(57)【要約】【課題】  一方のスタビライザ制御手段が故障したときにも、車両全体として適切なスタビライザ制御を行い、車体ロール運動の増大を抑制する。【解決手段】  前輪側の一対のスタビライザバー間及び後輪側の一対のスタビライザバー間に、夫々スタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴが配設される。これらのアクチュエータの何れか一方が故障したときには、両者が共に正常に作動しているときの制御目標値と比較して、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値を高く設定する。正常時には第１ロール抑制制御に基づき（Ｍ１４）、故障時には第２ロール抑制制御に基づき（Ｍ１５）、車両全体として適切にスタビライザ制御が行われる。【選択図】        図５
2005255012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後の左右車輪間に配設する前輪側スタビライザ及び後輪側スタビライザと、前記車両の旋回状態に応じて設定する制御目標値に基づき前記前輪側スタビライザのねじり剛性を制御する前輪側スタビライザ制御手段と、前記車両の旋回状態に応じて設定する制御目標値に基づき前記後輪側スタビライザのねじり剛性を前記車両の旋回状態に応じて制御する後輪側スタビライザ制御手段とを備えたスタビライザ制御装置において、前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段の運転状態を監視し故障判定を行う監視手段と、該監視手段が前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段の何れか一方が故障と判定したときには、前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段が共に正常に作動しているときの制御目標値と比較して、正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値を高く設定することを特徴とするスタビライザ制御装置。
【請求項２】
前記正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値を車両ステア特性に応じて設定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】
前記前輪側スタビライザ及び後輪側スタビライザは、夫々、前記車両の前輪側に配設される一対のスタビライザバー及び後輪側に配設される一対のスタビライザバーを備え、前記前輪側スタビライザ制御手段及び後輪側スタビライザ制御手段は、夫々、前記前輪側の一対のスタビライザバー間に配設される前輪側のスタビライザアクチュエータ及び後輪側の一対のスタビライザバー間に配設される後輪側のスタビライザアクチュエータを備え、前記前輪側のスタビライザアクチュエータ及び後輪側のスタビライザアクチュエータに対し、正常時の制御目標値と故障時の制御目標値を設定し、前記監視手段の監視結果に応じて前記正常時及び故障時の制御目標値の何れか一方を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のスタビライザ制御装置。
【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制御装置に関し、特に、車両前後の左右車輪間に配設するスタビライザのねじり剛性を、車両前後のスタビライザ制御手段によって可変制御するスタビライザ制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両のスタビライザ制御装置は、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又は抑制するように構成されている。この機能を実現するため、例えば特許文献１には、前輪側、後輪側のスタビライザバーの弾性力をそれぞれ制御するスタビライザ制御部を含むスタビライザ装置が開示されている。そして、同特許文献１の要約に記載のように、前輪側、後輪側の何れか一方のスタビライザ制御部の異常時に、その異常の内容に応じて変更された規則で他方のスタビライザ制御部を制御可能とすることを課題として、以下のスタビライザ装置が提案されている。
【０００３】
即ち、特許文献１に記載のスタビライザ装置によれば、前輪側のスタビライザ制御部において減衰力発生状態固着異常が生じた場合には、後輪側のスタビライザ制御部が減衰力発生状態にされ、前輪側のスタビライザ制御部において弾性力発生状態固着異常が生じた場合には、後輪側のスタビライザ制御部においては通常制御が行われる旨記載されており、その図４には各スタビライザ制御部の作動状態が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、スタビライザバーを二分割し、その半部分間に電気機械式旋回アクチュエータを設けた車両の横揺れ安定化装置が提案され、以下のように説明されている。即ち、特許文献２に記載の装置においては、調節範囲外においても受動的車両に比較して横揺れをさらに低減できるという可能性を提供できるように、スタビライザ半部分の反対方向旋回変位をロックするために電磁式開放ブレーキまたは電磁式閉止ブレーキが用いられる。そして、装置の故障時にとられる処置は方式により異なり、電磁式閉止ブレーキにおいては、横揺れ特性およびサスペンション・ロール効果は通常のばね要素および減衰要素のみにより決定される旨記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２６１２７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】
【０００６】
然し乍ら、上記特許文献１に記載の装置においては、前輪側のスタビライザ制御部において弾性力発生状態固着異常が生じた場合には、後輪側のスタビライザ制御部においては通常制御が行われると記載されているように、一方のスタビライザ制御部が故障したときには他方のスタビライザ制御部によって通常制御を含む制御が行われる構成とされている。換言すれば、一方のスタビライザ制御部の故障時に、車両全体としてのスタビライザ制御に立ち返り、故障側の制御状態の補完を含め、他方のスタビライザ制御部を制御するというものではない。また、前掲の特許文献２に記載の装置においては、車両前後の装置の一方が故障した場合の、車両全体としてのスタビライザ制御からみた他方側の対応について考慮されたものではない。
【０００７】
そこで、本発明は、車両前後の左右車輪間に前輪側及び後輪側スタビライザ制御手段を備えたスタビライザ制御装置において、一方のスタビライザ制御手段が故障したときにも、他方のスタビライザ制御手段によって車両全体として適切なスタビライザ制御を行い、車体ロール運動の増大を抑制し、好適な車両ステア特性を維持し得るスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両前後の左右車輪間に配設する前輪側スタビライザ及び後輪側スタビライザと、前記車両の旋回状態に応じて設定する制御目標値に基づき前記前輪側スタビライザのねじり剛性を制御する前輪側スタビライザ制御手段と、前記車両の旋回状態に応じて設定する制御目標値に基づき前記後輪側スタビライザのねじり剛性を前記車両の旋回状態に応じて制御する後輪側スタビライザ制御手段とを備えたスタビライザ制御装置において、前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段の運転状態を監視し故障判定を行う監視手段と、該監視手段が前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段の何れか一方が故障と判定したときには、前記前輪側スタビライザ制御手段及び前記後輪側スタビライザ制御手段が共に正常に作動しているときの制御目標値と比較して、正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値を高く設定する構成としたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載のように、前記正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値を車両ステア特性に応じて設定することとしてもよい。
【００１０】
前記スタビライザ制御装置において、請求項３に記載のように、前記前輪側スタビライザ及び後輪側スタビライザは、夫々、前記車両の前輪側に配設される一対のスタビライザバー及び後輪側に配設される一対のスタビライザバーを備え、前記前輪側スタビライザ制御手段及び後輪側スタビライザ制御手段は、夫々、前記前輪側の一対のスタビライザバー間に配設される前輪側のスタビライザアクチュエータ及び後輪側の一対のスタビライザバー間に配設される後輪側のスタビライザアクチュエータを備え、前記前輪側のスタビライザアクチュエータ及び後輪側のスタビライザアクチュエータに対し、正常時の制御目標値と故障時の制御目標値を設定し、前記監視手段の監視結果に応じて前記正常時及び故障時の制御目標値の何れか一方を設定するように構成するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
而して、請求項１に記載のスタビライザ制御装置によれば、何れか一方のスタビライザ制御手段が故障と判定されたときには、前輪側及び後輪側スタビライザ制御手段が共に正常に作動しているときの制御目標値と比較して、正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値を高く設定するように構成されているので、一方のスタビライザ制御手段が故障したときにも、正常側のスタビライザ制御手段によって車両全体として適切なスタビライザ制御を行い、車体ロール運動の増大を確実に抑制することができる。
【００１２】
更に、請求項２に記載のように構成すれば、一方のスタビライザ制御手段が故障したときにも、正常側のスタビライザ制御手段の制御目標値が車両ステア特性に応じて設定されるので、車両全体として適切なスタビライザ制御を行い、車体ロール運動の増大を抑制すると共に、好適な車両ステア特性を維持することができる。
【００１３】
上記請求項１又は２に記載のスタビライザ制御装置において、具体的には、請求項３に記載のように、前輪側及び後輪側のスタビライザアクチュエータに対し、正常時の制御目標値と故障時の制御目標値を設定し、監視手段の監視結果に応じて正常時及び故障時の制御目標値の何れか一方を設定するように構成すれば、簡単な構成で、車両全体として適切なスタビライザ制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を備えた車両の全体構成を図１に示す。本実施形態においては、車体（図示せず）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ＳＢｆと後輪側スタビライザＳＢｒが配設されている。これら前輪側のスタビライザＳＢｆ及び後輪側のスタビライザＳＢｒは、車体のロール運動に起因する車体ロール角を抑制するために、各々のねじり剛性が前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及び後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴによって可変制御されるように構成されている。尚、これらのスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴは、夫々本発明の前輪側スタビライザ制御手段及び後輪側スタビライザ制御手段を構成し、電子制御装置ＥＣＵ内のスタビライザ制御ユニットＥＣＵ１によって制御される。
【００１５】
図１に示すように各車輪ＷＨxxには車輪速度センサＷＳxxが配設され（添字xxは各車輪を意味し、frは右側前輪、fl左側前輪、rrは右側後輪、rlは左側後輪を示す）、これらが電子制御装置ＥＣＵに接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号が電子制御装置ＥＣＵに入力されるように構成されている。更に、ステアリングホイールＳＷの操舵角（ハンドル角）δｆを検出する操舵角センサＳＡ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサＸＧ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＹＧ、車両のヨーレイトＹｒを検出するヨーレイトセンサＹＲ等が電子制御装置ＥＣＵに接続されている。
【００１６】
尚、電子制御装置ＥＣＵ内には、上記のスタビライザ制御ユニットＥＣＵ１のほか、ブレーキ制御ユニットＥＣＵ２、操舵制御ユニットＥＣＵ３等が構成されており、これらの制御ユニットＥＣＵ１乃至３は夫々、通信用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた通信ユニット（図示せず）を介して通信バスに接続されている。而して、各制御システムに必要な情報を他の制御システムから送信することができる。
【００１７】
本実施形態のスタビライザ制御ユニットＥＣＵ１は例えば図２に示すように構成されており、スタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴを構成する電気モータＭＦ及びＭＲが制御される。スタビライザ制御ユニットＥＣＵ１においては、電気モータＭＦ及びＭＲに対し指令値を設定するロール抑制制御部ＣＴと、その指令値に基づき電気モータＭＦ及びＭＲを駆動するモータ駆動回路ＭＣｆ及びＭＣｒとが一体として、あるいは別体として構成される。そして、オルタネータ及びバッテリを電源ＰＷとし、ロール抑制制御部ＣＴに定電圧レギュレータを介して電圧が供給される。また、他の制御ユニット及びセンサ等の情報が、通信バスを介して相互に交換される。
【００１８】
ロール抑制制御部ＣＴでは、後述するようにスタビライザクチュエータＦＴ及びＲＴのモータ駆動指令値が生成され、このモータ駆動指令値に基づきモータ駆動回路ＭＣｆ及びＭＣｒが制御される。これらのモータ駆動回路ＭＣｆ及びＭＣｒには夫々スイッチング素子が組み込まれ、動力源ＰＷから電流が供給される。また、モータ駆動回路ＭＣｆ及びＭＣｒには夫々電流検出部ＩＳｆ及びＩＳｒが接続され、電気モータＭＦ及びＭＲの電流制御に供される。本実施形態の電気モータＭＦ及びＭＲは、３相のブラシレスＤＣモータで構成され、回転角検出手段たる回転角センサＲＳｆ及びＲＳｒが備えられ、その検出情報に基づき電気モータＭＦ及びＭＲの駆動制御が行われる。
【００１９】
更に、スタビライザ制御ユニットＥＣＵ１には故障判定手段ＦＤが構成されており、電気モータＭＦ及びＭＲの駆動電流、並びに回転角センサＲＳｆ及びＲＳｒの検出情報等を監視することによって、モータ作動が正常か否かが判定される（この判定については後述する）。而して、万一スタビライザクチュエータＦＴ及びＲＴが故障した場合には、後述するように、故障判定手段ＦＤで判定された結果に基づき、ロール抑制制御部ＣＴが制御されて、車両ステア特性が適切に維持されつつ車体ロール角の増大が抑制される。尚、図２のＩ／Ｆはインターフェースを示す。
【００２０】
図３は、スタビライザアクチュエータＦＴの具体的構成例（ＲＴも同様の構成）を含む前輪側スタビライザＳＢｆを示すものである。この前輪側スタビライザＳＢｆは左右一対のスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflに二分割されており、夫々の一端が左右の車輪に接続され、他端の一方側が減速機ＲＤを介して電気モータＭＦのロータＲＯ、その他方側が電気モータＭＦのステータＳＲに接続されている。尚、スタビライザバーＳＢfr及びＳＢflは保持手段ＨＬfr及びＨＬflにより車体に保持される。而して、電気モータＭＦが通電されると、二分割のスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflの夫々に対しねじり力が生じ、前輪側スタビライザＳＢｆの見掛けのねじりばね特性が変更されるので、車体のロール剛性が制御されることになる。また、電気モータＭＦの回転角を検出する回転角検出手段として、回転角センサＲＳｆがスタビライザアクチュエータＦＴ内に配設されている。後輪側スタビライザＳＢｒも上記と同様の構成であるので説明は省略する。
【００２１】
尚、本実施形態の電気モータＭＦ及びＭＲは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にも応用可能であり、ブラシモータに応用することも可能である。また、スタビライザアクチュエータのパワー源としては、電気モータＭＦ及びＭＲに代えて、モータ又はエンジンによって駆動されるポンプ（図示せず）を用い、このポンプによって油圧制御を行う構成としてもよい。
【００２２】
図２のモータ駆動回路ＭＣｆ及びＭＣｒ並びに電気モータＭＦ及びＭＲは図４に示すように構成されており、以下、代表してモータ駆動回路ＭＣｆ及び電気モータＭＦについて説明する。図４において、３相の電気モータＭＦの端子間には、各端子間を短絡し得るリレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３が、夫々、電気モータＭＦのコイルＬ１、Ｌ２及びＬ３に並列に接続されている。図４では、故障時には、電気モータＭＦにおけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相を短絡し得るリレーの配置構成となっているが、３相のうち、何れか２相間で短絡させれば全ての相間で短絡したことになるため、三つのリレーのうち一つを省略することが可能である。また、３相間のうち何れか一つの相間で短絡状態が形成できれば、制動トルクが得られるため、上記のリレーは少なくとも一つあればその機能を発揮することができる。但し、系としての冗長性を求めるならば、全相間にリレーを配置する構成が望ましい。
【００２３】
そして、故障判定手段ＦＤの判定結果に基づき、装置（例えばスタビライザアクチュエータＦＴ）が故障と判定された場合には、リレー駆動回路ＲＡによって、リレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３が駆動され、これらを含む回路が夫々短絡される。これらのリレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３は非通電時に短絡状態となるノーマルクローズ型のリレーであるため、リレー駆動電流がオフとされると、電気モータＭＦのコイルＬ１、Ｌ２及びＬ３には瞬時に短絡回路が形成されるので、それまで電気モータＭＦの回転によって発生していた逆起電力による電流が、短絡されたリレー回路を流れることとなる。
【００２４】
即ち、電気モータＭＦのコイルＬ１、Ｌ２及びＬ３の夫々の両端電圧は電位差がない状態となり、電気モータＭＦは停止するように動くが、このとき短絡回路には電気モータＭＦの回転によって発生していた逆起電力による電流が流れる。この逆起電力による電流は、コイルＬ１、Ｌ２及びＬ３を流れ、これらの回路に存在する内部抵抗によって消費されて徐々に電流値は減少する。この働きが電気モータＭＦの制動トルクとなって、あたかもブレーキ力を付与したように作用し、電気モータＭＦに対する外力（車体慣性力）による回転は阻止される。つまり、モータリレーＲＬＹ（リレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２及びＲＬＹ３を総称）によって短絡回路が形成され、その結果発生する逆起電力により電気モータＭＦに制動トルクが付与され、一対のスタビライザバー間の拘束力となり、車体ロール角変化が抑制されることになる。
【００２５】
図５は、本発明に係る基本的な制御ブロックを示すもので、運転者のハンドル（ステアリング）操作に関し、運転者操作検出手段Ｍ１１によりハンドル角（操舵角）δｆを含む情報が検出され、車両の走行状態検出手段Ｍ１２により車両速度、横加速度及びヨーレイトを含む車両運動状態量が検出される。また、車両挙動判定演算部Ｍ１３においては運転者のハンドル操作と車両運動状態量に基づき車両のステア特性（所謂アンダステア傾向、オーバステア傾向）が判定される。これらの情報に基づき、第１ロール抑制制御部Ｍ１４又は第２ロール抑制制御部Ｍ１５に応じて、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値演算部Ｍ１６にて前輪及び後輪のアクティブロールモーメントの目標値が演算され、前輪側及び後輪側のアクチュエータサーボ制御部Ｍ１７及びＭ１８によってスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴの発生するねじり力が制御される。
【００２６】
一方、前輪側及び後輪側のアクチュエータサーボ制御部Ｍ１７及びＭ１８、並びに回転角センサＲＳｆ及びＲＳｒからの情報に基づき、故障判定部Ｍ１９にて故障判定が実行される。この結果、故障と判定されていない場合には、正常時の能動的ロール抑制制御である第１ロール抑制制御に基づいて制御が実行される（Ｍ１４）。これに対し、故障判定部Ｍ１９において故障が発生したと判定された場合には、故障時の能動的ロール抑制制御である第２ロール抑制制御に基づき制御が行われる（Ｍ１５）。
【００２７】
この第２ロール抑制制御部Ｍ１５では、故障して停止された側のスタビライザアクチュエータが発生すべきねじり力を補償するように、正常側スタビライザアクチュエータの制御量が、第１ロール抑制制御部Ｍ１４に基づいて制御される場合に比較し、高い値に設定される。例えば、前輪側及び後輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴが同一のねじり力を発生しているとすると、後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴが故障した場合には、車体全体に付与されるスタビライザねじり力は１／２に低下する。そこで、正常に作動している前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴのねじり力を２倍とし、車体全体に作用するスタビライザねじり力を維持し、システムの車体ロール抑制性能の低下が生じないように構成されている。
【００２８】
しかし、正常作動側のスタビライザアクチュエータのねじり力を増加させると、ロール剛性の前後比が適正でなくなり、ステア特性（アンダステアまたはオーバステア特性）に影響を及ぼす場合も生ずる。ロール剛性前後比の影響は車両左右方向の荷重移動に起因するため、この問題は主として旋回状態の程度が大きくなった場合に生ずる。そこで、運転者のハンドル操作、車両速度、横加速度、ヨーレイト等に基づき車両挙動判定演算部Ｍ１３において車両のステア特性を監視し、ステア特性が所望のステア特性から外れた場合には、第２ロール抑制制御部Ｍ１５の制御パラメータが調整され、ステア特性が適正となるように構成されている。
【００２９】
尚、図５の態様においては第１ロール抑制制御(正常時)と第２ロール抑制制御（故障時）は夫々第１ロール抑制制御部Ｍ１４と第２ロール抑制制御部Ｍ１５として別個に行われ、制御スイッチにより切り替える構成とされているが、別個の制御演算部とする必要はなく、故障が発生した場合に正常作動時とは異なる制御目標値が形成できる構成であればよい。従って、後述のアクティブロールモーメント目標値を演算する際の制御ゲインを調整する構成も可能である。
【００３０】
図６は、図５に対応した制御フローを示すもので、先ず、ステップ１０１にて初期化が実行され、ステップ１０２にてセンサ信号、通信信号、モータ制御目標値を含む制御信号が読み込まれる。そして、ステップ１０３に進み、車両のステア特性ＳＴが演算される。車両のステア特性ＳＴは、車両のアンダステア、オーバステア状態を表し、例えば、ハンドル角と車速との関係で計算される目標ヨーレイトと実際のヨーレイトとの偏差に基づいて設定することができる。次に、ステップ１０４乃至１０６に進み、前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及び後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴの故障判定が実行される（これについては後述する）。
【００３１】
前輪側及び後輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴの何れも故障していないと判定された場合には、ステップ１０７に進み、システム正常時のロール抑制制御である第１ロール抑制制御が実行される。これに対し、前輪側及び後輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴの両者が故障と判定された場合には、システム故障と判定されてステップ１０８に進み、例えば図４に示す電気モータＭＦの端子間リレーが短絡状態とされ、スタビライザバーＳＢfr及びＳＢflが拘束され、必要最低限のスタビライザＳＢｆのねじり剛性が確保される。そして、前輪側及び後輪側のスタビライザアクチュエータＦＴ及びＲＴの何れか一方側の故障と判定された場合には、ステップ１０５又は１０６から図７又は図８に示すサブルーチンに進み、故障時のロール抑制制御である第２ロール抑制制御が実行される。以下、この第２ロール抑制制御について、後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴが故障した場合（図７）と、前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴが故障した場合（図８）に分けて説明する。
【００３２】
図７は、後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴが故障した場合の第２ロール抑制制御の制御フローを示し、先ずステップ１１１において、故障した後輪側の制御目標値（Ｒｍｒ）がゼロとされる。そして、ステップ１１２にて後輪側のスタビライザアクチュエータＲＴの出力を補償するように前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴの制御目標値が高く（大きい値に）設定され。例えば、システム正常時のアクティブロールモーメント目標値Ｒｍfx（アクティブロールモーメント目標値の求め方については後述）に（１＋ａ）を乗じた値が前輪側の制御目標値（Ｒｍｆ）として設定される。ここで、ａは制御定数である。
【００３３】
そして、ステップ１１３にて演算された車両ステア特性ＳＴが所定範囲内にあるか否かが判定される。これは、片側のみのスタビライザねじり剛性が増加されるとロール剛性配分比率の設定が適切ではなくなり、車両のステア特性に影響があるためである。ここでは、後輪側が故障しているため、前輪側スタビライザＳＢｆのねじり剛性が増加するに従い車両ステア特性はアンダステア傾向となる。車両ステア特性が所定範囲に収まっている場合にはステップ１１４に進み、ステップ１１２にて演算された（１＋ａ）・Ｒｍfxが前輪側のアクティブロールモーメント目標値として設定される。これに対し、車両ステア特性が所定範囲外にある場合にはステップ１１５に進み、ステア特性に応じて目標値が減じられ、［（１＋ａ）・Ｒｍfx−ｂ・ＳＴ］が前輪側のアクティブロールモーメント目標値として設定される(ｂは制御定数)。
【００３４】
一方、図８は、前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴが故障した場合の第２ロール抑制制御の制御フローである。図７と同様、先ず、ステップ１２１にて故障した前輪側の制御目標値がゼロとされる。そして、ステップ１２２にて前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴの出力を補償するように後輪側の制御目標値が高く設定され、（１＋ｃ）・Ｒｍrxに設定される。ここで、ｃは制御定数、Ｒｍrxはシステム正常時の後輪側の制御目標値である。前輪側のスタビライザアクチュエータＦＴが故障した場合には、図７に示した処理とは逆に、後輪側スタビライザＳＢｒのねじり剛性が増加するに従い車両ステア特性はオーバステア傾向となる。そこで、ステップ１２３にて車両ステア特性ＳＴが所定範囲に収まっていると判定された場合にはステップ１２４に進み、ステップ１２２にて演算された（１＋ｃ）・Ｒｍrxが後輪側のアクティブロールモーメント目標値として設定され、車両ステア特性ＳＴが所定範囲外にある場合にはステップ１２３からステップ１２５に進み、［（１＋ｃ）・Ｒｍrx−ｄ・ＳＴ］が後輪側のアクティブロールモーメント目標値として設定される（ｄは制御定数）。
【００３５】
次に、前述の図５においてシステムが正常に作動している場合の第１ロール抑制制御部Ｍ１４及び車両挙動判定部Ｍ１３について、図９を参照して説明する。先ず、車両アクティブロールモーメント目標値演算部Ｍ２１において横加速度センサＹＧの信号から得られる横加速度Ｇｙ、これを時間微分する実横加速度変化量ｄＧｙ、ハンドル角（操舵角）δｆ及び車両速度（車速）Ｖｘから演算される演算横加速度Ｇｙｅ、これを時間微分する演算横加速度変化量ｄＧｙｅに基づき車両全体でロール運動を抑制するために必要な車両アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｖが演算される。尚、演算横加速度Ｇｙｅは次の式（１）により求められる。
Ｇｙｅ ＝（Ｖｘ2・δｆ）／｛Ｌ・Ｎ・（１＋Ｋｈ・Ｖｘ2）｝…（１）
ここで、Ｌはホイールベース、Ｎはステアリングギア比、Ｋｈはスタビリティファクタである。
【００３６】
而して、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車両アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｖは、次の式（２）により求められる（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は制御ゲイン）。
Ｒｍｖ ＝Ｋ１・Ｇｙｅ＋Ｋ２・ｄＧｙｅ＋Ｋ３・Ｇｙ＋Ｋ４・ｄＧｙ  …（２）
上記のように、制御演算の遅れやアクチュエータの応答性を補償するために、ハンドル角δｆと車速Ｖｘから求められる演算横加速度Ｇｙｅとその変化量ｄＧｙｅが考慮される。
【００３７】
前後輪ロール剛性比率目標値演算部Ｍ２２においては、ロール剛性の前後比率目標値が以下のように決定される。先ず、車両速度（車速）Ｖｘに基づき前輪側及び後輪側のロール剛性比率の初期値Ｒsrfo、Ｒsrroが設定される。前輪ロール剛性比率の初期値Ｒsrfoは、図１０に示すように車両速度Ｖｘが低い状態では低く、高い状態では高くなるように設定され、高速走行においてはアンダステア傾向が強くなるように設定される。そして、後輪ロール剛性配分比率の初期値Ｒsrroは（１−Ｒsrfo）で決定される。次に、車両挙動判定演算部Ｍ１３において、車両ステア特性を判別するために、ハンドル角δｆと車両速度Ｖｘから目標ヨーレイトＹｒｅが演算され、実際のヨーレイトＹｒと比較されてヨーレイト偏差ΔＹｒが演算され、このヨーレイト偏差ΔＹｒに基づき、ロール剛性比率補正値Ｒsraが演算される。
【００３８】
この結果、車両がアンダステア傾向にある場合には前輪側ロール剛性比率を低め、後輪側のそれを高める補正が行われる。逆に、オーバステア傾向にある場合には前輪側ロール剛性比率を高め、後輪側のそれを低める補正が行われる。更に、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値演算部Ｍ１６において、車両アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｖ、並びに前後輪ロール剛性比率目標値Ｒsrf及びＲsrrに基づき、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｆ及びＲｍｒが、夫々Ｒｍｆ＝Ｒｍｖ・Ｒsrf、Ｒｍｒ＝Ｒｍｖ・Ｒsrrとして設定される。
【００３９】
そして、一方のスタビライザアクチュエータが故障したときに切り替えられる正常側スタビライザアクチュエータは、図１１に示す第２ロール抑制制御が実行される。基本的には、図９に示す第１ロール抑制制御と同様に、実横加速度Ｇｙ、これを時間微分する実横加速度変化量ｄＧｙ、ハンドル角（操舵角）δｆ及び車両速度（車速）Ｖｘから演算される演算横加速度Ｇｙｅ、これを時間微分する演算横加速度変化量ｄＧｙｅに基づき車両全体でロール運動を抑制するために必要な車両アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｖが演算される（Ｍ３１。図９のＭ２１に対応）。そして、何れの車輪側のスタビライザアクチュエータが故障したかを含む故障判定結果情報、車両挙動判定結果（車両ステア特性）に基づき、正常側である前輪側又は後輪側のアクティブロールモーメント目標値Ｒｍｆ又はＲｍｒが演算される（Ｍ１６）。
【００４０】
以下、一方のスタビライザアクチュエータが故障したときのモータ制御目標値の設定について、図１２及び図１３を参照して時系列で説明する。先ず、図１２において、運転者は、ｔ10時にステアリング（ハンドル）操作を開始すると、車両の旋回状態が増加する。この旋回状態に応じて、本来ならば図１２の（ｂ）及び（ｃ）に破線で示す特性（ＳＪ10−ＳＪ13’及びＫＪ10−ＫＪ13’）としてスタビライザアクチュエータの制御目標値（Ｒｍｆ又はＲｍｒ。以下、同様）が出力されるはずである。しかし、故障発生と判定されている場合には、故障側のスタビライザアクチュエータの目標値はゼロとされ、図４に示すモータリレーＲＬＹ１乃至ＲＬＹ３が短絡状態となり電気モータＭＦ（又はＭＲ）の回転運動が拘束されている。この故障側のスタビライザアクチュエータは能動的出力を発生しないため、本実施形態では、その出力を補償するように、正常側のスタビライザアクチュエータの目標値は、正常時の目標値に対して大きくなるように設定される（ＳＪ10−ＳＪ11特性）。
【００４１】
例えば、故障側のスタビライザアクチュエータの正常時の制御目標値を、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値に足し込むようにして設定される。あるいは、故障側のスタビライザアクチュエータの正常時の目標値のある割合を加えるように設定することとしてもよい。そして、車両のステア特性が常時監視されているため、ステア特性が所定範囲から外れた場合（ｔ11時）、つまりオーバステア又はアンダステアとなった場合には、直ちに、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値の増分が減じられる（ＳＪ11−ＳＪ13特性）。
【００４２】
また、車両ステア特性が所定範囲から外れた場合には、車両ステア特性に応じて、図１２の（ｂ）に一点鎖線で示すように制御目標値を保持し、あるいは、二点鎖線で示すようにステア特性が所望特性となるまで制御目標値を減少させる（ＳＪ11−ＳＪ12特性）ようにしてもよい。而して、一方のスタビライザ制御手段たるスタビライザアクチュエータに故障が発生した場合には、他方側のスタビライザアクチュエータの制御目標値を増加させることにより、故障によるロール抑制性能の低下を緩和することが可能となる。しかも、車両のステア特性を監視しながら、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値を増加することができるので、所望のステア特性を維持することができる。
【００４３】
この故障判定は、図１３に示すように車両旋回中にも行われることがある（図１３のｔ22時）。この場合も図１２で説明した場合と同様に、故障側のスタビライザアクチュエータの制御目標値がゼロとされ、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値が高く設定される。そして、車両ステア特性が所定範囲から外れた場合には、制御目標値の増分を減少（図１３の（ｂ）のＳＪ23−ＳＪ25）、あるいは制御目標値を保持（図１３の（ｂ）の一点鎖線）、又は減少（図１３の（ｂ）の二点鎖線）するようにして、所望のステア特性を維持することができる。
【００４４】
図１４は、上記の故障判定の演算処理例を示すもので、ステップ２０１で初期化された後、ステップ２０２及び２０３にて目標値Ｙｔと実値Ｙａが読み込まれ、ステップ２０４においてこれらが比較される。目標値Ｙｔと実値Ｙａの偏差の絶対値が所定値Ｈ２以上と判定された場合には、ステップ２０５に進み故障状態とされる。図９及び図１１に記載の電気モータの制御は、基本的には目標値と実値の偏差に基づいて行われる。即ち、正常な場合には目標値Ｙｔと実値Ｙａとは大きくかけ離れることはないが、その偏差の絶対値が大きくなるということは、目標値Ｙｔを生成する状態量、あるいは実値Ｙａを検出するセンサ、演算結果等に異常があるためであり、この偏差の絶対値が所定値Ｈ２以上となった場合には、ステップ２０５に進み故障状態と判定される。ここで、目標値Ｙｔ及び実値Ｙａとは、図９及び図１１に示される目標値、及びセンサ値又は演算値を意味する。
【００４５】
そして、図１５に示す態様では、ステップ３０１で初期化された後、ステップ３０２に進み、電気モータＭＦ（又はＭＲ）の電流あるいは回転角センサＲＳｆ（又はＲＳｒ）によって検出される実値Ｚａが読み込まれ、ステップ３０３においてこの実値Ｚａが所定値Ｈ３と比較される。この結果、Ｚａ≧Ｈ３と判定された場合には、ステップ３０４に進み故障状態とされる。例えば、図２においてモータ駆動回路ＭＣｆ（ＭＣｒ）のモータ駆動電流が検出され、所定値以上の過電流となった場合に故障判定が行われる。実値は上限値を持つ場合だけではなく、好適値をもつものもある。例えば、車両が所定の旋回状態にあるにもかかわらず、図２の回転角センサＲＳｆ（又はＲＳｒ）からの回転角が所定値以上、もしくは、所定値Ｈ４以下となる場合にも同様に、電気モータＭＦ（又はＭＲ）の過電流あるいは回転不能として、ステップ３０４に進み故障状態と判定される。
【００４６】
図１６は電気モータＭＦ（又はＭＲ）の制御の一態様を示すもので、アクティブロールモーメント目標値Ｒｍｆ及びＲｍｒからモータ出力の目標値が演算され（Ｍ３１）、その結果が実際のモータ出力と比較され、モータ出力偏差が求められる（Ｍ３２）。更に、この偏差に応じて電気モータＭへのＰＷＭ出力が決定され（Ｍ３３）、モータ駆動回路ＭＣｆ（ＭＣｒ）におけるスイッチング素子が制御される。前述のように、車両前後何れかのスタビライザアクチュエータに関し故障状態と判定された場合には、故障側のスタビライザアクチュエータの電気モータにおけるモータ端子間の短絡リレーＲＬＹ１乃至ＲＬＹ３が短絡状態に切り換えられ、その回転が拘束される。そして、正常側のスタビライザアクチュエータの電気モータが前述のように制御されるので、故障による性能低下を最小限に留めることが可能となる。
【００４７】
次に、電気モータの出力がアクティブ（能動的）ロール抑制制御の全領域を包括しない場合について説明する。尚、電気モータＭＲも同様であるので、以下、代表してＭＦについて説明する。電気モータＭＦの出力と車体ロール角との特性について減速機ＲＤの効率を考慮して考察すべく、図１７に、横加速度Ｇｙ（車体に作用する慣性力）と車体ロール角φとの関係を示す。定常的なロール運動においては、車体は各車輪に配置されるばね要素（コイルばね、板ばね、エアばね等）とスタビライザによって支えられている。領域Ｏ−Ｘ（Ｏは原点を示す）においてはスタビライザアクチュエータの電気モータの出力範囲内であるためスタビライザのねじりばね定数（ねじり剛性とも言う）が増加し、横加速度Ｇｙに対する車体ロール角φの変化率（ロール率）が低減される。領域Ｘ−Ｙにおいては、後述する理由に基づきスタビライザバーが本来的に有するねじり剛性（二分割されたスタビライザバー（例えば前述のＳＢfr及びＳＢfl）が固定された状態でのねじり剛性）になるようにロックされる。更に、領域Ｙ−Ｚにおいては、領域Ｏ−Ｘとは逆に、車体に作用する慣性力によりスタビライザバーのねじりを戻すように電気モータＭＦが回転させられる。そのため、スタビライザのねじり剛性が低下し、車体ロール角が増加することとなる。
【００４８】
図１８は、簡略化して説明するために、図１７から上述のばね成分を除き、スタビライザのみによって支持される場合の横加速度Ｇｙと車体ロール角φの関係を示したものであり、以下の三つの領域に分類される。先ず、［横加速度０〜Ｇａの領域１］においては、［電気モータの出力範囲内で、能動的に車体ロール運動を制御可能領域（アクティブロール抑制制御の作動領域）］という作動状態となり、ロール率の関係は［ＲＫ１＜ＲＫ０］となる。また、［横加速度Ｇａ〜Ｇｂの領域２］においては、［電気モータが出力を保持し、二分割されたスタビライザバーの相対変位がロックされ、スタビライザのねじり剛性が受動的な特性となる領域（二分割されたスタビライザバーが固定された状態でのねじり剛性となる領域）］という作動状態となり、ロール率の関係は［ＲＫ２＝ＲＫ０］となる。そして、［横加速度Ｇｂ以上の領域３］においては、［電気モータが外力（車体に作用する慣性力）により戻され、スタビライザのねじり剛性が低下する領域］という作動状態となり、ロール率の関係は［ＲＫ３＞ＲＫ０］となる。ここで、ロール率とは、前述のように横加速度Ｇｙに対する車体ロール角φの変化率であり、ＲＫ０は二分割されたスタビライザバー（例えばＳＢfr及びＳＢfl）が固定された場合のねじりばね特性に対するロール率を示す。
【００４９】
次に、減速機ＲＤの効率を考慮した特性Ｏ−Ａ−Ｂ−Ｃについて説明する。ここで、電気モータＭＦが減速機ＲＤを介してスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflに動力を伝達する場合の効率（正効率）をηＰとし、スタビライザバー側からの入力により、減速機ＲＤを介して電気モータＭＦが戻される場合の効率（逆効率）をηＮとする。領域１と領域２の交点Ａにおける電気モータＭＦのトルク出力Ｔｍａ（ロールモーメント換算）と車体に作用する慣性力（横加速度）に起因するロールモーメントＴｒａとの均衡は、領域１が電気モータＭＦの出力範囲内である。従って、電気モータＭＦがスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflに対し動力を伝達する領域であるため、次の式（３）となる。
Ｔｒａ＝Ｔｍａ・ηＰ …（３）
逆に、領域２と領域３の交点Ｂにおける電気モータのトルク出力Ｔｍｂ（ロールモーメント換算）と慣性力（横加速度）に起因するロールモーメントＴｒｂとの均衡は、領域３は、電気モータＭＦが車体慣性力によってねじり戻される領域３であるため、次の式（４）となる。
Ｔｍｂ＝Ｔｒｂ・ηＮ …（４）
【００５０】
能動的に車体ロール角を抑制するアクティブロール抑制制御により、旋回状態が増大するにつれて電気モータＭＦのトルク出力を増大させ、点Ａ（電気モータの出力限界点）において電気モータのトルク出力を保持するような制御を行うと、電気モータのトルク出力は、Ｔｍａ＝Ｔｍｂとなるため、上記の式（３）及び（４）から、次の式（５）となる。
Ｔｒｂ＝Ｔｒａ／（ηＰ・ηＮ） …（５）
ここで、車体慣性力に起因するロールモーメントは、概ね横加速度と比例関係にあるため、式（５）から、点Ａ及びＢにおける横加速度を夫々Ｇａ及びＧｂとすると、次の式（６）の関係が導かれる。
Ｇｂ＝Ｇａ・{１／（ηＰ・ηＮ）} …（６）
【００５１】
電気モータＭＦがトルク出力可能な範囲（能動的（アクティブ）ロール抑制制御領域）においては能動的なロール抑制制御を実行し、さらに旋回状態（横加速度）が大きくなり、モータトルク出力の限界点（図１８の点Ａ）に相当する横加速度Ｇａに到達した以降の旋回状態においては、モータトルク出力を維持するようなモータ制御を行う。電気モータＭＦが車体慣性力により、ねじり戻されはじめる横加速度Ｇｂ（図１８の点Ｂで、以下、スタビライザロック限界点という）は、モータトルクの出力限界に相当する横加速度に、減速機ＲＤの正効率と逆効率の積の逆数を乗じた値となる。従って、モータ出力を保持することにより、電気モータＭＦによってスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflに対しねじりを付与する場合の正効率と車体慣性力により電気モータＭＦが戻される場合の逆効率との関係に基づき、図１８のＡ−Ｂの領域においてスタビライザバーＳＢfr及びＳＢflの相対位置がロックされることとなる。
【００５２】
能動的ロール抑制制御装置においては、電気モータＭＦの出力がその制御領域全てを包括しない場合、減速機ＲＤの効率（正効率、逆効率）を適切な範囲に設計・選択することにより、車両の最大旋回状態がＧｂ以下となるようにする。そして、図１８のＢ−Ｃ状態が現実的には発生しないように調整し（例えば、Ｇｂがタイヤ摩擦の限界より充分大きくなるように設定し）、車体ロールが急増することを防止している。
【００５３】
以上のように、電気モータＭＦの出力が能動的ロール抑制制御の全領域を包括しない場合においては、電気モータＭＦの出力に対して上限値が存在することになるので、モータ制御目標値に上限値が設けられることとなる。図１９及び図２０は、前述の図１２及び図１３に対応した時系列の制御目標値の変化を表し、旋回開始前に故障判定がなされた場合、及び、旋回中に故障判定がなされた場合をそれぞれ示している。図１９においては、旋回開始前に故障判定が行われており、正常側のスタビライザアクチュエータの制御目標値は、システム正常作動時のＳＪ50−ＳＪ54特性に対して、ＳＪ50−ＳＪ51特性に高められる。ステア特性が所定値から外れた場合には制御目標値の増分が減少（ＳＪ51−ＳＪ53）され、所定のステア特性を維持するためには制御目標値が保持（一点鎖線で示す）、又は減少する場合（二点鎖線で示すＳＪ51−ＳＪ52）もあり得る。尚、制御目標値の増分は、電気モータの出力限界が存在するため、上限値で飽和することとなる。
【００５４】
図２０は、車両旋回中に故障状態と判定された場合の処理を示すものであるが、前述の場合と同様に、正常側アクチュエータの制御目標値の増分が、車両ステア特性を考慮しながら行われる。この結果、車両のステア特性は所望の範囲内に収められることとなり、故障が発生しても好適なステア特性を維持しつつ、システム性能の低下を抑制することが可能となる。
【００５５】
尚、ロール剛性の前後比率の車両ステア特性に対する影響は、車両左右方向の荷重移動に起因して発生する。そのため、旋回状態が比較的小さいような場合には、ロール剛性前後比の影響が現れない。能動的ロール抑制制御の制御範囲が限定されるような場合、つまり、図１８におけるＧａが限界旋回状態ではなく通常旋回状態において設定される場合には、一方側のアクチュエータのみを制御することによる車両ステア特性への影響は小さい。従って、この場合には図７及び８における車両ステア特性ＳＴに基づく判定を省略することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を備えた車両の概要を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるスタビライザ制御ユニットの一例を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における前輪側スタビライザの具体的構成例を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるモータ駆動回路及び電気モータの回路図である。
【図５】本発明の一実施形態における基本制御を示す制御ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるアクティブロール抑制制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図６における第２ロール抑制制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】図６における第２ロール抑制制御の他の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態における第１ロール抑制制御の一例を示す制御ブロック図である。
【図１０】図９における前輪ロール剛性比率の初期値設定用マップの一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態における第２ロール抑制制御の一例を示す制御ブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態において一方のスタビライザアクチュエータが故障したときのモータ制御目標値の設定の一例を時系列で示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態において一方のスタビライザアクチュエータが故障したときのモータ制御目標値の設定の他の例を時系列で示すグラフである。
【図１４】本発明の一実施形態における故障判定演算の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態における故障判定演算の他の例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態におけるモータ制御の一例を示す制御ブロック図である。
【図１７】本発明の他の実施形態として、電気モータの出力が能動的ロール抑制制御の全領域を包括しない場合の、横加速度と車体ロール角との関係の一例を示すグラフである。
【図１８】図１７に示す横加速度と車体ロール角との関係を簡略して示すグラフである。
【図１９】本発明の一実施形態に関し、電気モータの出力が能動的ロール抑制制御の全領域を包括しない場合において、旋回開始前に故障判定がなされるときの制御目標値設定の一例を時系列で示すグラフである。
【図２０】本発明の一実施形態に関し、電気モータの出力が能動的ロール抑制制御の全領域を包括しない場合において、旋回中に故障判定がなされるときの制御目標値設定の他の例を時系列で示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
ＳＢｆ    前輪側スタビライザ
ＳＢfr，ＳＢfl    前輪側スタビライザバー
ＳＢｒ    後輪側スタビライザ
ＦＴ，ＲＴ    スタビライザアクチュエータ
ＳＷ    ステアリングホイール
ＳＡ    操舵角センサ
ＷＨfr, ＷＨfl, ＷＨrr, ＷＨrl    車輪
ＷＳfr，ＷＳfl，ＷＳrr，ＷＳrl    車輪速度センサ
ＹＲ    ヨーレイトセンサ
ＸＧ    前後加速度センサ
ＹＧ    横加速度センサ
ＥＣＵ    電子制御装置
ＰＷ    電源
ＦＤ    故障判定手段
【図１】
2005255012.tif 000003
【図２】
2005255012.tif 000004
【図３】
2005255012.tif 000005
【図４】
2005255012.tif 000006
【図５】
2005255012.tif 000007
【図６】
2005255012.tif 000008
【図７】
2005255012.tif 000009
【図８】
2005255012.tif 000010
【図９】
2005255012.tif 000011
【図１０】
2005255012.tif 000012
【図１１】
2005255012.tif 000013
【図１２】
2005255012.tif 000014
【図１３】
2005255012.tif 000015
【図１４】
2005255012.tif 000016
【図１５】
2005255012.tif 000017
【図１６】
2005255012.tif 000018
【図１７】
2005255012.tif 000019
【図１８】
2005255012.tif 000020
【図１９】
2005255012.tif 000021
【図２０】
2005255012.tif 000022