スタビライザ制御装置
【課題】電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供すること。
【解決手段】自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバー（１３、１４）（２３、２４）を、モータ２００及び減速機構２０１を有するアクチュエータ１５ＦＴ、１５ＲＴにより連結して、モータ２００の駆動により一対のスタビライザバー（１３、１４）（２３、２４）にねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段３４、３５を有し、カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【解決手段】自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバー（１３、１４）（２３、２４）を、モータ２００及び減速機構２０１を有するアクチュエータ１５ＦＴ、１５ＲＴにより連結して、モータ２００の駆動により一対のスタビライザバー（１３、１４）（２３、２４）にねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段３４、３５を有し、カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のスタビライザ装置に関し、特に、左右の車輪間に配設するスタビライザのねじり力を可変制御するスタビライザ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、運転者の操作により走る・曲がる・止まるという基本動作を繰り返しながら走行するものであるが、センサにより運転者の操作や車両の状況を検出してこのような基本動作を自動的に支援する電気制御化が進められている。例えば、ステアリングを電気的に操舵する電動パワーステアリングシステムやブレーキペダルの操作量や車速に応じて油圧回路の制御弁を調整し各車輪のホイルシリンダ圧を増減する電子制御ブレーキシステム等が搭載されている。
【０００３】
また、より快適な車両走行を実現するためスタビライザ制御装置が提案されている。スタビライザ制御装置は、自車両の左右の車輪間に配設される一対のスタビライザバーを、モータ及び減速機構を有するアクチュエータにより連結して、モータの駆動によりスタビライザバーのねじり力を可変制御する。スタビライザ制御装置を利用することで、カーブを走行中に車両のロールを抑制できる。
【０００４】
このように電気制御化が進めば、車両の走行状況に応じて運転者の操作を支援したり快適な走行を実現することができるようになる（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された車両走行制御装置では、車両のカーブへの侵入度合いを検知して、カーブ形状に応じて車両を自動的に減速する制御方法が提案されている。カーブ侵入度合いやカーブ情報に基づき車両を減速することで、カーブの走行時に車両を十分に減速することができる。
【特許文献１】特開２００３−１１８５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両を電気的に制御する場合、モータを作動させるため短時間に大電力を消費することが多い。車両にはバッテリが搭載されているが、限られた電源から短時間に大量の電力を供給することは困難である。このため、複数の電気制御装置が同時期に作動し電力を消費すると電源電圧の変動をもたらすという不都合が生じる。
【０００６】
電源電圧が不足すると車両では制動力などの基本性能の確保を優先するため、スタビライザ制御装置のように乗り心地を改善するための電気制御装置が電力制限を受け作動しない場合が生じ好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーを、モータ及び減速機構を有するアクチュエータにより連結して、モータの駆動により一対のスタビライザバーにねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段を有し、カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の一形態において、カーブを走行中に作動する電力負荷よりも先に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、カーブを走行中に作動する電力負荷より先に作動を開始することで、電源電圧の変動を防止し、確実にスタビライザ制御装置を作動させることができる。
【００１２】
また、本発明の一形態において、電力負荷は、電動モータによりステアリング系に操舵力を付与する電動パワーステアリングシステム、又は、運転者によるブレーキペダルの操作若しくは自車両の走行状況に応じて電気的に制動制御する電子制御ブレーキシステム、の少なくともいずれかである、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、車両の基本性能を電子的に制御して運転者を支援することができる。
【発明の効果】
【００１４】
電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は車両に搭載された制御装置の概略構成図を示す。図１の制御装置は、それぞれ、各車輪の制動圧を独立に制御するブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit)３１、ステアリングホイール１９の操舵支援及び自動操舵を実行するステアリングＥＣＵ３３、及び、スタビライザのねじり力を可変制御するスタビＥＣＵ３２により制御される。
【００１６】
ブレーキＥＣＵ３１は各車輪のホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲと油圧回路を介して接続されており、ブレーキＥＣＵ３１はブレーキペダル１６のストローク量や車速などに応じて算出した値に基づき各車輪のホイルシリンダ圧を独立に制御する。
【００１７】
ステアリングＥＣＵ３３は、ステアリングシャフトを駆動するモータ２６と接続されており、運転者の操舵を検出して操舵トルクをアシストしたり、走行状況に応じて強制的にステアリングを操舵する。また、ステアリングＥＣＵ３３は白線ＥＣＵ３４と接続されており、白線ＥＣＵ３４が認識した白線（レーン）に沿って車両が走行するようにステアリングを操舵することができる。
【００１８】
スタビＥＣＵ３２は、車両前輪及び後輪のスタビライザバーに設けられたアクチュエータ１５ＦＴ、１５ＲＴに接続されており、車両の旋回走行中にスタビライザバー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スタビライザのねじり力を可変制御する。
【００１９】
ブレーキＥＣＵ３１，ステアリングＥＣＵ３３、スタビＥＣＵ３２及び白線ＥＣＵ３４は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ（Non-Volatile ＲＡＭ）及び通信部等がバスにより接続されたマイコンとして構成される。各ＥＣＵはＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、本実施の形態の制御を実現する。また、ブレーキＥＣＵ３１，ステアリングＥＣＵ３３、スタビＥＣＵ３２及び白線ＥＣＵ３４は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルによりバスを介して相互にＥＣＵ間通信を行う。
【００２０】
電動パワーステアリングシステム３では、ステアリングホイール１９がステアリングシャフト２０及びステアリングギヤボックス２２を介してラックバー２８を駆動するようになっている。ステアリングシャフト２０には歯車減速機構２９を介してモータ２６が接続されている。
【００２１】
ステアリングホイール１９が操舵されると、連接されたステアリングシャフト２０が回転し、ギアボックス２２内において、ステアリングシャフト２０の先端に設けられたピニオンギアと歯合したラックバー２８を左右に揺動する。ラックバー２８はタイロッド２５が接続されているため、操舵輪ＦＬ及びＦＲが操舵される。
【００２２】
ステアリングシャフト２０にはステアリングホイール１９の操舵角を検出するステアリングセンサ２１及び操舵トルクを検出するトルクセンサ２７が設けられており、これらのセンサの出力はステアリングＥＣＵ３３へ供給されるようになっている。
【００２３】
ステアリングＥＣＵ３３は、運転者がステアリングホイール１９を操舵した際の操舵トルクを検出し、運転者の操舵トルクをアシストする方向にモータ２６を駆動することで操舵アシスト制御を行う。
【００２４】
また、ステアリングＥＣＵ３３は白線ＥＣＵ３４に接続されている。白線ＥＣＵ３４は、カメラ３５により撮影された車両前方の画像に基づき白線を検知する。カメラ３５はＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成され、例えば、車室内のルームミラー付近に設置され、車両前方の所定範囲を撮影する。カメラ３５に入射した光は画素毎に光電変換された後、順次アナログ画像信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器により所定ビット数（例えば、８ビット）のデジタル信号に変換される。カメラ３５はこのような動作を繰り返して毎秒所定数の画像（例えば、３０〜６０フレーム／秒）を白線ＥＣＵ３４に出力する。
【００２５】
白線ＥＣＵ３４は車両前方の画像に基づき白線や黄線等のレーンマーカを検出して、車両前方の道路形状を認識する。白線ＥＣＵ３４は撮影された画像の例えば輝度に基づき、所定の閾値以上の輝度を有する領域を画像底部から上方に向けて探索する。白線であれば、画像底部から上方に向け、長方形状の領域が連続又は所定の間隔で現れるので、当該所定の閾値以上の輝度の長方形状が検出されたら白線として検知する。このような白線の候補の探索を各画像の上部まで繰り返し行なうことにより、車両前方の道路上の白線を遠方まで認識することができる。
【００２６】
より具体的には、白線は両端に高周波成分たるエッジを有する。したがって、車両前方の画像データを水平方向に微分すると、白線の両端にピークが得られ、そのピークは、白線の線内に白線外から白線、白線から白線外というように正負逆に得られるため、白線部分が推定できる。このような処理を行う白線強調フィルタを画像データに施すことで、白線部分を強調できる。
【００２７】
このように白線が強調された画像データから、白線の特徴である、輝度が高い、線状の形状である、遠方で細くなる、時間連続して観測される、特徴のある領域を、マッチングなどの手法により画像処理することで、例えば１００ｍ程度先までの白線を認識できる。
【００２８】
なお、どの程度前方の距離まで白線が認識されているか又は前方のカーブまでの距離は、白線部分が占める画素数やマッチングの過程により認識される。
【００２９】
ステアリングＥＣＵ３３は、車両の左右に白線が検出されたら当該車線内を車両が走行するようにモータ２６を制御してステアリングを操舵する（レーンキーピング制御）。例えば、左右の白線の中央を目標走行線として、車両が目標走行線から所定以上右に乖離して走行すればステアリングを左に操舵し、車両が目標走行線から所定以上左に乖離して走行すればステアリングを右に操舵する。また、運転者が大きく操舵した場合には車線変更の操舵として検出して、いったんレーンキーピング制御を解除する。
【００３０】
図２は、ブレーキＥＣＵ３１が制御する電子制御ブレーキシステムの油圧回路を示す。マスタシリンダ１８には車輪ＦＬ用にブレーキオイルを圧送するブレーキ油圧導管１１６及び車輪ＦＲ用にブレーキオイルを圧送するブレーキ油圧導管１１８の一端が接続され、他端にはそれぞれホイルシリンダ１１ＦＬ及び１１ＦＲが接続されている。またブレーキ油圧導管１１６及び１１８の途中にはそれぞれ常開型の電磁開閉弁１２２ＦＬ及び１２２ＦＲが設けられている。
【００３１】
マスタシリンダ１８にはストロークシミュレータ１２４及びリザーバ１２６が接続されており、リザーバ１２６にはブレーキ油圧供給導管１２８及びブレーキ油圧排出導管１３０の一端が接続されている。ブレーキ油圧供給導管１２８の途中には電動機１３２により駆動されるポンプ１３４が設けられている。電動機１３２の駆動により蓄圧器１５１には高圧のブレーキオイルが保持される。
【００３２】
ブレーキ油圧供給導管１２８の他端は、車輪ＦＬのホイルシリンダ１１ＦＬ、及び、車輪ＦＲのホイルシリンダ１１ＦＲに接続される。また、同様にブレーキ油圧供給導管１２８の他端は、車輪ＲＬ用のブレーキ油圧供給導管１３６ＲＬを介して車輪ＲＬのホイルシリンダ１１ＲＬ、及び、車輪ＲＲ用の油圧供給導管１３６ＲＲを介して車輪ＲＲのホイルシリンダ１１ＲＲに接続されている。
【００３３】
同様に、ブレーキ油圧排出導管１３０の他端は、車輪ＦＬ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＦＬを介して車輪ＦＬのホイルシリンダ１１ＦＬ、及び、車輪ＦＲ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＦＲを介して車輪ＦＲのホイルシリンダ１１ＦＲに接続される。また、ブレーキ油圧排出導管１３０の他端は、車輪ＲＬ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＲＬを介して車輪ＲＬのホイルシリンダ１１ＲＬ、及び、車輪ＲＲ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＲＲを介して車輪ＲＲのホイルシリンダ１１ＲＲに接続されている。
【００３４】
ブレーキ油圧供給導管１３６ＦＬ、１３６ＲＬ、１３６ＲＬ、１３６ＲＲの途中にはそれぞれ常閉型の電磁流量制御弁１４０ＦＬ、１４０ＦＲ、１４０ＲＬ、１４０ＲＲが設けられており、ブレーキ油圧排出導管１３８ＦＬ、１３８ＲＬ、１３８ＲＬ、１３８ＲＲの途中にはそれぞれ常閉型の電磁流量制御弁１４２ＦＬ、１４２ＦＲ、１４２ＲＬ、１４２ＲＲが設けられている。
【００３５】
ブレーキ油圧制御導管１１６及び１１８にはホイルシリンダ１１ＦＬ及び１１ＦＲ内の圧力を検出する圧力センサ１４４ＦＬ及び１４４ＦＲが設けられている。ブレーキ油圧供給導管１３６ＲＬ及び１３６ＲＲにはホイルシリンダ１１ＲＬ及び１１ＲＲ内の圧力を検出する圧力センサ１４４ＲＬ及び１４４ＲＲが設けられている。
【００３６】
ブレーキペダル１６にはそのストローク量を検出するストロークセンサ１７が設けられ、ブレーキ油圧制御導管１１８には、マスタシリンダ１８と電磁開閉弁１２２ＦＲとの間に、マスタシリンダ１８の圧力を検出する圧力センサ１４８が設けられている。またブレーキ油圧供給導管１２８には、ポンプ１３４の吐出側にポンプ１３４の供給圧力を検出する圧力センサ１５０が設けられている。
【００３７】
電磁開閉弁１２２ＦＬ、１２２ＦＲ、電動機１３２及び電磁流量制御弁１４２ＦＬ、１４２ＦＲ、１４２ＲＬ、１４２ＲＲはブレーキＥＣＵ３１により制御される。
【００３８】
ブレーキＥＣＵ３１には、圧力センサ１４４ＦＬ〜１４４ＲＲが検出したホイルシリンダ１１ＦＬ〜１１ＲＲ内のホイルシリンダ圧、ストロークセンサ１７が検出したストローク量、圧力センサ１４８が検出したマスタシリンダ圧、圧力センサ１５０が検出したポンプ供給圧力、各車輪の車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲが検出した車輪の車輪速度、ステアリングセンサ２１が検出した操舵角、及び、ヨーレートセンサ３８が検出したヨーレートが入力される。
【００３９】
電子制御ブレーキシステムの作動は周知であるので説明は簡単に行う。ストロークセンサ１７によりブレーキペダル１６のストロークが検出されると、ブレーキＥＣＵ３１は、電磁開閉弁１２２ＦＲ、１２２ＦＬを閉じる。ブレーキペダル１６のストロークはストロークシミュレータ１２４により吸収され、ストローク量に応じたマスタシリンダ圧が圧力センサ１４８により検出される。ブレーキＥＣＵ３１はマスタシリンダ圧及び車速に基づき演算したホイルシリンダ圧となるよう電磁流量制御弁１４０ＦＬ〜１４０ＲＲを開く。これにより、蓄圧器１５１から制御されたホイルシリンダ圧が各車輪ＦＬ〜ＲＲのホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲに供給される。ブレーキペダル１６のストロークが戻り始めると、ブレーキＥＣＵ３１はマスタシリンダ圧に応じて電磁流量制御弁１４０ＦＬ〜１４０ＲＲの開度を小さくすると共に、電磁流量制御弁１４２ＦＬ〜１４２ＲＲをマスタシリンダ圧に応じて開く。これにより、ホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲのホイルシリンダ圧が解放される。
【００４０】
また、ブレーキＥＣＵ３１は、各輪の車輪速度のうち、最も回転速度の大きい車輪速に対するその他の車輪の車輪速の割合をスリップ率として求め、何れかの車輪のスリップ率が、ＡＢＳ制御開始の基準値よりも大きくなると（ＡＢＳ制御の開始条件が成立すると）、ＡＢＳ制御の終了条件が成立するまで、当該車輪について制動スリップ率が所定の範囲内になるよう、電磁流量制御弁を制御して各車輪のホイルシリンダ内の圧力を増減する。
【００４１】
また、ブレーキＥＣＵ３１は、操舵角やヨーレートに基づき、操舵角に比べ車体の向きがオーバーステアと判断すると電磁流量制御弁を制御してコーナ外側の前輪のホイルシリンダ圧を増大させ、逆にアンダーステアと判断した場合は、エンジンの出力を低下させると共に電磁流量制御弁を制御してコーナ内側の後輪のホイルシリンダ圧を増大させる（スタビリティ制御）。その他、ブレーキＥＣＵ３１は周知の制動圧制御を実行できる。
【００４２】
図１に戻り、前輪ＦＲとＦＬの間、及び、後輪ＲＲとＲＬの間には、車体にロ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３６、後輪側スタビライザ３７が配設されている。前輪側スタビライザ３６及び後輪側スタビライザ３７は、車体のロール運動である車体ロール角を抑制するために、各々のねじり力がスタビライザアクチュエータ（以下、単にアクチュエータという）１５ＦＴ及び１５ＲＴによって可変制御されるように構成されている。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴはスタビＥＣＵ３２によって制御される。
【００４３】
なお、スタビＥＣＵ３２には、車速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、白線ＥＣＵ３４、横Ｇセンサ３９が接続されており、車速、白線の認識結果及び横加速度が入力される。
【００４４】
前輪側スタビライザ３６及び後輪側スタビライザ３７は、アクチュエータにより左右のスタビライザバー２３、２４及び１３，１４に２分割されており、スタビライザバー２３の一端が車輪ＦＲに、スタビライザバー２４の一端が車輪ＦＬに、スタビライザバー１３の一端が車輪ＲＲに、スタビライザバー１４の一端が車輪ＲＬにそれぞれ接続されている。また、スタビライザバー２３の他端とスタビライザバー２４の他端はアクチュエータ１５ＦＴ内で連結され、スタビライザバー１３の他端とスタビライザバー１４の他端はアクチュエータ１５ＲＴ内で連結されている。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴの構成は同じであるので、以下では前輪側のアクチュエータ１５ＦＴを用いて説明する。
【００４５】
図３は、スタビライザに内設されたアクチュエータの概略構成図の一例を示す。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴは、モータ２００と減速機構２０１を備える。モータ２００は、例えば３相からなるブラシレスモータが用いられるが、これに限定されるものではなく、他の相数を有するモータを用いることとしてもよく、ブラシ付モータを用いることとしてもよい。また、減速機構２０１の例として不思議遊星歯車機構２２０を用いる。
【００４６】
モータ２００と減速機構２０１は一体的に構成され、同一のハウジング２０２に収容されている。不思議遊星歯車機構２２０において、一対のスタビライザバーを構成するスタビライザバー２３は、歯車を構成するリングギヤ２２５に一体的に接合されている。また、一対のスタビライザバーを構成するスタビライザバー２４は、歯車を構成するリングギヤ２２６に一体的に接合されている。
【００４７】
より詳細には、スタビライザバー２３は、リングギヤ２２５と一体成形されたエンドプレート２２５ｅに固定されており、結果的にリングギヤ２２５に一体的に接合されている。また、スタビライザバー２４は、その先端に一体成形されたエンドプレート２４ｅが、スプライン結合によりハウジング２０２に固定され、このハウジング２０２の内側にはリングギヤ２２６が一体的に形成されているので、結果的にリングギヤ２２６に一体的に接合されている。
【００４８】
スタビライザバー２３及び２４は、対向するそれぞれの端面が、ハウジング２０２の中に配設される減速機構２０１で、間隙Ｄｆを残して近接配置されている。
【００４９】
リングギヤ２２５とリングギヤ２２６は、相互に歯数が異なる（例えば６０と６２）内歯歯車で、これらに噛合する共通の遊星歯車として、３個のプラネタリギヤ２２４がスタビライザバー２３の軸を中心に公転可能に支持されている。リングギア２２５又はリングギア２２６と３個のプラネタリギア２２４により不思議遊星歯車機構２２０が構成される。
【００５０】
図４はリングギア２２６と３個のプラネタリギア２２４により構成される不思議遊星歯車機構２２０を示す。本実施の形態のアクチュエータ１５ＦＴは、ブラシレスモータ２１０の仕様及び減速機構の減速比を考慮して、２段の遊星歯車列を用いている。すなわち、ブラシレスモータ２１０のロータ２１２にはサンギヤ２２１がスプライン結合されており、サンギア２２１は３個の初段プラネタリギヤ２２２に噛合するように配置されている。
【００５１】
初段プラネタリギヤ２２２は、リングギア２２６及びサンギア２２１に噛合して回転（自転）可能に支持されると共に、スタビライザバー２３の軸（即ちサンギヤ２２１及び２２３の軸）を中心に回転（公転）可能に支持されている。すなわち、初段プラネタリギヤ２２２はサンギヤ２２１とリングギヤ２６との間で自転しつつ、スタビライザバー２３の軸を中心に公転する。
【００５２】
そして、２段目のプラネタリギヤ２２４は、サンギヤ２２３に噛合すると共に、リングギヤ２２５及び２２６に噛合するように配置され、サンギヤ２２３とリングギヤ２２５及び２２６との間で自転しつつ、スタビライザバー２３の軸を中心に公転し得るように支持されている。
【００５３】
一方、ブラシレスモータ２１０は、固定子たるステータ２１１と回転子たる中空のロータ２１２を有し、ロータ２１２がスタビライザバー２３を中心に回動可能に支持されると共に、ロータ２１２を囲繞するようにステータ２１１がハウジング２０２の内面に固着されている。
【００５４】
ロータ２１２は、円筒部材の外周面に多極の磁石が取付けられたもので、その両端が軸受（ベアリング）２１２ａ、２１２ｂを介してハウジング２０２及びその蓋部材２０３の内面に回転可能に支持されている。そして、ロータ２１２の中空部内にスタビライザバー２３が挿通されている。
【００５５】
スタビライザバー２３はリングギヤ２２５に接合され、リングギヤ２２５は軸受２３１ａを介してハウジング２０２の内面に回転可能に支持されている。
【００５６】
以上のように、アクチュエータ１５ＦＴは、ハウジング２０２内において、ロータ２１２を貫通してリングギヤ２２５に接合される一対のスタビライザバー２３が、モータ２１０とリングギヤ２２５とを挟む両側にて両持ちで支持された構成となっている。これにより、負荷となる曲げモーメントは、スタビライザバー２３、ハウジング２０２及び蓋部材２０３、並びにリングギヤ２２５及び２２６にて適切に分担される。
【００５７】
スタビライザバー２３及び２４の端面が間隙Ｄｆに近接配置されるので、スタビライザバー２３及び２４は、アクチュエータを介装する前のスタビライザバーと略同じ全長を確保し得る。従って、スタビライザバー２３及び２４を、アクチュエータを介装しないスタビライザバーと同じ材質で形成することができ、略同じ外径及び重量とすることができる。
【００５８】
続いて、スタビライザ制御装置の作動について説明する。図５は従来のスタビライザ制御装置において作動タイミングを説明するための図である。図５（ａ）は前方がカーブした道路上を車両２が走行する様子を時間の経過と共に示す。図５（ｂ）は時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。
【００５９】
車両２は時刻ｔ３でカーブに侵入する。カーブに侵入すると車両が横加速度によりロールするため、スタビＥＣＵ３２は車両の横加速度等から車両２が旋回していることを検出し、検出した横加速度等に基づきロールを抑制する駆動力を演算しモータ２１０を駆動する。このため、カーブに侵入した時刻ｔ３にはスタビライザ制御装置が作動して過途電流を伴う電力が消費される。
【００６０】
また、車両２がカーブに侵入すると運転者はステアリングホイール１９を操舵する。これにより、ステアリングＥＣＵ３３は運転者の操舵トルクをアシストするアシスト制御を開始する。また、白線もカーブするため、ステアリングＥＣＵ３３は車両２がレーンから外れないようにステアリングの操舵トルクをアシストするレーンキーピング制御を開始する。このため、カーブに侵入した時刻ｔ３には電動パワーステアリングシステム３が作動を開始して過途電流を伴う電力が消費される。
【００６１】
また、カーブを走行中、上述のようにブレーキＥＣＵ３１は電磁流量制御弁を制御して、タイヤがスリップした場合にはアンチロック制御を行い、車両の姿勢が乱れたらスタビリティ制御を行う。このため、カーブを走行中（時刻ｔ３以降）電子制御ブレーキシステムにより電力が消費される。
【００６２】
このように、車両２がカーブに侵入する時刻ｔ３には複数の負荷が重複することになるが、負荷が重複すると電圧変動を発生させたり、電力不足のため優先度の低い制御装置の実行が制約を受ける場合が生じる。制御装置が実行の制約を受ける場合でも、制動力の増減などの基本性能は優先的に実行されるが、制約により実行されない制御装置があると運転者が快適に走行する上では好ましくない。
【００６３】
ここで、車両の走行を制御するモータの消費電力は、作動を開始した直後に流れる過途電流が極めて大きくなり、作動が安定した後は過途電流よりも小さい略一定の消費電力となることが知られている。これは、モータの場合、起動時に最大静止摩擦や物理的負荷の慣性に打ち勝つ大きなトルクが必要であり、モータ軸が回転を開始すると負荷トルクが低下するにつれて電流も低下するためである。
【００６４】
したがって、重複して実行される虞のある制御装置の制御開始時を前又は後にシフトすれば、作動している時間は重複しても電圧変動等が防止され、優先度にかかわらず全ての制御を実行することができる。
【００６５】
このため、本実施の形態のスタビライザ制御装置では、基本性能を支援する制御に先立って作動を開始する。すなわち、図５に示した３つの制御装置では、スタビライザ制御装置が制約を受ける可能性があるため、カーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させる。
【００６６】
図６は、スタビＥＣＵ３２がカーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させると共に、ロールを抑制する制御手順を示すフローチャート図である。
【００６７】
まず、スタビＥＣＵ３２は、白線ＥＣＵ３４から車両の前方の道路形状を取得する（Ｓ１）。白線ＥＣＵ３４は白線を認識して車両前方の道路形状を検出しているので、白線がカーブしていればその曲率を検出しスタビＥＣＵ３２に送出する。なお、車両前方のカーブに関する情報は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）による位置情報に基づきナビゲーションから取得される道路地図情報を用いてもよい。
【００６８】
カーブが検出されるとスタビＥＣＵ３２は前方のカーブに好適なロールモーメント目標値を算出する（Ｓ２）。ロール量は横加速度に依存するため、車速及びカーブの曲率に基づき横加速度を推測する。
【００６９】
これらから、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ロールモーメント目標値は、例えば次のように算出される。但しＡは定数、ｆは関数である。
ロールモーメント目標値＝Ａ×ｆ（車速、カーブの曲率）
なお、好適には、このロールモーメント目標値を前輪と後輪のスタビライザに分担させる分担比率を算出するが、本実施の形態では前輪と後輪の分担比率は同程度とする。
【００７０】
ついで、スタビＥＣＵ３２はロールモーメント目標値をモータ２１０の制御目標値に変換し（Ｓ３）、モータ２１０を駆動してアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴを制御する（Ｓ４）。
【００７１】
スタビＥＣＵ３２がアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴを制御するタイミングは、好適にはカーブ侵入の直前であり、また、時刻ｔ２程度のように少なくともカーブに侵入する前であればよい。スタビＥＣＵ３２は車速センサにより車速を検出しているので、カーブ侵入口まで所定の時間となるタイミングでアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴの制御を開始する。
【００７２】
以上のような制御手順であれば、カーブに侵入する前に前方のカーブを検出して、カーブ侵入前にスタビライザ制御装置を作動させることができる。
【００７３】
図７はカーブ侵入前に電動動スタビライザを作動させた場合の時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。図７において図５と同一部分の説明は省略する。
【００７４】
車両２は時刻ｔ３でカーブに侵入するため、時刻ｔ３において電動ステアリングにより電力が消費されている。しかしながら、スタビライザ制御装置はカーブ侵入前に作動を開始しているため、電力消費のピークは時刻ｔ３より前となっている。
【００７５】
なお、「カーブ侵入の前」とは好ましくはカーブの直前であるが、カーブ直前とはカーブの侵入口やカーブの侵入口から若干の距離侵入した位置まで含む概念である。本実施の形態では、カーブ最中に作動する可能性のある他の機器が作動する前にスタビライザが作動すればよいため、必ずしもカーブに侵入する前に作動を開始する必要はない。すなわち、地図上ではカーブにさしかかっていると言えなくもないが実際にはステアリングをそれほど切らない位置も「カーブ侵入の前」に含まれる。言い換えれば、カーブ直前には、所定速度以上において道路に沿って車両を進行させた場合における横Ｇが所定値以下の状態を含む。
【００７６】
以上のように、本実施の形態のスタビライザ制御装置は、電力消費の重複を回避することで電圧変動等を防止して、基本性能を支援する制御及び快適な走行を支援する制御を優先度にかかわらず実行することができる。
【００７７】
また、カーブへの侵入前にスタビライザ制御装置が作動するので、カーブ侵入時にはすでに旋回方向外側の車高が若干高くなっている。このため、車両はカーブに沿って曲がりやすくなるので、電動パワーステアリングにより付与する操舵トルクひいては消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】車両に搭載された制御装置の概略構成図である。
【図２】ブレーキＥＣＵが制御する電子制御ブレーキシステムの油圧回路である。
【図３】スタビライザに内設されたアクチュエータの概略構成図の一例である。
【図４】リングギアと３個のプラネタリギアにより構成される不思議遊星歯車機構の一例である。
【図５】従来のスタビライザ制御装置において作動タイミングを説明するための図である
【図６】スタビＥＣＵがカーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させると共に、ロールを抑制する制御手順を示すフローチャート図である。
【図７】カーブ侵入前に電動動スタビライザを作動させた場合の時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１ＦＬ〜ＲＲ ホイルシリンダ
１２ＦＬ〜ＲＲ 車速センサ
１３、１４、２３、２４ スタビライザバー
１５ＲＴ、１５ＦＴ アクチュエータ
１６ ブレーキペダル
１７ ストロークセンサ
１８ マスタシリンダ
１９ ステアリングホイール
２０ ステアリングシャフト
２１ ステアリングセンサ
２２ ギアボックス
２７ トルクセンサ
２８ ラックバー
２９ 歯車減速機構
３１ ブレーキＥＣＵ
３２ スタビＥＣＵ
３３ ステアリングＥＣＵ
３４ 白線ＥＣＵ
３５ カメラ
３６、３７ スタビライザ
３８ ヨーレートセンサ
３９ 横Ｇセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のスタビライザ装置に関し、特に、左右の車輪間に配設するスタビライザのねじり力を可変制御するスタビライザ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、運転者の操作により走る・曲がる・止まるという基本動作を繰り返しながら走行するものであるが、センサにより運転者の操作や車両の状況を検出してこのような基本動作を自動的に支援する電気制御化が進められている。例えば、ステアリングを電気的に操舵する電動パワーステアリングシステムやブレーキペダルの操作量や車速に応じて油圧回路の制御弁を調整し各車輪のホイルシリンダ圧を増減する電子制御ブレーキシステム等が搭載されている。
【０００３】
また、より快適な車両走行を実現するためスタビライザ制御装置が提案されている。スタビライザ制御装置は、自車両の左右の車輪間に配設される一対のスタビライザバーを、モータ及び減速機構を有するアクチュエータにより連結して、モータの駆動によりスタビライザバーのねじり力を可変制御する。スタビライザ制御装置を利用することで、カーブを走行中に車両のロールを抑制できる。
【０００４】
このように電気制御化が進めば、車両の走行状況に応じて運転者の操作を支援したり快適な走行を実現することができるようになる（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された車両走行制御装置では、車両のカーブへの侵入度合いを検知して、カーブ形状に応じて車両を自動的に減速する制御方法が提案されている。カーブ侵入度合いやカーブ情報に基づき車両を減速することで、カーブの走行時に車両を十分に減速することができる。
【特許文献１】特開２００３−１１８５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両を電気的に制御する場合、モータを作動させるため短時間に大電力を消費することが多い。車両にはバッテリが搭載されているが、限られた電源から短時間に大量の電力を供給することは困難である。このため、複数の電気制御装置が同時期に作動し電力を消費すると電源電圧の変動をもたらすという不都合が生じる。
【０００６】
電源電圧が不足すると車両では制動力などの基本性能の確保を優先するため、スタビライザ制御装置のように乗り心地を改善するための電気制御装置が電力制限を受け作動しない場合が生じ好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーを、モータ及び減速機構を有するアクチュエータにより連結して、モータの駆動により一対のスタビライザバーにねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段を有し、カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の一形態において、カーブを走行中に作動する電力負荷よりも先に、スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、カーブを走行中に作動する電力負荷より先に作動を開始することで、電源電圧の変動を防止し、確実にスタビライザ制御装置を作動させることができる。
【００１２】
また、本発明の一形態において、電力負荷は、電動モータによりステアリング系に操舵力を付与する電動パワーステアリングシステム、又は、運転者によるブレーキペダルの操作若しくは自車両の走行状況に応じて電気的に制動制御する電子制御ブレーキシステム、の少なくともいずれかである、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、車両の基本性能を電子的に制御して運転者を支援することができる。
【発明の効果】
【００１４】
電力制限の発生を回避して作動するスタビライザ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は車両に搭載された制御装置の概略構成図を示す。図１の制御装置は、それぞれ、各車輪の制動圧を独立に制御するブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit)３１、ステアリングホイール１９の操舵支援及び自動操舵を実行するステアリングＥＣＵ３３、及び、スタビライザのねじり力を可変制御するスタビＥＣＵ３２により制御される。
【００１６】
ブレーキＥＣＵ３１は各車輪のホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲと油圧回路を介して接続されており、ブレーキＥＣＵ３１はブレーキペダル１６のストローク量や車速などに応じて算出した値に基づき各車輪のホイルシリンダ圧を独立に制御する。
【００１７】
ステアリングＥＣＵ３３は、ステアリングシャフトを駆動するモータ２６と接続されており、運転者の操舵を検出して操舵トルクをアシストしたり、走行状況に応じて強制的にステアリングを操舵する。また、ステアリングＥＣＵ３３は白線ＥＣＵ３４と接続されており、白線ＥＣＵ３４が認識した白線（レーン）に沿って車両が走行するようにステアリングを操舵することができる。
【００１８】
スタビＥＣＵ３２は、車両前輪及び後輪のスタビライザバーに設けられたアクチュエータ１５ＦＴ、１５ＲＴに接続されており、車両の旋回走行中にスタビライザバー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スタビライザのねじり力を可変制御する。
【００１９】
ブレーキＥＣＵ３１，ステアリングＥＣＵ３３、スタビＥＣＵ３２及び白線ＥＣＵ３４は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ（Non-Volatile ＲＡＭ）及び通信部等がバスにより接続されたマイコンとして構成される。各ＥＣＵはＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、本実施の形態の制御を実現する。また、ブレーキＥＣＵ３１，ステアリングＥＣＵ３３、スタビＥＣＵ３２及び白線ＥＣＵ３４は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルによりバスを介して相互にＥＣＵ間通信を行う。
【００２０】
電動パワーステアリングシステム３では、ステアリングホイール１９がステアリングシャフト２０及びステアリングギヤボックス２２を介してラックバー２８を駆動するようになっている。ステアリングシャフト２０には歯車減速機構２９を介してモータ２６が接続されている。
【００２１】
ステアリングホイール１９が操舵されると、連接されたステアリングシャフト２０が回転し、ギアボックス２２内において、ステアリングシャフト２０の先端に設けられたピニオンギアと歯合したラックバー２８を左右に揺動する。ラックバー２８はタイロッド２５が接続されているため、操舵輪ＦＬ及びＦＲが操舵される。
【００２２】
ステアリングシャフト２０にはステアリングホイール１９の操舵角を検出するステアリングセンサ２１及び操舵トルクを検出するトルクセンサ２７が設けられており、これらのセンサの出力はステアリングＥＣＵ３３へ供給されるようになっている。
【００２３】
ステアリングＥＣＵ３３は、運転者がステアリングホイール１９を操舵した際の操舵トルクを検出し、運転者の操舵トルクをアシストする方向にモータ２６を駆動することで操舵アシスト制御を行う。
【００２４】
また、ステアリングＥＣＵ３３は白線ＥＣＵ３４に接続されている。白線ＥＣＵ３４は、カメラ３５により撮影された車両前方の画像に基づき白線を検知する。カメラ３５はＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成され、例えば、車室内のルームミラー付近に設置され、車両前方の所定範囲を撮影する。カメラ３５に入射した光は画素毎に光電変換された後、順次アナログ画像信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器により所定ビット数（例えば、８ビット）のデジタル信号に変換される。カメラ３５はこのような動作を繰り返して毎秒所定数の画像（例えば、３０〜６０フレーム／秒）を白線ＥＣＵ３４に出力する。
【００２５】
白線ＥＣＵ３４は車両前方の画像に基づき白線や黄線等のレーンマーカを検出して、車両前方の道路形状を認識する。白線ＥＣＵ３４は撮影された画像の例えば輝度に基づき、所定の閾値以上の輝度を有する領域を画像底部から上方に向けて探索する。白線であれば、画像底部から上方に向け、長方形状の領域が連続又は所定の間隔で現れるので、当該所定の閾値以上の輝度の長方形状が検出されたら白線として検知する。このような白線の候補の探索を各画像の上部まで繰り返し行なうことにより、車両前方の道路上の白線を遠方まで認識することができる。
【００２６】
より具体的には、白線は両端に高周波成分たるエッジを有する。したがって、車両前方の画像データを水平方向に微分すると、白線の両端にピークが得られ、そのピークは、白線の線内に白線外から白線、白線から白線外というように正負逆に得られるため、白線部分が推定できる。このような処理を行う白線強調フィルタを画像データに施すことで、白線部分を強調できる。
【００２７】
このように白線が強調された画像データから、白線の特徴である、輝度が高い、線状の形状である、遠方で細くなる、時間連続して観測される、特徴のある領域を、マッチングなどの手法により画像処理することで、例えば１００ｍ程度先までの白線を認識できる。
【００２８】
なお、どの程度前方の距離まで白線が認識されているか又は前方のカーブまでの距離は、白線部分が占める画素数やマッチングの過程により認識される。
【００２９】
ステアリングＥＣＵ３３は、車両の左右に白線が検出されたら当該車線内を車両が走行するようにモータ２６を制御してステアリングを操舵する（レーンキーピング制御）。例えば、左右の白線の中央を目標走行線として、車両が目標走行線から所定以上右に乖離して走行すればステアリングを左に操舵し、車両が目標走行線から所定以上左に乖離して走行すればステアリングを右に操舵する。また、運転者が大きく操舵した場合には車線変更の操舵として検出して、いったんレーンキーピング制御を解除する。
【００３０】
図２は、ブレーキＥＣＵ３１が制御する電子制御ブレーキシステムの油圧回路を示す。マスタシリンダ１８には車輪ＦＬ用にブレーキオイルを圧送するブレーキ油圧導管１１６及び車輪ＦＲ用にブレーキオイルを圧送するブレーキ油圧導管１１８の一端が接続され、他端にはそれぞれホイルシリンダ１１ＦＬ及び１１ＦＲが接続されている。またブレーキ油圧導管１１６及び１１８の途中にはそれぞれ常開型の電磁開閉弁１２２ＦＬ及び１２２ＦＲが設けられている。
【００３１】
マスタシリンダ１８にはストロークシミュレータ１２４及びリザーバ１２６が接続されており、リザーバ１２６にはブレーキ油圧供給導管１２８及びブレーキ油圧排出導管１３０の一端が接続されている。ブレーキ油圧供給導管１２８の途中には電動機１３２により駆動されるポンプ１３４が設けられている。電動機１３２の駆動により蓄圧器１５１には高圧のブレーキオイルが保持される。
【００３２】
ブレーキ油圧供給導管１２８の他端は、車輪ＦＬのホイルシリンダ１１ＦＬ、及び、車輪ＦＲのホイルシリンダ１１ＦＲに接続される。また、同様にブレーキ油圧供給導管１２８の他端は、車輪ＲＬ用のブレーキ油圧供給導管１３６ＲＬを介して車輪ＲＬのホイルシリンダ１１ＲＬ、及び、車輪ＲＲ用の油圧供給導管１３６ＲＲを介して車輪ＲＲのホイルシリンダ１１ＲＲに接続されている。
【００３３】
同様に、ブレーキ油圧排出導管１３０の他端は、車輪ＦＬ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＦＬを介して車輪ＦＬのホイルシリンダ１１ＦＬ、及び、車輪ＦＲ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＦＲを介して車輪ＦＲのホイルシリンダ１１ＦＲに接続される。また、ブレーキ油圧排出導管１３０の他端は、車輪ＲＬ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＲＬを介して車輪ＲＬのホイルシリンダ１１ＲＬ、及び、車輪ＲＲ用のブレーキ油圧排出導管１３８ＲＲを介して車輪ＲＲのホイルシリンダ１１ＲＲに接続されている。
【００３４】
ブレーキ油圧供給導管１３６ＦＬ、１３６ＲＬ、１３６ＲＬ、１３６ＲＲの途中にはそれぞれ常閉型の電磁流量制御弁１４０ＦＬ、１４０ＦＲ、１４０ＲＬ、１４０ＲＲが設けられており、ブレーキ油圧排出導管１３８ＦＬ、１３８ＲＬ、１３８ＲＬ、１３８ＲＲの途中にはそれぞれ常閉型の電磁流量制御弁１４２ＦＬ、１４２ＦＲ、１４２ＲＬ、１４２ＲＲが設けられている。
【００３５】
ブレーキ油圧制御導管１１６及び１１８にはホイルシリンダ１１ＦＬ及び１１ＦＲ内の圧力を検出する圧力センサ１４４ＦＬ及び１４４ＦＲが設けられている。ブレーキ油圧供給導管１３６ＲＬ及び１３６ＲＲにはホイルシリンダ１１ＲＬ及び１１ＲＲ内の圧力を検出する圧力センサ１４４ＲＬ及び１４４ＲＲが設けられている。
【００３６】
ブレーキペダル１６にはそのストローク量を検出するストロークセンサ１７が設けられ、ブレーキ油圧制御導管１１８には、マスタシリンダ１８と電磁開閉弁１２２ＦＲとの間に、マスタシリンダ１８の圧力を検出する圧力センサ１４８が設けられている。またブレーキ油圧供給導管１２８には、ポンプ１３４の吐出側にポンプ１３４の供給圧力を検出する圧力センサ１５０が設けられている。
【００３７】
電磁開閉弁１２２ＦＬ、１２２ＦＲ、電動機１３２及び電磁流量制御弁１４２ＦＬ、１４２ＦＲ、１４２ＲＬ、１４２ＲＲはブレーキＥＣＵ３１により制御される。
【００３８】
ブレーキＥＣＵ３１には、圧力センサ１４４ＦＬ〜１４４ＲＲが検出したホイルシリンダ１１ＦＬ〜１１ＲＲ内のホイルシリンダ圧、ストロークセンサ１７が検出したストローク量、圧力センサ１４８が検出したマスタシリンダ圧、圧力センサ１５０が検出したポンプ供給圧力、各車輪の車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲが検出した車輪の車輪速度、ステアリングセンサ２１が検出した操舵角、及び、ヨーレートセンサ３８が検出したヨーレートが入力される。
【００３９】
電子制御ブレーキシステムの作動は周知であるので説明は簡単に行う。ストロークセンサ１７によりブレーキペダル１６のストロークが検出されると、ブレーキＥＣＵ３１は、電磁開閉弁１２２ＦＲ、１２２ＦＬを閉じる。ブレーキペダル１６のストロークはストロークシミュレータ１２４により吸収され、ストローク量に応じたマスタシリンダ圧が圧力センサ１４８により検出される。ブレーキＥＣＵ３１はマスタシリンダ圧及び車速に基づき演算したホイルシリンダ圧となるよう電磁流量制御弁１４０ＦＬ〜１４０ＲＲを開く。これにより、蓄圧器１５１から制御されたホイルシリンダ圧が各車輪ＦＬ〜ＲＲのホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲに供給される。ブレーキペダル１６のストロークが戻り始めると、ブレーキＥＣＵ３１はマスタシリンダ圧に応じて電磁流量制御弁１４０ＦＬ〜１４０ＲＲの開度を小さくすると共に、電磁流量制御弁１４２ＦＬ〜１４２ＲＲをマスタシリンダ圧に応じて開く。これにより、ホイルシリンダ１１ＦＬ〜ＲＲのホイルシリンダ圧が解放される。
【００４０】
また、ブレーキＥＣＵ３１は、各輪の車輪速度のうち、最も回転速度の大きい車輪速に対するその他の車輪の車輪速の割合をスリップ率として求め、何れかの車輪のスリップ率が、ＡＢＳ制御開始の基準値よりも大きくなると（ＡＢＳ制御の開始条件が成立すると）、ＡＢＳ制御の終了条件が成立するまで、当該車輪について制動スリップ率が所定の範囲内になるよう、電磁流量制御弁を制御して各車輪のホイルシリンダ内の圧力を増減する。
【００４１】
また、ブレーキＥＣＵ３１は、操舵角やヨーレートに基づき、操舵角に比べ車体の向きがオーバーステアと判断すると電磁流量制御弁を制御してコーナ外側の前輪のホイルシリンダ圧を増大させ、逆にアンダーステアと判断した場合は、エンジンの出力を低下させると共に電磁流量制御弁を制御してコーナ内側の後輪のホイルシリンダ圧を増大させる（スタビリティ制御）。その他、ブレーキＥＣＵ３１は周知の制動圧制御を実行できる。
【００４２】
図１に戻り、前輪ＦＲとＦＬの間、及び、後輪ＲＲとＲＬの間には、車体にロ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３６、後輪側スタビライザ３７が配設されている。前輪側スタビライザ３６及び後輪側スタビライザ３７は、車体のロール運動である車体ロール角を抑制するために、各々のねじり力がスタビライザアクチュエータ（以下、単にアクチュエータという）１５ＦＴ及び１５ＲＴによって可変制御されるように構成されている。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴはスタビＥＣＵ３２によって制御される。
【００４３】
なお、スタビＥＣＵ３２には、車速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、白線ＥＣＵ３４、横Ｇセンサ３９が接続されており、車速、白線の認識結果及び横加速度が入力される。
【００４４】
前輪側スタビライザ３６及び後輪側スタビライザ３７は、アクチュエータにより左右のスタビライザバー２３、２４及び１３，１４に２分割されており、スタビライザバー２３の一端が車輪ＦＲに、スタビライザバー２４の一端が車輪ＦＬに、スタビライザバー１３の一端が車輪ＲＲに、スタビライザバー１４の一端が車輪ＲＬにそれぞれ接続されている。また、スタビライザバー２３の他端とスタビライザバー２４の他端はアクチュエータ１５ＦＴ内で連結され、スタビライザバー１３の他端とスタビライザバー１４の他端はアクチュエータ１５ＲＴ内で連結されている。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴの構成は同じであるので、以下では前輪側のアクチュエータ１５ＦＴを用いて説明する。
【００４５】
図３は、スタビライザに内設されたアクチュエータの概略構成図の一例を示す。アクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴは、モータ２００と減速機構２０１を備える。モータ２００は、例えば３相からなるブラシレスモータが用いられるが、これに限定されるものではなく、他の相数を有するモータを用いることとしてもよく、ブラシ付モータを用いることとしてもよい。また、減速機構２０１の例として不思議遊星歯車機構２２０を用いる。
【００４６】
モータ２００と減速機構２０１は一体的に構成され、同一のハウジング２０２に収容されている。不思議遊星歯車機構２２０において、一対のスタビライザバーを構成するスタビライザバー２３は、歯車を構成するリングギヤ２２５に一体的に接合されている。また、一対のスタビライザバーを構成するスタビライザバー２４は、歯車を構成するリングギヤ２２６に一体的に接合されている。
【００４７】
より詳細には、スタビライザバー２３は、リングギヤ２２５と一体成形されたエンドプレート２２５ｅに固定されており、結果的にリングギヤ２２５に一体的に接合されている。また、スタビライザバー２４は、その先端に一体成形されたエンドプレート２４ｅが、スプライン結合によりハウジング２０２に固定され、このハウジング２０２の内側にはリングギヤ２２６が一体的に形成されているので、結果的にリングギヤ２２６に一体的に接合されている。
【００４８】
スタビライザバー２３及び２４は、対向するそれぞれの端面が、ハウジング２０２の中に配設される減速機構２０１で、間隙Ｄｆを残して近接配置されている。
【００４９】
リングギヤ２２５とリングギヤ２２６は、相互に歯数が異なる（例えば６０と６２）内歯歯車で、これらに噛合する共通の遊星歯車として、３個のプラネタリギヤ２２４がスタビライザバー２３の軸を中心に公転可能に支持されている。リングギア２２５又はリングギア２２６と３個のプラネタリギア２２４により不思議遊星歯車機構２２０が構成される。
【００５０】
図４はリングギア２２６と３個のプラネタリギア２２４により構成される不思議遊星歯車機構２２０を示す。本実施の形態のアクチュエータ１５ＦＴは、ブラシレスモータ２１０の仕様及び減速機構の減速比を考慮して、２段の遊星歯車列を用いている。すなわち、ブラシレスモータ２１０のロータ２１２にはサンギヤ２２１がスプライン結合されており、サンギア２２１は３個の初段プラネタリギヤ２２２に噛合するように配置されている。
【００５１】
初段プラネタリギヤ２２２は、リングギア２２６及びサンギア２２１に噛合して回転（自転）可能に支持されると共に、スタビライザバー２３の軸（即ちサンギヤ２２１及び２２３の軸）を中心に回転（公転）可能に支持されている。すなわち、初段プラネタリギヤ２２２はサンギヤ２２１とリングギヤ２６との間で自転しつつ、スタビライザバー２３の軸を中心に公転する。
【００５２】
そして、２段目のプラネタリギヤ２２４は、サンギヤ２２３に噛合すると共に、リングギヤ２２５及び２２６に噛合するように配置され、サンギヤ２２３とリングギヤ２２５及び２２６との間で自転しつつ、スタビライザバー２３の軸を中心に公転し得るように支持されている。
【００５３】
一方、ブラシレスモータ２１０は、固定子たるステータ２１１と回転子たる中空のロータ２１２を有し、ロータ２１２がスタビライザバー２３を中心に回動可能に支持されると共に、ロータ２１２を囲繞するようにステータ２１１がハウジング２０２の内面に固着されている。
【００５４】
ロータ２１２は、円筒部材の外周面に多極の磁石が取付けられたもので、その両端が軸受（ベアリング）２１２ａ、２１２ｂを介してハウジング２０２及びその蓋部材２０３の内面に回転可能に支持されている。そして、ロータ２１２の中空部内にスタビライザバー２３が挿通されている。
【００５５】
スタビライザバー２３はリングギヤ２２５に接合され、リングギヤ２２５は軸受２３１ａを介してハウジング２０２の内面に回転可能に支持されている。
【００５６】
以上のように、アクチュエータ１５ＦＴは、ハウジング２０２内において、ロータ２１２を貫通してリングギヤ２２５に接合される一対のスタビライザバー２３が、モータ２１０とリングギヤ２２５とを挟む両側にて両持ちで支持された構成となっている。これにより、負荷となる曲げモーメントは、スタビライザバー２３、ハウジング２０２及び蓋部材２０３、並びにリングギヤ２２５及び２２６にて適切に分担される。
【００５７】
スタビライザバー２３及び２４の端面が間隙Ｄｆに近接配置されるので、スタビライザバー２３及び２４は、アクチュエータを介装する前のスタビライザバーと略同じ全長を確保し得る。従って、スタビライザバー２３及び２４を、アクチュエータを介装しないスタビライザバーと同じ材質で形成することができ、略同じ外径及び重量とすることができる。
【００５８】
続いて、スタビライザ制御装置の作動について説明する。図５は従来のスタビライザ制御装置において作動タイミングを説明するための図である。図５（ａ）は前方がカーブした道路上を車両２が走行する様子を時間の経過と共に示す。図５（ｂ）は時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。
【００５９】
車両２は時刻ｔ３でカーブに侵入する。カーブに侵入すると車両が横加速度によりロールするため、スタビＥＣＵ３２は車両の横加速度等から車両２が旋回していることを検出し、検出した横加速度等に基づきロールを抑制する駆動力を演算しモータ２１０を駆動する。このため、カーブに侵入した時刻ｔ３にはスタビライザ制御装置が作動して過途電流を伴う電力が消費される。
【００６０】
また、車両２がカーブに侵入すると運転者はステアリングホイール１９を操舵する。これにより、ステアリングＥＣＵ３３は運転者の操舵トルクをアシストするアシスト制御を開始する。また、白線もカーブするため、ステアリングＥＣＵ３３は車両２がレーンから外れないようにステアリングの操舵トルクをアシストするレーンキーピング制御を開始する。このため、カーブに侵入した時刻ｔ３には電動パワーステアリングシステム３が作動を開始して過途電流を伴う電力が消費される。
【００６１】
また、カーブを走行中、上述のようにブレーキＥＣＵ３１は電磁流量制御弁を制御して、タイヤがスリップした場合にはアンチロック制御を行い、車両の姿勢が乱れたらスタビリティ制御を行う。このため、カーブを走行中（時刻ｔ３以降）電子制御ブレーキシステムにより電力が消費される。
【００６２】
このように、車両２がカーブに侵入する時刻ｔ３には複数の負荷が重複することになるが、負荷が重複すると電圧変動を発生させたり、電力不足のため優先度の低い制御装置の実行が制約を受ける場合が生じる。制御装置が実行の制約を受ける場合でも、制動力の増減などの基本性能は優先的に実行されるが、制約により実行されない制御装置があると運転者が快適に走行する上では好ましくない。
【００６３】
ここで、車両の走行を制御するモータの消費電力は、作動を開始した直後に流れる過途電流が極めて大きくなり、作動が安定した後は過途電流よりも小さい略一定の消費電力となることが知られている。これは、モータの場合、起動時に最大静止摩擦や物理的負荷の慣性に打ち勝つ大きなトルクが必要であり、モータ軸が回転を開始すると負荷トルクが低下するにつれて電流も低下するためである。
【００６４】
したがって、重複して実行される虞のある制御装置の制御開始時を前又は後にシフトすれば、作動している時間は重複しても電圧変動等が防止され、優先度にかかわらず全ての制御を実行することができる。
【００６５】
このため、本実施の形態のスタビライザ制御装置では、基本性能を支援する制御に先立って作動を開始する。すなわち、図５に示した３つの制御装置では、スタビライザ制御装置が制約を受ける可能性があるため、カーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させる。
【００６６】
図６は、スタビＥＣＵ３２がカーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させると共に、ロールを抑制する制御手順を示すフローチャート図である。
【００６７】
まず、スタビＥＣＵ３２は、白線ＥＣＵ３４から車両の前方の道路形状を取得する（Ｓ１）。白線ＥＣＵ３４は白線を認識して車両前方の道路形状を検出しているので、白線がカーブしていればその曲率を検出しスタビＥＣＵ３２に送出する。なお、車両前方のカーブに関する情報は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）／ＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）による位置情報に基づきナビゲーションから取得される道路地図情報を用いてもよい。
【００６８】
カーブが検出されるとスタビＥＣＵ３２は前方のカーブに好適なロールモーメント目標値を算出する（Ｓ２）。ロール量は横加速度に依存するため、車速及びカーブの曲率に基づき横加速度を推測する。
【００６９】
これらから、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ロールモーメント目標値は、例えば次のように算出される。但しＡは定数、ｆは関数である。
ロールモーメント目標値＝Ａ×ｆ（車速、カーブの曲率）
なお、好適には、このロールモーメント目標値を前輪と後輪のスタビライザに分担させる分担比率を算出するが、本実施の形態では前輪と後輪の分担比率は同程度とする。
【００７０】
ついで、スタビＥＣＵ３２はロールモーメント目標値をモータ２１０の制御目標値に変換し（Ｓ３）、モータ２１０を駆動してアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴを制御する（Ｓ４）。
【００７１】
スタビＥＣＵ３２がアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴを制御するタイミングは、好適にはカーブ侵入の直前であり、また、時刻ｔ２程度のように少なくともカーブに侵入する前であればよい。スタビＥＣＵ３２は車速センサにより車速を検出しているので、カーブ侵入口まで所定の時間となるタイミングでアクチュエータ１５ＦＴ及び１５ＲＴの制御を開始する。
【００７２】
以上のような制御手順であれば、カーブに侵入する前に前方のカーブを検出して、カーブ侵入前にスタビライザ制御装置を作動させることができる。
【００７３】
図７はカーブ侵入前に電動動スタビライザを作動させた場合の時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。図７において図５と同一部分の説明は省略する。
【００７４】
車両２は時刻ｔ３でカーブに侵入するため、時刻ｔ３において電動ステアリングにより電力が消費されている。しかしながら、スタビライザ制御装置はカーブ侵入前に作動を開始しているため、電力消費のピークは時刻ｔ３より前となっている。
【００７５】
なお、「カーブ侵入の前」とは好ましくはカーブの直前であるが、カーブ直前とはカーブの侵入口やカーブの侵入口から若干の距離侵入した位置まで含む概念である。本実施の形態では、カーブ最中に作動する可能性のある他の機器が作動する前にスタビライザが作動すればよいため、必ずしもカーブに侵入する前に作動を開始する必要はない。すなわち、地図上ではカーブにさしかかっていると言えなくもないが実際にはステアリングをそれほど切らない位置も「カーブ侵入の前」に含まれる。言い換えれば、カーブ直前には、所定速度以上において道路に沿って車両を進行させた場合における横Ｇが所定値以下の状態を含む。
【００７６】
以上のように、本実施の形態のスタビライザ制御装置は、電力消費の重複を回避することで電圧変動等を防止して、基本性能を支援する制御及び快適な走行を支援する制御を優先度にかかわらず実行することができる。
【００７７】
また、カーブへの侵入前にスタビライザ制御装置が作動するので、カーブ侵入時にはすでに旋回方向外側の車高が若干高くなっている。このため、車両はカーブに沿って曲がりやすくなるので、電動パワーステアリングにより付与する操舵トルクひいては消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】車両に搭載された制御装置の概略構成図である。
【図２】ブレーキＥＣＵが制御する電子制御ブレーキシステムの油圧回路である。
【図３】スタビライザに内設されたアクチュエータの概略構成図の一例である。
【図４】リングギアと３個のプラネタリギアにより構成される不思議遊星歯車機構の一例である。
【図５】従来のスタビライザ制御装置において作動タイミングを説明するための図である
【図６】スタビＥＣＵがカーブ侵入の前にスタビライザ制御装置を作動させると共に、ロールを抑制する制御手順を示すフローチャート図である。
【図７】カーブ侵入前に電動動スタビライザを作動させた場合の時間の経過と消費電力の関係の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１ＦＬ〜ＲＲ ホイルシリンダ
１２ＦＬ〜ＲＲ 車速センサ
１３、１４、２３、２４ スタビライザバー
１５ＲＴ、１５ＦＴ アクチュエータ
１６ ブレーキペダル
１７ ストロークセンサ
１８ マスタシリンダ
１９ ステアリングホイール
２０ ステアリングシャフト
２１ ステアリングセンサ
２２ ギアボックス
２７ トルクセンサ
２８ ラックバー
２９ 歯車減速機構
３１ ブレーキＥＣＵ
３２ スタビＥＣＵ
３３ ステアリングＥＣＵ
３４ 白線ＥＣＵ
３５ カメラ
３６、３７ スタビライザ
３８ ヨーレートセンサ
３９ 横Ｇセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーをモータにより連結して、前記モータの駆動により前記一対のスタビライザバーにねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、
自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段を有し、
前記カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、前記スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、
ことを特徴とするスタビライザ制御装置。
【請求項２】
前記カーブを走行中に作動する電力負荷よりも先に、前記スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、
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。
【請求項３】
前記電力負荷は、電動モータによりステアリング系に操舵力を付与する電動パワーステアリングシステム、又は、運転者によるブレーキペダルの操作若しくは自車両の走行状況に応じて電気的に制動制御する電子制御ブレーキシステム、の少なくともいずれかである、
ことを特徴とする請求項２記載のスタビライザ制御装置。
【請求項１】
自車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーをモータにより連結して、前記モータの駆動により前記一対のスタビライザバーにねじり力を付与するスタビライザ制御装置において、
自車両前方のカーブを検出するカーブ検出手段を有し、
前記カーブ検出手段により検出されたカーブへ侵入する前に、前記スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、
ことを特徴とするスタビライザ制御装置。
【請求項２】
前記カーブを走行中に作動する電力負荷よりも先に、前記スタビライザバーへのねじり力の付与を開始する、
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。
【請求項３】
前記電力負荷は、電動モータによりステアリング系に操舵力を付与する電動パワーステアリングシステム、又は、運転者によるブレーキペダルの操作若しくは自車両の走行状況に応じて電気的に制動制御する電子制御ブレーキシステム、の少なくともいずれかである、
ことを特徴とする請求項２記載のスタビライザ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２３７９１７（Ｐ２００７−２３７９１７Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６２８９７（Ｐ２００６−６２８９７）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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