スタビライザ制御装置
【課題】 アクチュエータの駆動に必要なトルクが過大となったときに、アクチュエータを停止させ、動力が無駄に消費されるのを防ぐようにする。
【解決手段】 車体の横加加速度（ロール量）、電動モータ２５の回転位置（モータ実位置）から電流制御許可判断部４０により電動モータ２５の回転に必要なトルクを算定しつつ、この必要トルクがモータの最大トルクを越えているか否かを判断する。電流制御許可判断部４０により電動モータ２５が回転可能と判断した場合に、モータ位置制御部３７から電流制御部３８に指令電流を出力する。電動モータ２５を回転できないと判断した場合には指令電流の出力を停止し、スタビライザ装置１の保持力により剛性を確保する。これにより、電力が無駄に消費されるような事態を回避し、エネルギ効率を高めるようにする。
【解決手段】 車体の横加加速度（ロール量）、電動モータ２５の回転位置（モータ実位置）から電流制御許可判断部４０により電動モータ２５の回転に必要なトルクを算定しつつ、この必要トルクがモータの最大トルクを越えているか否かを判断する。電流制御許可判断部４０により電動モータ２５が回転可能と判断した場合に、モータ位置制御部３７から電流制御部３８に指令電流を出力する。電動モータ２５を回転できないと判断した場合には指令電流の出力を停止し、スタビライザ装置１の保持力により剛性を確保する。これにより、電力が無駄に消費されるような事態を回避し、エネルギ効率を高めるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載され、車体のロール運動を抑制するのに好適なスタビライザ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、コーナリング等の旋回走行時に車体の姿勢を安定させるためにスタビライザ制御装置を備えているものがある。昨今では従前から開発されている油圧式のスタビライザ制御装置の他に、搭載性に優れた電動式スタビライザ制御装置の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２０１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の旋回走行時にローリング（ロール）が発生しようとすると、スタビライザ制御装置は車体側のロールを抑えるためにアクチュエータを駆動して第１，第２のスタビライザバー間の捩り剛性を高める制御を行う。しかし、車体のロールが過剰に大きくなった場合には、例えば電動モータからなるアクチュエータに過大なトルクが過負荷となって作用する。そして、このような場合には、電動モータに電力を供給しても当該モータを回転駆動することができなくなり、結果的には電力が無駄に消費されるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、アクチュエータを駆動するのに必要なトルクが過大となったときに、アクチュエータを停止させることによって動力が無駄に消費されるのを低減することができ、エネルギ効率を高めることができるようにしたスタビライザ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結しアクチュエータにより該各スタビライザバー間のねじり剛性を調整する可変剛性部と、前記アクチュエータを制御する制御手段とからなり、前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じたばね力を出力するばね手段と、該ばね手段の移動に対して抵抗力を付与する抵抗手段とを有してなるスタビライザ制御装置において、前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じる前記ばね力と前記抵抗力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２の発明は、第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結してねじり剛性を調整する可変剛性部とからなり、前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じて直線運動する直動機構と、前記直線運動を抑制する方向に該直動機構を付勢する付勢機構と、該付勢機構を支持する支持手段と、該支持手段を任意の位置で保持力をもって保持する保持手段と、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与するアクチュエータと、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有する構成とし、前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により前記付勢機構が付与する付勢力と前記保持力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じるばね力と抵抗力（付勢力と保持力）との合計値が、予め決められた所定値よりも大きくなると、アクチュエータの駆動を停止することができ、アクチュエータの動力が無駄に消費されるのを低減できると共に、アクチュエータの効率的な駆動、制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態によるスタビライザ制御装置が適用された車両を模式的に示す全体構成図である。
【図２】第１の実施の形態によるスタビライザ装置の具体的構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示すスタビライザ制御装置の制御ブロック図である。
【図４】図３中のモータ位置制御部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図５】図３中の電流制御許可判断部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図６】電流制御許可判断部における制御処理を示す流れ図である。
【図７】図５中のモータ必要トルク算出部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図８】操舵角、横加加速度、モータ必要トルク、電流出力停止フラグ、電流値および剛性の関係を示す特性線図である。
【図９】第２の実施の形態によるスタビライザ制御装置が適用された車両を模式的に示す全体構成図である。
【図１０】図９に示すスタビライザ制御装置の制御ブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるモータ必要トルク算出部を具体化して示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態によるスタビライザ制御装置を、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図１はスタビライザ装置１を車両の前輪側と後輪側とに使用した場合の全体構成を示し、このスタビライザ装置１は、下記の構成を有することにより車両の横転防止、操縦安定性の向上、さらには乗り心地の向上を図るものである。即ち、車両が道路のコーナ部分等を旋回走行するような状態で、車両にロール方向の慣性力が作用した場合に、車両の前，後に設けられたスタビライザ装置１は、後述するコントローラ２９からの制御信号に基づいてそれぞれ車両のロール運動（ローリング）を抑制するように動作し、これにより、車両の横転防止を図り、車両の操縦安定性や乗り心地を向上する。
【００１２】
スタビライザ装置１は、長さ方向の中央部分が車両を構成する車体側にブッシュを介して回転可能に取付けられ、図１に示すように、両端側が左，右の車輪側にそれぞれ接続（連結）されている。そして、スタビライザ装置１は、図１、図２に示すように、軸方向の一側に配置される第１のスタビライザバー２と、軸方向の他側に配置される第２のスタビライザバー３と、第１，第２のスタビライザバー２，３の間を連結し、スタビライザバー２，３間の捩り剛性を調整する可変剛性部５とを備えている。
【００１３】
また、第２のスタビライザバー３の基端部は、図２に示す如く、延長部４となって後述するケーシング６内に装入されている。第２のスタビライザバー３の延長部４は、ケーシング６内の中心部（軸線Ｏ−Ｏ）を軸方向に延びた中空軸として形成され、その右側（軸方向の一側）に位置する一側軸部４Ａは、ケーシング６の長さ方向中間部まで延びている。延長部４の他側軸部４Ｂは、ケーシング６に後述のアンギュラ玉軸受９を介して回転可能に支持されている。
【００１４】
さらに、延長部４の外周には、一側軸部４Ａと他側軸部４Ｂとの間に位置して後述するボールアンドランプ機構１１の回転側ランププレート１２が一体的に設けられている。このボールアンドランプ機構１１は、スタビライザバー２，３間の相対回転（捩り運動）を捩り剛性をもって互いに伝達するものである。
【００１５】
第１，第２のスタビライザバー２，３は、図２に示す如く、軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、車体側に対し軸線Ｏ−Ｏを中心にして捩られる方向に回動自在となるように支持されている。第１，第２のスタビライザバー２，３の間を連結する可変剛性部５は、後述のケーシング６、ボールアンドランプ機構１１、付勢機構１７、延長部支持部材１８、付勢力調整機構２０、電動モータ２５等により構成されている。
【００１６】
可変剛性部５の外形をなすケーシング６は、第１，第２のスタビライザバー２，３間に亘って軸方向に延びる略円筒状の容器として形成されている。そして、ケーシング６は、高い剛性をもった金属材料等により形成され軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向（左，右方向）に延びた略有底円筒状の筒体７と、該筒体７の左側を閉塞した蓋体８と、後述のギヤケース１０とを含んで構成されている。
【００１７】
ここで、筒体７は、左側の開口部にフランジ部７Ａを有し、右側が蓋部７Ｂによって閉塞されている。また、筒体７の蓋部７Ｂには、第１のスタビライザバー２の基端側が例えばスプライン結合等の回止め手段を用いて一体的に接続されている。これにより、ケーシング６は、第１のスタビライザバー２と一体的に回動し、第２のスタビライザバー３に対しては相対回転するものである。
【００１８】
一方、筒体７の軸方向他側（図２中の左側）に位置する蓋体８は、高い剛性を有する金属材料等により段付円筒状に形成され、筒体７の左側端部を閉塞している。蓋体８の内周側には、後述する一対のアンギュラ玉軸受９が設けられ、該各アンギュラ玉軸受９は、第２のスタビライザバー３を延長部４の位置で回転可能に支持している。
【００１９】
筒体７の外周側には、軸方向の右側寄りに位置してギヤケース１０が設けられている。このギヤケース１０は、軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びた円筒体からなり、ギヤケース１０内には、後述する減速機２４のウォームギヤ２４Ｂ等が収容されている。また、ギヤケース１０の長さ方向の中間部には、軸線Ｏ−Ｏとほぼ平行に右側に延びるモータ取付筒部１０Ａが設けられている。この場合、可変剛性部５のケーシング６は、ボールアンドランプ機構１１や付勢機構１７等を内部に収納するだけではなく、ケーシング６自体が捩り力、即ち捩りトルクを伝えるための伝達部材としても機能する。
【００２０】
直動機構としてのボールアンドランプ機構１１は、筒体７の軸方向他側となる左側寄りに位置してケーシング６内に収容されている。ボールアンドランプ機構１１は、軸方向他側に位置してケーシング６と相対回転可能な回転側ランププレート１２と、該回転側ランププレート１２の軸方向一側に対向して筒体７内に設けられ、ケーシング６に対し回転方向に固定された直動側ランププレート１３と、各ランププレート１２，１３間で相対的に転動するように移動可能に設けられた剛体からなる転動体としてのボール１４とにより大略構成されている。なお、ボール１４として球状体のものを図示しているが、各ランププレート１２，１３間で転動するものであれば、円錐ころ等の他の転動体でもよい。
【００２１】
ここで、ボールアンドランプ機構１１は、第１のスタビライザバー２が接続（連結）されたケーシング６と第２のスタビライザバー３との相対回転運動に応じて軸線Ｏ−Ｏに沿った軸方向（図２中の矢示Ａ，Ｂ方向）に直線運動するものである。そして、ボールアンドランプ機構１１は、後述するランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状に従ってトルクの伝達係数が調整され、これによりスタビライザ装置１は、その捩り剛性が調整されるものである。
【００２２】
即ち、ボールアンドランプ機構１１は、第２のスタビライザバー３とケーシング６とが相対回転したときの角度によって、直動側ランププレート１３の軸方向のストロークを変化させることができる。その際、ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状により相対回転角度に対するストローク量を調整することができる。また、直動側ランププレート１３のストローク量により付勢機構１７の反力が決まり、それが可変剛性部５の捩りトルクとなる。その際、ランプ溝１２Ａ，１３Ｂのリード角の設定によりトルクを調整することができる。
【００２３】
ここで、直動側ランププレート１３は、内周側の案内筒部１３Ａが延長部４の外周にすべり軸受１６を介して支持されている。また、直動側ランププレート１３の外周側は、後述の直動ガイド１５により回転方向の変位が拘束されるが、軸方向の移動に対しては拘束されていない。これにより、直動側ランププレート１３は、内周側のすべり軸受１６により延長部４に沿って軸方向に円滑に移動することができる。
【００２４】
回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３には、後述の付勢機構１７による推力が作用しており、この推力によってボール１４は、回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３にそれぞれ形成されたランプ溝１２Ａ，１３Ｂに押付けられる。そして、ボールアンドランプ機構１１は、前記推力とランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状とに基づきトルクを伝達する。
【００２５】
回転側ランププレート１２の右端面（表面）には、ランプ溝１２Ａが円周方向に延びて複数個（例えば３個）設けられている（１個のみ図示）。ここで、各ランプ溝１２Ａは、例えば周方向で円弧状に湾曲して形成されている。そして、各ランプ溝１２Ａは、長さ方向の中央部が最深部となり、この最深部から両端側に向けて所望の曲率で浅くなる円弧状溝として形成されている。
【００２６】
また、回転側ランププレート１２に対面する直動側ランププレート１３の左端面（表面）には、ランプ溝１３Ｂが３個設けられている。この３個のランプ溝１３Ｂは、ランプ溝１２Ａとほぼ同様に、円弧状に湾曲して形成され、長さ方向の中央部が最深部となり、この最深部から両端側に向けて浅くなる円弧状溝として形成されている。
【００２７】
さらに、直動側ランププレート１３の外周側には、各ランプ溝１３Ｂ間に位置して例えば３個のガイド溝１３Ｃが半径方向に延びて形成され、該各ガイド溝１３Ｃには、転がり直動ガイド１５が配置されている。この３個の転がり直動ガイド１５は、直動側ランププレート１３がケーシング６に対して相対回転するのを規制し、筒体７の軸方向に相対変位（直動）するのを許すものである。
【００２８】
そして、転がり直動ガイド１５は、ガイド溝１３Ｃの溝底側に挿嵌された内側ガイド片１５Ａと、該内側ガイド片１５Ａと半径方向で対向するようにガイド溝１３Ｃ内に軸方向に移動可能に配置された外側ガイド片１５Ｂと、各ガイド片１５Ａ，１５Ｂ間に軸方向に転動可能に設けられた球体１５Ｃとにより大略構成されている。また、外側ガイド片１５Ｂは、筒体７の内周面にボルト止め、圧入、溶接等の手段を用いて固定されている。
【００２９】
これにより、各転がり直動ガイド１５は、直動側ランププレート１３側に固定された内側ガイド片１５Ａとケーシング６側に固定された外側ガイド片１５Ｂとの間で球体１５Ｃを転動させることにより、ケーシング６と直動側ランププレート１３との相対回転を規制しつつ、ケーシング６に対して直動側ランププレート１３を軸方向に円滑に移動させることができる。
【００３０】
また、第２のスタビライザバー３の延長部４には、一側軸部４Ａの外周を覆うようにすべり軸受１６が設けられている。このすべり軸受１６は、ケーシング６に対して直動側ランププレート１３を軸方向に円滑に移動させるもので、案内筒部１３Ａの内周面に対し、がたつかないように十分に小さな隙間をもってすべり接触するようになっている。
【００３１】
このように構成された直動機構としてのボールアンドランプ機構１１は、後述する付勢機構１７の付勢力を用いて回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３とを互いに接近する方向に押付けることにより、通常はボール１４が両者のランプ溝１２Ａ，１３Ｂの最深部に配置される。これによって、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とは、付勢機構１７の付勢力で常に初期角度（車両が左，右方向で傾斜してない角度）になるように付勢される。
【００３２】
一方、第１のスタビライザバー２（ケーシング６）と第２のスタビライザバー３とが軸線Ｏ−Ｏを中心にして相対回転した場合には、ランプ溝１２Ａとランプ溝１３Ｂとが周方向で相対的に位置ずれするから、各ボール１４は、各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの中央部から端部側に移動する。これにより、各ランププレート１２，１３は、各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの傾斜に従って互いに軸方向に離間する方向に変位する。このため、ランプ溝１３Ｂをランプ溝１２Ａに向け押付けている付勢機構１７の付勢力は大きくなり、このときの捩り剛性を大きくすることができる。
【００３３】
付勢機構１７は、直動側ランププレート１３の右側に位置して筒体７内に設けられている。この付勢機構１７は、ボールアンドランプ機構１１の軸方向一側（右側）に位置して延長部４の外周に設けられている。付勢機構１７は、直動側ランププレート１３の直線運動を抑制する方向に該直動側ランププレート１３を付勢するもので、回転側ランププレート１２に向けて直動側ランププレート１３を押付ける押付力を発生する弾性部材により構成されている。
【００３４】
即ち、付勢機構１７を構成する弾性部材には、図２に示すように複数枚（例えば７枚）の皿ばねを互い違いに重ね合わせて配置したものが用いられている。皿ばねを連ねてなる付勢機構１７は、その一端側が直動側ランププレート１３に当接し、他端側が後述のプランジャ２１に当接するように配置されている。そして、付勢機構１７は、ボールアンドランプ機構１１の直動側ランププレート１３に対し矢示Ａ方向の付勢力（推力）を与えるものである。
【００３５】
筒体７内には、付勢機構１７の一端側となる右側に位置して延長部支持部材１８が設けられている。この延長部支持部材１８は、ケーシング６を構成する筒体７の中心部（軸線Ｏ−Ｏ）側で第２のスタビライザバー３の延長部４を支持するものである。また、延長部支持部材１８は、小径な有底円筒状の支持筒１８Ａと、該支持筒１８Ａの周方向の３箇所に位置して外周面から突出した扇状突起１８Ｂと、該各扇状突起１８Ｂの外周面から径方向の外向きに延びた脚部１８Ｃとにより大略構成されている。
【００３６】
延長部支持部材１８を構成する支持筒１８Ａ内には、延長部４の一側軸部４Ａがすべり軸受１６を介して回転自在に挿嵌されている。一方、半径方向に延びた３本の脚部１８Ｃの先端は、筒体７の内周面にボルト止め、圧入、溶接等の手段を用いて固定されている。これにより、延長部支持部材１８は、延長部４の一側軸部４Ａを軸線Ｏ−Ｏの位置で回転可能に支持することができ、他側軸部４Ｂを支持するアンギュラ玉軸受９との間で延長部４を両持ち状態で支持することができる。また、支持筒１８Ａ内には玉軸受１９が設けられ、延長部支持部材１８は、玉軸受１９を介して後述するねじ部材２２の小径部２２Ｂを軸線Ｏ−Ｏ上で回転可能に支持している。
【００３７】
さらに、延長部支持部材１８は、隣合う扇状突起１８Ｂ、脚部１８Ｃの間が軸方向に貫通した切欠き部（図示せず）となり、これらの切欠き部内には、後述するプランジャ２１の押し爪２１Ｂが挿通される。これにより、ケーシング６に固定された延長部支持部材１８は、プランジャ２１の軸方向の移動を許可しつつ、各扇状突起１８Ｂがプランジャ２１の回転を規制する廻止め部材として機能している。
【００３８】
付勢機構１７の一端側となる右側に位置して筒体７内に付勢力調整機構２０が設けられ、該付勢力調整機構２０は、軸方向（矢示Ａ，Ｂ方向）に移動することにより付勢機構１７の付勢力を調整するものである。付勢力調整機構２０は、後述するプランジャ２１の各押し爪２１Ｂが延長部４の外周に配置されている。また、付勢力調整機構２０は、例えば付勢機構１７の伸縮方向に任意の大きさのセット荷重を付与するものである。
【００３９】
付勢力調整機構２０は、筒体７内を軸方向に移動可能なプランジャ２１、ねじ部材２２等により構成されている。ここで、プランジャ２１は、ベースとなる円板部２１Ａを有し、この円板部２１Ａの表面（左側面）には、延長部支持部材１８の前記各切欠き部を貫通して付勢機構１７側に延びる３個の押し爪２１Ｂが設けられている。そして、プランジャ２１は、各押し爪２１Ｂが直動側ランププレート１３との間で付勢機構１７をプリセット状態（セット荷重を付与した状態）で挟むように、直動側ランププレート１３に軸方向で対向して設けられている。プランジャ２１は、付勢機構１７（皿ばね）の付勢力を受承して支持する支持手段を構成している。
【００４０】
さらに、円板部２１Ａの中心部にはねじ孔２１Ｃが設けられ、該ねじ孔２１Ｃは、例えば台形ねじとして形成されている。そして、プランジャ２１のねじ孔２１Ｃは、後述するねじ部材２２の雄ねじ２２Ｃと共に、後述の電動モータ２５による回転運動をプランジャ２１の直線運動に変換するねじ機構を構成すると共に、支持手段としてのプランジャ２１に摩擦力による保持力を与え、プランジャ２１を任意の位置で保持する保持手段を構成している。
【００４１】
このように、プランジャ２１は、台形ねじからなる保持手段（即ち、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）を介してねじ部材２２に螺合しているため、後述の電動モータ２５を用いてねじ部材２２を回転駆動しない限りは、図２中の矢示Ａ，Ｂ方向のいずれにも変位することはなく、付勢機構１７の付勢力によってプランジャ２１が軸方向に動くことはない。
【００４２】
プランジャ２１の内周側から軸方向に延びたねじ部材２２は、中空な段付軸として形成され、軸線Ｏ−Ｏを中心として回転するものである。即ち、ねじ部材２２は、軸方向一側（右側）の大径部２２Ａと軸方向他側（左側）の小径部２２Ｂとからなり、両者の間には後述のウォームホイール２４Ａが一体に形成されている。ねじ部材２２は、大径部２２Ａの先端が筒体７の蓋部７Ｂにスラスト玉軸受２３を介して回転可能に支持され、小径部２２Ｂの先端が延長部支持部材１８に対し玉軸受１９を介して回転可能に支持されている。
【００４３】
ねじ部材２２の小径部２２Ｂの外周側には、プランジャ２１のねじ孔２１Ｃに螺合する台形ねじからなる雄ねじ２２Ｃが形成され、該雄ねじ２２Ｃは、ねじ孔２１Ｃと一緒にプランジャ２１を軸方向に変位させるねじ機構を構成すると共に前記保持手段を構成している。また、ねじ部材２２の外周側には、小径部２２Ｂと大径部２２Ａとの間に位置して後述する減速機２４のウォームホイール２４Ａが一体的に設けられている。
【００４４】
ここで、ねじ部材２２は、大径部２２Ａが筒体７の蓋部７Ｂ内にスラスト玉軸受２３を介して回転可能に支持されている。このため、ねじ部材２２に作用する軸方向のスラスト荷重は、このスラスト玉軸受２３を介して筒部７により受承され、後述の電動モータ２５にスラスト荷重が作用するのを抑えることができる。
【００４５】
このように構成された付勢力調整機構２０は、電動モータ２５によってねじ部材２２を正，逆方向に回転駆動し、プランジャ２１の各押し爪２１Ｂを直動側ランププレート１３に接近させる図２中の矢示Ａ方向と、該直動側ランププレート１３から離間させる矢示Ｂ方向とに直線的に変位させる。これにより、付勢機構１７の各皿ばねは、直動側ランププレート１３とプランジャ２１の各押し爪２１Ｂとの間で軸方向に撓み変形し、両者の間隔（離間寸法）に応じてボールアンドランプ機構１１に対する付勢力、即ちばね荷重が可変に調整される。
【００４６】
従って、付勢力調整機構２０は、電動モータ２５によりねじ部材２２を回転駆動してプランジャ２１を軸方向に変位させ、ボールアンドランプ機構１１に対する付勢機構１７の付勢力を調整する。これにより、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩れ角に対する捩り剛性としての捩りトルクを、車両の直進走行時、コーナリング走行時等の走行状態に応じてソフトからハードまで可変に調整することができる。
【００４７】
ギヤケース１０の位置に設けられた減速機２４は、ねじ部材２２の外周側に一体的に設けられたウォームホイール２４Ａと、ギヤケース１０内に設けられ該ウォームホイール２４Ａに噛合したウォームギヤ２４Ｂと、該ウォームギヤ２４Ｂと一体に回転する回転軸２４Ｃとを含んで構成されている。減速機２４は、ウォームギヤ２４Ｂの回転をウォームホイール２４Ａで減速し、大きな回転トルクをねじ部材２２に発生させるものである。
【００４８】
減速機２４を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ２５は、ケーシング６に一体形成されたギヤケース１０のモータ取付筒部１０Ａ内に収納して設けられている。この電動モータ２５は、その回転出力が減速機２４により減速されてねじ部材２２に伝えられるため、出力トルクが相対的に小さい小型のモータを用いることができる。電動モータ２５は、各スタビライザバー２，３間で大きなトルクを伝達する部位、付勢機構１７による大きな軸力が作用する部位から離れた位置に配置しているから、雨水、飛石等から内部を保護できる程度の強度を有していればよく、軽量なケース等を用いることができる。
【００４９】
また、電動モータ２５は、制御手段を構成する後述のコントローラ２９に電気的に接続され、電動モータ２５の回転がコントローラ２９によって制御される。コントローラ２９の入力側には、図１に示すようにハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ２６、車両の走行速度を検出する車速センサ２７および車体側の横加速度を検出する横加速度センサ２８（以下、横Ｇセンサ２８という）等が接続され、出力側にはスタビライザ装置１のアクチュエータである電動モータ２５が接続されている。
【００５０】
コントローラ２９は、図３に示すように、車両モデル部３０、微分部３１、ＦＦ演算部３２、時間保持部３３、ＦＢ演算部３４、加算部３５、目標位置算出部３６、モータ位置制御部３７、電流ドライバからなる電流制御部３８、電流センサ部３９および電流制御許可判断部４０等を含んで構成されている。なお、以下の説明では、前輪側のスタビライザ装置１を例に挙げて説明するが、後輪側のスタビライザ装置１についても基本的には同一の制御が行われる。但し、前輪側と後輪側とでは制御ゲイン、制御マップがそれぞれの設置条件に従って変えられるものである。
【００５１】
この場合、コントローラ２９は、操舵角センサ２６で検出した操舵角の信号と車速センサ２７で検出した車速の信号とに基づいて、車両モデル部３０で下記のように横加速度αy を推定する演算を行う。推定された横加速度αy に基づきフィードフォワード制御（ＦＦ制御）にて目標剛性を算出することにより、ロール時の制御性能を向上できるようにしている。
【００５２】
まず、車両モデル部３０では操舵角（前輪舵角δf ）と車速Ｖとより、下記の数１式の車両モデルを用いて横加速度αy を推定する。ここで、横加速度αy は車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数１の式により求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００５３】
【数１】
【００５４】
次の微分部３１では、横加速度（即ち、数１式による横加速度αy ）を微分して横加加速度を算出する。フィードフォワード演算部であるＦＦ演算部３２は、図３に示す演算マップを参照して前記横加加速度にゲインを乗算することで、車両のロール抑制を行うための目標剛性を決定する。ＦＦ演算部３２による目標剛性は、操舵角から推定した横加加速度に基づく制御量であるため、車両が旋回を開始する前にスタビライザ装置１の剛性を高めることができる。時間保持部３３は、ＦＦ演算部３２による目標剛性の制御量を予め決められた時間だけ保持することにより、例えば左，右方向に連続してステアリング操作を行う場合でも、制御量を切換えることなく保つことができ、消費動力の低減化に寄与できるものである。
【００５５】
一方、ＦＢ演算部３４は、図３に示す演算マップを参照することにより横Ｇセンサ２８で検出した車体側の横加速度に対する目標剛性をフィードバック制御による演算で求める。そして、加算部３５では、ＦＦ演算部３２による目標剛性とＦＢ演算部３４による目標剛性とを足し合わせて最終的な目標剛性を算定する。ここで、ＦＦ演算部３２とＦＢ演算部３４の目標剛性を足し合わせる構成としたが、値の大きい方を選択するハイセレクトとしてもよい。次の目標位置算出部３６は、このときの目標剛性に対応した電動モータ２５の目標位置（例えば、モータ出力軸の目標となる回転位置）を算出する。
【００５６】
次のモータ位置制御部３７では、図４に示すように、電動モータ２５の実位置（実際の回転位置）と目標位置算出部３６から出力される目標位置との偏差を偏差演算部４１で求め、このときの偏差に対して後述の如くＰＩ制御を行うことにより、電動モータ２５の実際の回転位置（実位置）が目標位置と一致するように制御演算を行うものである。
【００５７】
即ち、ゲイン乗算部４２では、前記偏差に対して比例要素のゲインＫｐを乗算する。積分器４３は前記偏差を積分し、他のゲイン乗算部４４では、この積分値に対して積分要素のゲインＫｓを乗算する。加算部４５は、ゲイン乗算部４２，４４からの出力値を加算し、この加算値に対応した制御値をマップ演算部４６により図４に示すマップを参照して算出する。マップ演算部４６で算出された制御値は、電動モータ２５を前記目標位置まで回転させるために必要な指令電流として出力されるものである。
【００５８】
信号切替部４７は、電流制御許可判断部４０から出力される制御許可フラグが後述の図６に示す制御処理により値「０」にセットされているか、値「１」にセットされているかを判定し、値「１」の場合にはマップ演算部４６で算出された制御値を指令電流として電流制御部３８に出力する。しかし、制御許可フラグが値「０」に切換わったときに、信号切替部４７は、記憶部４８に予め格納された制御値「０」を、電流値が零の指令電流として電流制御部３８に出力する。これにより、電動モータ２５による無駄な電流消費を低減することができる。
【００５９】
なお、前述したモータ位置制御部３７では、電動モータ２５の実位置と目標位置との偏差に対してＰＩ制御を行う場合を例に挙げて説明したが、これ以外の制御（例えば、比例要素を用いたＰ制御、これに微分要素を追加して行うＰＤ制御、またはＰＩＤ制御）を行う構成としてもよく、要は、電動モータ２５の実位置を目標位置に短時間で一致または近付けるようにモータの回転位置制御を行う構成とすればよいものである。
【００６０】
次に、電流制御許可判断部４０は、図５に示すようにモータ必要トルク算出部４９、微分器５０、モータ最大トルクの記憶部５１および制御可能判断部５２を含んで構成されている。モータ必要トルク算出部４９は、後述の図７に示す制御ブロック図に沿って電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクを、モータ実位置と目標位置と横Ｇセンサ２８による横加速度とから演算により算出する。
【００６１】
微分器５０は、モータ実位置を微分して電動モータ２５の回転速度を求め、これを制御可能判断部５２に出力する。記憶部５１は、電動モータ２５から出力可能なトルク値をモータ最大トルクとして予め格納されており、このモータ最大トルクのトルク値を制御可能判断部５２に出力する。また、電動モータ２５に印加している電流値を電流センサ部３９（図３参照）で検出し、このときの電流値を制御可能判断部５２に出力する。そして、制御可能判断部５２は、図６に示す制御処理を行うことにより電動モータ２５の回転制御が可能な状態にあるか否かを判断するものである。
【００６２】
即ち、図６示す処理動作がスタートすると、ステップ１では、モータ速度がほぼ零（モータ速度≒０）で、かつ電流値が最大となっているか否かを判定する。ステップ１で「ＮＯ」と判定するときには、ステップ２に移ってモータ必要トルク算出部４９から出力されたモータ必要トルクが、記憶部５１に格納された最大トルクを越えたか否かを判定する。ステップ２で「ＮＯ」と判定するときには、電動モータ２５に電流を供給すればモータの回転制御が可能な場合であるから、ステップ３に移って電流制御許可フラグを「１」にセットし、この状態で次のステップ４に移ってリターンする。
【００６３】
一方、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定した場合には、供給電流が最大になっているにも拘わらず、電動モータ２５は実質的に回転されない状態にあるので、ステップ５に移って電流制御許可フラグを「０」にセットする。また、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときにも、モータ必要トルクが最大トルクを越えているので、ステップ５に移って電流制御許可フラグを「０」にセットする。
【００６４】
これにより、図４に示す信号切替部４７は、記憶部４８に予め格納された制御値「０」を電流値が零の指令電流として電流制御部３８に出力させ、電動モータ２５への給電を停止する。この結果、電動モータ２５は回転が停止され、この停止位置に保持される。即ち、図２に示すスタビライザ装置１のプランジャ２１は、台形ねじからなる保持手段（即ち、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）を介してねじ部材２２に螺合しているため、電動モータ２５が停止している限りは、図２中の矢示Ａ，Ｂ方向のいずれにも変位することはなく、付勢機構１７の付勢力によってプランジャ２１が軸方向に動くことはない。
【００６５】
次に、モータ必要トルク算出部４９は、図７に示すように、変位算出部５３、ロール角推定部５４、捩れ角算出部５５、ランプ変位算出部５６、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６を含んで構成されている。
【００６６】
変位算出部５３は、電動モータ２５の実位置に従ってねじ部材２２の変位をねじ変位として算出する。ロール角推定部５４は、例えばＸ軸方向の横加速度、Ｙ軸方向のロール角、Ｚ軸方向のねじ変位からなる特性を予め記憶した三次元マップ（図７参照）を参照することにより、横Ｇセンサ２８からの横加速度と前記ねじ変位とに従って車体側のロール角をマップ演算により推定する。
【００６７】
捩れ角算出部５５は、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角と推定したロール角とが比例関係にあるので、ロール角推定部５４によるロール角に比例した捩れ角を算出する。ランプ変位算出部５６は、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角とランプ変位との特性を予め記憶した二次元マップを参照することにより、捩れ角算出部５５で求めた捩れ角に対するランプ変位を算出する。
【００６８】
第１加算部５７は、上述の如く算出したねじ変位とランプ変位とを加算し、これにより、皿ばねからなる付勢機構１７の撓み量を求める。軸力演算部５８は、前記皿ばねのばね定数を付勢機構１７の撓み量に乗算して付勢機構１７に発生する軸力（推力）を算出する。絶対値演算部５９は算出した軸力の絶対値をとり、摩擦力算出部６０は、この絶対値に摩擦係数を乗算して摩擦力、即ち摩擦トルクを算出する。トルク算出部６１は、前記軸力の絶対値からねじ部材を回転させるためのトルクを算出する。
【００６９】
一方、偏差演算部６２は、電動モータ２５の実位置と目標位置算出部３６からのモータ目標位置との偏差を演算し、第１掛け算部６３では、この偏差をモータ実位置に掛け算する。符号判断部６４では、第１掛け算部６３からの入力値が零より大きいか否かを判断し、入力＞０のときには、出力を「＋１」に設定する。そして、入力≦０のときには、出力を「−１」に設定する。
【００７０】
即ち、電動モータ２５によってねじ部材２２を回転駆動するときの必要トルクは、付勢機構１７による軸力（推力）に抗してねじ部材２２を回転する正方向の回転トルクと、これとは逆方向にねじ部材２２を回転するときの逆方向の回転トルクとで大きく異なる。そこで、符号判断部６４では、前述の如く入力の正，負に応じて出力の符号を切替え、前記軸力が電動モータ２５の回転トルクに対して抵抗となる場合には出力を「＋１」に設定し、抵抗とならない場合は出力を「−１」に設定する。
【００７１】
これにより、第２掛け算部６５は、前記軸力が抵抗となる場合にトルク算出部６１のトルク値と前記出力の「＋１」とを掛け算し、第２加算部６６では、このときのトルク値を摩擦力算出部６０の摩擦トルクに加算して電動モータ２５の必要トルクを大きな値に設定する。一方、前記軸力が抵抗とはならない場合には、第２掛け算部６５によりトルク算出部６１のトルク値と前記出力の「−１」とを掛け算し、第２加算部６６では、マイナスのトルク値を摩擦力算出部６０の摩擦トルクに加算して電動モータ２５の必要トルクを小さな値に設定する。
【００７２】
本実施の形態によるスタビライザ制御装置は、上述の如き構成を有するものであり、次に、その作動について説明する。
【００７３】
まず、車両が直進している場合には、車体がロールすることはほとんどない。このために、スタビライザ装置１に求められる捩り剛性は小さく、各スタビライザバー２，３は比較的容易に独立して回動することができる。これにより、例えば直進走行時に一方の車輪が凹部に落ちることがあっても、この一方の車輪だけをストロークさせることができ、安定した走行姿勢を得ることができる。
【００７４】
即ち、操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量、横加速度等の情報を基にして車両の走行状態を判断し、直進走行していると判断した場合には、スタビライザ装置１のねじ部材２２を電動モータ２５によって予め決められた位置まで回転させ、付勢機構１７による軸力（推力）が発生する範囲内で直動側ランププレート１３とプランジャ２１の押し爪２１Ｂとを離間させる。これにより、付勢機構１７に付加される初期荷重を小さくし、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力（即ち、捩りトルク）も小さくする。従って、スタビライザ装置１の捩り剛性を小さくできるから、左，右の車輪は、路面の凹凸に合わせて独立してストロークすることができ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００７５】
次に、ハンドルを操作して道路のコーナ部分等をステアリング走行する場合には、外側へのロールを抑える必要がある。そこで、このような場合には、スタビライザ装置１のねじ部材２２を電動モータ２５によって先程とは逆方向に回転させ、直動側ランププレート１３とプランジャ２１の押し爪２１Ｂとの離間寸法を直進時よりも小さくする。これにより、付勢機構１７に付加される軸力（初期荷重）が大きくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力も大きくなる。従って、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を高めることで、車体が外側にロールするのを抑えることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定させることができる。
【００７６】
このコーナリング時の制御では、左コーナを走行する場合、右コーナを走行する場合のいずれでも、付勢力調整機構２０によって付勢機構１７の初期荷重を大きくすることになる。これにより、山道を走行する場合、スラローム走行を行う場合のように、左コーナと右コーナとが交互に続く場合でも、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を一度高めた後には、速度やコーナの大きさに応じて微調整するだけでよく、電動モータ２５の頻繁な駆動を防止することができる。
【００７７】
ここで、図８に示す特性線は、車両が直進走行の途中で車線変更を行うために隣の車線への乗り移りを想定したときの作動例である。特性線６７は、操舵角センサ２６で検出した操舵角の特性であり、例えば時間Ｔ1 の前，後で車線変更のためにハンドル操作（操舵）が行われている。例えば時間Ｔ6 の段階で車線変更が完了し、ハンドルの操作（操舵）も中立位置に戻されている。
【００７８】
特性線６８は横加加速度の特性を示し、図３に示す車両モデル部３０で前記数１式により演算された横加速度αy を微分器３１により微分して求められた特性である。特性線６８における保持時間は、図３中の時間保持部３３による保持時間を示している。モータ必要トルクの特性線６９は、電流制御許可判断部４０のモータ必要トルク算出部４９（図７参照）で前述の如く算出した特性である。
【００７９】
電流出力停止フラグの特性線７０は、電流制御許可判断部４０の制御可能判断部５２（図５参照）から出力される制御許可フラグの特性を示し、停止時には反転して電流制御許可フラグが「０」にセットされ、許可時には電流制御許可フラグが「１」にセットされるものである。図８中に実線で示す電流値の特性線７１は、図３に示す電流制御部３８から電動モータ２５に出力する電流値を電流センサ部３９により検出したものである。点線で示す特性線７２は、比較例（例えば、電流制御許可判断部４０を有していないスタビライザ制御装置）による電流値の特性を表したものである。剛性の特性線７３は、スタビライザ装置１のスタビライザバー２，３間に発生する捩りトルクの剛性を示したものであり、電動モータ２５に電流を出力して目標剛性となるように剛性を可変に制御している。
【００８０】
図８中の特性線６８による横加加速度が制御閾値±αを越えると、目標剛性を高くするため、例えば時間Ｔ1 以降で特性線６９に示すようにモータ必要トルクが大きくなり、特性線７１，７２に示すように電動モータ２５に出力する電流値も高く設定される。これにより、スタビライザ装置１の剛性は、特性線７３に示すように時間Ｔ1 以降で増大される。
【００８１】
ところで、モータ必要トルクの特性線６９に示すように時間Ｔ2 〜Ｔ3 では、スタビライザ装置１の電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクが最大トルクを越えている。このため、比較例の特性線７２のように時間Ｔ1 〜Ｔ4 にわたって電流を供給し続けても、例えば時間Ｔ2 〜Ｔ3 では電動モータ２５を回転させることができず、この間は電力が無駄に消費されることになる。
【００８２】
そこで、第１の実施の形態では、特性線６９に示すようにモータ必要トルクが時間Ｔ2 〜Ｔ3 間で最大トルクを越えたときには、電流出力停止フラグ（特性線７０）を停止させて電流制御許可フラグを「０」にセットすることにより、実線で示す特性線７１のように、時間Ｔ2 〜Ｔ3 間では電流の出力を停止する構成としている。
【００８３】
このため、時間Ｔ2 〜Ｔ3 間で消費電力が無駄に消費されるのを防止でき、スタビライザ装置１に要求される剛性を確保することができる。そして、時間Ｔ3 〜Ｔ4 のように、モータ必要トルク（特性線６９）が最大トルクよりも小さくなったときには、再び電動モータ２５に電流を出力してスタビライザ装置１の剛性を可変に制御することができ、スタビライザ装置１に要求される性能を十分に確保することができる。
【００８４】
なお、図８中の時間Ｔ4 〜Ｔ5 間でも、モータ必要トルク（特性線６９参照）が最大トルクを越えている。しかし、この場合には、時間Ｔ1 〜Ｔ4 にわたる制御でスタビライザ装置１の剛性を、例えば最大の剛性値まで既に高めた状態にあるから、台形ねじによる摩擦保持力（即ち、ねじ孔２１Ｃに螺合した雄ねじ２２Ｃの摩擦トルク）を利用してスタビライザ装置１の剛性を確保することができ、電動モータ２５への給電を停止することができる。
【００８５】
上述したように、第１の実施の形態では、電流制御許可判断部４０のモータ必要トルク算出部４９により電動モータ２５が回転可能か否かを各種のセンサ情報から推定し、制御可能判断部５２により回転可能と判断した場合にのみ、モータ位置制御部３７から電流制御部３８に指令電流を出力することができ、これによって無駄な消費電力を低減することが可能となる。
【００８６】
即ち、モータ必要トルク算出部４９では、車体の横加加速度（ロール量）や電動モータ２５の回転位置（モータ実位置）から電動モータ２５を回転するのに必要なトルクを推定し、その値をモータ最大トルクと制御可能判断部５２で比較し、最大トルク以下であった場合にのみ、電動モータ２５を回転駆動できると判断して電流の出力を許可するロジックを追加したものである。これにより、電動モータ２５を過負荷により回転できずに、消費電力を無駄にするような場合を大幅に削減でき、エネルギ効率を高めて消費動力を低減することができる。
【００８７】
モータ必要トルク算出部４９では、電動モータ２５の回転に必要なトルクの推定するために、電動モータ２５の回転角とロール角（スタビライザバー２，３間の捩れ角）から必要なトルクを求める。このトルクは台形ねじ（例えば、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）の摩擦と付勢機構１７の軸力によるトルクであり、軸力によるトルクは常に電動モータ２５を押し戻す方向に働いている。このため、符号判断部６４では、付勢機構１７による軸力が電動モータ２５の回転トルクに対して抵抗になる場合か否かを判別する構成としている。
【００８８】
これにより、車体のロール量（スタビライザバー２，３間の捩れ角）とモータ回転角、目標回転角から電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクを推定することができ、モータ最大トルク以下の場合にのみ電動モータ２５に電流を出力することができる。この結果、電動モータ２５を回転駆動することができない大ロール時において、電力が無駄に消費されるのを防ぐことができ、エネルギ効率を向上することができる。
【００８９】
また、車線変更時等での切り戻し時にロール量が小さくなる場合に回転に必要なトルクが小さくなり回転可能となる条件も判断可能であるため、操舵初期に応答性が悪いため間に合わなかった場合にも切り戻し時に剛性を高めることができる。
【００９０】
なお、前記第１の実施の形態では、図６に示す制御処理を制御可能判断部５２で行うことにより、電動モータ２５の回転制御が可能か否かを判断する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、下記のように誤差を含んだ判定処理を行う構成としてもよい。
【００９１】
即ち、モータ必要トルク算出部４９で行うモータ必要トルクは推定演算による誤差を含んでいるため、〔モータ必要トルク＋誤差＜モータ最大トルク〕とした判定処理を行う方がよい。但し、この場合の誤差は、プラス（＋）側の誤差か、マイナス（−）側の誤差であるかを判別するのが難しい。このため、制御性能を維持するために−側の誤差と見做して、モータ必要トルクを実際よりも小さくすると、回転可能な範囲でも誤差によって制御しない場合を防ぐことができる。さらに、電動モータ２５が回転不可能な場合には、電流を出力してもモータ回転位置（実位置）が変わらないため、この判断で制御を中止することにより、消費動力を抑えることもできる。また、＋側の値とすることで制御可能な範囲でもあえて制御しないようにすることで、消費動力低減効果を高めることができる。
【００９２】
次に、図９ないし図１１は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、左，右の車輪側に設けた車高センサからの信号により左，右の車高差を求め、この車高差に基づいて車体のロール量（スタビライザバー２，３間の捩れ角）を算出する構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９３】
図中、８１〜８４は本実施の形態で採用した車高センサで、該車高センサ８１〜８４のうち車高センサ８１は、例えば図１０に示す「車高ＲＨ」として右前輪側に設けられ、この位置で車高を検出する。「車高ＬＨ」としての車高センサ８２は、左前輪側に設けられ、この位置で車高を検出する。また、右後輪側には、車高センサ８３が「車高ＲＨ」として設けられ、左後輪側には「車高ＬＨ」としての車高センサ８４が設けられている。
【００９４】
８５は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ８５は、第１の実施の形態で述べたコントローラ２９と同様に、車両モデル部３０、微分部３１、ＦＦ演算部３２、時間保持部３３、ＦＢ演算部３４、加算部３５、目標位置算出部３６、モータ位置制御部３７、電流ドライバからなる電流制御部３８、電流センサ部３９および後述の電流制御許可判断部８６等を含んで構成されている。
【００９５】
８６は本実施の形態で採用した電流制御許可判断部で、該電流制御許可判断部８６は、第１の実施の形態で述べた電流制御許可判断部４０（図５参照）と同様に、微分器５０、モータ最大トルクの記憶部５１、制御可能判断部５２および後述のモータ必要トルク算出部８７を含んで構成されている。しかし、この場合の電流制御許可判断部８６は、モータ必要トルク算出部８７の構成が第１の実施の形態とは相違している。
【００９６】
モータ必要トルク算出部８７は、第１の実施の形態で述べたモータ必要トルク算出部４９と同様に、変位算出部５３、ランプ変位算出部５６、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６を含んで構成されている。しかし、この場合のモータ必要トルク算出部８７は、図１０に示すように車高差演算部８８および捩れ角算出部８９を備えている点で第１の実施の形態とは異なっている。
【００９７】
ここで、車高差演算部８８は、例えば右前輪側の車高センサ８１と左前輪側の車高センサ８２による車高信号から両者の偏差を演算する。この偏差は、左，右のスタビライザバー２，３間の相対変位に対応するものである。捩れ角算出部８９は、車高差演算部８８で演算した偏差（相対変位）からスタビライザバー２，３間の捩れ角（ボールアンドランプ機構１１の捩れ角）を算出する。即ち、捩れ角＝相対変位×比例係数 として算出される。比例係数は、スタビライザバー２，３の取付位置、レバー比等により予め決められる定数である。
【００９８】
次に、ランプ変位算出部５６では、第１の実施の形態で述べたようにスタビライザバー２，３間（ボールアンドランプ機構１１）の捩れ角とランプ変位との関係を予め記憶した二次元マップにより、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角に対するランプ変位を算出する。そして、その後は第１の実施の形態でも述べたように、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６による演算、制御を行うものである。
【００９９】
かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、電流制御許可判断部８６のモータ必要トルク算出部８７により電動モータ２５が回転可能か否かを各種のセンサ情報から推定し、回転可能と判断した場合にのみ指令電流を出力することによって無駄な電力消費を低減することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を得ることができる。
【０１００】
特に、第２の実施の形態では、左，右の前輪側の車高センサ８１，８２または左，右の後輪側の車高センサ８３，８４から出力される車高信号により、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角とランプ変位を算出する構成としているので、旋回や路面入力によるロールを関係なく検出できるため、どのような場合でも正確なモータ必要トルクを算出することができ、条件によらず消費動力の低減が可能となる。
【０１０１】
例えば、走行路側での路面入力によってスタビライザバー２，３間が捩られている場合でも、車高センサ８１，８２（８３，８４）によってスタビライザバー２，３間の捩れ角が検出できるようなシステム構成としているので、このような場合にも電動モータ２５を回転駆動するのに必要なトルクが推定でき、消費動力を低減することができる。
【０１０２】
なお、前記第２の実施の形態では、車高センサ８１〜８４を用いて左，右の車高差を演算により求める場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばばね上側の上，下方向加速度センサを用いたオブザーバによる車高の推定、またはその他の信号を用いたオブザーバ等により左，右の車高差を算出する構成としてもよい。
【０１０３】
また、前記各実施の形態では、各ランププレート１２，１３にそれぞれ３個のランプ溝１２Ａ，１３Ｂを設け、該各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂに３個のボール１４を収容した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばランプ溝１２Ａ，１３Ｂを２個または４個以上設け、ボール１４を２個または４個以上設ける構成としてもよい。また、ボール１４に代えて円錐ころ等を用いる構成としてもよい。
【０１０４】
また、各実施の形態では、付勢機構１７を複数枚の皿ばねにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばコイルばね等の他の弾性体を皿ばねに代えて用いることにより付勢機構を構成してもよい。また、保持手段としては、台形ねじに限らず、例えばラチェット、トルクダイオード等を用いてもよい。
【０１０５】
一方、各実施の形態では、ねじ部材２２と電動モータ２５との間に、ウォームホイール２４Ａ、ウォームギヤ２４Ｂ等からなるウォームギヤ式の減速機２４を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばウォームギヤ式の減速機２４に代えて、遊星歯車式の減速機等を用いる構成としてもよい。
【０１０６】
また、各実施の形態では、電動モータ２５をケーシング６（軸線Ｏ−Ｏ）と平行となるように配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば軸線Ｏ−Ｏと直交する方向に電動モータを配置し、この電動モータによってウォームギヤを直接的に回転駆動する構成としてもよい。
【０１０７】
また、各実施の形態では、アンギュラ玉軸受９、すべり軸受１６、玉軸受１９、スラスト玉軸受２３を使用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限ることなく、これらの軸受に代えて、同様の機能をもった他の軸受を組み合わせて使用する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１ スタビライザ装置
２ 第１のスタビライザバー
３ 第２のスタビライザバー
４ 延長部
５ 可変剛性部
６ ケーシング
７ 筒体
８ 蓋体
１１ ボールアンドランプ機構（直動機構）
１２ 回転側ランププレート
１３ 直動側ランププレート
１４ ボール
１６ すべり軸受
１７ 付勢機構（ばね手段）
１８ 延長部支持部材
２０ 付勢力調整機構
２１ プランジャ（支持手段）
２１Ｂ 押し爪
２１Ｃ ねじ孔（保持手段、抵抗手段）
２２ ねじ部材
２２Ｃ 雄ねじ（保持手段、抵抗手段）
２５ 電動モータ（アクチュエータ）
２６ 操舵角センサ
２７ 車速センサ
２８ 横Ｇセンサ（横加速度センサ）
２９，８５ コントローラ（制御手段）
８１〜８４ 車高センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載され、車体のロール運動を抑制するのに好適なスタビライザ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、コーナリング等の旋回走行時に車体の姿勢を安定させるためにスタビライザ制御装置を備えているものがある。昨今では従前から開発されている油圧式のスタビライザ制御装置の他に、搭載性に優れた電動式スタビライザ制御装置の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２０１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の旋回走行時にローリング（ロール）が発生しようとすると、スタビライザ制御装置は車体側のロールを抑えるためにアクチュエータを駆動して第１，第２のスタビライザバー間の捩り剛性を高める制御を行う。しかし、車体のロールが過剰に大きくなった場合には、例えば電動モータからなるアクチュエータに過大なトルクが過負荷となって作用する。そして、このような場合には、電動モータに電力を供給しても当該モータを回転駆動することができなくなり、結果的には電力が無駄に消費されるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、アクチュエータを駆動するのに必要なトルクが過大となったときに、アクチュエータを停止させることによって動力が無駄に消費されるのを低減することができ、エネルギ効率を高めることができるようにしたスタビライザ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結しアクチュエータにより該各スタビライザバー間のねじり剛性を調整する可変剛性部と、前記アクチュエータを制御する制御手段とからなり、前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じたばね力を出力するばね手段と、該ばね手段の移動に対して抵抗力を付与する抵抗手段とを有してなるスタビライザ制御装置において、前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じる前記ばね力と前記抵抗力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２の発明は、第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結してねじり剛性を調整する可変剛性部とからなり、前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じて直線運動する直動機構と、前記直線運動を抑制する方向に該直動機構を付勢する付勢機構と、該付勢機構を支持する支持手段と、該支持手段を任意の位置で保持力をもって保持する保持手段と、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与するアクチュエータと、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有する構成とし、前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により前記付勢機構が付与する付勢力と前記保持力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じるばね力と抵抗力（付勢力と保持力）との合計値が、予め決められた所定値よりも大きくなると、アクチュエータの駆動を停止することができ、アクチュエータの動力が無駄に消費されるのを低減できると共に、アクチュエータの効率的な駆動、制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態によるスタビライザ制御装置が適用された車両を模式的に示す全体構成図である。
【図２】第１の実施の形態によるスタビライザ装置の具体的構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示すスタビライザ制御装置の制御ブロック図である。
【図４】図３中のモータ位置制御部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図５】図３中の電流制御許可判断部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図６】電流制御許可判断部における制御処理を示す流れ図である。
【図７】図５中のモータ必要トルク算出部を具体化して示す制御ブロック図である。
【図８】操舵角、横加加速度、モータ必要トルク、電流出力停止フラグ、電流値および剛性の関係を示す特性線図である。
【図９】第２の実施の形態によるスタビライザ制御装置が適用された車両を模式的に示す全体構成図である。
【図１０】図９に示すスタビライザ制御装置の制御ブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるモータ必要トルク算出部を具体化して示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態によるスタビライザ制御装置を、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図１はスタビライザ装置１を車両の前輪側と後輪側とに使用した場合の全体構成を示し、このスタビライザ装置１は、下記の構成を有することにより車両の横転防止、操縦安定性の向上、さらには乗り心地の向上を図るものである。即ち、車両が道路のコーナ部分等を旋回走行するような状態で、車両にロール方向の慣性力が作用した場合に、車両の前，後に設けられたスタビライザ装置１は、後述するコントローラ２９からの制御信号に基づいてそれぞれ車両のロール運動（ローリング）を抑制するように動作し、これにより、車両の横転防止を図り、車両の操縦安定性や乗り心地を向上する。
【００１２】
スタビライザ装置１は、長さ方向の中央部分が車両を構成する車体側にブッシュを介して回転可能に取付けられ、図１に示すように、両端側が左，右の車輪側にそれぞれ接続（連結）されている。そして、スタビライザ装置１は、図１、図２に示すように、軸方向の一側に配置される第１のスタビライザバー２と、軸方向の他側に配置される第２のスタビライザバー３と、第１，第２のスタビライザバー２，３の間を連結し、スタビライザバー２，３間の捩り剛性を調整する可変剛性部５とを備えている。
【００１３】
また、第２のスタビライザバー３の基端部は、図２に示す如く、延長部４となって後述するケーシング６内に装入されている。第２のスタビライザバー３の延長部４は、ケーシング６内の中心部（軸線Ｏ−Ｏ）を軸方向に延びた中空軸として形成され、その右側（軸方向の一側）に位置する一側軸部４Ａは、ケーシング６の長さ方向中間部まで延びている。延長部４の他側軸部４Ｂは、ケーシング６に後述のアンギュラ玉軸受９を介して回転可能に支持されている。
【００１４】
さらに、延長部４の外周には、一側軸部４Ａと他側軸部４Ｂとの間に位置して後述するボールアンドランプ機構１１の回転側ランププレート１２が一体的に設けられている。このボールアンドランプ機構１１は、スタビライザバー２，３間の相対回転（捩り運動）を捩り剛性をもって互いに伝達するものである。
【００１５】
第１，第２のスタビライザバー２，３は、図２に示す如く、軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、車体側に対し軸線Ｏ−Ｏを中心にして捩られる方向に回動自在となるように支持されている。第１，第２のスタビライザバー２，３の間を連結する可変剛性部５は、後述のケーシング６、ボールアンドランプ機構１１、付勢機構１７、延長部支持部材１８、付勢力調整機構２０、電動モータ２５等により構成されている。
【００１６】
可変剛性部５の外形をなすケーシング６は、第１，第２のスタビライザバー２，３間に亘って軸方向に延びる略円筒状の容器として形成されている。そして、ケーシング６は、高い剛性をもった金属材料等により形成され軸線Ｏ−Ｏに沿って軸方向（左，右方向）に延びた略有底円筒状の筒体７と、該筒体７の左側を閉塞した蓋体８と、後述のギヤケース１０とを含んで構成されている。
【００１７】
ここで、筒体７は、左側の開口部にフランジ部７Ａを有し、右側が蓋部７Ｂによって閉塞されている。また、筒体７の蓋部７Ｂには、第１のスタビライザバー２の基端側が例えばスプライン結合等の回止め手段を用いて一体的に接続されている。これにより、ケーシング６は、第１のスタビライザバー２と一体的に回動し、第２のスタビライザバー３に対しては相対回転するものである。
【００１８】
一方、筒体７の軸方向他側（図２中の左側）に位置する蓋体８は、高い剛性を有する金属材料等により段付円筒状に形成され、筒体７の左側端部を閉塞している。蓋体８の内周側には、後述する一対のアンギュラ玉軸受９が設けられ、該各アンギュラ玉軸受９は、第２のスタビライザバー３を延長部４の位置で回転可能に支持している。
【００１９】
筒体７の外周側には、軸方向の右側寄りに位置してギヤケース１０が設けられている。このギヤケース１０は、軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びた円筒体からなり、ギヤケース１０内には、後述する減速機２４のウォームギヤ２４Ｂ等が収容されている。また、ギヤケース１０の長さ方向の中間部には、軸線Ｏ−Ｏとほぼ平行に右側に延びるモータ取付筒部１０Ａが設けられている。この場合、可変剛性部５のケーシング６は、ボールアンドランプ機構１１や付勢機構１７等を内部に収納するだけではなく、ケーシング６自体が捩り力、即ち捩りトルクを伝えるための伝達部材としても機能する。
【００２０】
直動機構としてのボールアンドランプ機構１１は、筒体７の軸方向他側となる左側寄りに位置してケーシング６内に収容されている。ボールアンドランプ機構１１は、軸方向他側に位置してケーシング６と相対回転可能な回転側ランププレート１２と、該回転側ランププレート１２の軸方向一側に対向して筒体７内に設けられ、ケーシング６に対し回転方向に固定された直動側ランププレート１３と、各ランププレート１２，１３間で相対的に転動するように移動可能に設けられた剛体からなる転動体としてのボール１４とにより大略構成されている。なお、ボール１４として球状体のものを図示しているが、各ランププレート１２，１３間で転動するものであれば、円錐ころ等の他の転動体でもよい。
【００２１】
ここで、ボールアンドランプ機構１１は、第１のスタビライザバー２が接続（連結）されたケーシング６と第２のスタビライザバー３との相対回転運動に応じて軸線Ｏ−Ｏに沿った軸方向（図２中の矢示Ａ，Ｂ方向）に直線運動するものである。そして、ボールアンドランプ機構１１は、後述するランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状に従ってトルクの伝達係数が調整され、これによりスタビライザ装置１は、その捩り剛性が調整されるものである。
【００２２】
即ち、ボールアンドランプ機構１１は、第２のスタビライザバー３とケーシング６とが相対回転したときの角度によって、直動側ランププレート１３の軸方向のストロークを変化させることができる。その際、ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状により相対回転角度に対するストローク量を調整することができる。また、直動側ランププレート１３のストローク量により付勢機構１７の反力が決まり、それが可変剛性部５の捩りトルクとなる。その際、ランプ溝１２Ａ，１３Ｂのリード角の設定によりトルクを調整することができる。
【００２３】
ここで、直動側ランププレート１３は、内周側の案内筒部１３Ａが延長部４の外周にすべり軸受１６を介して支持されている。また、直動側ランププレート１３の外周側は、後述の直動ガイド１５により回転方向の変位が拘束されるが、軸方向の移動に対しては拘束されていない。これにより、直動側ランププレート１３は、内周側のすべり軸受１６により延長部４に沿って軸方向に円滑に移動することができる。
【００２４】
回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３には、後述の付勢機構１７による推力が作用しており、この推力によってボール１４は、回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３にそれぞれ形成されたランプ溝１２Ａ，１３Ｂに押付けられる。そして、ボールアンドランプ機構１１は、前記推力とランプ溝１２Ａ，１３Ｂの形状とに基づきトルクを伝達する。
【００２５】
回転側ランププレート１２の右端面（表面）には、ランプ溝１２Ａが円周方向に延びて複数個（例えば３個）設けられている（１個のみ図示）。ここで、各ランプ溝１２Ａは、例えば周方向で円弧状に湾曲して形成されている。そして、各ランプ溝１２Ａは、長さ方向の中央部が最深部となり、この最深部から両端側に向けて所望の曲率で浅くなる円弧状溝として形成されている。
【００２６】
また、回転側ランププレート１２に対面する直動側ランププレート１３の左端面（表面）には、ランプ溝１３Ｂが３個設けられている。この３個のランプ溝１３Ｂは、ランプ溝１２Ａとほぼ同様に、円弧状に湾曲して形成され、長さ方向の中央部が最深部となり、この最深部から両端側に向けて浅くなる円弧状溝として形成されている。
【００２７】
さらに、直動側ランププレート１３の外周側には、各ランプ溝１３Ｂ間に位置して例えば３個のガイド溝１３Ｃが半径方向に延びて形成され、該各ガイド溝１３Ｃには、転がり直動ガイド１５が配置されている。この３個の転がり直動ガイド１５は、直動側ランププレート１３がケーシング６に対して相対回転するのを規制し、筒体７の軸方向に相対変位（直動）するのを許すものである。
【００２８】
そして、転がり直動ガイド１５は、ガイド溝１３Ｃの溝底側に挿嵌された内側ガイド片１５Ａと、該内側ガイド片１５Ａと半径方向で対向するようにガイド溝１３Ｃ内に軸方向に移動可能に配置された外側ガイド片１５Ｂと、各ガイド片１５Ａ，１５Ｂ間に軸方向に転動可能に設けられた球体１５Ｃとにより大略構成されている。また、外側ガイド片１５Ｂは、筒体７の内周面にボルト止め、圧入、溶接等の手段を用いて固定されている。
【００２９】
これにより、各転がり直動ガイド１５は、直動側ランププレート１３側に固定された内側ガイド片１５Ａとケーシング６側に固定された外側ガイド片１５Ｂとの間で球体１５Ｃを転動させることにより、ケーシング６と直動側ランププレート１３との相対回転を規制しつつ、ケーシング６に対して直動側ランププレート１３を軸方向に円滑に移動させることができる。
【００３０】
また、第２のスタビライザバー３の延長部４には、一側軸部４Ａの外周を覆うようにすべり軸受１６が設けられている。このすべり軸受１６は、ケーシング６に対して直動側ランププレート１３を軸方向に円滑に移動させるもので、案内筒部１３Ａの内周面に対し、がたつかないように十分に小さな隙間をもってすべり接触するようになっている。
【００３１】
このように構成された直動機構としてのボールアンドランプ機構１１は、後述する付勢機構１７の付勢力を用いて回転側ランププレート１２と直動側ランププレート１３とを互いに接近する方向に押付けることにより、通常はボール１４が両者のランプ溝１２Ａ，１３Ｂの最深部に配置される。これによって、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とは、付勢機構１７の付勢力で常に初期角度（車両が左，右方向で傾斜してない角度）になるように付勢される。
【００３２】
一方、第１のスタビライザバー２（ケーシング６）と第２のスタビライザバー３とが軸線Ｏ−Ｏを中心にして相対回転した場合には、ランプ溝１２Ａとランプ溝１３Ｂとが周方向で相対的に位置ずれするから、各ボール１４は、各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの中央部から端部側に移動する。これにより、各ランププレート１２，１３は、各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂの傾斜に従って互いに軸方向に離間する方向に変位する。このため、ランプ溝１３Ｂをランプ溝１２Ａに向け押付けている付勢機構１７の付勢力は大きくなり、このときの捩り剛性を大きくすることができる。
【００３３】
付勢機構１７は、直動側ランププレート１３の右側に位置して筒体７内に設けられている。この付勢機構１７は、ボールアンドランプ機構１１の軸方向一側（右側）に位置して延長部４の外周に設けられている。付勢機構１７は、直動側ランププレート１３の直線運動を抑制する方向に該直動側ランププレート１３を付勢するもので、回転側ランププレート１２に向けて直動側ランププレート１３を押付ける押付力を発生する弾性部材により構成されている。
【００３４】
即ち、付勢機構１７を構成する弾性部材には、図２に示すように複数枚（例えば７枚）の皿ばねを互い違いに重ね合わせて配置したものが用いられている。皿ばねを連ねてなる付勢機構１７は、その一端側が直動側ランププレート１３に当接し、他端側が後述のプランジャ２１に当接するように配置されている。そして、付勢機構１７は、ボールアンドランプ機構１１の直動側ランププレート１３に対し矢示Ａ方向の付勢力（推力）を与えるものである。
【００３５】
筒体７内には、付勢機構１７の一端側となる右側に位置して延長部支持部材１８が設けられている。この延長部支持部材１８は、ケーシング６を構成する筒体７の中心部（軸線Ｏ−Ｏ）側で第２のスタビライザバー３の延長部４を支持するものである。また、延長部支持部材１８は、小径な有底円筒状の支持筒１８Ａと、該支持筒１８Ａの周方向の３箇所に位置して外周面から突出した扇状突起１８Ｂと、該各扇状突起１８Ｂの外周面から径方向の外向きに延びた脚部１８Ｃとにより大略構成されている。
【００３６】
延長部支持部材１８を構成する支持筒１８Ａ内には、延長部４の一側軸部４Ａがすべり軸受１６を介して回転自在に挿嵌されている。一方、半径方向に延びた３本の脚部１８Ｃの先端は、筒体７の内周面にボルト止め、圧入、溶接等の手段を用いて固定されている。これにより、延長部支持部材１８は、延長部４の一側軸部４Ａを軸線Ｏ−Ｏの位置で回転可能に支持することができ、他側軸部４Ｂを支持するアンギュラ玉軸受９との間で延長部４を両持ち状態で支持することができる。また、支持筒１８Ａ内には玉軸受１９が設けられ、延長部支持部材１８は、玉軸受１９を介して後述するねじ部材２２の小径部２２Ｂを軸線Ｏ−Ｏ上で回転可能に支持している。
【００３７】
さらに、延長部支持部材１８は、隣合う扇状突起１８Ｂ、脚部１８Ｃの間が軸方向に貫通した切欠き部（図示せず）となり、これらの切欠き部内には、後述するプランジャ２１の押し爪２１Ｂが挿通される。これにより、ケーシング６に固定された延長部支持部材１８は、プランジャ２１の軸方向の移動を許可しつつ、各扇状突起１８Ｂがプランジャ２１の回転を規制する廻止め部材として機能している。
【００３８】
付勢機構１７の一端側となる右側に位置して筒体７内に付勢力調整機構２０が設けられ、該付勢力調整機構２０は、軸方向（矢示Ａ，Ｂ方向）に移動することにより付勢機構１７の付勢力を調整するものである。付勢力調整機構２０は、後述するプランジャ２１の各押し爪２１Ｂが延長部４の外周に配置されている。また、付勢力調整機構２０は、例えば付勢機構１７の伸縮方向に任意の大きさのセット荷重を付与するものである。
【００３９】
付勢力調整機構２０は、筒体７内を軸方向に移動可能なプランジャ２１、ねじ部材２２等により構成されている。ここで、プランジャ２１は、ベースとなる円板部２１Ａを有し、この円板部２１Ａの表面（左側面）には、延長部支持部材１８の前記各切欠き部を貫通して付勢機構１７側に延びる３個の押し爪２１Ｂが設けられている。そして、プランジャ２１は、各押し爪２１Ｂが直動側ランププレート１３との間で付勢機構１７をプリセット状態（セット荷重を付与した状態）で挟むように、直動側ランププレート１３に軸方向で対向して設けられている。プランジャ２１は、付勢機構１７（皿ばね）の付勢力を受承して支持する支持手段を構成している。
【００４０】
さらに、円板部２１Ａの中心部にはねじ孔２１Ｃが設けられ、該ねじ孔２１Ｃは、例えば台形ねじとして形成されている。そして、プランジャ２１のねじ孔２１Ｃは、後述するねじ部材２２の雄ねじ２２Ｃと共に、後述の電動モータ２５による回転運動をプランジャ２１の直線運動に変換するねじ機構を構成すると共に、支持手段としてのプランジャ２１に摩擦力による保持力を与え、プランジャ２１を任意の位置で保持する保持手段を構成している。
【００４１】
このように、プランジャ２１は、台形ねじからなる保持手段（即ち、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）を介してねじ部材２２に螺合しているため、後述の電動モータ２５を用いてねじ部材２２を回転駆動しない限りは、図２中の矢示Ａ，Ｂ方向のいずれにも変位することはなく、付勢機構１７の付勢力によってプランジャ２１が軸方向に動くことはない。
【００４２】
プランジャ２１の内周側から軸方向に延びたねじ部材２２は、中空な段付軸として形成され、軸線Ｏ−Ｏを中心として回転するものである。即ち、ねじ部材２２は、軸方向一側（右側）の大径部２２Ａと軸方向他側（左側）の小径部２２Ｂとからなり、両者の間には後述のウォームホイール２４Ａが一体に形成されている。ねじ部材２２は、大径部２２Ａの先端が筒体７の蓋部７Ｂにスラスト玉軸受２３を介して回転可能に支持され、小径部２２Ｂの先端が延長部支持部材１８に対し玉軸受１９を介して回転可能に支持されている。
【００４３】
ねじ部材２２の小径部２２Ｂの外周側には、プランジャ２１のねじ孔２１Ｃに螺合する台形ねじからなる雄ねじ２２Ｃが形成され、該雄ねじ２２Ｃは、ねじ孔２１Ｃと一緒にプランジャ２１を軸方向に変位させるねじ機構を構成すると共に前記保持手段を構成している。また、ねじ部材２２の外周側には、小径部２２Ｂと大径部２２Ａとの間に位置して後述する減速機２４のウォームホイール２４Ａが一体的に設けられている。
【００４４】
ここで、ねじ部材２２は、大径部２２Ａが筒体７の蓋部７Ｂ内にスラスト玉軸受２３を介して回転可能に支持されている。このため、ねじ部材２２に作用する軸方向のスラスト荷重は、このスラスト玉軸受２３を介して筒部７により受承され、後述の電動モータ２５にスラスト荷重が作用するのを抑えることができる。
【００４５】
このように構成された付勢力調整機構２０は、電動モータ２５によってねじ部材２２を正，逆方向に回転駆動し、プランジャ２１の各押し爪２１Ｂを直動側ランププレート１３に接近させる図２中の矢示Ａ方向と、該直動側ランププレート１３から離間させる矢示Ｂ方向とに直線的に変位させる。これにより、付勢機構１７の各皿ばねは、直動側ランププレート１３とプランジャ２１の各押し爪２１Ｂとの間で軸方向に撓み変形し、両者の間隔（離間寸法）に応じてボールアンドランプ機構１１に対する付勢力、即ちばね荷重が可変に調整される。
【００４６】
従って、付勢力調整機構２０は、電動モータ２５によりねじ部材２２を回転駆動してプランジャ２１を軸方向に変位させ、ボールアンドランプ機構１１に対する付勢機構１７の付勢力を調整する。これにより、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩れ角に対する捩り剛性としての捩りトルクを、車両の直進走行時、コーナリング走行時等の走行状態に応じてソフトからハードまで可変に調整することができる。
【００４７】
ギヤケース１０の位置に設けられた減速機２４は、ねじ部材２２の外周側に一体的に設けられたウォームホイール２４Ａと、ギヤケース１０内に設けられ該ウォームホイール２４Ａに噛合したウォームギヤ２４Ｂと、該ウォームギヤ２４Ｂと一体に回転する回転軸２４Ｃとを含んで構成されている。減速機２４は、ウォームギヤ２４Ｂの回転をウォームホイール２４Ａで減速し、大きな回転トルクをねじ部材２２に発生させるものである。
【００４８】
減速機２４を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ２５は、ケーシング６に一体形成されたギヤケース１０のモータ取付筒部１０Ａ内に収納して設けられている。この電動モータ２５は、その回転出力が減速機２４により減速されてねじ部材２２に伝えられるため、出力トルクが相対的に小さい小型のモータを用いることができる。電動モータ２５は、各スタビライザバー２，３間で大きなトルクを伝達する部位、付勢機構１７による大きな軸力が作用する部位から離れた位置に配置しているから、雨水、飛石等から内部を保護できる程度の強度を有していればよく、軽量なケース等を用いることができる。
【００４９】
また、電動モータ２５は、制御手段を構成する後述のコントローラ２９に電気的に接続され、電動モータ２５の回転がコントローラ２９によって制御される。コントローラ２９の入力側には、図１に示すようにハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ２６、車両の走行速度を検出する車速センサ２７および車体側の横加速度を検出する横加速度センサ２８（以下、横Ｇセンサ２８という）等が接続され、出力側にはスタビライザ装置１のアクチュエータである電動モータ２５が接続されている。
【００５０】
コントローラ２９は、図３に示すように、車両モデル部３０、微分部３１、ＦＦ演算部３２、時間保持部３３、ＦＢ演算部３４、加算部３５、目標位置算出部３６、モータ位置制御部３７、電流ドライバからなる電流制御部３８、電流センサ部３９および電流制御許可判断部４０等を含んで構成されている。なお、以下の説明では、前輪側のスタビライザ装置１を例に挙げて説明するが、後輪側のスタビライザ装置１についても基本的には同一の制御が行われる。但し、前輪側と後輪側とでは制御ゲイン、制御マップがそれぞれの設置条件に従って変えられるものである。
【００５１】
この場合、コントローラ２９は、操舵角センサ２６で検出した操舵角の信号と車速センサ２７で検出した車速の信号とに基づいて、車両モデル部３０で下記のように横加速度αy を推定する演算を行う。推定された横加速度αy に基づきフィードフォワード制御（ＦＦ制御）にて目標剛性を算出することにより、ロール時の制御性能を向上できるようにしている。
【００５２】
まず、車両モデル部３０では操舵角（前輪舵角δf ）と車速Ｖとより、下記の数１式の車両モデルを用いて横加速度αy を推定する。ここで、横加速度αy は車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数１の式により求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００５３】
【数１】
【００５４】
次の微分部３１では、横加速度（即ち、数１式による横加速度αy ）を微分して横加加速度を算出する。フィードフォワード演算部であるＦＦ演算部３２は、図３に示す演算マップを参照して前記横加加速度にゲインを乗算することで、車両のロール抑制を行うための目標剛性を決定する。ＦＦ演算部３２による目標剛性は、操舵角から推定した横加加速度に基づく制御量であるため、車両が旋回を開始する前にスタビライザ装置１の剛性を高めることができる。時間保持部３３は、ＦＦ演算部３２による目標剛性の制御量を予め決められた時間だけ保持することにより、例えば左，右方向に連続してステアリング操作を行う場合でも、制御量を切換えることなく保つことができ、消費動力の低減化に寄与できるものである。
【００５５】
一方、ＦＢ演算部３４は、図３に示す演算マップを参照することにより横Ｇセンサ２８で検出した車体側の横加速度に対する目標剛性をフィードバック制御による演算で求める。そして、加算部３５では、ＦＦ演算部３２による目標剛性とＦＢ演算部３４による目標剛性とを足し合わせて最終的な目標剛性を算定する。ここで、ＦＦ演算部３２とＦＢ演算部３４の目標剛性を足し合わせる構成としたが、値の大きい方を選択するハイセレクトとしてもよい。次の目標位置算出部３６は、このときの目標剛性に対応した電動モータ２５の目標位置（例えば、モータ出力軸の目標となる回転位置）を算出する。
【００５６】
次のモータ位置制御部３７では、図４に示すように、電動モータ２５の実位置（実際の回転位置）と目標位置算出部３６から出力される目標位置との偏差を偏差演算部４１で求め、このときの偏差に対して後述の如くＰＩ制御を行うことにより、電動モータ２５の実際の回転位置（実位置）が目標位置と一致するように制御演算を行うものである。
【００５７】
即ち、ゲイン乗算部４２では、前記偏差に対して比例要素のゲインＫｐを乗算する。積分器４３は前記偏差を積分し、他のゲイン乗算部４４では、この積分値に対して積分要素のゲインＫｓを乗算する。加算部４５は、ゲイン乗算部４２，４４からの出力値を加算し、この加算値に対応した制御値をマップ演算部４６により図４に示すマップを参照して算出する。マップ演算部４６で算出された制御値は、電動モータ２５を前記目標位置まで回転させるために必要な指令電流として出力されるものである。
【００５８】
信号切替部４７は、電流制御許可判断部４０から出力される制御許可フラグが後述の図６に示す制御処理により値「０」にセットされているか、値「１」にセットされているかを判定し、値「１」の場合にはマップ演算部４６で算出された制御値を指令電流として電流制御部３８に出力する。しかし、制御許可フラグが値「０」に切換わったときに、信号切替部４７は、記憶部４８に予め格納された制御値「０」を、電流値が零の指令電流として電流制御部３８に出力する。これにより、電動モータ２５による無駄な電流消費を低減することができる。
【００５９】
なお、前述したモータ位置制御部３７では、電動モータ２５の実位置と目標位置との偏差に対してＰＩ制御を行う場合を例に挙げて説明したが、これ以外の制御（例えば、比例要素を用いたＰ制御、これに微分要素を追加して行うＰＤ制御、またはＰＩＤ制御）を行う構成としてもよく、要は、電動モータ２５の実位置を目標位置に短時間で一致または近付けるようにモータの回転位置制御を行う構成とすればよいものである。
【００６０】
次に、電流制御許可判断部４０は、図５に示すようにモータ必要トルク算出部４９、微分器５０、モータ最大トルクの記憶部５１および制御可能判断部５２を含んで構成されている。モータ必要トルク算出部４９は、後述の図７に示す制御ブロック図に沿って電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクを、モータ実位置と目標位置と横Ｇセンサ２８による横加速度とから演算により算出する。
【００６１】
微分器５０は、モータ実位置を微分して電動モータ２５の回転速度を求め、これを制御可能判断部５２に出力する。記憶部５１は、電動モータ２５から出力可能なトルク値をモータ最大トルクとして予め格納されており、このモータ最大トルクのトルク値を制御可能判断部５２に出力する。また、電動モータ２５に印加している電流値を電流センサ部３９（図３参照）で検出し、このときの電流値を制御可能判断部５２に出力する。そして、制御可能判断部５２は、図６に示す制御処理を行うことにより電動モータ２５の回転制御が可能な状態にあるか否かを判断するものである。
【００６２】
即ち、図６示す処理動作がスタートすると、ステップ１では、モータ速度がほぼ零（モータ速度≒０）で、かつ電流値が最大となっているか否かを判定する。ステップ１で「ＮＯ」と判定するときには、ステップ２に移ってモータ必要トルク算出部４９から出力されたモータ必要トルクが、記憶部５１に格納された最大トルクを越えたか否かを判定する。ステップ２で「ＮＯ」と判定するときには、電動モータ２５に電流を供給すればモータの回転制御が可能な場合であるから、ステップ３に移って電流制御許可フラグを「１」にセットし、この状態で次のステップ４に移ってリターンする。
【００６３】
一方、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定した場合には、供給電流が最大になっているにも拘わらず、電動モータ２５は実質的に回転されない状態にあるので、ステップ５に移って電流制御許可フラグを「０」にセットする。また、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときにも、モータ必要トルクが最大トルクを越えているので、ステップ５に移って電流制御許可フラグを「０」にセットする。
【００６４】
これにより、図４に示す信号切替部４７は、記憶部４８に予め格納された制御値「０」を電流値が零の指令電流として電流制御部３８に出力させ、電動モータ２５への給電を停止する。この結果、電動モータ２５は回転が停止され、この停止位置に保持される。即ち、図２に示すスタビライザ装置１のプランジャ２１は、台形ねじからなる保持手段（即ち、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）を介してねじ部材２２に螺合しているため、電動モータ２５が停止している限りは、図２中の矢示Ａ，Ｂ方向のいずれにも変位することはなく、付勢機構１７の付勢力によってプランジャ２１が軸方向に動くことはない。
【００６５】
次に、モータ必要トルク算出部４９は、図７に示すように、変位算出部５３、ロール角推定部５４、捩れ角算出部５５、ランプ変位算出部５６、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６を含んで構成されている。
【００６６】
変位算出部５３は、電動モータ２５の実位置に従ってねじ部材２２の変位をねじ変位として算出する。ロール角推定部５４は、例えばＸ軸方向の横加速度、Ｙ軸方向のロール角、Ｚ軸方向のねじ変位からなる特性を予め記憶した三次元マップ（図７参照）を参照することにより、横Ｇセンサ２８からの横加速度と前記ねじ変位とに従って車体側のロール角をマップ演算により推定する。
【００６７】
捩れ角算出部５５は、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角と推定したロール角とが比例関係にあるので、ロール角推定部５４によるロール角に比例した捩れ角を算出する。ランプ変位算出部５６は、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角とランプ変位との特性を予め記憶した二次元マップを参照することにより、捩れ角算出部５５で求めた捩れ角に対するランプ変位を算出する。
【００６８】
第１加算部５７は、上述の如く算出したねじ変位とランプ変位とを加算し、これにより、皿ばねからなる付勢機構１７の撓み量を求める。軸力演算部５８は、前記皿ばねのばね定数を付勢機構１７の撓み量に乗算して付勢機構１７に発生する軸力（推力）を算出する。絶対値演算部５９は算出した軸力の絶対値をとり、摩擦力算出部６０は、この絶対値に摩擦係数を乗算して摩擦力、即ち摩擦トルクを算出する。トルク算出部６１は、前記軸力の絶対値からねじ部材を回転させるためのトルクを算出する。
【００６９】
一方、偏差演算部６２は、電動モータ２５の実位置と目標位置算出部３６からのモータ目標位置との偏差を演算し、第１掛け算部６３では、この偏差をモータ実位置に掛け算する。符号判断部６４では、第１掛け算部６３からの入力値が零より大きいか否かを判断し、入力＞０のときには、出力を「＋１」に設定する。そして、入力≦０のときには、出力を「−１」に設定する。
【００７０】
即ち、電動モータ２５によってねじ部材２２を回転駆動するときの必要トルクは、付勢機構１７による軸力（推力）に抗してねじ部材２２を回転する正方向の回転トルクと、これとは逆方向にねじ部材２２を回転するときの逆方向の回転トルクとで大きく異なる。そこで、符号判断部６４では、前述の如く入力の正，負に応じて出力の符号を切替え、前記軸力が電動モータ２５の回転トルクに対して抵抗となる場合には出力を「＋１」に設定し、抵抗とならない場合は出力を「−１」に設定する。
【００７１】
これにより、第２掛け算部６５は、前記軸力が抵抗となる場合にトルク算出部６１のトルク値と前記出力の「＋１」とを掛け算し、第２加算部６６では、このときのトルク値を摩擦力算出部６０の摩擦トルクに加算して電動モータ２５の必要トルクを大きな値に設定する。一方、前記軸力が抵抗とはならない場合には、第２掛け算部６５によりトルク算出部６１のトルク値と前記出力の「−１」とを掛け算し、第２加算部６６では、マイナスのトルク値を摩擦力算出部６０の摩擦トルクに加算して電動モータ２５の必要トルクを小さな値に設定する。
【００７２】
本実施の形態によるスタビライザ制御装置は、上述の如き構成を有するものであり、次に、その作動について説明する。
【００７３】
まず、車両が直進している場合には、車体がロールすることはほとんどない。このために、スタビライザ装置１に求められる捩り剛性は小さく、各スタビライザバー２，３は比較的容易に独立して回動することができる。これにより、例えば直進走行時に一方の車輪が凹部に落ちることがあっても、この一方の車輪だけをストロークさせることができ、安定した走行姿勢を得ることができる。
【００７４】
即ち、操舵角、アクセル操作量、ブレーキ操作量、横加速度等の情報を基にして車両の走行状態を判断し、直進走行していると判断した場合には、スタビライザ装置１のねじ部材２２を電動モータ２５によって予め決められた位置まで回転させ、付勢機構１７による軸力（推力）が発生する範囲内で直動側ランププレート１３とプランジャ２１の押し爪２１Ｂとを離間させる。これにより、付勢機構１７に付加される初期荷重を小さくし、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力（即ち、捩りトルク）も小さくする。従って、スタビライザ装置１の捩り剛性を小さくできるから、左，右の車輪は、路面の凹凸に合わせて独立してストロークすることができ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００７５】
次に、ハンドルを操作して道路のコーナ部分等をステアリング走行する場合には、外側へのロールを抑える必要がある。そこで、このような場合には、スタビライザ装置１のねじ部材２２を電動モータ２５によって先程とは逆方向に回転させ、直動側ランププレート１３とプランジャ２１の押し爪２１Ｂとの離間寸法を直進時よりも小さくする。これにより、付勢機構１７に付加される軸力（初期荷重）が大きくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力も大きくなる。従って、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を高めることで、車体が外側にロールするのを抑えることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定させることができる。
【００７６】
このコーナリング時の制御では、左コーナを走行する場合、右コーナを走行する場合のいずれでも、付勢力調整機構２０によって付勢機構１７の初期荷重を大きくすることになる。これにより、山道を走行する場合、スラローム走行を行う場合のように、左コーナと右コーナとが交互に続く場合でも、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を一度高めた後には、速度やコーナの大きさに応じて微調整するだけでよく、電動モータ２５の頻繁な駆動を防止することができる。
【００７７】
ここで、図８に示す特性線は、車両が直進走行の途中で車線変更を行うために隣の車線への乗り移りを想定したときの作動例である。特性線６７は、操舵角センサ２６で検出した操舵角の特性であり、例えば時間Ｔ1 の前，後で車線変更のためにハンドル操作（操舵）が行われている。例えば時間Ｔ6 の段階で車線変更が完了し、ハンドルの操作（操舵）も中立位置に戻されている。
【００７８】
特性線６８は横加加速度の特性を示し、図３に示す車両モデル部３０で前記数１式により演算された横加速度αy を微分器３１により微分して求められた特性である。特性線６８における保持時間は、図３中の時間保持部３３による保持時間を示している。モータ必要トルクの特性線６９は、電流制御許可判断部４０のモータ必要トルク算出部４９（図７参照）で前述の如く算出した特性である。
【００７９】
電流出力停止フラグの特性線７０は、電流制御許可判断部４０の制御可能判断部５２（図５参照）から出力される制御許可フラグの特性を示し、停止時には反転して電流制御許可フラグが「０」にセットされ、許可時には電流制御許可フラグが「１」にセットされるものである。図８中に実線で示す電流値の特性線７１は、図３に示す電流制御部３８から電動モータ２５に出力する電流値を電流センサ部３９により検出したものである。点線で示す特性線７２は、比較例（例えば、電流制御許可判断部４０を有していないスタビライザ制御装置）による電流値の特性を表したものである。剛性の特性線７３は、スタビライザ装置１のスタビライザバー２，３間に発生する捩りトルクの剛性を示したものであり、電動モータ２５に電流を出力して目標剛性となるように剛性を可変に制御している。
【００８０】
図８中の特性線６８による横加加速度が制御閾値±αを越えると、目標剛性を高くするため、例えば時間Ｔ1 以降で特性線６９に示すようにモータ必要トルクが大きくなり、特性線７１，７２に示すように電動モータ２５に出力する電流値も高く設定される。これにより、スタビライザ装置１の剛性は、特性線７３に示すように時間Ｔ1 以降で増大される。
【００８１】
ところで、モータ必要トルクの特性線６９に示すように時間Ｔ2 〜Ｔ3 では、スタビライザ装置１の電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクが最大トルクを越えている。このため、比較例の特性線７２のように時間Ｔ1 〜Ｔ4 にわたって電流を供給し続けても、例えば時間Ｔ2 〜Ｔ3 では電動モータ２５を回転させることができず、この間は電力が無駄に消費されることになる。
【００８２】
そこで、第１の実施の形態では、特性線６９に示すようにモータ必要トルクが時間Ｔ2 〜Ｔ3 間で最大トルクを越えたときには、電流出力停止フラグ（特性線７０）を停止させて電流制御許可フラグを「０」にセットすることにより、実線で示す特性線７１のように、時間Ｔ2 〜Ｔ3 間では電流の出力を停止する構成としている。
【００８３】
このため、時間Ｔ2 〜Ｔ3 間で消費電力が無駄に消費されるのを防止でき、スタビライザ装置１に要求される剛性を確保することができる。そして、時間Ｔ3 〜Ｔ4 のように、モータ必要トルク（特性線６９）が最大トルクよりも小さくなったときには、再び電動モータ２５に電流を出力してスタビライザ装置１の剛性を可変に制御することができ、スタビライザ装置１に要求される性能を十分に確保することができる。
【００８４】
なお、図８中の時間Ｔ4 〜Ｔ5 間でも、モータ必要トルク（特性線６９参照）が最大トルクを越えている。しかし、この場合には、時間Ｔ1 〜Ｔ4 にわたる制御でスタビライザ装置１の剛性を、例えば最大の剛性値まで既に高めた状態にあるから、台形ねじによる摩擦保持力（即ち、ねじ孔２１Ｃに螺合した雄ねじ２２Ｃの摩擦トルク）を利用してスタビライザ装置１の剛性を確保することができ、電動モータ２５への給電を停止することができる。
【００８５】
上述したように、第１の実施の形態では、電流制御許可判断部４０のモータ必要トルク算出部４９により電動モータ２５が回転可能か否かを各種のセンサ情報から推定し、制御可能判断部５２により回転可能と判断した場合にのみ、モータ位置制御部３７から電流制御部３８に指令電流を出力することができ、これによって無駄な消費電力を低減することが可能となる。
【００８６】
即ち、モータ必要トルク算出部４９では、車体の横加加速度（ロール量）や電動モータ２５の回転位置（モータ実位置）から電動モータ２５を回転するのに必要なトルクを推定し、その値をモータ最大トルクと制御可能判断部５２で比較し、最大トルク以下であった場合にのみ、電動モータ２５を回転駆動できると判断して電流の出力を許可するロジックを追加したものである。これにより、電動モータ２５を過負荷により回転できずに、消費電力を無駄にするような場合を大幅に削減でき、エネルギ効率を高めて消費動力を低減することができる。
【００８７】
モータ必要トルク算出部４９では、電動モータ２５の回転に必要なトルクの推定するために、電動モータ２５の回転角とロール角（スタビライザバー２，３間の捩れ角）から必要なトルクを求める。このトルクは台形ねじ（例えば、ねじ孔２１Ｃと雄ねじ２２Ｃ）の摩擦と付勢機構１７の軸力によるトルクであり、軸力によるトルクは常に電動モータ２５を押し戻す方向に働いている。このため、符号判断部６４では、付勢機構１７による軸力が電動モータ２５の回転トルクに対して抵抗になる場合か否かを判別する構成としている。
【００８８】
これにより、車体のロール量（スタビライザバー２，３間の捩れ角）とモータ回転角、目標回転角から電動モータ２５を回転させるのに必要なトルクを推定することができ、モータ最大トルク以下の場合にのみ電動モータ２５に電流を出力することができる。この結果、電動モータ２５を回転駆動することができない大ロール時において、電力が無駄に消費されるのを防ぐことができ、エネルギ効率を向上することができる。
【００８９】
また、車線変更時等での切り戻し時にロール量が小さくなる場合に回転に必要なトルクが小さくなり回転可能となる条件も判断可能であるため、操舵初期に応答性が悪いため間に合わなかった場合にも切り戻し時に剛性を高めることができる。
【００９０】
なお、前記第１の実施の形態では、図６に示す制御処理を制御可能判断部５２で行うことにより、電動モータ２５の回転制御が可能か否かを判断する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、下記のように誤差を含んだ判定処理を行う構成としてもよい。
【００９１】
即ち、モータ必要トルク算出部４９で行うモータ必要トルクは推定演算による誤差を含んでいるため、〔モータ必要トルク＋誤差＜モータ最大トルク〕とした判定処理を行う方がよい。但し、この場合の誤差は、プラス（＋）側の誤差か、マイナス（−）側の誤差であるかを判別するのが難しい。このため、制御性能を維持するために−側の誤差と見做して、モータ必要トルクを実際よりも小さくすると、回転可能な範囲でも誤差によって制御しない場合を防ぐことができる。さらに、電動モータ２５が回転不可能な場合には、電流を出力してもモータ回転位置（実位置）が変わらないため、この判断で制御を中止することにより、消費動力を抑えることもできる。また、＋側の値とすることで制御可能な範囲でもあえて制御しないようにすることで、消費動力低減効果を高めることができる。
【００９２】
次に、図９ないし図１１は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、左，右の車輪側に設けた車高センサからの信号により左，右の車高差を求め、この車高差に基づいて車体のロール量（スタビライザバー２，３間の捩れ角）を算出する構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９３】
図中、８１〜８４は本実施の形態で採用した車高センサで、該車高センサ８１〜８４のうち車高センサ８１は、例えば図１０に示す「車高ＲＨ」として右前輪側に設けられ、この位置で車高を検出する。「車高ＬＨ」としての車高センサ８２は、左前輪側に設けられ、この位置で車高を検出する。また、右後輪側には、車高センサ８３が「車高ＲＨ」として設けられ、左後輪側には「車高ＬＨ」としての車高センサ８４が設けられている。
【００９４】
８５は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ８５は、第１の実施の形態で述べたコントローラ２９と同様に、車両モデル部３０、微分部３１、ＦＦ演算部３２、時間保持部３３、ＦＢ演算部３４、加算部３５、目標位置算出部３６、モータ位置制御部３７、電流ドライバからなる電流制御部３８、電流センサ部３９および後述の電流制御許可判断部８６等を含んで構成されている。
【００９５】
８６は本実施の形態で採用した電流制御許可判断部で、該電流制御許可判断部８６は、第１の実施の形態で述べた電流制御許可判断部４０（図５参照）と同様に、微分器５０、モータ最大トルクの記憶部５１、制御可能判断部５２および後述のモータ必要トルク算出部８７を含んで構成されている。しかし、この場合の電流制御許可判断部８６は、モータ必要トルク算出部８７の構成が第１の実施の形態とは相違している。
【００９６】
モータ必要トルク算出部８７は、第１の実施の形態で述べたモータ必要トルク算出部４９と同様に、変位算出部５３、ランプ変位算出部５６、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６を含んで構成されている。しかし、この場合のモータ必要トルク算出部８７は、図１０に示すように車高差演算部８８および捩れ角算出部８９を備えている点で第１の実施の形態とは異なっている。
【００９７】
ここで、車高差演算部８８は、例えば右前輪側の車高センサ８１と左前輪側の車高センサ８２による車高信号から両者の偏差を演算する。この偏差は、左，右のスタビライザバー２，３間の相対変位に対応するものである。捩れ角算出部８９は、車高差演算部８８で演算した偏差（相対変位）からスタビライザバー２，３間の捩れ角（ボールアンドランプ機構１１の捩れ角）を算出する。即ち、捩れ角＝相対変位×比例係数 として算出される。比例係数は、スタビライザバー２，３の取付位置、レバー比等により予め決められる定数である。
【００９８】
次に、ランプ変位算出部５６では、第１の実施の形態で述べたようにスタビライザバー２，３間（ボールアンドランプ機構１１）の捩れ角とランプ変位との関係を予め記憶した二次元マップにより、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角に対するランプ変位を算出する。そして、その後は第１の実施の形態でも述べたように、第１加算部５７、軸力演算部５８、絶対値演算部５９、摩擦力算出部６０、トルク算出部６１、偏差演算部６２、第１掛け算部６３、符号判断部６４、第２掛け算部６５および第２加算部６６による演算、制御を行うものである。
【００９９】
かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、電流制御許可判断部８６のモータ必要トルク算出部８７により電動モータ２５が回転可能か否かを各種のセンサ情報から推定し、回転可能と判断した場合にのみ指令電流を出力することによって無駄な電力消費を低減することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を得ることができる。
【０１００】
特に、第２の実施の形態では、左，右の前輪側の車高センサ８１，８２または左，右の後輪側の車高センサ８３，８４から出力される車高信号により、ボールアンドランプ機構１１の捩れ角とランプ変位を算出する構成としているので、旋回や路面入力によるロールを関係なく検出できるため、どのような場合でも正確なモータ必要トルクを算出することができ、条件によらず消費動力の低減が可能となる。
【０１０１】
例えば、走行路側での路面入力によってスタビライザバー２，３間が捩られている場合でも、車高センサ８１，８２（８３，８４）によってスタビライザバー２，３間の捩れ角が検出できるようなシステム構成としているので、このような場合にも電動モータ２５を回転駆動するのに必要なトルクが推定でき、消費動力を低減することができる。
【０１０２】
なお、前記第２の実施の形態では、車高センサ８１〜８４を用いて左，右の車高差を演算により求める場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばばね上側の上，下方向加速度センサを用いたオブザーバによる車高の推定、またはその他の信号を用いたオブザーバ等により左，右の車高差を算出する構成としてもよい。
【０１０３】
また、前記各実施の形態では、各ランププレート１２，１３にそれぞれ３個のランプ溝１２Ａ，１３Ｂを設け、該各ランプ溝１２Ａ，１３Ｂに３個のボール１４を収容した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばランプ溝１２Ａ，１３Ｂを２個または４個以上設け、ボール１４を２個または４個以上設ける構成としてもよい。また、ボール１４に代えて円錐ころ等を用いる構成としてもよい。
【０１０４】
また、各実施の形態では、付勢機構１７を複数枚の皿ばねにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばコイルばね等の他の弾性体を皿ばねに代えて用いることにより付勢機構を構成してもよい。また、保持手段としては、台形ねじに限らず、例えばラチェット、トルクダイオード等を用いてもよい。
【０１０５】
一方、各実施の形態では、ねじ部材２２と電動モータ２５との間に、ウォームホイール２４Ａ、ウォームギヤ２４Ｂ等からなるウォームギヤ式の減速機２４を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばウォームギヤ式の減速機２４に代えて、遊星歯車式の減速機等を用いる構成としてもよい。
【０１０６】
また、各実施の形態では、電動モータ２５をケーシング６（軸線Ｏ−Ｏ）と平行となるように配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば軸線Ｏ−Ｏと直交する方向に電動モータを配置し、この電動モータによってウォームギヤを直接的に回転駆動する構成としてもよい。
【０１０７】
また、各実施の形態では、アンギュラ玉軸受９、すべり軸受１６、玉軸受１９、スラスト玉軸受２３を使用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限ることなく、これらの軸受に代えて、同様の機能をもった他の軸受を組み合わせて使用する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１ スタビライザ装置
２ 第１のスタビライザバー
３ 第２のスタビライザバー
４ 延長部
５ 可変剛性部
６ ケーシング
７ 筒体
８ 蓋体
１１ ボールアンドランプ機構（直動機構）
１２ 回転側ランププレート
１３ 直動側ランププレート
１４ ボール
１６ すべり軸受
１７ 付勢機構（ばね手段）
１８ 延長部支持部材
２０ 付勢力調整機構
２１ プランジャ（支持手段）
２１Ｂ 押し爪
２１Ｃ ねじ孔（保持手段、抵抗手段）
２２ ねじ部材
２２Ｃ 雄ねじ（保持手段、抵抗手段）
２５ 電動モータ（アクチュエータ）
２６ 操舵角センサ
２７ 車速センサ
２８ 横Ｇセンサ（横加速度センサ）
２９，８５ コントローラ（制御手段）
８１〜８４ 車高センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結しアクチュエータにより該各スタビライザバー間のねじり剛性を調整する可変剛性部と、前記アクチュエータを制御する制御手段とからなり、
前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じたばね力を出力するばね手段と、該ばね手段の移動に対して抵抗力を付与する抵抗手段とを有してなるスタビライザ制御装置において、
前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じる前記ばね力と前記抵抗力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としたことを特徴とするスタビライザ制御装置。
【請求項２】
第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結してねじり剛性を調整する可変剛性部とからなり、
前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じて直線運動する直動機構と、前記直線運動を抑制する方向に該直動機構を付勢する付勢機構と、該付勢機構を支持する支持手段と、該支持手段を任意の位置で保持力をもって保持する保持手段と、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与するアクチュエータと、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有する構成とし、
前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により前記付勢機構が付与する付勢力と前記保持力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としてなるスタビライザ制御装置。
【請求項１】
第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結しアクチュエータにより該各スタビライザバー間のねじり剛性を調整する可変剛性部と、前記アクチュエータを制御する制御手段とからなり、
前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じたばね力を出力するばね手段と、該ばね手段の移動に対して抵抗力を付与する抵抗手段とを有してなるスタビライザ制御装置において、
前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により生じる前記ばね力と前記抵抗力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としたことを特徴とするスタビライザ制御装置。
【請求項２】
第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結してねじり剛性を調整する可変剛性部とからなり、
前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転に応じて直線運動する直動機構と、前記直線運動を抑制する方向に該直動機構を付勢する付勢機構と、該付勢機構を支持する支持手段と、該支持手段を任意の位置で保持力をもって保持する保持手段と、前記支持手段の位置を変更するための力を前記支持手段に付与するアクチュエータと、該アクチュエータの出力を制御する制御手段とを有する構成とし、
前記制御手段は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとの相対回転により前記付勢機構が付与する付勢力と前記保持力との合計値が、予め決められた所定値よりも小さいときに前記アクチュエータを駆動する構成としてなる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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１６２６２（Ｐ２０１２−１１６２６２Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６３０１（Ｐ２０１０−２６６３０１）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]