(57)【要約】【課題】車両の前後輪で左右逆相となる路面突起を乗越える際に発生し得る対角車輪の接地力不足を補償できるアクティブスタビライザ装置を提供する。【解決手段】アクティブスタビライザ装置は、前輪２及び後輪３のそれぞれに設けられたスタビライザバー６ｆ、６ｒを捻るアクチュエータ８ｆ、８ｒを操作することにより車両１のローリングを抑制できる。そして、前輪２及び後輪３の中で対角に位置する対角車輪の路面に対する接地力が不足しているか否かを判定し、その対角車輪の接地力が不足していると判定した場合、不足する接地力が増加するようにアクチュエータ８ｆ、８ｒを操作する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対の前輪及び後輪の少なくとも一方に駆動力が伝達される車両に適用され、前記前輪側及び前記後輪側にそれぞれ設けられたスタビライザ部材を捻る捻り手段を操作することにより前記車両のローリングを抑制できるアクティブスタビライザ装置において、
前記前輪及び前記後輪の中で対角に位置する対角車輪の路面に対する接地力が不足しているか否かを判定する接地力判定手段と、前記接地力判定手段にて前記対角車輪の接地力が不足していると判定された場合、当該対角車輪の接地力が増加するように前記捻り手段を操作する捻り制御手段と、を備えることを特徴とするアクティブスタビライザ装置。
【請求項２】
前記車両には、駆動力が伝達される車輪の駆動力を低減することにより、路面に対する空転を防止するトラクション制御装置が設けられており、
前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置による各車輪に対する駆動力の制御状態に基づいて前記対角車輪の接地力が不足しているか否かを判定する請求項１に記載のアクティブスタビライザ装置。
【請求項３】
前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置にて駆動力が低減された車輪を特定し、その特定した車輪が前記対角車輪のみである場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定する請求項２に記載のアクティブスタビライザ装置。
【請求項４】
前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置にて駆動力が低減された車輪を特定し、その特定した車輪が前記対角車輪のみである場合で、かつ前記前輪及び前記後輪の間で前記スタビライザ部材の捻れ方向が逆方向かつ捻れ角度の差分の絶対値が所定量以上である場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定する請求項２に記載のアクティブスタビライザ装置。
【請求項５】
前記前輪及び前記後輪の間における前記スタビライザ部材の捻れ方向及び捻れ角度の差違に基づいて、前記対角車輪の接地力が不足しているか否かを判定する請求項１に記載のアクティブスタビライザ装置。
【請求項６】
前記前輪及び前記後輪の間で前記スタビライザ部材の捻れ方向が逆方向かつ捻れ角度の差分の絶対値が所定量以上である場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定する請求項５に記載のアクティブスタビライザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の各車輪に設けられたスタビライザ部材を捻ることにより車両のロールを抑制するアクティブスタビライザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の旋回状態に応じてスタビライザ部材により得られるローリングの抑制力を変化させることができるアクティブスタビライザ装置が広く知られている。例えば、そのようなスタビライザ装置として、波打ちを除く路面の凹凸を検出し、前輪が路面から受ける凹凸と後輪が路面から受ける凹凸とをそれぞれ補償すべくアクチュエータを操作するものがある（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２及び特許文献３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７７８３３号公報
【特許文献２】特開２００５−４７４３３号公報
【特許文献３】特開２００２−１３７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、車両の前後輪で左右逆相となる路面突起を乗り越える場合、例えば対角に位置する右前輪と左後輪とがそのような路面突起を同時に乗り越える場合、反対側の対角車輪（左前輪と右後輪）は接地荷重が不足する。また、このような状況で、ローリングを抑制するスタビライザが車両に装着されている場合、スタビライザは接地荷重が不足する車輪を更に持ち上げる方向に機能するため接地荷重の不足を助長する。特に、モーグル路のような不整地路の場合には、対角車輪の接地力不足により、突起や窪みからの車両の脱出性能の低下を招く。特許文献１の装置は、上記のような対角車輪の接地力不足を考慮したものでないため対角車輪の接地力不足を十分に補償できないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、車両の前後輪で左右逆相となる路面突起を乗越える際に発生し得る対角車輪の接地力不足を補償できるアクティブスタビライザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアクティブスタビライザ装置は、左右一対の前輪及び後輪の少なくとも一方に駆動力が伝達される車両に適用され、前記前輪側及び前記後輪側にそれぞれ設けられたスタビライザ部材を捻る捻り手段を操作することにより前記車両のローリングを抑制できるアクティブスタビライザ装置において、前記前輪及び前記後輪の中で対角に位置する対角車輪の路面に対する接地力が不足しているか否かを判定する接地力判定手段と、前記接地力判定手段にて前記対角車輪の接地力が不足していると判定された場合、当該対角車輪の接地力が増加するように前記捻り手段を操作する捻り制御手段と、を備えることにより上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
このアクティブスタビライザ装置によれば、対角車輪の路面に対する接地力が、例えば車両の前後輪で左右逆相になる路面突起を乗り越える際に不足した場合には、その対角車輪の接地力が増加するようにスタビライザ部材が捻り手段にて捻られる。これにより、対角車輪の接地力不足を補償することができる。
【０００８】
本発明のアクティブスタビライザ装置においては、接地力不足の判定は種々の態様で実現してよい。例えば、前記車両には、駆動力が伝達される車輪の駆動力を低減することにより、路面に対する空転を防止するトラクション制御装置が設けられており、前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置による各車輪に対する駆動力の制御状態に基づいて前記対角車輪の接地力が不足しているか否かを判定してもよい（請求項２）。トラクション制御装置は車輪の空転を防止するために車輪の駆動力を低減するよう制御するものであるため、ある車輪の接地力が低下した場合にはその車輪の駆動力を低減する制御がトラクション制御装置にて行われる。従って、トラクション制御装置による各車輪に対する駆動力の制御状態を監視していれば、いずれの車輪の接地力が不足しているか否かを間接的に知ることができる。
【０００９】
例えば、前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置にて駆動力が低減された車輪を特定し、その特定した車輪が前記対角車輪のみである場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定すればよい（請求項３）。このようにトラクション制御装置の制御状態を利用すれば、対角車輪の接地力不足を的確に判定することができる。また、前記接地力判定手段は、前記トラクション制御装置にて駆動力が低減された車輪を特定し、その特定した車輪が前記対角車輪のみである場合で、かつ前記前輪及び前記後輪の間で前記スタビライザ部材の捻れ方向が逆方向かつ捻れ角度の差分の絶対値が所定量以上である場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定してもよい（請求項４）。この場合には、トラクション制御装置からの情報のみならず、スタビライザ部材の捻れ方向と捻れ角度とが考慮されているためより正確な接地力不足の判定が可能になる。即ち、捻れ方向が前後輪で逆方向になっている場合は対角車輪の接地力不足が予測され、かつ前後車輪における捻れ角度の差分の絶対値を考慮することにより前後輪に設けられたサスペンションが逆方向にどれだけストロークしているかを知ることができる。これらの情報が接地力不足の判定に加味されるから判定精度が向上する。
【００１０】
トラクション制御装置の制御状態を接地力不足の判定に利用せずに、接地力不足の判定を行うこともできる。例えば、前記前輪及び前記後輪の間における前記スタビライザ部材の捻れ方向及び捻れ角度の差違に基づいて、前記対角車輪の接地力が不足しているか否かを判定してもよい（請求項５）。この場合には、前記前輪及び前記後輪の間で前記スタビライザ部材の捻れ方向が逆方向かつ捻れ角度の差分の絶対値が所定量以上である場合に、前記対角車輪の接地力が不足していると判定することもできる（請求項６）。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明のアクティブスタビライザ装置によれば、対角車輪の路面に対する接地力が不足した場合には、その対角車輪の接地力が増加するようにスタビライザ部材が捻られるため、対角車輪の接地力不足を補償できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の一形態に係るアクティブスタビライザ装置が適用された車両を模式的に示し、図２は図１の車両の制御系を模式的に示している。図１に示すように、車両１は、左右一対の前輪２及び後輪３を有し、前輪２及び後輪３のそれぞれに駆動力が伝達される４輪駆動車両として構成されている。車両１には走行用動力源として不図示の内燃機関が搭載されている。また、車両１の４つの車輪は独立懸架式のサスペンション（不図示）を介して車体に取り付けられている。なお、以下の説明では、車両１の構成要素において前後の区別が必要な場合は前側の部材の参照符号にｆを、後側の部材の参照符号にｒを付与して記述する。更に、左右についても区別が必要な場合は部材の参照符号に右前側を意味するｆｒ、左前側を意味するｆｌ、右後側を意味するｒｒ、左後側を意味するｒｌをそれぞれ付与することがある。
【００１３】
前輪２及び後輪３のそれぞれの側には、車両１のローリングを抑制できるスタビライザ機構５ｆ、５ｒが設けられている。各スタビライザ機構５ｆ、５ｒはスタビライザ部材としてのスタビライザバー６ｆ、６ｒを備えている。各スタビライザバー６ｆ、６ｒの両端は前輪２及び後輪３のそれぞれに設けられた不図示のサスペンションアームにリンクロッド７を介して連結されている。前側のスタビライザバー６ｆは左右に分割された一対の分割部６ｆｒ、６ｆｌを含んでおり、各分割部材６ｆｒ、６ｆｌはアクチュエータ８ｆを介して結合される。同様に、後側のスタビライザバー６ｒも左右に分割された一対の分割部材６ｒｒ、６ｒｌを含み、これらの部材はアクチュエータ８ｒを介して結合されている。
【００１４】
図３はアクチュエータ８ｆの構造を説明する説明図である。アクチュエータ８ｆはハウジング９ｆに固定されたステータ１０ｆと、ステータ１０ｆの内周に同軸に配置されたロータ１１ｆとを有する回転電動機として構成されている。ステータ１０ｆと一体回転するハウジング９ｆにはスタビライザバー６ｆの右側の分割部材６ｆｒが結合され、ロータ１１ｆにはスタビライザバー６ｆの左側の分割部材６ｆｌが結合されている。そのため、アクチュエータ８ｆに対して所定の電力を供給することにより、スタビライザバー６ｆを所定方向に所定量捻じることができる。なお、アクチュエータ８ｆにはステータ１０ｆとロータ１１ｆとの回転角度差、即ち捻れ角に応じた信号を出力する捻れ角センサ１２ｆが内蔵されている（図２参照）。これにより、アクチュエータ８は本発明に係る捻り手段として機能することができる。なお、後側のアクチュエータ８ｒも前側と同様の構造を持っており、後側のスタビライザバー８ｒを所定方向に所定量捻ることができ本発明に係る捻り手段として機能する。
【００１５】
図２に示すように、車両１には各車輪２、３の路面に対する空転を防止するためトラクション制御装置が装備されている。この制御装置は各操作対象に対して制御信号を供給するコンピュータとして構成されたトラクション電子制御ユニット（ＴＥＣＵ）１５を有しており、このＴＥＣＵ１５は各車輪２、３に設けられた回転速度センサ１３からの情報に基づいて、各車輪２、３に設けられたブレーキ１４を操作することにより各車輪２、３の駆動力を制御する。ＴＥＣＵ１５が実際に行う制御は公知のものと同様であるので具体的な制御ルーチンの説明は省略する。その概要は各車輪２、３の回転速度のバランスを監視し、ある車輪の回転速度が突出して速くなるなど回転速度のバランスが崩れた場合に、その車輪に設けられたブレーキ１４を操作して駆動力を低減するものである。このトラクション制御装置が装備されていることにより各車輪２、３の空転が防止されて駆動力が路面に確実に伝達されるため車両１の挙動が安定する。なお、車両１には、トラクション制御装置の他、車両１の横滑り防止のためのスキッド制御装置も装備されているが、周知のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【００１６】
また、車両１には、上述した各スタビライザ機構５ｆ、５ｒを制御するコンピュータとして構成されたスタビライザ電子制御ユニット（ＳＥＣＵ）１６が設けられている。なお、ＳＥＣＵ１６と上記のＴＥＣＵ１５とが物理的に別装置として構成されていることは必須ではなく、単一のコンピュータ上で実行されるソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。ＳＥＣＵ１６が行う基本的な制御は、公知のものと同様であり、比較的平坦な路面を走行する車両１の旋回状態等に応じて各アクチュエータ８ｆ、８ｒを操作して、各スタビライザバー６ｆ、６ｒの見かけ上の捻り剛性を変化させることによりローリング抑制効果を変化させるものである。本形態は、例えば未整地路等の悪路に存在する車両１の前後輪２、３で左右逆相になる路面突起を車両１が乗り越える際に生じ得る対角車輪の接地力不足を補償する制御をＳＥＣＵ１６が行うことを特徴とする。以下その特徴点を中心に説明する。
【００１７】
まず、図４を参照しながら対角車輪の接地力不足の発生に関して説明する。図４は車両１が前後輪２、３で左右逆相になる路面突起を乗り越える状態を模式的に示した説明図である。この図に示すように、路面Ａに存在する左右逆相の路面突起Ｂを車両１が乗り越える場合、左側の前輪２は突起Ｂから路面反力Ｆｆｌを受け、かつその対角に位置する右側の後輪３は路面反力Ｆｒｒを受ける。それにより、各スタビライザバー６ｆ、６ｒには矢印ｄ１、ｄ２で示す方向のモーメントが作用する。そのモーメントにより、これらの車輪の反対側の対角車輪である右側の前輪２及び左側の後輪３のそれぞれにはこれらを持ち上げる方向の力Ｆ１、Ｆ２が作用する。この結果、路面突起Ｂから反力を受ける対角車輪とは反対側の対角車輪である右側の前輪２及び左側の後輪３の接地力が減少して接地力不足が発生する。力Ｆ１、Ｆ２はスタビライザバー６ｆ、６ｒの捻り剛性が高まるほど大きくなるので、各スタビライザバー６ｆ、６ｒの捻り剛性が高まるほどこのような接地力不足が顕在化する。
【００１８】
本形態は、対角車輪のこのような接地力不足を補償するため、接地力不足を検出すると矢印ｄ１、ｄ２とは反対方向の矢印Ｄ１、Ｄ２に示す方向に各スタビライザバー６ｆ、６ｒが積極的に捻られるように各アクチュエータ８ｆ、８ｒを操作して対角車輪の接地力不足を補償する。言い換えれば、接地力不足が生じた対角車輪である右側の前輪２及び左側の後輪３を路面Ａに押し付ける方向に各スタビライザバー６ｆ、６ｒが捻られるように各アクチュエータ８ｆ、８ｒを操作して接地力不足を補償する。更に言えば、各スタビライザバー６ｆ、６ｒの捻れ角が増加する方向に各アクチュエータ８ｆ、８ｒを操作して接地力不足を補償する。
【００１９】
図５は上記制御を実現するためにＳＥＣＵ１６が実行するスタビライザ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＳＥＣＵ１６が内蔵するＲＯＭ等の記憶装置に保持されており、ＳＥＣＵ１６はそのプログラムを適時に読み出して所定間隔で繰り返し実行する。
【００２０】
まず、ＳＥＣＵ１６は上述したＴＥＣＵ１５からトラクション制御の制御状態を取得し、各車輪２、３に対してトラクション制御が行われているか否かを判定する。トラクション制御中であるときはステップＳ２に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
【００２１】
ステップＳ２では、トラクション制御が行われている車輪が対角車輪のみか否かを判定する。即ち、右側の前輪２及び左側の後輪３のそれぞれに対してトラクション制御が行われている場合、又は左側の前輪２及び右側の後輪３のそれぞれに対してトラクション制御が行われている場合にＳＥＣＵ１６は肯定的判定をする。トラクション制御の対象が対角車輪のみである場合はステップＳ３に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
【００２２】
ステップＳ３では、トラクション制御が行われている対角車輪を特定する。続くステップＳ４では、各アクチュエータ８ｆ、８ｒの操作量、即ち、各スタビライザバー６ｆ、６ｒの捻れ角θｆ、θｒを捻れ角センサ１２ｆ、１２ｒ（図２）の信号に基づいて取得し、それらの捻れ角θｆ、θｒが前後輪で逆符号か否かを判定する。なお、捻れ角θｆ、θｒは左側の車輪が路面に押し付けられる方向を正、その反対方向を負としてＳＥＣＵ１６にて取り扱われている。捻れ角θｆ、θｒが前後逆符号の場合はステップＳ５に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
【００２３】
捻れ角θｆ、θｒが前後逆符号の場合は対角車輪のサスペンションのみが縮み側にストロークしている状態である。そこで、ステップＳ５では、そのストロークの程度を見積るため、捻れ角θｆ、θｒの差分の絶対値が閾値Δを超えているか否かを判定する。この閾値Δは、対角車輪の接地力不足が顕在化する下限値に設定される。捻れ角θｆ、θｒの差分の絶対値が閾値Δを超えている場合は対角車輪のサスペンションのストロークが無視できないほど大きく、その対角車輪に接地力不足が生じていることが予測される。
【００２４】
そこで、捻れ角θｆ、θｒの差分の絶対値が閾値Δを超えている場合はステップＳ６に進み、ステップＳ３で特定した対角車輪の接地力が増加するように各アクチュエータ８ｆ、８ｒを操作する。これにより、各スタビライザバー８ｆ、８ｒは接地力不足を補償する方向に捻られて、対角車輪の接地力不足が補償される。
【００２５】
一方、捻れ角θｆ、θｒの差分の絶対値が閾値Δを超えていない場合は、対角車輪の接地力不足が顕在化するほどサスペンションがストロークしていないと予測できるため、ステップＳ６の処理をスキップしてルーチンを抜ける。なお、サスペンションのストロークを検出するストロークセンサを各車輪２、３に対して設け、それらのストロークセンサの信号に基づいてステップＳ４及びステップＳ５の処理と同様の処理を行うことも可能である。
【００２６】
図５のルーチンによれば、対角車輪の接地力不足の判断要素として、トラクション制御の制御状態を利用しているので、接地力不足を推定するための専用プログラムを準備しなくても対角車輪の接地力不足を的確に判定できる。しかも、図５の制御ルーチンでは、トラクション制御装置からの情報のみならず、各スタビライザバー６ｆ、６ｒの捻れ方向と捻れ角とが考慮されるため正確な接地力不足の判定が可能になる。つまり、捻れ方向が前後輪２、３で逆方向になっている場合は対角車輪の接地力不足が予測され、かつ捻れ角度θｆ、θｒの差分の絶対値を考慮することにより前後輪に設けられたサスペンションが逆方向にどれだけストロークしているかを見積もることができる。従って、トラクション制御装置からの情報と捻れ角の情報とを組み合わせて判断することにより、より精度の高い接地力不足の判定が可能になる。ＳＥＣＵ１６は、図５の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る接地力判定手段及び捻り制御手段としてそれぞれ機能する。
【００２７】
以上の形態において、図１及び図２に示した各スタビライザ機構５ｆ、５ｒと、ＳＥＣＵ１６とが組み合わされることにより本発明のアクティブスタビライザ装置が構成される。但し、本発明は以上の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。本発明のアクティブスタビライザ装置は４輪駆動車両への適用に限らず、前輪駆動又は後輪駆動の車両に対しても適用できる。このような車両へ本発明を適用する場合には、図５のステップＳ２の処理を、一方の駆動輪のみを対象としてトラクション制御が行われているか否かを判定する処理に変更すればよい。
【００２８】
図５のルーチンでは、そのステップＳ１〜ステップＳ３において接地力不足の判定にトラクション制御の制御状態を利用しているが、その制御状態の利用は任意である。従って、例えば図５のステップＳ１〜ステップＳ３を省略してステップＳ４〜ステップＳ６の処理のみを実行することによって本発明を実施することも可能である。また、これとは対照的に、トラクション制御の制御状態のみで接地力不足を判定することもできる。即ち、ステップＳ４及びステップＳ５を省略してステップＳ１〜ステップＳ３及びステップＳ６を実行することによって本発明を実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一形態に係るアクティブスタビライザ装置が適用された車両を模式的に示した図。
【図２】図１の車両の制御系を模式的に示した図。
【図３】アクチュエータの構造を説明する説明図。
【図４】車両が前後車輪で左右逆相になる路面突起を乗り越える状態を模式的に示した説明図。
【図５】スタビライザ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
２  前輪
３  後輪
６ｆ、６ｒ  スタビライザバー（スタビライザ部材）
８ｆ、８ｒ  アクチュエータ（捻り手段）
１５  ＴＥＣＵ（トラクション制御装置）
１６  ＳＥＣＵ（接地力判定手段、捻り制御手段）
【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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