穩定器系統的制作方法

專利名稱：穩定器系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及穩定器系統。
背景技術：
以往，提出有一種穩定器，其具備對穩定桿的扭轉量、扭轉カ進行調節的促動器。例如在專利文獻I中公開了如下的技術在通過無刷電動機來控制穩定器的扭轉カ的穩定器控制裝置中，利用具有將上側開關元件組及下側開關元件組中的任一方的開關元件組全部形成為導通狀態并將另一方的開關元件組全部形成為切斷狀態的制動模式的制動模式設定單元，根據側傾抑制控制單元的控制狀態來設定制動模式。在專利文獻I中，若電動機的實際角度的絕對值大于目標角度的絕對值則判定為制動漸變控制區域，根據目標角度的絕對值與實際角度的絕對值之間的偏差的大小而算出制動漸變量(制動模式的持續時間)。·在先技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開2007-50842號公報

發明內容
在促動器中施加制動等對穩定桿的扭轉量的增減進行限制時，因限制扭轉量的增減而可能會導致振動的產生和噪音的產生。希望能夠抑制穩定桿的振動的產生。本發明的目的在于提供ー種在具備能夠對穩定桿的扭轉量的增減進行限制的促動器的穩定器裝置中能夠抑制穩定桿的振動的產生的穩定器系統。本發明的穩定器系統的特征在于，具備穩定桿，其將車輛的左車輪和右車輪連接，并通過扭轉反力來抑制所述車輛的側傾；促動器，其控制所述穩定桿的所述左車輪側與所述右車輪側的相対的扭轉量；及控制裝置，其控制所述促動器，所述促動器能夠以允許所述扭轉量的增減的允許模式或限制所述扭轉量的增減的限制模式選擇性地動作，所述控制裝置在所述扭轉量超過所述扭轉量的目標值即目標扭轉量吋，能夠執行通過使所述促動器以所述允許模式及所述限制模式交替動作而使所述扭轉量接近所述目標扭轉量的扭轉量控制，所述控制裝置在從所述扭轉量控制的開始到成為預先確定的規定狀態為止，與成為了所述規定狀態之后相比，減小由所述限制模式來限制所述扭轉量的增減的程度。在上述穩定器系統中，優選的是，所述限制模式是指在所述促動器中對增減所述扭轉量的方向的動作作用制動的制動模式，所述控制裝置通過減小所述制動模式下的所述制動的強度和/或在所述扭轉量控制中減小便所述促動器以所述制動模式動作的時間的比例，來減小到成為所述規定狀態為止的所述限制的程度。在上述穩定器系統中，優選的是，所述規定狀態是指如下所述條件中的至少ー個條件成立的狀態從所述扭轉量控制的開始經過了預先確定的規定時間的條件、在所述促動器中使所述扭轉量増加的旋轉角度的大小為規定角度以下的條件、以及在所述促動器中使所述扭轉量增減的方向的旋轉角速度的大小為規定速度以下的條件。
在上述穩定器系統中，優選的是，所述促動器是包括轉子及具有多相的線圈的定子的無刷電動機，所述控制裝置具備相對于所述多相的各相分別連接于高電位側及低電位側的開關元件，且通過使所述低電位側的開關元件全部斷開并使至少ー個所述高電位側的開關元件接通，而使所述無刷電動機以所述限制模式動作，所述控制裝置到成為所述規定狀態為止，與成為所述規定狀態之后相比，降低能夠接通的所述高電位側的開關元件的個數的上限從而減小所述限制的程度。發明效果本發明的穩定器系統具備能夠以允許穩定桿中的扭轉量的增減的允許模式或限制扭轉量的增減的限制模式選擇性地動作的促動器，在扭轉量超過了目標扭轉量時，能夠執行通過使促動器在允許模式及限制模式下交替動作而使扭轉量接近目標扭轉量的扭轉量控制。在從扭轉量控制的開始到成為預先確定的規定狀態為止，與成為了規定狀態之后
相比，減小由限制模式來限制扭轉量的增減的程度。由此，根據本發明的穩定器系統，起到能夠抑制穩定桿的振動的發生這樣的效果。


圖I是表示第一實施方式的穩定器系統的動作的流程圖。圖2是穩定器系統的簡要結構圖。圖3是表示穩定器裝置的促動器的簡要結構的圖。圖4是表示逆變器和電磁電動機的連接狀態的電路圖。圖5是表示電磁電動機的各動作模式下的開關元件的切換狀態的一例的圖。圖6是表示實際電動機旋轉角和目標電動機旋轉角的推移的圖。圖7是未利用混合控制限制制動級數時的時序圖。圖8是利用混合控制限制了制動級數時的時序圖。圖9是表示第二實施方式中的制動級數與開關元件的切換狀態的對應關系的一例的圖。圖10是表示制動級數與開關元件的切換狀態的對應關系的另ー圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細說明本發明的穩定器裝置的ー實施方式。需要說明的是，并未通過本實施方式來限定本發明。另外，在下述的實施方式中的結構要素中包括本領域技術人員能夠容易想到或實質上相同的要素。(第一實施方式)參照圖I至圖8，說明第一實施方式。本實施方式關于穩定器系統。圖I是表示本發明的穩定器系統的第一實施方式的動作的流程圖，圖2是本實施方式的穩定器系統的簡要結構圖，圖3是表示穩定器裝置的促動器的簡要結構的圖。如圖2所示，本穩定器系統10包括穩定器裝置14而構成。穩定器裝置14能夠分別設置在車輛的前輪側、后輪側。穩定器裝置14具備與懸架臂連結的穩定桿20，該懸架臂作為在兩端部保持左右的車輪16的車輪保持構件。穩定桿20將車輛的左車輪16L和右車輪16R連接，并通過扭轉反力對車輛的側傾進行抑制。穩定桿20包括被分割的I對穩定桿構件22。所述I對穩定桿構件22由促動器26以能夠相對旋轉的方式連接。促動器26控制穩定桿20中的與左車輪16L連接的左車輪側的穩定桿構件22a和與右車輪16R連接的右車輪側的穩定桿構件22b的相対的扭轉量。在搭載有本實施方式的穩定器系統10的車輛設有與各車輪16對應的懸架裝置。在以下的說明中，以設置于后輪的穩定器裝置14為例來說明穩定器系統10。如圖2所示，懸架裝置30是獨立懸架式的裝置，形成為多連桿式懸架裝置。懸架裝置30具備作為懸架臂的下臂38。下臂38的一端部以可轉動的方式與車身連結，另一端部以可轉動的方式與軸架42連結，該軸架42將車輪16保持成能夠旋轉。穩定器裝置14的各穩定桿構件22分別如圖2所示，能夠區分成沿著車寬方向延伸的扭桿部50和與扭桿部50成為一體且與其交叉而大致向車輛的前方延伸的臂部52。各穩定桿構件22的扭桿部50中，在接近臂部52的部位由固定地設置在車身上的保持用具54保持成能夠旋轉，且彼此同軸配置。各扭桿部50的端部(與臂部52側相反一側的端部)分別如后述詳細說明那樣與促動器26連接。另ー方面，各臂部52的端部(與扭桿部50側相反一側的端部)與下臂38連結。 如圖3所示，促動器26包括作為驅動源的電磁電動機60和對該電磁電動機60的旋轉進行減速并進行傳遞的減速器62。所述電磁電動機60和減速器62設置在促動器26的外殼構件即殼體64內。在殼體64的一端部固定地連接有I對穩定桿構件22的一方即與左車輪16L連接的穩定桿構件22a的扭桿部50的端部。I對穩定桿構件22的另一方(與右車輪16R連接的穩定桿構件)22b以從殼體64的另一端部延伸入其內部的狀態進行設置，并經由減速器62而與電動機軸74連接。此外，I對穩定桿構件22的另一方22b經由套筒型軸承70而由殼體64保持為能夠旋轉。電磁電動機60包括沿著殼體64的周壁的內面固定配置在一圓周上的多個線圈72 ;通過殼體64保持成可旋轉的中空狀的電動機軸74 ;及面向線圈72而固定設置在電動機軸74的外周上的永久磁鐵76。電磁電動機60是線圈72作為定子發揮作用且永久磁鐵76作為轉子發揮作用的電動機,形成為3相的DC無刷電動機。電動機軸74和穩定桿構件22b經由減速器62連接，電動機軸74的旋轉減速而被傳遞至穩定桿構件22b。在殼體64內設有用于檢測電動機軸74的旋轉角度、即電磁電動機60的旋轉角度的電動機旋轉角傳感器78。電動機旋轉角傳感器78以編碼器為主體，在促動器26的控制、即穩定器裝置14的控制中被利用。因車輛的轉彎等而在車身上作用有側傾カ矩時，作用有使左右的穩定桿構件22相對旋轉的力，即，作用有相對于促動器26的外力。這種情況下，由于電磁電動機60產生的カ即電動機カ而使促動器26產生克服該外力的力吋，由所述兩個穩定桿構件22a、22b構成的ー個穩定桿20被扭轉。因該扭轉而產生的扭轉反カ成為克服側傾カ矩的力。并且，若利用電動機力使促動器26的旋轉量變化從而使左右的穩定桿構件22的相對旋轉量變化，則上述側傾抑制力產生變化，能夠積極地抑制車身的側傾。需要說明的是，這里所說的促動器26的旋轉量是指以車輛靜止在平坦路上的狀態為基準狀態且以該基準狀態下的促動器26的旋轉位置為中立位置時，從該中立位置的旋轉量，即動作量。因此，促動器26的旋轉量越大，促動器26的旋轉位置越從中立位置離開，穩定桿20的扭轉反力即側傾抑制力也越大。
在本穩定器系統10中，如圖2所示，設有與穩定器裝置14對應的電子控制単元(ECU) 90。ECU90是對穩定器裝置14詳細而言是對各促動器26的動作進行控制的控制裝置，具備作為與電磁電動機60對應的驅動電路的逆變器92及以具備CPU、ROM、RAM等的計算機為主體的控制器96。圖4是表示逆變器92與電磁電動機60的連接狀態的電路圖。如圖4所示，逆變器92經由轉換器98而與蓄電池100連接，并與對應的穩定器裝置14的電磁電動機60連接。電磁電動機60被進行定電壓驅動，向電磁電動機60的供給電カ通過變更供給電流量來變更。供給電流量的變更通過逆變器92變更基于PWM (Pulse WidthModulation :脈沖寬度調制)的脈沖接通時間與脈沖斷開時間之比(占空比)來進行。在E⑶90的控制器96上連接有上述電動機旋轉角傳感器78，并且連接有用于檢測未圖示的轉向輪的操作角(轉向量)的轉向傳感器102、檢測在車身上實際產生的橫向加速度即實際橫向加速度的橫向加速度傳感器104。在控制器96上還連接有檢測車速的車速傳感器110。此外，控制器96也與各逆變器92連接，通過控制它們來控制穩定器裝置14的電磁電動機60。需要說明的是，在控制器96的計算機具備的ROM中存儲有與后面說明的各穩定器裝置14的控制相關的程序、各種數據等。 在穩定器系統10中，為了產生與車身受到的側傾カ矩相對應的側傾抑制力，而以促動器26的實際的旋轉量即實際旋轉量成為目標的旋轉量即目標旋轉量的方式控制促動器26。即,根據車身受到的側傾カ矩來決定電磁電動機60應產生的電動機力的方向(以下，有時稱為“電動機力方向”)及向電磁電動機60的供給電流量。ECU90按照決定出的電動機力方向及供給電流量來使電磁電動機60動作，從而控制促動器26，產生與車身受到的側傾カ矩相對應的側傾抑制力(穩定器裝置14的扭轉力)而執行側傾抑制控制。需要說明的是，促動器26的旋轉量(使穩定桿20的扭轉量增減的方向的旋轉量)與電磁電動機60的旋轉角即電動機旋轉角處于對應關系，因此在實際的控制中，取代促動器26的旋轉量而使用電動機旋轉角。基準狀態下的電動機旋轉角為O,電動機旋轉角的絕對值在電動機旋轉角越從中立位置偏離時越變大。E⑶90的控制器96中，為了使穩定器裝置14產生與側傾カ矩相對應的適當的側傾抑制力，而基于車輛的橫向加速度來決定電磁電動機60的目標電動機旋轉角0t。控制器96例如基于根據轉向輪的操作角δ和車輛行駛速度ν所推定出的推定橫向加速度Gyc、實測到的實際橫向加速度Gyr，通過下式(I)來決定在控制中所利用的橫向加速度即控制橫向加速度Gyt。Gyt=KA · Gyc+KB · Gyr(I)這里，KA、KB是增益。基于如此決定的控制橫向加速度Gyt，決定電磁電動機60的目標電動機旋轉角Θ to在控制器96內存儲有以控制橫向加速度Gyt為參數的目標電動機旋轉角0 t的映射數據，參照映射數據來決定電磁電動機60的目標電動機旋轉角Θ to并且，以實際電動機旋轉角Θ成為上述目標電動機旋轉角0t的方式控制電磁電動機60。在電磁電動機60的控制中，向電磁電動機60供給的電力基于實際電動機旋轉角Θ的相對于目標電動機旋轉角Θt的偏差即作為動作量偏差的電動機旋轉角偏差Δ Θ(=0t-0 )而決定。詳細而言，按照基于電動機旋轉角偏差Λ Θ的反饋控制的方法來決定。具體而言，首先，基于電磁電動機60具備的電動機旋轉角傳感器78的檢測值，認定上述電動機旋轉角偏差△ Θ，接著，以其為參數，按照下式(2)決定作為目標供給電カ的目標供給電流it。it=KP · Δ θ +KI · Int ( Δ θ )(2)該式是按照PI控制法則的數學式，第一項、第二項分別表示比例項、積分項，KP、KI分別表示比例増益、積分增益。另外，Int (Δ Θ )相當于電動機旋轉角偏差Λ Θ的積分值，近似于目標電動機旋轉角Qt (也可以認為近似于實際電動機旋轉角Θ)，因此上述式
(2)可以認為與下述式(3)等價，it=KP · Λ θ +KI · Θ t(3)。目標供給電流it根據其符號的不同而電カ供給方向不同，因此可以認為也表示電磁電動機60的電動機力方向。基于目標供給電流it，決定向電磁電動機60的占空比和·電動機力方向，根據它們而使電磁電動機60動作。詳細而言，對基于該決定出的目標供給電流it的電動機力方向及占空比的指令向逆變器92發送，將逆變器92具備的開關元件(例如，FET)切換而控制電磁電動機60。按照所決定的占空比而從蓄電池100供給電力，電磁電動機60的動作狀態成為沿著所決定的電動機力方向產生電動機カ的狀態。需要說明的是，在本實施方式中，為了簡便起見，而使電磁電動機60的旋轉方向為順時針方向(正向)和逆時針方向(反向)。當電磁電動機60沿著順時針方向(CW方向)旋轉時，電動機旋轉角Θ增加。另ー方面，當電磁電動機60沿著逆時針方向(CCW方向)旋轉時，電動機旋轉角Θ減小。另外，當目標供給電流it的符號為正時，電動機力方向是使電動機旋轉角Θ增加的方向(正向)，在目標供給電流it的符號為負時，電動機力方向是使電動機旋轉角Θ減小的方向(反向)。即，在目標供給電流it的符號為正時，電磁電動機60的動作狀態成為接受按照由蓄電池100決定的占空比的電カ而沿著正向產生電動機カ的狀態(以下，有時稱為“正向カ產生狀態”或“cw狀態”)，在目標供給電流it的符號為負時，電磁電動機60的動作狀態成為接受按照由蓄電池100決定的占空比的電カ而沿著反向產生電動機力的狀態(以下，有時稱為“反向カ產生狀態”或“ccw狀態”)。S卩，在向電磁電動機60供給電カ時的電磁電動機60的動作狀態(以下，有時稱為“電カ供給狀態”、或者包括電磁電動機60產生驅動カ的狀態的意思而稱為“drive狀態”、簡稱為“drv狀態”)中包括cw狀態和ccw狀態。此外，在電磁電動機60的動作狀態中，包括從蓄電池100未供給電カ的狀態(以下，有時稱為“電カ非供給狀態”、或者包括得到制動力的狀態的意思而稱為“brake狀態”、簡稱為“brk狀態”)。這里所說的brk狀態是使電磁電動機60的各相的通電端子相互導通的狀態，是電磁電動機60的各相恰好相互短路的狀態。在這種狀態下，電磁電動機60作為發電機起作用，能得到所謂短路制動的效果。電磁電動機60的動作狀態由逆變器92具有的開關元件的切換方式來決定。如圖4所示，電磁電動機60是Λ接線的3相的DC無刷電動機，對應于各相(U、V、W)而分別具有通電端子120u、120v、120w (以下，有時總稱為“通電端子120”)。逆變器92關于各通電端子即各相(U、V、W)，具備高電位側即高(正)側、低電位側即低(負)側的兩個開關元件(以下，將6個開關元件分別稱為“UHC”、“ULC”、“VHC”、“VLC”、“WHC”、“WLC”)。開關元件切換電路根據設置于電磁電動機60的3個霍爾元件H (HA、HB、HC)的檢測信號來判斷旋轉角(電角)，并基于該旋轉角來進行6個開關元件的各自的接通(導通)/斷開(切斷)的切換。需要說明的是，逆變器92與由蓄電池100和轉換器98構成的電源的高電位側的端子124h及低電位側的端子1241連接。圖5是表不電磁電動機60的各動作模式下的開關兀件的切換狀態的一例的圖。若參照圖5進行說明的話，在drv狀態下，以被稱為所謂120°通電矩形波驅動的方式，對應于電磁電動機60的旋轉相位來切換各開關元件UHC、ULC、VHC、VLC、WHC、WLC的接通/斷開。在cw狀態和ccw狀態下，切換的模式互不相同。需要說明的是，在drv狀態下，僅存在于低側的各開關元件ULC、VLC、WLC進行按照占空比的接通/斷開控制、即占空比控制(圖5中的“ I*”表示該情況)。相對于此，在brk狀態下，無論電磁電動機60的旋轉相位如何，高側的開關元件UHC、VHC、WHC都成為接通狀態，而低側的開關元件ULC、VLC、WLC都成為斷開狀態。在本穩定器系統10中，通常，電磁電動機60在動作狀態維持成drv狀態的“電カ供給維持模式”下被控制，執行電力供給控制。電カ供給維持模式包括電磁電動機60的動作狀態維持成cw狀態的“正向力產生模式”和電磁電動機60的動作狀態維持成ccw狀態的“反向力產生模式”。在電磁電動機60的動作模式為正向力產生模式時，以沿著正向產生與所決定的目標供給電流it的絕對值對應的大小的電動機力的方式控制電磁電動機60， 另ー方面，在電磁電動機60的動作模式為反向カ產生模式時，以沿著反向產生與所決定的目標供給電流it的絕對值對應的大小的電動機力的方式控制電磁電動機60。在本實施方式的穩定器系統10中，當實際電動機旋轉角Θ超過目標電動機旋轉角Θ t，即，穩定桿20的扭轉量超過目標扭轉量時，通過利用了制動模式(brk狀態)的后述的混合控制(扭轉量控制)來控制電磁電動機60的旋轉角。當實際電動機旋轉角Θ超過目標電動機旋轉角Qt時，在上述式(2)中，第一項與第二項的符號(正負)彼此不同。在實際電動機旋轉角Θ超過了目標電動機旋轉角0t的狀態下，與包含電動機旋轉角偏差Δ Θ的第一項對應的電動機力方向和側傾カ矩要使電磁電動機60旋轉的旋轉方向為同方向，由此使電動機旋轉角返回的力有時變得過強。這種情況下，僅通過伺服控制(電カ供給控制)來使實際電動機旋轉角Θ收斂至目標電動機旋轉角Θ t時，電動機旋轉角產生波動而電動機力方向頻繁切換，存在電動機負荷增大等問題。相對于此，在進行使電カ供給狀態(伺服控制)與電カ非供給狀態(制動模式)交替反復(混合)的混合控制時，在制動模式下對于電動機旋轉角的變動而產生制動作用，電動機旋轉角的增減受限制，由此能夠使電動機旋轉角漸變而接近目標電動機旋轉角et。因此，能抑制電動機力方向的切換的發生，避免電動機負荷的増大等問題，井能夠進行使實際電動機旋轉角θ接近目標電動機旋轉角θ t的控制、換言之使穩定桿20的實際的扭轉量接近目標扭轉量的扭轉量控制。在混合控制中，交替執行電力供給狀態即正向力產生模式或反向力產生模式與電力非供給狀態即制動模式。電カ供給狀態是利用電動機力使實際電動機旋轉角Θ接近目標電動機旋轉角而使電動機旋轉角偏差Λ Θ減小的狀態。即，在促動器26中，電カ供給狀態是允許穩定桿20的扭轉量的增減的允許模式。另ー方面，在電カ非供給狀態即制動模式下，電磁電動機60作為發電機發揮作用，促動器26在因外部輸入而強制進行速度大的動作時，發揮比較大的阻力，穩定器裝置14恰好成為接近穩定器剛性無法變更的通常的穩定器裝置的狀態。即，在促動器26中，電カ非供給狀態是相對于使穩定桿20的扭轉量增減的方向的動作而使制動作用(限制扭轉量的增減)的限制模式。促動器26能夠以允許模式或限制模式選擇性地動作。混合控制是通過在I周期內混合電カ供給狀態和電カ非供給狀態而使電動機旋轉角漸變的制動漸變控制。在混合控制中，按照成為電カ非供給狀態(使促動器26以制動模式動作)的時間的比例，來控制對扭轉量(電動機旋轉角)的增減進行抑制的制動力。即，為如下結構不是制動カ其本身而通過控制3相短路的時間來使宏觀性觀察到的制動カ可變。例如，當在預先確定的混合控制的I周期的時間內増大形成為電カ非供給狀態的時間的比例而減小形成為電カ供給狀態的時間的比例時，制動カ變大。與之相反，當減小形成為電カ非供給狀態的時間的比例并增大形成為電カ供給狀態的時間的比例時，制動カ減小。由此，即使電カ非供給狀態下的制動カ其本身相同，也能夠使在I周期內宏觀性地觀察到的制動カ(以下，也記載為“有效制動力”。)可變。有效制動力例如可以是在I周期內對制動力進行時間積分所得到的值。在混合控制中，例如根據實際電動機旋轉角Θ與目標電動機旋轉角0t的偏差的大小，而可將在I周期內形成為電カ非供給狀態的時間的比例(以下，僅記載為“制動時 間的比例”)分成多級。混合控制是在電動機旋轉角偏差Λ Θ的大小為電動機旋轉角偏差Δ Θ的閾值Λ Θ max以下且實際電動機旋轉角Θ接近目標電動機旋轉角Θ t時執行的控制。例如，當前的電動機旋轉角偏差△ Θ的大小相對于電動機旋轉角偏差△ Θ的閾值Δ Θ max為25%吋，混合控制的I周期的75%的時間形成為電カ非供給狀態，其余的25%形成為電カ供給狀態。以往，在混合控制中，實際電動機旋轉角θ越遠離目標電動機旋轉角et，換言之，電動機旋轉角偏差Λ Θ的絕對值越大，則有效制動力越小，電動機旋轉角偏差Λ Θ越小則有效制動カ越大。然而，僅利用電動機旋轉角偏差△ Θ來決定有效制動カ時，如以下說明所示，在混合控制的初期產生較大的振動，該振動傳遞給車體等而可能產生噪音。圖6是表示實際電動機旋轉角Θ和目標電動機旋轉角Θ t的推移的一例的圖。在時刻tl，實際電動機旋轉角Θ超過目標電動機旋轉角0t，而混合控制被接通。混合控制剛接通之后是實際電動機旋轉角Θ剛超過目標電動機旋轉角Θ t之后，電動機旋轉角偏差Δ Θ較小。因此，在混合控制中，選擇大的有效制動力、例如最大的有效制動力。這里，混合控制是對到此為止旋轉的電磁電動機60施加制動的控制，因此若有效制動カ過強，則在制動接通時可能會產生大的振動。相對于此，在本實施方式的穩定器系統10中，從扭轉量控制的開始到成為預先確定的規定狀態為止，與成為規定狀態后相比，減小由限制模式對扭轉量的增減進行限制的程度。具體而言，在從控制接通到成為規定狀態之前(例如，一定時間期間)對制動級數(制動時間的比例)設置上限，以免混合控制接通時的制動カ變得過剩。通過對制動級數設置上限，而在扭轉量控制中使促動器26以制動模式動作的時間的比例減小，從而可設定的有效制動カ的最大值減小。由此，抑制電動機旋轉速度的急劇變動。由此，抑制混合控制的開始時的促動器26中的振動的發生及該振動的傳播引起的噪音的發生。參照圖I的流程圖，說明本實施方式的動作。首先，在步驟SI中，通過E⑶90的控制器96，來運算目標電動機旋轉角Θ t。如上所述那樣，控制器96基于橫向加速度例如基于推定橫向加速度Gyc和實測到的實際橫向加速度Gyr來運算目標電動機旋轉角0t。
接著，在步驟S2中，通過控制器96檢測實際電動機旋轉角θ。控制器96基于從電動機旋轉角傳感器78輸入的信號來檢測實際電動機旋轉角Θ。 接著，在步驟S3中，通過控制器96來運算目標電動機旋轉角θ t與實際電動機旋轉角Θ之間的偏差即電動機旋轉角偏差△ θ。控制器96基于在步驟S I中運算出的目標電動機旋轉角 θ t和在步驟S2中檢測到的實際電動機旋轉角Θ，來運算電動機旋轉角偏差Δ θ。接下來，在步驟S4中，判定能否通過控制器96進行混合控制。控制器96在實際電動機旋轉角 θ的大小超過目標電動機旋轉角0t的大小且在步驟S3中運算出的電動機旋轉角偏差△ θ的絕對值為預先確定的閾值△ θ max以下時,在步驟S4中進行肯定判定。需要說明的是，電動機旋轉角偏差Λ Θ的閾值△ θ max例如可以為ldeg。步驟S4的判定的結果是判定為能夠進行混合控制時(步驟S4-是)，向步驟S5前迸，不是這樣時(步驟S4-否)，向步驟S8前進。在步驟S5中，通過控制器96判定是否處于制動級數限制中。控制器96通過計時器對混合控制開始后的經過時間進行計時，在所計時到的經過時間未達到預先確定的規定時間時，判定為處于制動級數限制中。需要說明的是，該規定時間既可以一定，也可以根據促動器26的狀態量等而可變。例如也可以根據混合控制開始時的實際電動機旋轉角Θ、電動機旋轉角的角速度等進行變化。這種情況下，實際電動機旋轉角Θ、電動機旋轉角的角速度(各自的絕對值)越大則越能夠延長規定時間。步驟S5的判定的結果是判定為處于制動級數限制中時(步驟S5-是)，向步驟S6前進，不是這樣時(步驟S5-否)，向步驟S7前迸。在步驟S6中，由控制器96進行帶限制的制動級數計算。這里，制動級數是指將混合控制的I周期分成多個期間時其中的電カ非供給狀態的期間數。例如，設I周期為1，200 μ S，將其分成各300 μ S的4期間時，將I組1，200 μ s內僅I個期間300 μ s為電カ非供給狀態的情況稱為制動級數I級，將3個期間900 μ s間為電力非供給狀態的情況稱為制動級數3級。最大的制動級數為4級。需要說明的是，可選擇的制動級數的最大值并未限定為4級。制動級數的最大值也可以為3級以下，也可以為5級以上。例如，設制動級數的最大值為5級時，既可以是使I級為300μ 8而I周期為1，500 μ S，也可以是將I周期
I,200 μ s分割成五部分而使I級為240 μ S。制動級數根據當前的電動機旋轉角偏差△ θ的大小相對于電動機旋轉角偏差Δ θ的閾值Δ θmax的比例來選擇。例如,在制動級數的最大為4級時,若當前的電動機旋轉角偏差Λ θ相對于電動機旋轉角偏差△ θ的閾值△ θ max的比例小于25%則能夠為4級，小于50%則為3級，小于75%則為2級，若為75%以上則為I級。電動機旋轉角偏差△ θ的閾值△ θ max為Ideg且當前的電動機旋轉角偏差△ θ為O. 25deg (閾值的25%)時，若不在制動級數限制中，則制動級數作為3級算出。在制動級數3級中，1，200 μ s中的電カ非供給狀態(制動模式)為900μ S，其余的300μ s為電カ供給狀態的伺服驅動。在該伺服驅動中，電動機力方向是使電動機旋轉角偏差△ θ減小的方向，但在側傾カ矩特別大時等，也可以是使電動機旋轉角偏差△ Θ增加的方向。 另ー方面，在限制制動級數的制動級數限制中，對可選擇的制動級數設置上限。在制動級數限制中，與制動級數限制中以外相比，制動級數的上限下降，例如2級以上的制動級數被禁止。這種情況下，不允許比I級大的制動級數。由此，在制動級數限制中，由控制器96算出I級作為制動級數。執行步驟S6后，向步驟S8前迸。另外，當在步驟S5中作出否定判定時，在步驟S7中，由控制器96來算出制動級數。由于不在制動級數限制中，因此制動級數最大允許到4級為止。控制器96選擇與當前的電動機旋轉角偏差△ Θ對應的從I級到4級的制動級數。執行步驟S7后，向步驟S8前迸。在步驟S8中，由控制器96進行與當前的設定對應的電磁電動機60的伺服控制。在未判定為能夠進行混合控制時(步驟S4-否)，控制器96以不混合電カ非供給狀態的電カ供給維持模式來控制電磁電動機60。另外，在判定為能夠進行混合控制時(步驟S4-是)，控制器96基于在步驟S6或步驟S7中算出的制動級數，執行混合控制。接下來，在步驟S9中，由控制器96判定是否使穩定器控制結束。控制器96例如基于橫向加速度進行步驟S9的判定。在轉彎行駛結束時等要求進行穩定器裝置14中的電動機旋轉角的控制的條件不成立時，在步驟S9中作出肯定判定。該判定的結果是判定為使穩定器控制結束時(步驟S9-是)，結束本控制流程，不是這樣時(步驟S9-否)，返回步驟SI，反復執行本控制流程。圖7是在混合控制中未限制制動級數時的時序圖，圖8是在本實施方式的穩定器系統10中在混合控制中限制了制動級數時的時序圖。在圖7及圖8中，(a)表示耳旁音，(b)表示電動機的振動加速度，(C)表示電動機旋轉角，Cd)表示各標志。(a)耳旁音是指在車室內檢測到的聲音，例如在就座的搭乗者的耳旁位置檢測到的聲壓。(C)是表示在電動機旋轉角中的目標電動機旋轉角0t (實線)和實際電動機旋轉角Θ (虛線)。(d)是對于標志表示混合控制接通標志、制動級數、電動機力方向(cw、ccw)。混合控制接通標志在值為O時表示斷開(混合控制不可)的狀態，在值為I以上時表示接通(混合控制可能)的狀態。另外，電動機力方向在標志為O和I時表示不同的旋轉方向。如圖7所示,在時刻t2,實際電動機旋轉角Θ的絕對值超過目標電動機旋轉角Qt的絕對值，混合控制接通標志成為開啟的狀態。此時的實際電動機旋轉角Θ與目標電動機旋轉角Qt之間的偏差Λ Θ為小值，因此制動級數設定為最大的5級。由此，如標號Pl所示發生振動，然后如標號Ρ2所示耳旁音増加。相對于此，在本實施方式的穩定器系統10中，在混合控制的初期限制制動級數的上限。圖8表示制動級數受限制時的制動級數的上限為I級時的各值的推移。實際電動機旋轉角Θ的絕對值超過目標電動機旋轉角Θ t,在時刻t3混合控制接通標志開啟。此時，制動級數被限制成I級，有效制動力弱，因此電動機的振動加速度(參照標號P3)比制動級數未受限制時的電動機的振動加速度(標號Pl)減小。由此，制動級數受限制時的耳旁音(參照標號P4)比制動級數未受限制時的耳旁音(P2)減小。如此，根據本實施方式的穩定器系統10，由促動器26來限制穩定桿20的扭轉量的增減時的振動的發生受到抑制，尤其是在實際電動機旋轉角θ超過目標電動機旋轉角Qt時的混合控制中，限制電動機旋轉角的增減時的振動的發生受到抑制。通過抑制振動及噪音的發生，從而能夠提高駕駛性能。需要說明的是，穩定器系統10的促動器26并未限定為無刷電動機。例如，促動器26既可以是帶電刷的DC電動機，也可以是其他的能夠以限制穩定桿20的扭轉量的增減的限制模式進行動作的促動器。在本實施方式中，在混合控制中，I周期中的形成為制動模式的時間以外的時間為電カ供給狀態而進行伺服驅動，但并未限定于此，電磁電動機60也可以是與伺服驅動不同的狀態。例如，也可以在形成為制動模式的時間以外的時間中不進行電カ供給而由側傾カ矩來減小電動機旋轉角偏差Λ Θ。這種情況下，電磁電動機60例如通過使全部的開關元件為斷開而能夠形成為允許電動機旋轉角的增減的允許模式。需要說明的是，在本實施方式中，使促動器26在允許模式及限制模式下交替動 作，但也可以在從限制模式到下一限制模式的允許模式中連續執行多個允許模式。這種情況下，可以是同一允許模式連續執行多次，在促動器26為能夠在種類不同的多個允許模式下進行動作的促動器時，也可以是多種允許模式連續執行。同樣地，在從允許模式到下一允許模式的限制模式中，也可以連續執行多個限制模式。這種情況下，能夠連續執行同一或多種限制模式。(第一實施方式的第一變形例)在上述第一實施方式中，“規定狀態”是指從混合控制的開始到經過了規定時間的條件已成立的狀態，但并未限定于此。例如，也可以將電動機旋轉角的角速度的大小(絕對值)為預先確定的規定速度以下的條件已成立的狀態作為規定狀態，將實際電動機旋轉角Θ的大小(絕對值)、即使穩定桿20的扭轉量増加的旋轉角度的大小為預先確定的規定角度以下的條件已成立的狀態作為規定狀態。另外，還可以將上述3個條件中的2個條件以上已成立的情況作為規定狀態。規定狀態只要是將有效制動力設定成大的值而預測為即使執行混合控制也不會產生大的振動的狀態即可。(第二實施方式)參照圖9及圖10說明第二實施方式。關于第二實施方式，對與上述實施方式中說明的構件具有同樣功能的構件標注同一標號而省略重復的說明。圖9是表示第二實施方式中的制動級數與開關元件的切換狀態之間的對應關系的一例的圖。在本實施方式的混合控制中，與上述第一實施方式的混合控制的不同點在于限制穩定桿20的扭轉量的增減的程度不是利用制動模式的執行時間(有效制動力)而是利用制動模式下的制動カ的強度本身來調整。具體而言，在制動模式下，通過使高側開關元件組中的為接通的開關元件的個數不同，來調整制動的強度。若即使高側(高電位側)的開關元件不全部為接通而低側(低電位側)的開關元件全部為斷開且至少一個高側(高電位側)的開關元件為接通，則就能夠使電磁電動機60以作為限制模式的制動模式進行動作。如圖9所示，在制動級數為I級下，僅U相的高側開關元件UHC為接通，V相及W相的高側開關元件VHC、WHC為斷開。另外，在制動級數為2級下，U相及V相的高側開關元件UHC、VHC為接通，W相的高側開關元件WHC為斷開。在制動級數為3級下，與上述第一實施方式的制動模式同樣地，全部的高側開關元件UHC、VHC、WHC為接通。制動級數為I級時的短路制動的效果(制動力)最弱，制動級數為3級時的制動カ最強。另外，制動級數為2級時的制動カ是I級時與3級時之間的強度。與上述第一實施方式同樣地，從混合控制的開始到成為規定狀態為止的制動級數的上限受限制，能夠形成為接通的高電位側的開關元件的上限受限制。例如，能夠將制動級數受限制時的制動級數的上限形成為I級。這種情況下，可選擇的制動級數最大為I級。另夕卜，在制動級數的上限為2級時,可選擇的制動級數為I級或2級。通過使成為規定狀態為止的制動級數的上限比成為規定狀態后的制動級數的上限降低，來減小混合控制(扭轉量控制)中成為規定狀態之前的限制扭轉量的增減的程度，從而抑制混合控制的開始時的振動的發生。需要說明的是，制動時間的比例既可以與制動級數是否受限制無關地為一定，也可以根據制動級數的限制的有無而可變。例如，在制動級數受限制時，與未受限制時相比，若縮短電力非供給狀態的時間，則能夠提高振動發生的抑制效果。需要說明的是，通過使制動模式下高側開關元件組中為接通的開關元件的個數(以下，僅記載為“制動模式接通元件數”)、及制動時間的比例分別可變，從而提高制動カ設定的自由度。制動模式接通元件數能夠選擇I個元件至3個元件這3種,若制動時間的比例能夠選擇4種，則能夠將制動級數設定為最大12級。制動級數的選擇例如可以基于電動機旋轉角偏差△ Θ及電動機旋轉角的角速度這2個參數來進行。這種情況下，可以基于電動機旋轉角偏差△ Θ及電動機旋轉角的角速度來僅決定制動級數，并根據制動級數來決定制動模式接通元件數及制動時間的比例，也可以基于(電動機旋轉角偏差Λ Θ、電動機旋 轉角的角速度)的一方而選擇(制動模式接通元件數、制動時間的比例)一方，并基于(電動機旋轉角偏差△ Θ、電動機旋轉角的角速度)另一方來選擇(制動模式接通元件數、制動時間的比例)另一方，由此來決定制動級數。例如也可以根據電動機旋轉角偏差Λ Θ來決定制動時間的比例(限制電動機旋轉角的變動的時間的長度)，并根據電動機旋轉角的角速度來決定制動模式接通元件數(制動的強度)。需要說明的是，制動級數與開關元件的切換狀態的對應關系并未限定為圖9所示的結構，也可以是例如圖10所示的結構。圖10是表示制動級數與開關元件的切換狀態的對應關系的另ー圖。即，若在制動級數I級下U、V、W中的I相被短路，在制動級數2級下任意的2相彼此短路，在制動級數3級下3相全部相互短路，則哪ー相的開關元件為接通是任意的。另外，電磁電動機60的定子的相數并未限定為3，只要定子具有多相的線圈即可。根據本實施方式，可以不是通過制動時間，而通過調整制動カ本身，來在更高維數使振動(噪音)的抑制與制動性能平衡。上述的各實施方式可以適當組合執行。エ業實用性如以上所述，本發明的穩定器系統在具備能夠限制扭桿的扭轉量的增減的促動器的穩定器裝置中有用，尤其是適合抑制振動的發生。標號說明10穩定器系統14穩定器裝置16 車輪20穩定桿26促動器60電磁電動機78電動機旋轉角傳感器90ECU92逆變器
96控制器98轉換器100蓄電池Θ實際電動機旋轉角0t目標電動機旋轉角
Δ Θ電動機旋轉角偏差it目標供給電流
權利要求
1.一種穩定器系統,其特征在于,具備 穩定桿，其將車輛的左車輪和右車輪連接，并通過扭轉反力來抑制所述車輛的側傾； 促動器，其控制所述穩定桿的所述左車輪側與所述右車輪側的相對的扭轉量；及 控制裝置，其控制所述促動器， 所述促動器能夠以允許所述扭轉量的增減的允許模式或限制所述扭轉量的增減的限制模式選擇性地動作， 所述控制裝置在所述扭轉量超過所述扭轉量的目標值即目標扭轉量時，能夠執行通過使所述促動器以所述允許模式及所述限制模式交替動作而使所述扭轉量接近所述目標扭轉量的扭轉量控制， 所述控制裝置在從所述扭轉量控制的開始到成為預先確定的規定狀態為止，與成為了所述規定狀態之后相比，減小由所述限制模式來限制所述扭轉量的增減的程度。
2.根據權利要求I所述的穩定器系統，其中， 所述限制模式是指在所述促動器中對增減所述扭轉量的方向的動作作用制動的制動模式， 所述控制裝置通過減小所述制動模式下的所述制動的強度和/或在所述扭轉量控制中減小使所述促動器以所述制動模式動作的時間的比例，來減小到成為所述規定狀態為止的所述限制的程度。
3.根據權利要求I所述的穩定器系統，其中， 所述規定狀態是指如下所述條件中的至少一個條件成立的狀態從所述扭轉量控制的開始經過了預先確定的規定時間的條件、在所述促動器中使所述扭轉量增加的旋轉角度的大小為規定角度以下的條件、以及在所述促動器中使所述扭轉量增減的方向的旋轉角速度的大小為規定速度以下的條件。
4.根據權利要求I所述的穩定器系統，其中， 所述促動器是包括轉子及具有多相的線圈的定子的無刷電動機， 所述控制裝置具備相對于所述多相的各相分別連接于高電位側及低電位側的開關元件，且通過使所述低電位側的開關元件全部斷開并使至少一個所述高電位側的開關元件接通，而使所述無刷電動機以所述限制模式動作， 所述控制裝置到成為所述規定狀態為止，與成為所述規定狀態之后相比，降低能夠接通的所述高電位側的開關元件的個數的上限從而減小所述限制的程度。
全文摘要
穩定器系統(10)具備穩定桿(20)，其將車輛的左車輪(16L)和右車輪(16R)連接，并通過扭轉反力來抑制車輛的側傾；促動器(26)，其控制穩定桿的左車輪側與右車輪側的相對的扭轉量；及控制裝置(90)，其控制促動器。促動器能夠以允許扭轉量的增減的允許模式或限制扭轉量的增減的限制模式選擇性地動作。控制裝置在扭轉量超過扭轉量的目標值即目標扭轉量時，能夠執行通過使促動器以允許模式及限制模式交替動作而使扭轉量接近目標扭轉量的扭轉量控制。控制裝置在從扭轉量控制的開始到成為預先確定的規定狀態為止，與成為了規定狀態之后相比，減小由限制模式來限制扭轉量的增減的程度。
文檔編號B60G21/055GK102834279SQ20108006454
公開日2012年12月19日 申請日期2010年2月23日 優先權日2010年2月23日
發明者近藤諭士 申請人:豐田自動車株式會社