づいて推定された推定横加速度Gycと、実測された実横加速度Gyrとに基づいて、下記式(1)によって制御に利用される横加速度である制御横加速度Gytを決定する。
Gyt=KA・Gyc+KB・Gyr     (1)
 ここで、KA,KBはゲインである。
 このように決定された制御横加速度Gytに基づいて、電磁モータ60の目標モータ回転角θtが決定される。コントローラ96内には、制御横加速度Gytをパラメータとする目標モータ回転角θtのマップデータが格納されており、マップデータを参照して、電磁モータ60の目標モータ回転角θtが決定される。
 そして、実モータ回転角θが上記目標モータ回転角θtになるように、電磁モータ60が制御される。電磁モータ60の制御において、電磁モータ60に供給される電力は、実モータ回転角θの目標モータ回転角θtに対する偏差である動作量偏差としてのモータ回転角偏差Δθ(=θt-θ)に基づいて決定される。詳しく言えば、モータ回転角偏差Δθに基づくフィードバック制御の手法に従って決定される。具体的には、まず、電磁モータ60が備えるモータ回転角センサ78の検出値に基づいて、上記モータ回転角偏差Δθが認定され、次いで、それをパラメータとして、下記式(2)に従って、目標供給電力としての目標供給電流itが決定される。
it=KP・Δθ+KI・Int(Δθ)     (2)
この式は、PI制御則に従う式であり、第1項,第2項は、それぞれ、比例項、積分項を、KP,KIは、それぞれ、比例ゲイン,積分ゲインを意味する。また、Int(Δθ)は、モータ回転角偏差Δθの積分値に相当し、目標モータ回転角θtに近似されるものであることから(実モータ回転角θに近似されるものと考えることもできる)、上記式(2)は、下記式(3)
it=KP・Δθ+KI・θt     (3)
と等価なものと考えることもできる。
 目標供給電流itは、その符号によって電力供給方向が異なることから、電磁モータ60のモータ力方向をも表すものと考えることができる。目標供給電流itに基づいて、電磁モータ60へのデューティ比とモータ力方向とが決定され、それらに従って電磁モータ60が作動させられる。詳しく言えば、その決定された目標供給電流itに基づくモータ力方向およびデューティ比についての指令がインバータ92に発令され、インバータ92の備えるスイッチング素子(例えば、FET)が切換えられて電磁モータ60が制御される。決定されたデューティ比に従ってバッテリ100から電力が供給され、電磁モータ60の動作状態は、決定されたモータ力方向にモータ力を発生させる状態とされる。
 なお、本実施形態においては、電磁モータ60の回転方向を、便宜的に、時計回り方向(正方向)と反時計回り方向(逆方向)としている。電磁モータ60が時計回り方向(CW方向)に回転すると、モータ回転角θが増加する。一方、電磁モータ60が反時計回り方向(CCW方向)に回転すると、モータ回転角θが減少する。また、目標供給電流itの符号が正の場合、モータ力方向はモータ回転角θを増加させる方向(正方向)であり、目標供給電流itの符号が負の場合、モータ力方向はモータ回転角θを減少させる方向(逆方向)である。すなわち、目標供給電流itの符号が正の場合に、電磁モータ60の動作状態は、バッテリ100から決定されたデューティ比に従う電力を受けてモータ力を正方向に発生させる状態(以下、「正方向力発生状態」若しくは「cw状態」という場合がある)とされ、目標供給電流itの符号が負の場合に、電磁モータ60の動作状態は、バッテリ100から決定されたデューティ比に従う電力を受けてモータ力を逆方向に発生させる状態(以下、「逆方向力発生状態」若しくは「ccw状態」という場合がある)とされる。
 つまり、電磁モータ60に電力が供給される際の電磁モータ60の動作状態(以下、「電力供給状態」、若しくは、電磁モータ60が駆動力を発生させている状態という意味をこめて「drive状態」略して「drv状態」という場合がある)には、cw状態とccw状態とがある。さらに、電磁モータ60の動作状態には、バッテリ100から電力が供給されない状態(以下、「電力非供給状態」、若しくは、ブレーキ力が得られる状態という意味をこめて「brake状態」略して「brk状態」という場合がある)がある。ここでいう、brk状態とは、電磁モータ60の各相の通電端子が相互に導通させられた状態であり、電磁モータ60の各相があたかも相互に短絡させられた状態である。このような状態では、電磁モータ60が発電機として機能し、いわゆる短絡制動の効果が得られることになる。
 電磁モータ60の動作状態は、インバータ92が有するスイッチング素子の切換態様によって定まる。図4に示すように、電磁モータ60は、Δ結線された3相のDCブラシレスモータであり、各相(U,V,W)に対応してそれぞれ通電端子120u,120v,120w(以下、総称して「通電端子120」という場合がある)を有している。インバータ92は、各通電端子、つまり各相(U,V,W)について、高電位側であるhigh(正)側,低電位側であるlow(負)側の2つのスイッチング素子を備えている(以下、6つのスイッチング素子の各々を、「UHC」,「ULC」,「VHC」,「VLC」,「WHC」,「WLC」と呼ぶこととする)。スイッチング素子切換回路は、電磁モータ60に設けられた3つのホール素子H(HA,HB,HC)の検出信号により回転角(電気角)を判断し、その回転角に基づいて6つのスイッチング素子の各々のON(導通)/OFF(遮断)の切換えを行う。なお、インバータ92は、バッテリ100とコンバータ98とで構成される電源の高電位側の端子124hと低電位側の端子124lとに接続されている。
 図5は、電磁モータ60の各作動モードにおけるスイッチング素子の切替え状態の一例を示す図である。図5を参照しつつ説明すれば、drv状態では、いわゆる120°通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、各スイッチング素子UHC,ULC,VHC,VLC,WHC,WLCのON/OFFが、電磁モータ60の回転位相に応じて切り換えられる。cw状態とccw状態とでは、切換えのパターンが互いに相違するものとされている。なお、drv状態では、low側に存在する各スイッチング素子ULC,VLC,WLCのみが、デューティ比に従ったON/OFF制御、つまり、デューティ制御が行われるようになっている(図5における「1*」は、そのことを示している)。それに対し、brk状態では、電磁モータ60の回転位相によらず、high側のスイッチング素子UHC,VHC,WHCのいずれもがON状態とされ、low側のスイッチング素子ULC,VLC,WLCのいずれもが、OFF状態とされる。
 本スタビライザシステム10においては、通常、電磁モータ60は、動作状態がdrv状態に維持される「電力供給維持モード」の下で制御されており、電力供給制御が実行されている。電力供給維持モードには、電磁モータ60の動作状態がcw状態に維持される「正方向力発生モード」と、電磁モータ60の動作状態がccw状態に維持される「逆方向力発生モード」とがある。電磁モータ60の作動モードが正方向力発生モードとされている場合には、決定された目標供給電流itの絶対値に応じた大きさのモータ力を正方向に発生させるように電磁モータ60が制御され、一方、電磁モータ60の作動モードが逆方向力発生モードとされている場合には、決定された目標供給電流itの絶対値に応じた大きさのモータ力を逆方向に発生させるように電磁モータ60が制御される。
 本実施形態のスタビライザシステム10では、実モータ回転角θが目標モータ回転角θtを上回る、すなわち、スタビライザバー20のねじれ量が目標ねじれ量を超えると、ブレーキモード(brk状態)を利用した後述する混在制御(ねじれ量制御)により電磁モータ60の回転角が制御される。実モータ回転角θが目標モータ回転角θtを上回ると、上記式(2)において、第1項と第2項の符号(正負)が互いに異なるものとなる。実モータ回転角θが目標モータ回転角θtを上回った状態では、モータ回転角偏差Δθを含む第1項に対応するモータ力方向と、ロールモーメントが電磁モータ60を回転させようとする回転方向とが同方向となることで、モータ回転角を戻す力が強くなりすぎる場合がある。この場合に、サーボ制御(電力供給制御)のみによって実モータ回転角θを目標モータ回転角θtに収束させようとすると、モータ回転角のハンチングが生じてモータ力方向が頻繁に切り替わってしまい、モータ負荷が増大するなどの問題がある。
 これに対して、電力供給状態(サーボ制御)と、電力非供給状態(ブレーキモード)とを交互に繰り返す(混在させる)混在制御を行うと、ブレーキモードではモータ回転角の変動に対してブレーキ作用が生じ、モータ回転角の増減が規制されることで、モータ回転角を徐変させて目標モータ回転角θtに近づけることが可能となる。よって、モータ力方向の切り替わりが生じることが抑制され、モータ負荷の増大などの問題を回避しつつ、目標モータ回転角θtに実モータ回転角θを近づける制御、言い換えるとスタビライザバー20の実際のねじれ量を目標ねじれ量に近づけるねじれ量制御が可能となる。
 混在制御では、電力供給状態である正方向力発生モードあるいは逆方向力発生モードと、電力非供給状態であるブレーキモードとが交互に実行される。電力供給状態は、モータ力により、実モータ回転角θを目標モータ回転角θtに近づけ、モータ回転角偏差Δθを減少させるものである。つまり、アクチュエータ26において、電力供給状態は、スタビライザバー20のねじれ量の増減を許容する許容モードである。一方、電力非供給状態であるブレーキモードでは、電磁モータ60が発電機として機能し、アクチュエータ26は、外部入力によって速度の大きな動作を強いられる場合に、比較的大きな抵抗を発揮し、スタビライザ装置14は、あたかも、スタビライザ剛性が変更できない通常のスタビライザ装置に近い状態となる。つまり、アクチュエータ26において、電力非供給状態は、スタビライザバー20のねじれ量を増減させる方向の動作に対してブレーキを作用させる(ねじれ量の増減を規制する)規制モードである。アクチュエータ26は、許容モードあるいは規制モードで選択的に動作することができる。混在制御は、電力供給状態と電力非供給状態とを1周期内に混在させることで、モータ回転角を徐変させるブレーキ徐変制御である。
 混在制御では、電力非供給状態とする(アクチュエータ26をブレーキモードで動作させる)時間の割合によって、ねじれ量(モータ回転角)の増減を抑制するブレーキ力がコントロールされる。すなわち、ブレーキ力そのものではなく、3相短絡させる時間をコントロールすることでマクロ的に見たブレーキ力が可変する仕組みとなっている。例えば、予め定められた混在制御の1周期の時間において、電力非供給状態とする時間の割合を多くし、電力供給状態とする時間の割合を少なくすると、ブレーキ力は大となる。これとは逆に、電力非供給状態とする時間の割合を少なくし、電力供給状態とする時間の割合を多くすると、ブレーキ力は小となる。これにより、電力非供給状態におけるブレーキ力そのものは同じであっても、1周期においてマクロ的に見たブレーキ力(以下、「実効ブレーキ力」とも記載する。)を可変とすることができる。実効ブレーキ力は、例えば、1周期においてブレーキ力を時間積分した値とすることができる。
 混在制御では、例えば、実モータ回転角θと目標モータ回転角θtとの偏差の大きさに応じて、1周期において電力非供給状態とする時間の割合(以下、単に「ブレーキ時間の割合」と記載する。)が数段階に分けられる。混在制御は、モータ回転角偏差Δθの大きさがモータ回転角偏差Δθの閾値Δθmax以下であり、実モータ回転角θが目標モータ回転角θtに近い場合に実行されるものである。例えば、モータ回転角偏差Δθの閾値Δθmaxに対して、現在のモータ回転角偏差Δθの大きさが25%である場合、混在制御の1周期の75%の時間が電力非供給状態とされ、残りの25%が電力供給状態とされる。
 従来、混在制御では、実モータ回転角θが目標モータ回転角θtから遠いほど、言い換えると、モータ回転角偏差Δθの絶対値が大きいほど、実効ブレーキ力が小とされ、モータ回転角偏差Δθが小さいほど実効ブレーキ力が大とされていた。しかしながら、モータ回転角偏差Δθのみで実効ブレーキ力が決定される場合、以下に説明するように、混在制御の初期に大きな振動が発生し、その振動がボデー等を伝わって異音の発生につながる可能性がある。
 図6は、実モータ回転角θと目標モータ回転角θtの推移の一例を示す図である。時刻t1において、実モータ回転角θが、目標モータ回転角θtを上回り、混在制御がONとされる。混在制御がONとされた直後は、実モータ回転角θが目標モータ回転角θtを追い越した直後であり、モータ回転角偏差Δθは小さい。このため、混在制御において大きな実効ブレーキ力、例えば最大の実効ブレーキ力が選択される。ここで、混在制御は、それまで回転していた電磁モータ60にブレーキをかける制御であるため、実効ブレーキ力が強すぎると、ブレーキON時に大きな振動が発生することがある。
 これに対して、本実施形態のスタビライザシステム10では、ねじれ量制御の開始から予め定められた所定状態となるまでは、所定状態となった後よりも規制モードによってねじれ量の増減を規制する度合いが低減される。具体的には、混在制御ON時のブレーキ力が過剰とならないよう、制御ONから所定状態となるまで(例えば、一定時間の間)ブレーキ段数(ブレーキ時間の割合)に上限が設けられる。ブレーキ段数に上限が設けられることで、ねじれ量制御においてアクチュエータ26をブレーキモードで動作させる時間の割合が低減し、設定可能な実効ブレーキ力の最大値が低減される。これにより、モータ回転速度の急変が抑制される。よって、混在制御の開始時のアクチュエータ26における振動の発生およびその振動の伝播による異音の発生が抑制される。
 図1のフローチャートを参照して、本実施形態の動作について説明する。
 まず、ステップS1では、ECU90のコントローラ96により、目標モータ回転角θtが演算される。上記のように、コントローラ96は、横加速度、例えば推定横加速度Gycと実測された実横加速度Gyrとに基づいて目標モータ回転角θtを演算する。
 次に、ステップS2では、コントローラ96により、実モータ回転角θが検出される。コントローラ96は、モータ回転角センサ78から入力される信号に基づいて実モータ回転角θを検出する。
 次に、ステップS3では、コントローラ96により、目標モータ回転角θtと実モータ回転角θとの偏差であるモータ回転角偏差Δθが演算される。コントローラ96は、ステップS1で演算された目標モータ回転角θtとステップS2で検出された実モータ回転角θとに基づき、モータ回転角偏差Δθを演算する。
 次に、ステップS4では、コントローラ96により混在制御が可能であるか否かが判定される。コントローラ96は、実モータ回転角θの大きさが目標モータ回転角θtの大きさを上回り、かつ、ステップS3で演算されたモータ回転角偏差Δθの絶対値が予め定められた閾値Δθmax以下である場合に、ステップS4において肯定判定を行う。なお、モータ回転角偏差Δθの閾値Δθmaxは、例えば、1degとすることができる。ステップS4の判定の結果、混在制御が可能であると判定された場合(ステップS4-Y)にはステップS5に進み、そうでない場合(ステップS4-N)にはステップS8に進む。
 ステップS5では、コントローラ96により、ブレーキ段数制限中であるか否かが判定される。コントローラ96は、混在制御が開始されてからの経過時間をタイマによりカウントしており、カウントされた経過時間が予め定められた所定時間に達していない場合には、ブレーキ段数制限中であると判定する。なお、この所定時間は、一定であってもよく、アクチュエータ26の状態量等に応じて可変とされてもよい。例えば、混在制御開始時の実モータ回転角θや、モータ回転角の角速度等に応じて可変とされてもよい。この場合、実モータ回転角θやモータ回転角の角速度(それぞれの絶対値)が大きいほど、所定時間が長くなるようにすることができる。ステップS5の判定の結果、ブレーキ段数制限中であると判定された場合(ステップS5-Y)にはステップS6に進み、そうでない場合(ステップS5-N)にはステップS7に進む。
 ステップS6では、コントローラ96により制限付きブレーキ段数が算出される。ここで、ブレーキ段数とは、混在制御の1周期を複数の期間に分けたときに、その内の電力非供給状態とする期間数のことである。例えば、1周期を1,200μsとし、これを300μsずつの4期間に分けたとすると、1セット1,200μsの内1期間300μsだけ電力非供給状態とすることをブレーキ段数1段と称し、3期間900μsの間電力非供給状態とすることをブレーキ段数3段と称する。最大のブレーキ段数は4段である。なお、選択可能なブレーキ段数の最大値は、4段には限定されない。ブレーキ段数の最大値は3段以下であっても、5段以上であってもよい。例えば、ブレーキ段数の最大値を5段とする場合、1段を300μsとして1周期を1,500μsとしてもよく、1周期1,200μsを5分割して1段を240μsとしてもよい。
 ブレーキ段数は、モータ回転角偏差Δθの閾値Δθmaxに対する現在のモータ回転角偏差Δθの大きさの割合に応じて選択される。例えば、ブレーキ段数の最大が4段の場合、モータ回転角偏差Δθの閾値Δθmaxに対する現在のモータ回転角偏差Δθの割合が25%未満であれば4段、50%未満であれば3段、75%未満であれば2段、75%以上であれば1段とすることができる。
 モータ回転角偏差Δθの閾値Δθmaxが1degであり、現在のモータ回転角偏差Δθが0.25deg(閾値の25%)であると、ブレーキ段数制限中でなければ、ブレーキ段数は3段として算出される。ブレーキ段数3段では、1,200μsのうち電力非供給状態(ブレーキモード)が900μs、残りの300μsが電力供給状態のサーボ駆動とされる。このサーボ駆動では、モータ力方向は、モータ回転角偏差Δθを減少させる方向であるが、ロールモーメントが特に大きい場合等においては、モータ回転角偏差Δθを増加させる方向とするようにしてもよい。
 一方、ブレーキ段数が制限されるブレーキ段数制限中には、選択可能なブレーキ段数に上限が設けられる。ブレーキ段数制限中は、ブレーキ段数制限中以外よりもブレーキ段数の上限が下げられ、例えば2段以上のブレーキ段数が禁止される。この場合、1段よりも大きなブレーキ段数が許可されない。これにより、ブレーキ段数制限中には、コントローラ96により、ブレーキ段数として1段が算出される。ステップS6が実行されると、ステップS8に進む。
 また、ステップS5で否定判定がなされると、ステップS7において、コントローラ96によりブレーキ段数が算出される。ブレーキ段数制限中ではないため、ブレーキ段数は最大4段まで許可される。コントローラ96は、現在のモータ回転角偏差Δθに応じた1段から4段までのブレーキ段数を選択する。ステップS7が実行されると、ステップS8に進む。
 ステップS8では、コントローラ96により、現在の設定に応じた電磁モータ60のサーボ制御がなされる。混在制御が可能と判定されなかった場合(ステップS4-N)、コントローラ96は、電力非供給状態を混在させない電力供給維持モードにて電磁モータ60を制御する。また、混在制御が可能と判定されている場合(ステップS4-Y)、コントローラ96は、ステップS6あるいはステップS7で算出されたブレーキ段数に基づき、混在制御を実行する。
 次に、ステップS9では、コントローラ96により、スタビライザ制御を終了させるか否かが判定される。コントローラ96は、例えば、横加速度に基づきステップS9の判定を行う。コーナ走行が終了した場合など、スタビライザ装置14におけるモータ回転角の制御を要求される条件が成立しない場合、ステップS9において肯定判定がなされる。その判定の結果、スタビライザ制御を終了させると判定された場合(ステップS9-Y)には本制御フローは終了し、そうでない場合(ステップS9-N)にはステップS1に戻り、本制御フローが繰り返し実行される。
 図7は、混在制御においてブレーキ段数が制限されない場合のタイムチャート、図8は、本実施形態のスタビライザシステム10において、混在制御でブレーキ段数が制限された場合のタイムチャートである。
 図7および図8において、(a)は耳元音、(b)はモータの振動加速度、(c)はモータ回転角、(d)は各フラグを示す。(a)耳元音とは車室内で検出される音であり、例えば着座した搭乗者の耳元位置で検出される音圧である。(c)モータ回転角には、目標モータ回転角θt(実線)と実モータ回転角θ(破線)が示されている。(d)フラグには、混在制御ONフラグ、ブレーキ段数、モータ力方向(cw,ccw)が示されている。混在制御ONフラグは、値が0であればOFF(混在制御不可)、値が1以上であればON(混在制御可能)の状態を示す。また、モータ力方向は、フラグが0と1とで異なる回転方向を示す。
 図7に示すように、時刻t2において実モータ回転角θの絶対値が目標モータ回転角θtの絶対値を超え、混在制御ONフラグがONの状態となる。このときの実モータ回転角θと目標モータ回転角θtとの偏差Δθは小さな値であるため、ブレーキ段数は最大の5段に設定される。これにより、符号P1に示すように振動が発生し、その後に符号P2に示すように耳元音が増加する。
 これに対して、本実施形態のスタビライザシステム10では、混在制御の初期にはブレーキ段数の上限が制限される。図8には、ブレーキ段数が制限される場合のブレーキ段数の上限が1段である場合の各値の推移が示されている。実モータ回転角θの絶対値が目標モータ回転角θtを超えて、時刻t3において混在制御ONフラグがONとなる。このとき、ブレーキ段数は1段に制限されており、実効ブレーキ力が弱いため、モータの振動加速度(符号P3参照)は、ブレーキ段数が制限されない場合のモータの振動加速度(符号P1)よりも低減される。よって、ブレーキ段数が制限された場合の耳元音(符号P4参照)は、ブレーキ段数が制限されない場合の耳元音(P2)よりも低減される。
 このように、本実施形態のスタビライザシステム10によれば、アクチュエータ26によりスタビライザバー20のねじれ量の増減を規制するときの振動の発生が抑制され、特に、実モータ回転角θが目標モータ回転角θtを上回ったときの混在制御においてモータ回転角の増減を規制する際の振動の発生が抑制される。振動および異音の発生が抑制されることで、ドライバビリティの向上が可能となる。
 なお、スタビライザシステム10のアクチュエータ26は、ブラシレスモータには限定されない。例えば、アクチュエータ26は、ブラシ付DCモータであってもよく、その他のスタビライザバー20のねじれ量の増減を規制する規制モードで動作することが可能なアクチュエータでもよい。
 本実施形態では、混在制御において、1周期のうちブレーキモードとされる時間以外の時間は電力供給状態とされてサーボ駆動がなされたが、これには限定されず、電磁モータ60がサーボ駆動とは異なる状態とされてもよい。例えば、ブレーキモードとされる時間以外の時間において、電力供給を行うことなく、ロールモーメントによりモータ回転角偏差Δθを減少させるようにしてもよい。この場合、電磁モータ60は、例えば、全てのスイッチング素子がOFFとされることで、モータ回転角の増減を許容する許容モードとされることができる。
 なお、本実施形態では、アクチュエータ26を許容モードおよび規制モードで交互に動作させるが、規制モードから次の規制モードまでの許容モードにおいて、複数の許容モードが連続して実行されてもよい。この場合、同一の許容モードが連続して複数回実行されてもよく、アクチュエータ26が、種類の異なる複数の許容モードで動作することができるものである場合、複数種類の許容モードが連続して実行されてもよい。同様にして、許容モードから次の許容モードまでの規制モードにおいて、複数の規制モードが連続して実行されてもよい。この場合、同一あるいは複数種類の規制モードが連続して実行されることができる。
(第1実施形態の第1変形例)
 上記第1実施形態では、「所定状態」とは、混在制御の開始から所定時間が経過した条件が成立した状態であったが、これには限定されない。例えば、モータ回転角の角速度の大きさ(絶対値)が予め定められた所定速度以下である条件が成立した状態を所定状態としてもよく、実モータ回転角θの大きさ(絶対値)、すなわちスタビライザバー20のねじれ量を増加させる回転角度の大きさが予め定められた所定角度以下である条件が成立した状態を所定状態としてもよい。また、上記3条件のうち2条件以上が成立した場合を所定状態としてもよい。所定状態は、実効ブレーキ力が大きな値に設定されて混在制御が実行されたとしても大きな振動が発生しないと予測される状態とされればよい。
(第2実施形態)
 図9および図10を参照して第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図9は、第2実施形態におけるブレーキ段数とスイッチング素子の切替え状態との対応関係の一例を示す図である。
 本実施形態の混在制御において、上記第1実施形態の混在制御と異なる点は、スタビライザバー20のねじれ量の増減を規制する度合いが、ブレーキモードの実行時間(実効ブレーキ力)ではなくブレーキモードにおけるブレーキ力の強さそのものにより調整される点である。具体的には、ブレーキモードにおいてhigh側スイッチング素子群でONとするスイッチング素子の数を異ならせることで、ブレーキの強さが調整される。high側(高電位側)のスイッチング素子を全てオンとしなくとも、low側(低電位側)のスイッチング素子を全てオフとし、かつ少なくとも一つのhigh側(高電位側)のスイッチング素子をオンとすれば、電磁モータ60を規制モードとしてのブレーキモードで動作させることができる。
 図9に示すように、ブレーキ段数1段では、U相のhigh側スイッチング素子UHCのみがONとされ、V相およびW相のhigh側スイッチング素子VHC,WHCはOFFとされる。また、ブレーキ段数2段では、U相およびV相のhigh側スイッチング素子UHC,VHCがONとされ、W相のhigh側スイッチング素子WHCはOFFとされる。ブレーキ段数3段では、上記第1実施形態のブレーキモードと同様に、全てのhigh側スイッチング素子UHC,VHC,WHCがONとされる。ブレーキ段数1段の場合の短絡制動の効果(ブレーキ力)は最も弱く、ブレーキ段数3段の場合のブレーキ力が最も強い。また、ブレーキ段数2段の場合のブレーキ力は、1段の場合と3段の場合との間の強さである。
 上記第1実施形態と同様に、混在制御の開始から所定状態となるまではブレーキ段数の上限が制限され、オンにできる高電位側のスイッチング素子の上限が制限される。例えば、ブレーキ段数が制限される場合のブレーキ段数の上限を1段とすることができる。この場合、選択できるブレーキ段数は最大で1段である。また、ブレーキ段数の上限が2段とされた場合、選択できるブレーキ段数は、1段または2段である。所定状態となるまでのブレーキ段数の上限が、所定状態となった後のブレーキ段数の上限よりも下げられることにより、混在制御(ねじれ量制御)において所定状態となるまでの、ねじれ量の増減を規制する度合いが低減され、混在制御の開始時の振動の発生が抑制される。なお、ブレーキ時間の割合は、ブレーキ段数が制限されているか否かによらず一定とされても、ブレーキ段数の制限の有無に応じて可変とされてもよい。例えば、ブレーキ段数が制限されている場合に、制限されていない場合よりも電力非供給状態の時間を短くするようにすれば、振動発生の抑制効果を高めることが可能である。
 なお、ブレーキモードにおいてhigh側スイッチング素子群でONとするスイッチング素子の数(以下、単に「ブレーキモードON素子数」と記載する。)、およびブレーキ時間の割合をそれぞれ可変とすることにより、ブレーキ力設定の自由度が向上する。ブレーキモードON素子数が1素子から3素子の3種類選択可能であり、ブレーキ時間の割合が4種類選択可能であれば、ブレーキ段数を最大12段設定可能となる。ブレーキ段数の選択は、例えば、モータ回転角偏差Δθおよびモータ回転角の角速度の2つのパラメータに基づいてなされることができる。この場合、モータ回転角偏差Δθおよびモータ回転角の角速度に基づいて単にブレーキ段数を決定し、ブレーキ段数に応じてブレーキモードON素子数およびブレーキ時間の割合が決定されるようにしてもよく、(モータ回転角偏差Δθ、モータ回転角の角速度)の一方に基づいて(ブレーキモードON素子数、ブレーキ時間の割合)の一方を選択し、(モータ回転角偏差Δθ、モータ回転角の角速度)の他方に基づいて(ブレーキモードON素子数、ブレーキ時間の割合)の他方を選択することで、ブレーキ段数が決定されるようにしてもよい。例えば、モータ回転角偏差Δθに応じてブレーキ時間の割合(モータ回転角の変動を規制する時間の長さ)を決定し、モータ回転角の角速度に応じてブレーキモードON素子数(ブレーキの強さ)を決定するようにしてもよい。
 なお、ブレーキ段数とスイッチング素子の切替え状態との対応関係は、図9に示すものには限定されず、例えば図10に示すものであってもよい。図10は、ブレーキ段数とスイッチング素子の切替え状態との対応関係を示す他の図である。つまり、ブレーキ段数1段においてU,V,Wのうち1相が短絡され、ブレーキ段数2段において任意の2相が互いに短絡され、ブレーキ段数3段において3相全てが互いに短絡されるようにすれば、どの相のスイッチング素子をONとするかは任意である。また、電磁モータ60のステータの相の数は、3には限定されず、ステータが複数相のコイルを有していればよい。
 本実施形態によれば、ブレーキ時間ではなく、ブレーキ力そのものを調整することで、振動(異音)の抑制とブレーキ性能とをより高次元でバランスさせることができる。
 上記の各実施形態は、適宜組み合わせて実行されてもよい。
 以上のように、本発明にかかるスタビライザシステムは、トーションバーのねじれ量の増減を規制することが可能なアクチュエータを備えるスタビライザ装置に有用であり、特に、振動の発生を抑制するのに適している。
 10 スタビライザシステム
 14 スタビライザ装置
 16 車輪
 20 スタビライザバー
 26 アクチュエータ
 60 電磁モータ
 78 モータ回転角センサ
 90 ECU
 92 インバータ
 96 コントローラ
 98 コンバータ
 100 バッテリ
 θ 実モータ回転角
 θt 目標モータ回転角
 Δθ モータ回転角偏差
 it 目標供給電流

Claims (4)

  1.  車両の左車輪と右車輪とを接続し、ねじり反力によって前記車両のロールを抑制するスタビライザバーと、
     前記スタビライザバーにおける前記左車輪側と前記右車輪側との相対的なねじれ量を制御するアクチュエータと、
     前記アクチュエータを制御する制御装置とを備え、
     前記アクチュエータは、前記ねじれ量の増減を許容する許容モードあるいは前記ねじれ量の増減を規制する規制モードで選択的に動作することが可能であり、
     前記制御装置は、前記ねじれ量が前記ねじれ量の目標値である目標ねじれ量を超えた場合に、前記アクチュエータを前記許容モードおよび前記規制モードで交互に動作させることで前記ねじれ量を前記目標ねじれ量に近づけるねじれ量制御を実行可能であり、
     前記制御装置は、前記ねじれ量制御の開始から予め定められた所定状態となるまでは、前記所定状態となった後よりも、前記規制モードによって前記ねじれ量の増減を規制する度合いを低減させる
     ことを特徴とするスタビライザシステム。
  2.  前記規制モードとは、前記アクチュエータにおいて、前記ねじれ量を増減させる方向の動作に対してブレーキを作用させるブレーキモードであり、
     前記制御装置は、前記ブレーキモードにおける前記ブレーキの強さを低減すること、あるいは前記ねじれ量制御において前記アクチュエータを前記ブレーキモードで動作させる時間の割合を低減すること、の少なくともいずれか一方により、前記所定状態となるまでの前記規制する度合いを低減させる
     請求項1に記載のスタビライザシステム。
  3.  前記所定状態とは、前記ねじれ量制御の開始から予め定められた所定時間が経過した条件、前記アクチュエータにおいて前記ねじれ量を増加させる回転角度の大きさが所定角度以下である条件、前記アクチュエータにおいて前記ねじれ量を増減させる方向の回転角速度の大きさが所定速度以下である条件、の少なくとも一つの条件が成立した状態である
     請求項1に記載のスタビライザシステム。
  4.  前記アクチュエータは、複数相のコイルを有するステータと、ロータとを備えるブラシレスモータであり、
     前記制御装置は、前記複数相の各相に対して高電位側および低電位側のそれぞれに接続されたスイッチング素子を備え、かつ前記低電位側のスイッチング素子を全てオフとし、少なくとも一つの前記高電位側のスイッチング素子をオンとすることで前記ブラシレスモータを前記規制モードで動作させ、
     前記制御装置は、前記所定状態となるまでは、前記所定状態となった後よりも、オンにできる前記高電位側のスイッチング素子の数の上限を下げることで前記規制する度合いを低減させる
     請求項1に記載のスタビライザシステム。
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