(57)【要約】【課題】  スタビライザバーの剛性を変更するアクチュエータを備えたアクティブスタビライザの実用性を向上させる。【解決手段】  アクチュエータが有する電動モータの作動モードを、車両が直進状態である場合には（Ｓ１２）、電動モータの各相の入力線を開状態とするフリーモードとしてほぼ制動がない状態とし（Ｓ１３）、操作角速度ｄδが閾速度ｄδ１より小さい場合には（Ｓ１５）、アクティブなロール抑制制御を実行する制御モードとする（Ｓ１６）。そして、操作角速度ｄδが閾速度ｄδ１以上である場合、すなわち高速操舵時には、電動モータ７０を短絡させていわゆる短絡制動による制動状態を実現するブレーキモードとすることで、制御の遅れを回避し、車体のロールを効果的に抑制する（Ｓ１７）。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部の各々が左右の車輪の各々に連結されるスタビライザバーと、そのスタビライザバーの剛性を自身の動作によって変化させるアクチュエータと、そのアクチュエータの作動を制御する制御装置とを備えた車両用スタビライザシステムであって、
前記制御装置が、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に前記アクチュエータをそれの動作が制限される制動状態とする高速操舵時制御部を有することを特徴とする車両用スタビライザシステム。
【請求項２】
前記アクチュエータが、電動モータを有してそれの駆動力によって動作することで、前記スタビライザバーの剛性を変化させるものであり、前記高速操舵時制御部が、前記電動モータの作動モードを前記電動モータの逆起電力に起因した制動力による制動状態が実現されるモードとすることで、前記アクチュエータを制動状態とするものである請求項１に記載の車両用スタビライザシステム。
【請求項３】
当該スタビライザシステムが、インバータを含んで構成される前記電動モータの制御電源を備え、前記電動モータの作動モードがそのインバータが有するスイッチング素子の作動状態によって決定される構成とされた請求項２に記載の車両用スタビライザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタビライザバーを備えて車体のロールを抑制するためのスタビライザシステムに関し、詳しくは、スタビライザバーの剛性を変化させることが可能なスタビライザシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スタビライザシステムは、スタビライザバーの剛性を利用して、例えば車両旋回時における車体のロールを抑制するシステムである。近年では、いわゆるアクティブスタビライザと呼ばれるシステム、詳しくは、アクチュエータによってスタビライザバーの剛性を車両の旋回状態に応じて変化させることで、効果的にロールを抑制するシステムが検討されている。従来検討されているアクティブスタビライザとして、例えば、下記特許文献に記載されたシステムを挙げることができる。ちなみに、特許文献１に記載されているシステムは、油圧駆動されるアクチュエータを備えたシステムであり、特許文献２に記載されているシステムは、電動モータを駆動源とするアクチュエータを備えたシステムである。
【特許文献１】特開平７−４０７３１号公報
【特許文献２】特表２００２−５１８２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アクティブスタビライザは、コンピュータ等を備えた制御装置によって、車両の旋回状態を指標する車体が受ける横加速度等に基づいて、車体に作用するロールモーメントに対抗するロール抑制モーメントを発生させるべく、アクチュエータの動作が制御される。ところが、車両の旋回状態が急激に変化して横加速度等が急激に変化する場合等には、制御が追従せず、充分なロール抑制モーメントを発生させ得ないといった問題を抱えている。この問題は、アクティブスタビライザが抱える１つの問題に過ぎないが、従来のアクティブスタビライザは、種々の問題を抱えており、それらの問題に対処することによって実用性を改善する余地が多分に残されている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、スタビライザシステムの実用性の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明のスタビライザシステムは、スタビライザバーの剛性を変化させることが可能なアクチュエータの制御において、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に、アクチュエータを、それの動作が制限される制動状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のスタビライザシステムにおいて、アクチュエータは、それの動作によってスタビライザバーの剛性を変化させるものであることから、アクチュエータの動作を制限すれば、スタビライザバーの剛性の変化を制限することができる。それにより、スタビライザバーが所定の剛性を有するような状態が実現されることになる。本発明のスタビライザシステムでは、車両の旋回状態が急変するような場合である高速操舵時において、アクチュエータを制動状態とするため、制御の遅れによって充分なロール抑制モーメントを発生し得ないという事態を効果的に回避できることとなる。そのような利点から、本発明のスタビライザシステムは、実用的なアクティブスタビライザシステムとなる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、以下の各項において、（１）が請求項１に相当し、請求項１に（３）項および（４）項の技術的特徴を組み合わせたものが請求項２に、請求項２に（８）項の技術的特徴を組み合わせたものが請求項３に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）両端部の各々が左右の車輪の各々に連結されるスタビライザバーと、そのスタビライザバーの剛性を自身の動作によって変化させるアクチュエータと、そのアクチュエータの作動を制御する制御装置とを備えた車両用スタビライザシステムであって、
前記制御装置が、操舵速度が設定された閾速度を超える操舵がなされている場合に前記アクチュエータをそれの動作が制限される制動状態とする高速操舵時制御部を有することを特徴とする車両用スタビライザシステム。
【０００９】
本項に記載の車両用スタビライザシステムは、いわゆるアクティブスタビライザと呼ばれるロール抑制システムであり、アクチュエータの動作によってスタビライザバーの剛性を可変とするシステムである。本項のシステムでは、操舵速度の大きな操舵操作がなされた場合に、アクチュエータ動作に制限を加えてロール剛性の変化を制限するようにされており、その場合においても、所定のロール抑制モーメントを発生させることができる。したがって、制御の遅れによって充分なロール抑制モーメントを発生し得ないといった事態を回避でき、旋回状態（直進状態も旋回状態の究極の一態様である）が急激に変化する場合においても、効果的なロール抑制が可能となる。そのような利点により、本項に記載のスタビライザシステムは、実用的なスタビライザシステムとなる。
【００１０】
本項に記載のスタビライザシステムが備える「スタビライザバー」は、形状，構造等が限定されるものではない。例えば、捩じられることによってロール抑制モーメントを発生させるような構造のものとすることが可能である。具体的には、アクチュエータを備えていない一般的なスタビライザシステム（以下、「コンベンショナルなスタビライザシステム」、あるいは、「コンベンショナルシステム」という場合がある）が備えるスタビライザバーに類似する構造のものを採用することが可能であり、また、後に説明するように、そのコンベンショナルシステムが備えるスタビライザバーを１対のスタビライザバー部材に分割し、その分割された１対の部材によって１つのスタビライザバーが構成されているような構造のスタビライザバーを採用することも可能である。
【００１１】
本項のシステムが備える「アクチュエータ」は、動作することによって、スタビライザバーを変位，変形させ、あるいは、何らかの力を作用させることで、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものとすることが可能である。ここでいう、「剛性」とは、例えば、捩り剛性を意味する（スタビライザバーが有する弾性力と考えることもできる）。また、「剛性を変化させる」とは、スタビライザバー自体の物性値としての剛性を変化させることを意味するのではなく、いわゆる見かけ上の剛性を変化させることを意味する。具体的に言えば、例えば、左右の車輪の各々に連結される（厳密には、サスペンションアーム等の車輪保持部材に連結される）両端部の各々の相対変位量と、発生させるロール抑制モーメントとの関係を変更することを意味し、換言すれば、ある車体のロール角をある角度に維持する場合においてスタビライザバーによって発生させられるロール抑制モーメントの大きさを変化させることを意味する。
【００１２】
また、「アクチュエータ」は、どのような駆動力で作動させられるものであってもよい。例えば、液圧ユニットが発生させる液圧によって作動するような構造のアクチュエータを採用することも可能であり、また、後に説明するように、電動モータによって作動するような構造のアクチュエータを採用することも可能である。液圧駆動のアクチュエータとしては、シリンダ装置として機能するような構造のものを採用することができる。詳しく言えば、ハウジングとピストン（ロータリ型アクチュエータの場合におけるベーンを含む概念である）とを備え、液室に充満させられた液圧を制御することによってハウジングとピストンとを相対動作させ、その相対動作によって、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものを採用することが可能である。また、電動アクチュエータとしては、後に説明するように、ハウジングと、それに保持される電動モータと、ハウジングに回転可能に保持されて電動モータによって回転させられる出力軸とを備え、電動モータに供給される電力を制御することによってハウジングと出力軸とを相対回転動作させ、その相対回転動作によって、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものを採用することが可能である。
【００１３】
上記アクチュエータの配設箇所も特に限定されない。例えば、スタビライザバーが、先に説明したコンベンショナルシステムが備えるスタビライザバーに類似するものであれば、それの一方の端部と一方の車輪との間に配設し、その端部とその車輪との間隔を変化させるようにすることが可能である。また、スタビライザバーが、先に説明した１対のスタビライザバー部材を有するものである場合には、後に説明するように、それら１対のスタビライザバー部材の間に配設し、それらの相対回転角度を変化させるようにすることも可能である。
【００１４】
本項の態様が備える「制御装置」は、例えば、コンピュータを主体として構成されるものを採用し、アクティブロール制御を、つまり、スタビライザバーが発生させるロール抑制モーメントが車両の旋回状態に応じて適切なロール角度を実現する大きさとなるようなアクチュエータの制御を、実行可能な構成とすることができる。ここでいう「旋回状態」とは、例えば、どのようなロールモーメントを車体が受けているかといったようなことを意味する。旋回状態は、それを指標する旋回状態量（例えば、横加速度，ヨーレート等）によって、定量的に表現することが可能である。アクティブロール制御は、例えば、横加速度センサ，ヨーレートセンサ等を用いて旋回状態量を検出し、あるいは、車速センサ等によって検出された車両走行速度（車輪回転速度であってもよい）と操舵量センサによって検出された操舵量（ステアリング操作部材の操作量であってもよく、車輪の転舵量であってもよい）とに基づいて旋回状態量を推定し、その検出された旋回状態量と推定された旋回状態量との少なくとも一方に基づいて、適切なロール抑制モーメントが発生し得る動作量となるようにアクチュエータを制御することによって実行可能である。
【００１５】
上記制御装置が有する「高速操舵時制御部」は、制御装置の高速操舵時における処理を実行する特定の機能部である。高速操舵時であるか否かは、操舵速度に基づいて認定することが可能である。認定に供される操舵速度は、ステアリングホイール等のステアリング操作部材の操作速度であってもよく、車輪の転舵速度であってもよい。「閾速度」は、アクティブロール制御が追従することができない程度の操舵速度に設定することが可能である。ステアリングホイールの操作角速度を操舵速度とした場合を例にとって説明すれば、例えば、閾速度を５００゜／秒とし、それを超える操作角速度の操舵がなされた場合に、高速操舵時であると認定することが可能である。
【００１６】
高速操舵時制御部は、高速操舵時制御、すなわち、前述したようにアクチュエータを制動状態とする処理を実行する。「制動状態」とは、アクチュエータの動作が制限される状態を意味する。詳しくは、車体のロールによってアクチュエータが動作させられるような力（以下、「逆入力」という場合がある）がアクチュエータに作用する場合おいて、逆入力によるアクチュエータの動作が禁止される状態と、逆入力によってアクチュエータを動作させる際に相当に大きな力を必要とする状態との両者を含む。平たく言えば、前者は、アクチュエータが固定された状態、つまり、いわゆるロックされた状態であり、後者は、ブレーキがかけられた状態である。アクチュエータを制動状態とすることにより、逆入力に対する所定の反力を発生させることができ、アクチュエータをアクティブロール制御しなくても、スタビライザバーによって所定のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。
【００１７】
アクチュエータを制動状態とするには、例えば、アクチュエータに、ロック装置、摩擦力を利用したブレーキ装置等のメカニカルな機構の装置を設け、それらの装置を作動させればよい。また、アクチュエータが前述したシリンダ装置である場合には、ハウジング内の液室への作動液の流入出を、遮断弁等によって禁止する、あるいは、流量制限弁（例えば、絞り弁）等によって制限することによって、アクチュエータの制動状態を実現することができる。さらにまた、アクチュエータが前述した電動モータの駆動力を利用するものである場合には、後に説明するように、逆起電力を利用して電動モータを制動状態とすることによって、アクチュエータの制動状態を実現することが可能である。
【００１８】
（２）前記高速操舵時制御部が、前記スタビライザバーの剛性を設定された高さ以上の剛性とすべく、前記アクチュエータを制動状態とするものである(1)項に記載の車両用スタビライザシステム。
【００１９】
本項に記載の態様は、高速操舵時制御においてスタビライザバーの剛性の下限を規定する態様である。本項の態様によれば、アクティブロール制御によらずとも、設定された以上のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。「設定された高さの以上剛性」とは、具体的には、当該システムがアクチュエータを備えていないと仮定した場合のスタビライザバーの剛性以上の剛性、つまり、コンベンショナルなシステムにおけるスタビライザバーの剛性以上の剛性であることが望ましい。そのような剛性を有するように構成すれば、高速操舵時制御において、コンベンショナルなシステムが発生させ得るロール抑制モーメント以上のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。
【００２０】
（３）前記アクチュエータが、電動モータを有してそれの駆動力によって動作することで、前記スタビライザバーの剛性を変化させるものである(1)項または(2)項に記載の車両用スタビライザシステム。
【００２１】
本項に記載の態様は、アクチェータの構造を限定した態様である。電動モータを有するアクチュエータは、前述の液圧駆動のアクチュエータと比較すれば、コンパクトであるという利点を有する。アクチュエータを、電動モータの回転を減速して伝達する減速機を備えた構成とすれば、特に、ハーモニックギヤ機構（ハーモニックドライブ機構（登録商標），ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構とも呼ばれる）、サイクロイド減速機構，複数段構成のプラネタリギヤ機構等を採用する変速比の大きな（例えば、入力回転速度に対する出力回転速度が小さいという意味である）減速機を備えた構成とすれば、電動モータの小型化が図れ、アクチュエータのさらなるコンパクト化が図れることとなる。本項の態様において採用可能な「電動モータ」は、その形式等が限定されるものではなく、後に説明するＤＣブラシレスモータを始めとして、誘導モータ，同期モータ，ステッピングモータ，リラクタンスモータ等、種々の形式のモータを採用することが可能であり、また、動作に関して言えば、回転モータであってもリニアモータであってもよい。なお、後に説明するように、作動モードの変更を行うような場合には、それが容易に行えるものであることが望ましい。
【００２２】
（４）前記高速操舵時制御部が、前記電動モータの作動モードを前記電動モータの逆起電力に起因した制動力による制動状態が実現されるモードとすることで、前記アクチュエータを制動状態とするものである(3)項に記載の車両用スタビライザシステム。
【００２３】
本項に記載の態様は、電動モータを有するアクチュエータを採用する場合において、電動モータの作動モードを所定のモードとすることで、制動状態を実現する態様である。本項の態様にいう電動モータの「作動モード」とは、電動モータの通電形態と電力供給状態とによって定まる作動形態であり、ここでいう「通電形態」とは、後に例示しつつ詳しく説明するが、制御電源から電動モータへの通電における各相の切換，電動モータの各相の入力線と制御電源との接続、電動モータの各相の入力線相互間の関係等に関する形態を意味し、また、「電力供給状態」とは、例えば、電力が電動モータに供給されているか否か、どの程度の電力が供給されるか、どのような時期，タイミングで供給されるかといった状態を意味する。作動モードは、後に例示するように、通電形態と電力供給状態とによって種々のモードとすることができ、それぞれのモードにそれぞれ独自の特性を持たせることが可能である。各モードの特性を活かして、電動モータの作動モードを変更することで、スタビライザの特性を種々に変更することが可能となる。
【００２４】
本項の態様において、高速操舵時制御で採用されるモードは、前述のアクディブロール制御を目的とするモードではなく、いわゆる「ブレーキモード」と呼ぶことのできるモードであり、制御電源から電動モータへの電力の供給を行わないような作動モードの一形態である。このブレーキモードは、例えば、電動モータの入力線を相互に接続するような通電形態を採用する作動形態と考えることができる。抵抗を介在させることなく各相を相互に接続する場合、つまり、短絡させた場合には、いわゆる短絡制動の効果が得られることになる。この短絡制動は、逆起電力による制動の中でも比較的大きな制動効果が得られることになる。したがって、アクチュエータをロックさせるに近い効果が得られ、スタビライザバーにコンベンショナルシステムに備わるスタビライザバーと同等あるいはそれに近い機能を発揮させることが可能となる。また、抵抗を介在させて各相を相互に接続する場合は、いわゆる緩衝制動の効果が得られることになる。この緩衝制動は、上記短絡制動に比較して、制動力が小さいものとなるが、逆起電力の一部を外部に設けられた抵抗によって消費させることで、電動モータの発熱を抑制することが可能となる。後に詳しく説明するが、制御電源としてインバータを含んで構成されものを採用する場合、本作動モードは、例えば、プラス（high）側とマイナス（low）側との少なくとも一方の各相のスイッチング素子を、すべてＯＮ状態（閉状態）とすることによって、実現することが可能である。
【００２５】
（５）前記制御装置が、
操舵速度が設定された閾速度以下の操舵がなされている場合に、前記電動モータの作動モードを、供給電力を変更してアクチュエータの動作制御が実行可能なモードとする低速操舵時制御部を有する(3)項または(4)項に記載の車両用スタビライザシステム。
【００２６】
本項に記載の態様は、比較的操舵速度の小さい操舵がなされている場合の制御、つまり、低速操舵時制御において、上記アクティブロール制御を実行可能とする態様である。本項に記載の電動モータの作動モードは、いわゆる「制御モード」と呼ぶことのできるモードであり、電動モータへの通電における通電相の切り換えを行ないつつ、電動モータへの電力供給量を制御することでモータの作動を制御する作動形態である。本項の態様によれば、低速操舵時においてアクティブロール制御が可能となり、効果的なロール抑制が可能となる。
【００２７】
（６）前記制御装置が、
操舵されていないとみなせる場合に、前記電動モータの作動モードを、前記電動モータの各相間の導通が遮断されることで逆起電力に起因する制動力が得られない状態が実現されるモードとする非操舵時制御部を有する(3)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
【００２８】
本項に記載の態様は、例えば、非操舵時、具体的に言えば、車両が直進状態にある場合に、電動モータの作動モードを、アクディブロール制御を目的としないモードであって、いわゆる「フリーモード」と呼ぶことのできるモードとする態様である。フリーモードは、制御電源から電動モータへの電力の供給を行わないような作動モードの一形態であり、概して言えば、例えば、電動モータの各相の入力線と制御電源との接続を遮断するような作動モード、言い換えれば、電動モータの各相をオープンな状態とするような作動形態と考えることができる。フリーモードでは、電動モータに逆起電力が発生せず、殆ど制動効果が得られないことになる。したがって、本作動モードを採用すれば、スタビライザバーがロール抑制モーメントを殆ど発揮し得ない状態となり、車両はスタビライザシステムを備えていないとみなせる状態となる。このことから、本作動モードの下では、例えば、車両の片輪乗り上げ等における逆入力に対して左右の側の独立性が担保され、車両の乗り心地を向上させることが可能である。後に詳しく説明するが、制御電源としてインバータを含んで構成されるものを採用する場合、本作動モードは、例えば、各相のスイッチング素子を、すべてＯＦＦ状態（開状態）とすることによって、実現することが可能である。
【００２９】
（７）前記電動モータが、ＤＣブラシレスモータである(3)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
【００３０】
ＤＣブラシレスモータは、制御性が良好であるため、アクティブスタビライザシステムが備えるアクチュエータの駆動源として好適である。また、通電形態，電力供給状態の変更により、上述した３つの作動モードの各々において有すべき特性が良好な状態で実現されるという利点をも有する。
（８）当該スタビライザシステムが、インバータを含んで構成される前記電動モータの制御電源を備え、前記電動モータの作動モードがそのインバータが有するスイッチング素子の作動状態によって決定される構成とされた(3)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
【００３１】
インバータを含んで構成される電源は、電動モータの作動制御を、容易にかつ正確に行えることから、アクティブスタビライザシステムの制御電源として好適である。また、インバータによれば、各相ごとに設けられたＦＥＴ等のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ状態の組み合わせを変更等することにより、上述した３つの制御モードの各々を、容易に実現することが可能である。
【００３２】
（９）前記スタビライザバーが、
それぞれが、車幅方向に延びて配設されたトーションバー部と、そのトーションバー部の端部からトーションバー部と交差して延びて先端部が左右の車輪の一方に接続されるアーム部とを有する１対のスタビライザバー部材を含んで構成され、
前記アクチュエータが、それら１対のスタビライザバー部材のトーションバー部の相対回転角度を変化させることで、前記スタビライザバーの剛性を変化させるように構成された(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の車両用スタビライザシステム。
【００３３】
本項に記載の態様は、スタビライザバーの構造を具体的に限定し、また、そのスタビライザバーとアクチュエータとの関係を具体的に限定した態様である。本項に記載の態様によれば、アクディブロール制御を効率的に行うことが可能となる。また、高速操舵時において、アクチュエータを制動状態とすれば、容易に所定のロール抑制モーメントを発生させることが可能となる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００３５】
＜スタビライザシステムの全体構成＞
図１に、本発明の一実施例である車両用スタビライザシステム１０を概念的に示す。本スタビライザシステム１０は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設された２つのスタビライザ装置１４を含んで構成されている。スタビライザ装置１４はそれぞれ、両端部において左右の車輪１６を保持する車輪保持部材（図２参照）に連結されたスタビライザバー２０を備えている。そのスタビライザバー２０は、中央部で分割されており、一対のスタビライザバー部材、すなわち右スタビライザバー部材２２と左スタビライザバー部材２４とを含む構成のものとされている。それら一対のスタビライザバー部材２２，２４がアクチュエータ３０を介して相対回転可能に接続されており、大まかに言えば、スタビライザ装置１４は、アクチュエータ３０が、左右のスタビライザバー部材２２，２４を相対回転させることによって（図の矢印，点線矢印を参照のこと）、スタビライザバー２０全体の剛性を変化させて車体のロール抑制を行う。
【００３６】
図２には、一方のスタビライザ装置１４の車幅方向の中央から一方側の車輪１６にかけての部分が概略的に示されている。本スタビライザシステム１０が装備される車両は、それぞれが４つの車輪１６の各々に対して設けられた４つの独立懸架式のサスペンション装置３８を含んで構成されている。このサスペンション装置３８は、一般によく知られたダブルウィシュボーン式のものであり、一端部が車体に回動可能に連結され、他端部が車輪１６に連結された車輪保持部材としてのアッパアーム４２およびロアアーム４４を備えている。それらアッパアーム４２およびロアアーム４４は、車輪１６と車体との接近離間（相対的な上下動の意味）に伴い、上記一端部（車体側）を中心に回動させられ、上記他端部（車輪側）が車体に対して上下させられる。また、サスペンション装置３８は、ショックアブソーバ４６と、サスペンションスプリング４８（本装置では「エアばね」である）とを備えている。それらショックアブソーバ４６およびスプリング４８は、それぞれが、車体側の部材と車輪側の部材とに連結されている。このような構造から、サスペンション装置３８は、車輪１６と車体とを弾性的に相互支持するとともに、それらの接近離間に伴う振動に対する減衰力を発生させる機能を果たすものとなっている。
【００３７】
スタビライザ装置１４は、先に説明した一対のスタビライザバー部材である右スタビライザバー部材２２と左スタビライザバー部材２４とを備える（図２には、右スタビライザバー部材２２および左スタビライザバー部材２４の一方が示されている）。各スタビライザバー部材２２，２４は、それぞれ、略車幅方向に延びるトーションバー部６０と、トーションバー部６０と一体化されてそれと交差して概ね車両前方あるいは後方に延びるアーム部６２とに区分することができる。各スタビライザバー部材２２，２４のトーションバー部６０は、アーム部６２に近い箇所において、車体の一部であるスタビライザ装置配設部６４に固定的に設けられた支持部材６６によって回転可能に支持され、互いに同軸に配置されている。それらトーションバー部６０の端部（車幅方向における中央側の端部）の間には、上述のアクチュエータ３０が配設されており、後に詳しく説明するが、各トーションバー部６０の端部は、それぞれ、そのアクチュエータ３０に接続されている。一方、アーム部６２の端部（トーションバー部６０側とは反対側の端部）は、上述のロアアーム４４に設けられたスタビライザバー連結部６８に、それと相対回転可能に連結されている。
【００３８】
アクチュエータ３０は、図３に模式的に示すように、電動モータ７０と、電動モータ７０の回転を減速する減速機構７２とを含んで構成されている。これら電動モータ７０および減速機構７２は、アクチュエータ３０の外殻部材であるハウジング７４内に設けられている。ハウジング７４は、ハウジング保持部材７６によって、回転可能かつ軸方向（略車幅方向）に移動不能にスタビライザ装置配設部６４に保持されている。図２から解るように、ハウジング７４の両端部の各々には、２つの出力軸８０，８２の各々が延び出すように配設されている。それら出力軸８０，８２のハウジング７４から延び出した側の端部が、それぞれ、各スタビライザバー部材２２，２４の端部と、セレーション嵌合によって相対回転不能に接続されている。また、図３から解るように、一方の出力軸８０は、ハウジング７４の端部に固定して接続されており、また、他方の出力軸８２は、ハウジング７４内に延び入る状態で配設されるとともに、ハウジング７４に対して回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されている。その出力軸８２のハウジング７４内に存在する一方の端部が、後に詳しく説明するように、減速機構７２に接続されている。
【００３９】
電動モータ７０は、ハウジング７４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ステータコイル８４と、ハウジング７４に回転可能に保持された中空状のモータ軸８６と、モータ軸８６の外周においてステータコイル８４と向きあうようにして一円周上に固定して配設された永久磁石８８とを含んで構成されている。電動モータ７０は、ステータコイル８４がステータとして機能し、永久磁石８８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。
【００４０】
減速機構７２は、波動発生器（ウェーブジェネレータ）９０，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）９２およびリングギヤ（サーキュラスプライン）９４を備え、ハーモニックギヤ機構（ハーモニックドライブ機構（登録商標），ストレイン・ウェーブ・ギヤリング機構等とも呼ばれる）として構成されている。波動発生器９０は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボール・ベアリングとを含んで構成されるものであり、モータ軸８６の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ９２は、周壁部が弾性変形可能なカップ形状をなすものとされており、周壁部の開口側の外周に複数の歯が形成されている。このフレキシブルギヤ９２は、先に説明した出力軸８２に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、出力軸８２は、モータ軸８６を貫通しており、それから延び出す端部にフレキシブルギヤ９２の底部が固着されることで、フレキシブルギヤ９２と出力軸８２とが接続されているのである。リングギヤ９４は、概してリング状をなして内周に複数（フレキシブルギヤの歯数よりやや多い数、例えば２つ多い数）の歯が形成されたものであり、ハウジング７４に固定されている。フレキシブルギヤ９２は、その周壁部が波動発生器９０に外嵌して楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する２箇所においてリングギヤ９４と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。波動発生器９０が１回転（３６０度）すると、つまり、電動モータ７０のモータ軸８６が１回転すると、フレキシブルギヤ９２とリングギヤ９４とが、それらの歯数の差分だけ相対回転させられる。ハーモニックギヤ機構はその構成が公知のものであることから、本減速機構７２の詳細な図示は省略し、説明はこの程度の簡単なものに留める。
【００４１】
以上の構成から、電動モータ７０が回転させられる場合、つまり、アクチュエータ３０が作動する場合に、右スタビライザバー部材２２と左スタビライザバー部材２４との各トーションバー部６０が相対回転させられ、右スタビライザバー部材２２と左スタビライザバー部材２４とによって構成された１つのスタビライザバーと観念できるスタビライザバー２０が、捩じられることになるのである。この捩りにより生じる力は、左右の各々の車輪１６と車体とを接近あるいは離間させる力として作用することになる。つまり、本スタビライザ装置１４では、アクチュエータ３０の作動によって、スタビライザバー２０の剛性を変化させるような構成の装置とされているのである。
【００４２】
なお、アクチュエータ３０には、ハウジング７４内に、モータ軸８６の回転角度、すなわち、電動モータ７０の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ１００が設けられている。モータ回転角センサ１００は、本アクチュエータ３０ではエンコーダを主体とするものであり、それによる検出値は、電動モータ７０の通電相の切換に利用されるとともに、左右のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転角度（相対回転位置）を指標するものとして、アクチュエータ３０の制御、つまり、スタビライザ装置１４によるロール抑制制御に利用される。
【００４３】
アクチュエータ３０が備える電動モータ７０には、制御電源から電力が供給される。本スタビライザシステム１０には、図１に示すように、バッテリ１０２と、そのバッテリ１０２に接続された２つのインバータ１０４とが設けられている。インバータ１０４は駆動回路として機能するものであり、２つのスタビライザ装置１４の各々が有する電動モータ７０には、２つのインバータ１０４の各々から電力が供給される。つまり、バッテリ１０２と、１つのインバータ１０４とによって、各電動モータ７０の制御電源が構成されているのである。
【００４４】
本スタビライザシステム１０は、図１に示すように、スタビライザ装置１４、詳しくは、アクチュエータ３０の作動を制御する制御装置であるスタビライザ電子制御ユニット（スタビライザＥＣＵ）１１０（以下、単に「ＥＣＵ１１０」という場合がある）を備えている。そのＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されており、ＥＣＵ１１０には、上記モータ回転角センサ１００とともに、操舵量としてのステアリング操作部材の操作量であるステアリングホイールの操作角を検出するための操作角センサ１２０，車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）を検出するための車速センサ１２２，および，車体に実際に発生す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１２４が接続されている。（図１では、それぞれ「θ」，「δ」，「ｖ」，「Ｇｙ」と表されている）。また、ＥＣＵ１１０は、インバータ１０４にも接続され、ＥＣＵ１１０は、インバータ１０４を制御することで、アクチュエータ３０の作動を制御するものとされている。ＥＣＵ１１０のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に説明するロール抑制制御プログラム，作動モード切換プログラム等のプログラム、スタビライザ装置１４の制御に関する各種のデータ等が記憶されている。
【００４５】
＜制御装置の機能構成＞
スタビライザ装置１４の制御装置であるＥＣＵ１１０の機能を概念的に表現すれば、図４のようになる。ＥＣＵ１１０は、操舵速度等に基づいて電動モータ７０の作動モードを切り換える作動モード切換部１３０と、その作動モード切換部１３０の切換えに従って選択的に機能する３つの機能部である高速操舵時制御部１３２，低速操舵時制御部１３４，非操舵時制御部１３６とを備える。高速操舵時制御部１３２は、操舵速度が閾速度以上である高速操舵時に電動モータ７０を制動状態とする機能部であり、低速操舵時制御部１３４は、操舵速度が閾速度より小さい低速操舵時に電動モータ７０を制御作動させる機能部であり、非操舵時制御部１３６は、車両が操舵されていない非操舵時に電動モータ７０を殆ど制動力が得られない状態とする機能部である。また、低速操舵時制御部１３４は、車速や実横加速度等に基づいて、電動モータ７０を制御作動させることにより、車体のロールをアクティブに抑制するための作動制御部１３８を含んで構成されている。上述した各機能部の詳しい機能については、ＥＣＵ１１０が実行するロール抑制制御プログラム，作動モード切換プログラムによる処理に関する後の説明の中で、説明することとする。
【００４６】
＜電動モータの作動モード＞
本スタビライザシステム１０では、スタビライザ装置１４のアクチュエータ３０が備える電動モータ７０は、３つの作動モードで作動可能とされており、その３つの作動モードの中から設定された条件に基づいて選択された１つの作動モードで作動させられる。作動モードは、電動モータ７０の通電形態と電動モータ７０への電力供給状態とによって定まり、３つの作動モードは、それぞれが相互に通電形態と電力供給状態との少なくとも一方が異なるものとなっている。作動モードの切り換えは、インバータ１０４のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切り換えによって行われる。図５に示すように、電動モータ７０は、Δ結線された３相のＤＣブラシレスモータであり、インバータ１０４は、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）について、high（プラス）側，low（マイナス）側の２つのスイッチング素子（ＦＥＴである）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）。それら、６つのスイッチング素子の各々のＯＮ／ＯＦＦの切り換えによって、作動モードの切り換えが行われるのである。
【００４７】
具体的には、３つの作動モードは、電動モータ７０の作動をアクティブに制御可能な「制御モード」と、電動モータ７０の作動制御を実行しない作動モードであって、逆起電力に起因した制動力による制動状態を実現する「ブレーキモード」および、殆ど制動力が得られない状態を実現する「フリーモード」からなっている。インバータ１０４のスイッチング素子の切り換えパターンを示す図６をも参照しつつ、以下に、各作動モードについて説明する。
【００４８】
i）制御モード
制御モードは、電動モータ７０を作動制御可能な通電形態下、電動モータ７０に電力を供給する状態とされる作動モードである。制御モードでは、いわゆる１２０゜通電矩形波駆動と呼ばれる方式にて、図６に右回転（ＣＷ回転），左回転（ＣＣＷ回転）のそれぞれの場合を示すように、各スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのＯＮ／ＯＦＦが、電動モータ７０のモータの回転角θに応じて切り換えられる。詳しく言えば、図におけるパターンは電気角６０゜ごとのパターンであり、本電動モータ７０は３相６極のモータとされていることから、電気角６０゜に相当するモータ回転角２０゜ごとに通電パターンが順次変更されることになる。このような通電形態の下、low側に存在する各スイッチング素子ＵＬＣ，ＶＬＣ，ＷＬＣは、Duty制御される。ここでいうDuty制御とは、ＰＭＷ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（Duty比）を変更させることによって、電動モータ７０に供給する電力量を変更する制御である。図６における「１＊」は、そのことを示している。ちなみに、通電相の切り換えのタイミング、パルスオン／パルスオフのタイミングは、アクチュエータ７０が備えるモータ回転角センサ１００の信号に基づいて、相切換回路によって制御されるようになっている。
【００４９】
上述のように、制御モードは、電動モータ７０の回転方向および電動モータ７０に供給される電力量が制御可能なモードであり、本システム１０が実行する通常のロール抑制制御、すなわち、アクティブロール制御は、この制御モードにて行われる。アクティブロール制御については、後に詳しく説明するが、アクティブロール制御によれば、アクチュエータ３０を制御してアクティブにスタビライザバー２０の剛性を変更することが可能である。
【００５０】
ii）ブレーキモード
ブレーキモードでは、電動モータ３０の各相が相互に接続される通電形態とされる。具体的に言えば、図６に示すように、high側のスイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣのいずれもが、ＯＮ状態（閉状態）とされる。それらのスイッチング素子ＵＨＣ，ＶＨＣ，ＷＨＣと、それらに並設された還流ダイオードとにより、電動モータ７０の各相は、あたかも相互に短絡させられた状態となる。そのことにより、スタビライザバー２０に逆入力があった場合には、電動モータ７０には大きな逆起電力が発生し、電動モータ７０に比較的大きな制動力が与えられることになる。したがって、比較的速い速度の逆入力に対して、アクチュエータ３０がロックさせられたに近い状態となり、１対のスタビライザバー部材２２，２４は、一体的に作用することとなる。つまり、本モードでは、スタビライザ装置１４は、アクチュエータを有しないシステム、つまりコンベンショナルシステムにおけるスタビライザバーを備えるに近い状態とされ、スタビライザバー２０は、そのコンベンショナルシステムのスタビライザバーと同様に、それ相応の剛性を発揮することとなる。
【００５１】
iii）フリーモード
フリーモードでは、電動モータ７０の各相への通電が遮断された通電形態とされる。具体的に言えば、図６に示すように、スイッチング素子ＵＨＣ，ＵＬＣ，ＶＨＣ，ＶＬＣ，ＷＨＣ，ＷＬＣのすべてが、ＯＦＦ状態（開状態）とされる。そのことによって、あたかも、電動モータ７０の各相とインバータ１０４との結線が切断されたに近い状態とされる。したがって、スタビライザバー２０に逆入力があった場合にも、電動モータ７０に逆起電力は発生せず、コギングトルク，摺動抵抗等に起因する制動力しか得られない状態、つまり、殆ど抵抗力を発揮しない状態となる。言い換えれば、１対のスタビライザバー部材２２，２４は比較的自由な状態での相対回転が許容され、スタビライザバー２０は剛性を発揮せず、スタビライザ装置１４はスタビライザ装置として機能しない状態となるのである。なお、本モードにおいても還流ダイオードを介した回生回路が形成され、電動モータ７０自体が発電機となるが、電動モータ７０が電源電圧以上の電圧まで発電して初めて回生電流は流れるといった理由から、殆ど回生電流は流れず、回生による制動効果は実質上得られないものとなる。
【００５２】
＜電動モータの作動モードの切換＞
電動モータ７０の作動モードの切り換えは、図７にフローチャートで示す作動モード切換プログラムがＥＣＵ１１０によって実行されることで行われる。本プログラムは、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間は、極短い時間間隔（例えば、十〜数十msec）をおいて実行される（後に説明するロール抑制プログラムとは時分割によって並行して実行される場合もある）。以下に、本プログラムによる作動モードの切り換えの態様を、フローチャートに沿って説明する。
【００５３】
本プログラムの処理によれば、まず、ステップＳ１１（以下「Ｓ１１」と略す、以下のステップも同様とする）において、操作角センサ１２０の検出値に基づいて、ステアリングホイールの操作角δが取得される。次に、Ｓ１２において車両が直進状態であるか否かが判定される。本プログラムの前回以前の実行によって取得された操作角δは、設定時間（例えば０．３sec）記憶されており、本実施例においては、その設定時間内の操作角δが予め設定された中立位置を含む一定の範囲内にある場合に直進状態であると判定される。その場合には、Ｓ１３に進んで作動モードが”フリーモード”に決定される。インバータ１０４にフリーモードとするための信号が出力されて、本プログラムの１回の実行が終了する。本実施例においては、車両が直進状態である場合には、例えば、車両の片輪乗り上げ等における逆入力に対して、１対のスタビライザバー部材２２，２４は比較的自由な状態での相対回転が許容され、左右の側の独立性が担保され、車両の乗り心地が良好となる。
【００５４】
それに対して、上記設定時間内に操作角δが中立位置から外れている期間がある場合には、車両が直進状態にないと判断され、Ｓ１２の判定がＮＯとなる。次にＳ１４に進んで、操舵速度として、直前に実行されたプログラムにおいて取得された操作角δと今回取得された操作角δとの差である操作角速度ｄδが取得される。次にＳ１５において、その操作角速度ｄδがあらかじめ設定された閾速度ｄδ1より小さいか否かが判断される。閾速度ｄδ1は、アクティブロール制御では追従することができない程度の操作角速度（例えば、５００°／秒）に設定されている。操作角速度ｄδが閾速度ｄδ1より小さい場合には、Ｓ１６に進んで、作動モードが”制御モード”に決定される。具体的には、低速操舵時には、後に説明するロール抑制プログラムが実行されることにより、アクティブロール制御が実行される。以上で本プログラムの１回の実行が終了する。
【００５５】
一方、操作角速度ｄδが閾速度ｄδ1以上である場合には、Ｓ１７に進んで作動モードが”ブレーキモード”に決定され、インバータ１０４にその旨の信号が出力される。以上で本プログラムの１回の実行が終了する。”ブレーキモード”では、逆起電力に起因する制動力により電動モータ７０が制動状態とされるので、比較的速い速度の逆入力に対してアクチュエータ３０がロックされたに近い状態となり、上記”制御モード”によるアクティブロール制御において制御の遅れによって十分なロール抑制モーメントを発生し得ないといった事態を回避して、効果的なロール抑制を行うことができる。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、ＥＣＵ１１０の作動モード切換プログラムを実行する部分のうち、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１４およびＳ１５を実行する部分が作動モード切換部１３０を構成している。さらに、Ｓ１３を実行する部分が非操舵時制御部１３６を構成し、Ｓ１６を実行する部分が低速操舵時制御部１３４を構成し、Ｓ１７を実行する部分が高速操舵時制御部１３２を構成している。
【００５７】
＜アクティブロール制御＞
本スタビライザシステム１０では、上記制御モードの下、アクティブロール制御、つまり、アクティブに車体のロールを抑制するための制御が行われる。アクティブロール制御は、図８にフローチャートで示すロール抑制制御プログラムが、ＥＣＵ１１０において、短い時間間隔（例えば、十〜数十ｍsec）をおいて実行されることによって行われる。ちなみに、ロール抑制制御プログラムは、電動モータ７０の作動モードが制御モードとされている間のみ、すなわち、低速操舵時のみ実行される。以下に、図８のフローチャートに沿って、アクティブロール制御を簡単に説明する。なお、ＥＣＵ１１０においてロール抑制制御プログラムを実行する部分が、上記作動制御部１４２に相当する。
【００５８】
アクティブロール制御では、まず、Ｓ２１において、車速センサ１２２の検出値に基づいて車速ｖが取得される。次に、Ｓ２２において、操舵量として、操作角センサ１２０の検出値に基づいてステアリングホイールの操作角δが取得される。続くＳ２３において、それら車速ｖおよび操作角δに基づいて推定横加速度ＧｙCが推定される。推定横加速度ＧｙCに関しては、車両特性に基づいて車速と操作角とをパラメータとするマップが予め作成されており、ＥＣＵ１１０には、そのデータが格納されている。Ｓ２３では、そのマップデータを参照することによって、推定横加速度ＧｙCが推定される。
【００５９】
次に、Ｓ２４において、車体に発生する実際の横加速度である実横加速度Ｇｙが、横加速度センサ１２４の検出値に基づいて取得される。次に、Ｓ２５において、ロール抑制制御のための指標となる制御横加速度Ｇｙ*が、推定されている推定横加速度ＧｙCと取得された実横加速度Ｇｙとに基づいて決定される。具体的には、次式、
Ｇｙ*＝Ｋ1・ＧｙC＋Ｋ2・Ｇｙ
に従って決定される。ここで、Ｋ1，Ｋ2はゲインであり、車速，操舵速度等をパラメータとする変数とされている。
【００６０】
続いて、Ｓ２６において、決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、電動モータ７０の目標モータ回転角θ*が決定される。詳しく言えば、制御横加速度Ｇｙ*に基づけば、その制御横加速度Ｇｙ*によって生じるロールモーメントに対抗可能なスタビライザバー２０の剛性が判り、その剛性を得ることのできる１対のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転角が判ることになる。前述したアクチュエータ３０の構造から、その相対回転角は、電動モータ７０の回転角に対応付けることが可能であるため、目標となる電動モータ７０の回転角である目標モータ回転角θ*を決定することができるのである。ＥＣＵ１１０内には、制御横加速度Ｇｙ*をパラメータとする目標モータ回転角θ*のマップデータが格納されており、実際には、そのマップデータを参照して、目標モータ回転角θ*が決定される。
【００６１】
上記決定された目標モータ回転角θ*に基づき、Ｓ２７において、電動モータ７０の回転制御が行われる。詳しく言えば、モータ回転角センサ１００によって検出される実際のモータ回転角θと目標モータ回転角θ*との偏差であるモータ回転角偏差Δθに基づいて、電動モータ７０の回転方向と電動モータ７０への供給電流量が決定され、それらの情報がインバータ１０４に指令として送られる。インバータ１０４は、その指令された回転方向と供給電流量とが実現されるように作動して、電動モータ７０の回転制御が行われるのである。
【００６２】
上記アクティブロール制御の説明は、ある１つの制御形態におけるその制御内容の概略を説明したものに過ぎない。アクティブロール制御は、既に公知の種々の制御形態のものと採用可能である。また、本サスペンションシステム１０では、２つのスタビライザ装置１４が設けられており、その２つのスタビライザ装置１４の各々について、上記内容の制御が行われる。実際には、それらの各々の制御目標値である目標モータ回転角θ*の決定において前後輪のロール剛性配分等をも加味した決定が行われる等、複雑な処理が実行されるが、アクティブロール制御自体は、本発明とは直接関係がないため、その説明は、上記のような簡単なものに留める。
【００６３】
本実施例において、アクチュエータが電動モータによって作動する態様について説明したが、アクチュエータはどのような駆動力で作動させられるものであってもよく、液圧によって作動するようなアクチュエータを採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例のスタビライザシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１のスタビライザシステムが備えるスタビライザ装置を示す概略図である。
【図３】図１のスタビライザ装置を構成するアクチュエータを示す概略断面図である。
【図４】図１のスタビライザシステムが備えるスタビライザ電子制御ユニット（ＥＣＵ）の機能を概念的に示すブロック図である。
【図５】図１のスタビライザシステムが備えるインバータと図３に示す電動モータとが接続された状態での回路図である。
【図６】電動モータの各作動モードにおける図５のインバータによる通電相の切り換え状態を示す表である。
【図７】図１のスタビライザシステムにおいて実行される作動モード切換プログラムを示すフローチャートである。
【図８】図１のスタビライザシステムにおいて実行されるロール抑制制御プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０：車両用スタビライザシステム    １４：スタビライザ装置    ２０：スタビライザバー    ２２：右スタビライザバー部材    ２４：左スタビライザバー部材    ３０：アクチュエータ    ７０：電動モータ    ７２：減速機構    ７４：ハウジング    １００：モータ回転角センサ    １０４：バッテリ    １１０：スタビライザ電子制御ユニット（制御装置）    １２０：操作角センサ    １２２：車速センサ    １３０：作動モード切換部    １３２：高速操舵時制御部    １３４：低速操舵時制御部    １３６：非操舵時制御部    １３８：作動制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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