(57)【要約】【課題】車両ボディが走行稼動時に快適な特性を示すようにスタビライザ装置の共振特性を変更する。【解決手段】位置調節可能なスタビライザ装置を稼動するための方法であって、アクチュエータを含み、車両ボディのローリング運動に影響を及ぼすためにこのアクチュエータが案内量に依存してスタビライザ部分を捩れモーメントで付勢し、更にはセンサ機構を用いて車両ボディの運動と車輪運動が検知される、前記方法において、アクチュエータ（５）の稼動運動がアクチュエータモーメントを決定するための寄与量（ＴＳ；ＴＣ）を提供し、この寄与量がアクチュエータ（５）のための調節信号と共に累積され、この寄与量には評価係数（ｄakt；ｃakt）が備えられていること。【選択図】図３
2008195382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置調節可能なスタビライザ装置を稼動するための方法であって、アクチュエータを含み、車両ボディのローリング運動に影響を及ぼすためにこのアクチュエータが案内量に依存してスタビライザ部分をアクチュエータモーメントで付勢し、更にはセンサ機構を用いて車両ボディの運動と車輪運動が検知される、前記方法において、
アクチュエータ（５）の実際信号（Ω）が検知され且つそれに少なくとも１つの評価係数（ｄakt）が備えられることで、アクチュエータ（５）の稼動運動がアクチュエータモーメントを決定するための寄与量（ＴＳ）を提供することを特徴とする方法。
【請求項２】
稼動運動が時間単位ごとのモータ角度の変化として検知されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
位置調節可能なスタビライザ装置を稼動するための方法であって、アクチュエータを含み、車両ボディのローリング運動に影響を及ぼすためにこのアクチュエータが案内量に依存してスタビライザ部分をアクチュエータモーメントで付勢し、更にはセンサ機構を用いて車両ボディの運動と車輪運動が検知される、前記方法において、
１つの車両アクスルにおける車輪運動の角度差（Δφ＝φright−φleft）を表わす信号がアクチュエータモーメントを決定するための寄与量（ＴＣ）を提供することを特徴とする方法。
【請求項４】
車輪に関する角度差（Δφ）、モータ角度（Ω）、及び時間単位ごとのアクチュエータ角度の変化が、少なくとも１つの評価係数（ｄakt）；（ｃakt）により、アクチュエータ目標モーメントを決定するための付加的な寄与量を寄与することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
角度差（Δφ）が互いに捩れ可能なスタビライザ部分（３ａ；３ｂ）間で機能するセンサ（３５ａ；３５ｂ）により検知されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
所望の案内特性のために必要とされるセンサ機構（３５ａ；３５ｂ）が妨害量特性の最適化のためにも使用されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
評価係数（ｄakt；ｃakt）が互いに依存しないで設定可能であることを特徴とする、請求項１又は３に記載の方法。
【請求項８】
アクチュエータ（５）のための計算ユニット（４１）がスタビライザ装置（１）の所定の最大作動周波数よりも少なくとも５倍のクロック周波数を用いて稼動されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の上位概念に従うアクチュエータを稼動するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、電気アクチュエータ（電気作動器）を有するスタビライザ装置（安定化装置）が知られていて、ここではアクチュエータの調整により車両ボディ（車体）のローリング運動に対して反対作用が施される。ところが車両ボディはカーブ走行に基づくだけでなく直線走行時で車輪の片側のサスペンション運動時にもローリング運動を実施する。この際、車両ボディは１Ｈｚに至るまでのオーダー内で運動し、車輪のバネ運動の周波数はほぼ１０Ｈｚまでの値になることを考慮しなくてはならない。
【０００３】
振動教示の数学規則により、アクチュエータを有するスタビライザ装置は、アクチュエータとスタビライザの間のモーメント伝達連鎖が高い効率を有する場合には、著しい共振周波数を有するシングルマス振動システムを意味する。スタビライザはバネを形成し、アクチュエータのロータは、質量慣性を有するマス（質量体）として見られる。ロータ質量の影響は、アクチュエータとスタビライザの間に良好な効率を有する歯車装置が使用されると更に強くなる。この歯車装置のギヤ比は２乗してロータの質量慣性モーメントの計算に取り入れられる。周知のシステムにおける共振周波数はほぼ５〜７Ｈｚのところに位置し、従って車輪の振動周波数の範囲内に位置する。この実状を考慮しないアクチュータの制御時又は調整時、アクチュエータは極めて大きな調節運動或いは調節力を実施し、この調節運動或いは調節力は車両ボディに伝達され、車両乗客に不快なものとして感知される。本明細書において「制御(Steuerung)」とは、１つのシステム内の過程であって、１つの又は複数の入力量がシステムに条件付けられて出力量に影響を及ぼす過程のことを意味し、「調整(Regelung)」とは、１つのシステム内の過程であって、調整すべき量が現在値として連続的に検知され、目標値と比較され、目標値からのずれにより目標値に自動的に合わせられる過程のことを意味する。
【０００４】
この問題点の解決策は、低い効率を有する歯車装置を使用することにあり得る。低い効率を有する歯車装置により、歯車装置内の出力損失（減衰作用）が十分に大きな場合、共振周波数は発生しない。この解決策の短所は、一方ではアクチュエータ運動のためにはアクティブに歯車装置の僅かな高出力損失に対応して多くのモータ出力が必要不可欠であることであり、他方ではアクティブスタビライザが車道による励振時には主としてパッシブスタビライザとして作用することである。つまり片側の車輪励振から反対側への明らかな伝達を覚悟しなくてはならない。
【０００５】
前記の問題点の他の解決策はスタビライザのバネ定数を増加することにあり得る。鋼材の弾性係数は著しく増加させることはできないので、バネ定数はスタビライザの横断面により高められなくてはならない。しかし横断面増加は、多くの場合、重量の短所又は構成空間の短所と結び付いている。
【０００６】
更に、アクチュエータにおける歯車装置を排除し、その代わりに極めて高性能のアクチュエータを使用することが考慮され得る。高性能のアクチュエータは極めて高価であるか又は同様に構成空間の短所を伴っている。
【０００７】
特許文献２では車道により引き起こされた信号部分を単純にハイパスフィルタを用いて取り除くことが提案されている。しかしそれでは車両ボディのローリング特性にとって重要な情報が失われ、スタビライザ制御に影響を及ぼすことができない。
【０００８】
【特許文献１】ヨーロッパ特許出願公開第１７１４８０８号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０３１６１１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、車両ボディが走行稼動時に快適な特性を示すようにスタビライザ装置の共振特性を変更することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題は、本発明に従い、アクチュエータの実際信号が検知され且つそれに少なくとも１つの評価係数が備えられることで、アクチュエータの稼動運動がアクチュエータモーメントを決定するための寄与量を提供することにより解決される。
【００１１】
従来のアクチュエータ駆動において、必要な捩れモーメントは、アクチュエータの質量慣性モーメントという部分、スタビライザ装置内の摩擦モーメントという部分、及び、レベル部分、即ち現在のローリングポジションにより決定される。従ってカーブ走行に基づく車両ボディのローリング運動は十分に抑制され得る。
【００１２】
車輪の片側の各サスペンション運動時、スタビライザ部分は互いに捩れ運動を実施し、この捩れ運動がアクチュエータに伝達される。スタビライザ部分のこの捩れ運動はアクチュエータの逆方向の稼動運動を導く。評価係数により、アクチュエータモーメントの全合計に対するサスペンション運動の影響が減衰される。車両乗客に対して本方法は、車輪の片側のバウンド運動（スプリング圧縮運動）時にはローリング運動に抗する追加的な支持モーメントが確かに構成されるが跳躍的なモーメントを用いてではないことを意味し、その結果、よりコンフォタブルな走行特性が達成される。
【００１３】
他の有利な形態では稼動運動が時間単位ごとのアクチュエータ角度の変化として検知される。
【００１４】
他の解決アプローチは、１つの車両アクスルにおける車輪運動の角度差を表わす信号がアクチュエータモーメントを決定するための寄与量を提供するということにある。
【００１５】
この寄与量を用い、スタビライザ部分のバネ定数が計算により制御電子装置によって変更され得て、構成部品において変更が実行される必要はない。
【００１６】
他の有利な形態では、車輪に関する角度差、モータ角度、及び時間単位ごとのアクチュエータ角度の変化が、少なくとも１つの評価係数により、アクチュエータ目標モーメントを決定するための付加的な寄与量を寄与する。
【００１７】
アクチュエータの角度運動を検知することにより、両方の車輪間の角度差には、捩れ振動器の運動公式において「バネモーメント」と「減衰モーメント」を表わす信号が提供されている。用途特有に選択可能である係数を伴う評価により減衰モーメント目標値とバネモーメント目標値が検出され得て、これらの値が駆動調整の目標値に対して更に加算される。
【００１８】
つまりそれにより捩れ振動器のシステム特性がモータモーメントに対するアクティブ作動により、上記の措置を用途特有に最適に適合させるという目的をもって所望どおりに適合され得る。
【００１９】
この際、アクチュエータ運動が電気モータ内の捩れ角度として検知されると特に有利であり、その理由は必要なセンサ機構が既に存在するためである。理論的には、スタビライザ装置において捩れ運動を生成するために調節シリンダを使用することも可能である。しかしその際には調節シリンダの軸方向運動が捩れ角度に換算されなくてはならない。有利な下位請求項に従い、角度差は互いに捩れ可能なスタビライザ部分間で機能するセンサにより検知される。このセンサはアクチュエータ内で良好に保護されて配置され得る。他の有利な措置は、センサ機構が所望の案内特性（ガイディング特性）のために必要であり、また妨害量特性の最適化のためにも使用されるということにある。
【００２０】
稼動運動のための評価寄与量及びバネ定数の評価寄与量は例えばシミュレーションにより又は走行試験により検出される固定値である。この際、スポーティに重きをなすか又はむしろコンフォタブルに重きをなすかという所望の走行特性が決定的な役割を果たす。それから、１つの又は複数の評価係数が互いに依存しないで例えば選択スイッチを介して設定可能であるという可能性が得られる。
【００２１】
更に、アクチュエータのための計算ユニットがスタビライザ装置の所定の最大作動周波数よりも少なくとも５倍のクロック周波数を用いて稼動されることが意図されている。試験により、スタビライザ装置は４０Ｈｚの作動周波数においても実際に変動を伴わずにアクチュエータの調節信号に追随する、即ち調節信号が実際信号に対応することが示された。本方法のためには、調整経路に代わって制御経路を実施すること、従って追加的な信号比較を止める可能性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１はスタビライザ装置１の原理図を示していて、このスタビライザ装置１は、スタビライザ部分３ａ；３ｂを用いた２分割式のスタビライザと、それらのスタビライザ部分間に配置されているアクチュエータ５とを含んでいる。各々のスタビライザ部分３ａ；３ｂは振り子式支持体７ａ；７ｂを介して車輪９ａ；９ｂと連結されている。２つのスタビライザ支承部１１ａ；１１ｂはスタビライザ装置を車両ボディ１２と連結している。車輪９ａ、９ｂのバウンド運動（スプリング圧縮運動）又はリバウンド運動（スプリング伸張運動）時、又は縦軸線の回りの車両ボディのローリング運動時、対応するスタビライザ部分３ａ；３ｂが長さ比に依存して捩れにさらされる。
【００２４】
図２はアクチュエータ５の縦断面に限定して示した図である。ハウジング１３内にはスタビライザ装置の位置調節のためのロータ軸１５を有する電気旋回モータが実施されている。スタビライザ部分３ａは旋回モータのハウジング１３と固定接続されている。ロータ軸１５とスタビライザ部分３ｂの間には２段式歯車装置が配置されていて、この場合、遊星歯車装置１７である。ハウジング内壁部がリングギヤ１９を形成している。歯車装置入力側でスタビライザ部分３ｂはプラネタリキャリア２１ｂに係合し、そのプラネタリギヤ２３ｂの方は歯車装置出力部としてのサンギヤ２５と噛み合った状態にある。サンギヤ２５はロータ軸１５とプラネタリキャリア２１ｂの間の中間軸により形成されていて、この際、これらの全ての３つの構成部品は、軸受２７；２９により、周方向で互いに相対的に運動することができる。プラネタリキャリア２１ａとプラネタリギヤ２３ａを有する他の歯車装置段１７ａはロータ軸１５と噛み合った状態にある。
【００２５】
旋回モータがエネルギー供給からオフされているとこの場合にはスタビライザ端部が摩擦力は別として例えば軸受位置にて及び歯車装置１７にて互いに依存しないで運動することができる。給電時、電気モータは、車道表面の励振又は車両ボディのロール運動の励振に基づく作用モーメントに対し、適合された逆トルクを生成する。逆トルクの大きさとそれらのスタビライザ部分の許容捩れ角は、車輪運動に対する車両ボディの運動を検知するためのセンサ機構により提供される信号に基づいて計算される。センサ機構は、例えば車輪センサ３１や車両ボディセンサ３３であり得るが、旋回モータ内部のセンサ３５ａ；３５ｂをも含み得て、このセンサは、捩れ速度と、方向に依存してスタビライザ部分３ａ；３ｂ間の捩れ角とを検知する。このセンサ３５ａ；３５ｂは、例えば、ハウジングの内壁部と、両方の歯車装置段間の伝達歯車３７；３９の各々との間に配置され得る。センサ機構３１及び３３の信号は計算ユニット４１へと転送され、この計算ユニット４１はそれらの信号から旋回モータの調節モーメントを決定する。
【００２６】
図３は、本発明に従う方法のための補助チャートを示している。計算ユニット４１はモータモーメントＴ１のための調節量を決定し、この際、この調節量は例えばロータ及び遊星歯車装置１７による電気モータの質量慣性のための部分ＴＴを考慮している。更にこの調節量はアクチュエータ及びスタビライザ部分３ａ；３ｂの内部摩擦のためのアクチュエータモーメント部分ＴＲを含んでいる。アクチュエータの加えるべき逆トルクによる他の部分ＴＷは車両ボディのローリング運動により決定される。
【００２７】
センサ３５ａ；３５ｂの評価により回転角速度信号Ω＝ｄφ／ｄｔが獲得され、この信号が評価係数ｄaktを用いて他のアクチュエータモーメント部分ＴＳを決定する。車輪９ａ；９ｂの片側のバウンド運動時、アクチュエータはスタビライザ部分３ａ；３ｂを介して歯車装置１７に対し、実際に道路表面の検知に対応する稼動運動を実施する。アクチュエータモーメント部分ＴＳは、バウンド運動に基づく車両ボディのローリング運動に対して反対作用し、この際、評価係数ｄaktは全システムにとって減衰の機能を果たす。評価係数ｄaktは車両に依存し且つ固定値であるが、車両の走行特性を傾向としてよりスポーティに又はよりコンフォタブルにするために例えば選択スイッチを介して調節可能である。
【００２８】
追加的に、１つのアクスルの両方の車輪のスタビライザ部分の振れの間の角度差Δφが検知され得て、同様に評価係数ｃaktを用いて適合され、それによりバネ定数ｃが乗じられた回転角の積からアクチュエータモーメント部分ＴＣが得られ、このアクチュエータモーメント部分ＴＣは全システムにとって実際にスタビライザ部分のバネ定数の修正を意味するが、スタビライザ部分における構造的な変更を行う必要はない。
【００２９】
角度差Δφは例えばセンサ３５ａ；３５ｂにより確定され、それによりスタビライザ装置を稼動するための方法において、案内量（基準インプット）Ｔ１のためにも、アクチュエータモーメントＴＳ及びＴＣによる妨害量として車輪運動を最適に考慮するためにも、同じセンサ３５ａ；３５ｂが使用され得る。
【００３０】
評価係数ｃaktも設定可能である、或いは評価係数ｄaktを伴う選択モードを介して所望のシャーシチューニングが導かれ得る。車輪の片側のバウンド運動は、妨害量としてのローリング運動よりも明らかに高い周波数を有する妨害量と見なされなくてはならない。アクチュエータモーメント部分Ｔ１とアクチュエータモーメント部分ＴＳ及びＴＣとを別々に観察することにより計算ユニット４１内では比較的簡単なアルゴリズムが使用され得る。
【００３１】
アクチュエータ５のための計算ユニット４１は、スタビライザ装置の最大規定動作周波数よりも少なくとも５倍は大きなクロック周波数で稼動される。高性能の計算ユニットにより、信号フィードバック、従って調整経路が排除され得て、その理由はアクチュエータ５が広範囲で故障無く計算ユニット４１の調節命令に従うためである。
【００３２】
オプションとして電気旋回モータは、車道表面による励振を利用すること又は車両ボディのロール運動を利用することにより、ジェネレータとしても使用され得て、この際にはバッテリ４３が蓄積器として用いられる（図１）。
【００３３】
図４は実システムにおける本方法の作用を示している。横軸では励振周波数が読み取れ、縦軸ではシステム応答が読み取れる。スタビライザ装置及びその稼動方法の従来の設計では５Ｈｚと１０Ｈｚの間の範囲内で著しい共振特性が生じ、この共振特性は、特に、車輪が正にこの励振周波数にさらされているため、不利である。
【００３４】
鎖線及び一点鎖線による特性曲線では本発明に従う方法が使用されていて、そこでは減少した特性曲線が達成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に従うスタビライザ装置を有する車両アクスルの原理図を示す図である。
【図２】断面図として図１のアクチュエータを示す図である。
【図３】本発明に従う方法の補助チャートを示す図である。
【図４】スタビライザ装置の共振曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１                スタビライザ装置
３ａ、３ｂ        スタビライザ部分
５                アクチュエータ
７ａ、７ｂ        振り子式支持体
９ａ、９ｂ        車輪
１１ａ、１１ｂ    スタビライザ支承部
１２              車両ボディ
１３              ハウジング
１５              ロータ軸
１７              遊星歯車装置
１７ａ、１７ｂ    歯車装置段
１９              リングギヤ
２１ａ、２１ｂ    プラネタリキャリア
２３ａ、２３ｂ    プラネタリギヤ
２５              サンギヤ
２７、２９        軸受
３１              車輪センサ
３３              車両ボディセンサ
３５ａ、３５ｂ    センサ
３７、３９        伝達歯車
４１              計算ユニット
４３              バッテリ
【図１】
2008195382.tif 000003
【図２】
2008195382.tif 000004
【図３】
2008195382.tif 000005
【図４】
2008195382.tif 000006
【外国語明細書】
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2008195382000002.pdf
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