专利名称：用于控制稳定器的侧倾刚度的稳定器控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过电动机控制稳定器的侧倾刚度的稳定器控制设备。
背景技术：
当车辆转向时，离心力导致侧倾，这降低了稳定性。因此，车辆设置有稳定器。稳定器包括稳定杆，稳定杆的中部固定到车体，并且其两个相对的端部连接到悬架。当车辆在转向过程中侧倾时，悬架在外轮处被压缩并且在内轮处伸展，由此扭转稳定杆。当发生这种情况时，稳定器用作弹簧，并且产生逆着所述扭转的弹簧反作用力。由于此弹簧反作用力，稳定杆从扭转状态回复，并且外轮侧上升，侧倾受到限制。
近年来，已经开发出了通过使用电动机主动控制稳定杆的扭转和/或回复的主动稳定器(见日本专利申请公报JP-A-2005-225301)。主动稳定器包括左侧和右侧的稳定杆以及设置在稳定杆之间的致动器。此外，在主动稳定器中，目标控制量基于表示车辆的侧倾状态的横向加速度等设定。基于目标控制量，致动器的电动机受到驱动而在稳定杆上执行扭转控制(从中性位置扭转稳定杆的控制)和回复控制(使稳定杆回复到中性位置的控制)。
然而，当使用电动机来执行控制时，根据电动机的规格，电动机在转速等方面是有限制的。因此，如果车辆行为急剧改变使得目标控制量超过电动机的限度，电动机的实际转动不能跟随目标。此外，如果由于车辆的转向发生横向加速度，会将实现基于横向加速度的的目标控制量的命令输出到电动电动机；然而，在电动机能够响应命令实现目标控制量之前存在延迟。因此，取决于电动机的响应性能，存在电动机不能充分地跟随车辆行为变化的情况。因此，合适的侧倾控制会滞后于车辆行为，导致车辆乘员的不适。
发明内容
因此，本发明提供了一种以高响应性控制稳定器的稳定器控制设备。
根据本发明第一方面的稳定器控制设备包括如下部件具有再生功能的发动机；稳定器，其连接左车轮及右车轮，能够通过电动机改变侧倾刚度；车辆行为检测装置，用于检测车辆行为；再生电流设定装置，用于基于由车辆行为检测装置检测到的车辆行为设定电动机的再生电流；以及再生电流调节装置，用于调节电动机的再生电流，从而达到再生电流设定装置设定的再生电流。
在稳定器控制设备中，电动机具有再生功能。即，由于逆着稳定器的扭转的弹簧反作用力等，电动机旋转，并且其扭矩导致电动机用作发电机。在稳定器控制设备中，通过车辆行为检测装置检测车辆行为(侧倾状态、路面扰动状态等)。然后，在稳定器控制设备中，电动机的再生电流由再生电流设定装置基于检测到的车辆行为设定，并且电动机的再生电流通过再生电流调节装置调节，从而达到设定的再生电流。因此，由电动机产生的再生电流可连续地被调节，从而改变由电动机提供的再生阻力。由此，能可变地控制电磁制动力。当稳定器扭转或回复时通过使电磁制动力发生作用，稳定器的扭转或回复可受到限制或加速。由此，在稳定器控制设备中，稳定器沿扭转方向和回复方向的速度和刚度可通过根据车辆行为可变地控制再生电流(电磁制动力)来控制。由于电动机的再生使用作为被动元件的稳定器的弹簧反作用力以及悬架的弹簧反作用力，电动机的再生控制能够相对于车辆行为的变化以高的响应性改变稳定器。因此，侧倾控制不会导致车辆乘员的不舒适感，并且能够实现改善的驾乘舒适性。此外，还可解决由于电动机的驱动而导致的振动和电力消耗等问题。
在上述稳定器控制设备中，车辆行为检测装置可检测车辆的侧倾量，并且再生电流设定装置在由车辆行为检测装置检测到的侧倾量大时设定的再生电流大于在由车辆行为检测装置检测到的侧倾量小时设定的再生电流。
在稳定器控制设备中，车辆的侧倾量(横向加速度等)由车辆行为检测装置检测。然后，在稳定器控制设备中，当检测到较大的侧倾量时，由再生电流设定装置设定的再生电流增大，并且电动机的再生电流由再生电流调节装置调节，使得当检测到的侧倾量相对大时达到增大的再生电流。因此，由电动机的再生产生的电磁制动力较大，从而当稳定器沿扭转方向变化时稳定器较难扭转，并且当稳定器沿回复方向改变时相对较难回复(即，稳定器的变化速度变慢)。因此，侧倾能够受到抑制，并且能够改善转向稳定性。
在上述稳定器控制设备中，车辆行为检测装置检测由存在于路面上的扰动导致的车辆行为的变化的大小。当在扰动导致的车辆行为的变化的大小为大时再生电流设定装置设定小于当变化大小为小时的再生电流。
在稳定器控制设备中，由在路面上的扰动导致的车辆行为变化由车辆行为检测装置检测。然后，在稳定器控制设备中，当检测到的扰动导致的车辆行为变化大时再生电流设定装置设定的再生电流小于当检测到的扰动导致的车辆行为变化小时的再生电流，并且电动机的再生电流通过再生电流调节装置调节，从而当检测到的扰动导致的车辆行为变化相对大时达到较小的再生电流。因此，由电动机的再生产生的电磁制动力变小，从而当稳定器沿扭转方向变化时稳定器相对容易扭转，并且当稳定器沿回复方向变化时相对容易回复(即，稳定器的变化速度加快)。结果，对于路面扰动的驾乘舒适性得到改善。
在上述稳定器控制设备中，若在稳定器处在回复方向时悬架的弹簧反作用力大于电动机的所需控制量，则再生电流设定装置可将再生电流设定为一个与等于悬架的弹簧反作用力和所需控制量之差的目标控制量相应的电流值。
在稳定器控制设备中，若在稳定器处在回复方向变化中时悬架的弹簧反作用力大于电动机的所需控制量，再生电流由再生电流设定装置设定为与等于悬架的弹簧反作用力和所需控制量之差的目标控制量相应的电流值。然后，通过电动机的再生而控制稳定器。电动机的所需控制量是在稳定器由电动机的驱动所控制时的所需控制，并且基于车辆行为等设定。若当稳定器正在回复到中性位置时弹簧的反作用力超过所需控制量，则由电动机的驱动控制所提供的控制量过大，使得不能精确控制稳定器的侧倾刚度。因此，稳定器由电动机的再生控制通过使用悬架的弹簧反作用力而进行控制，使得产生高精度的稳定器侧倾刚度。
上述稳定器控制设备还可包括用于检测车辆转向量的转向量检测设备，其中若由转向量检测设备检测到的转向量超过预定的转向状态量，则电动机从驱动切换到再生。
在稳定器控制设备中，车辆的转向量(横向加速度、转向速度等)由转向量检测装置检测。然后，若检测到的转向量超过预定转向量，稳定器控制设备从由电动机驱动切换到再生，并且通过电动机的再生控制稳定器。由电动机的驱动提供的转速依据电动机的规格而具有一限度值。因此，当转向量突然变化并且需要沿扭转方向或回复方向快速改变稳定器时，电动机的驱动控制会由于电动机的性能而不能跟随快速变化。因此，提供更好的响应性能的电动机的再生控制用来应对稳定器的快速变化。预定转向量是使得电动机的驱动不能响应稳定器变化的转向量，并且考虑电动机的性能等设定。
在稳定器控制设备中，若蓄电量下降到预定蓄电量之下，电动机可从驱动切换到再生。
在稳定器控制设备中，若车辆的蓄电量下降到预定蓄电量之下，电动机从驱动切换到再生，并且稳定器由电动机的再生控制。由于电动机的再生，产生电力，并且车辆中的蓄电量得以恢复。预定蓄电量是车辆中所需的最小蓄电量，并且考虑到车辆中的电力消耗等而设定。
在上述稳定器控制设备中，能够采取一种结构，其中若蓄电量变得大于或等于预定蓄电量，则不进行电动机的再生。
在此稳定器控制设备中，若车辆的蓄电量大于或等于预定蓄电量，电动机从再生模式切换到驱动模式，并且稳定器可由电动机的驱动控制。由于车辆中蓄电量充足，稳定器可由电动机的驱动主动控制。
本发明的第二方面是一种控制稳定器侧倾刚度的方法，该方法包括检测车辆行为；基于检测到的车辆行为设定电动机的再生电流使得电动机产生再生电流，然后调节电动机的再生电流使得达到再生电流。由此，如上所述，可调节通过电动机提供的再生阻力来根据车辆行为控制稳定器沿扭转方向和回复方向的速度和刚度。
在根据本发明的稳定器控制方法中，检测到的车辆行为可以是车辆的侧倾量。当检测到的侧倾量大时设定的再生电流可高于当检测到的侧倾量小时的设定的侧倾量。因此，能够抑制侧倾，并且能够以上述方式改善转向稳定性。
根据第二方面，还可检测由路面扰动导致的车辆行为的变化大小。同样，当扰动导致的车辆行为的变化量大时设定的再生电流可低于当变化量小时设定的再生电流。由此，可改善车辆的驾乘舒适性。
在稳定器控制方法中，当稳定器正回复时若悬架的弹簧反作用力大于电动机的所需控制量，则可将再生电流设定为与等于悬架的弹簧反作用力和所需控制量之差的到目标控制量相应的电流值。
上述控制方法还可进一步检测车辆的转向量，其中若检测到的转向量超过预定转向量，电动机从驱动切换到再生。由此，通过控制提供更好的响应特性的电动机的再生功能来应对稳定器的快速变化。
在稳定器控制方法中，可监控存储在蓄电池中的电量，并且若存储量下降到低于预定量，电动机受到控制而从驱动切换到再生。从而，产生了电力，并且车辆中的蓄电量得以恢复。一般来说，预定蓄电量是车辆中所需的最小蓄电量，并且考虑到车辆中的电力消耗等而设定。
此外，根据该稳定器控制方法，若蓄电量大于或等于预定蓄电量，电动机不从驱动切换到再生。若车辆的蓄电量大于或等于预定蓄电量，稳定器可由电动机的驱动进行控制，其允许主动控制。
由此，通过可变地控制电动机的再生电流(电磁制动力)，能够控制稳定器沿扭转方向和回复方向的速度和刚度，并因此以高响应性控制稳定器。
通过以下参照附图对优选实施方式所作的说明，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中使用类似的附图标记表示类似的元件，并且在附图中图1是根据第一实施方式的主动稳定器的结构简图。
图2是示出在根据第一实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。
图3是根据第二实施方式的主动稳定器的结构简图。
图4示出了目标稳定器角度和实际稳定器角度随时间变化的示例。
图5示出了目标稳定器角速度和实际稳定器角速度随时间变化的示例。
图6是示出在根据第二实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。
图7是示出在根据第三实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。
图8是示出在根据第四实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的稳定器控制设备的示例实施例。在图中，相同的附图标记用来表示相同或相应的部件、元件或部分，对其将不再重复描述。
在一个实施方式中，根据本发明的稳定器控制设备应用到安装在车辆中的主动稳定器。根据该实施方式的主动稳定器至少通过使用电动机的再生来控制稳定器。在第一实施方式中，仅执行电动机的再生控制。在第二实施方式中，通常执行电动机的驱动控制，并且仅在预定条件下执行电动机的再生控制。此外，可仅为前轮设置稳定器，或者为前轮和后轮都设置稳定器。
参照图1，下面将描述根据第一实施方式的主动稳定器1。图1是根据第一实施方式的主动稳定器的结构简图。
主动稳定器1通过使用由电动机的再生所产生的电磁制动力来控制稳定器沿扭转方向和回复方向的变化。在主动稳定器1中，将横向加速度(侧倾状态)和路面干扰作为车辆行为进行估算，并且基于车辆行为控制电动机的再生电流。为此目的，主动稳定器1包括稳定器10、车速传感器20、转向角度传感器21、旋转角度传感器22和ECU(电子控制单元)31。
稳定器10由左和右稳定杆11、11以及致动器12构成。每个稳定杆11的端部连接到悬架，并且其中部固定到车体。此外，每个稳定杆11的另一端连接到致动器12，使得来自致动器12的电磁制动力作用在稳定杆11上。致动器12包括电动机和减速器。其中一个稳定杆11连接到电动机的转子侧，另一稳定杆11连接到电动机的定子侧。致动器12通过调节由电动机再生所产生的电磁制动力来在两侧改变稳定杆11的速度变化和扭转刚度(由此，侧倾刚度)。稳定器10根据车辆行为扭转。由此，电磁制动力控制当稳定器10扭转时的速度变化以及当稳定器10回复时的速度变化。
致动器12的电动机还可用作发电机，并且具有再生功能。稳定杆11的弹簧反作用力和悬架的弹簧反作用力旋转电动机，旋转的扭矩用来在电动机内产生电力。这提供了再生阻力，该再生阻力用作抵抗稳定杆11沿扭转方向或回复方向的变化的电磁制动力。电动机由再生电流分配控制电路31a控制，以产生由ECU31设定的目标再生电流。再生电流越大，再生阻力和电磁制动力越大。
稳定杆11的弹簧反作用力和悬架的弹簧反作用力产生电磁制动。这些弹簧反作用力根据车辆行为的变化而产生。因此，电磁制动力是由车辆行为的变化所产生的力，并且对车辆行为具有高的响应性能。
车速传感器20检测车辆的速度，并且将其检测值作为车速信号发送到ECU31。转向角度传感器21检测转向角度(或者，转向的车轮的转向角度)，并且将其检测值作为转向角度信号发送到ECU31。旋转角度传感器22检测致动器12的电动机的旋转角度，并且将其检测值作为旋转角度信号发送到ECU31。基于电动机的旋转角度，确定稳定杆11、11的角度(下文称为“稳定器角度”)。
ECU31是由CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、再生电流分配控制电路31a等构成的电子控制单元，并且用作主动稳定器1的控制设备。ECU31接收来自各种传感器20、21、22的检测信号，并且基于检测信号估算车辆行为(横向加速度、和来自路面的扰动)。然后，ECU31基于所估算的车辆行为设定目标再生电流，并且控制致动器12的电动机，从而产生目标再生电流。
再生电流分配控制电路31a包括FET(场效应晶体管)、可变电阻器等。再生电流分配控制电路31a根据在ECU31内设定的目标再生电流来改变可变电阻器的电阻值，以控制致动器12的电动机，从而达到目标再生电流。然后，再生电流分配控制电路31a将由此产生的再生电流供应至蓄电池40。在蓄电池40内，由于供应到蓄电池40的再生电流而存储电力。
ECU31基于由车速信号表示的车速和由转向角度信号表示的转向角度来估算作用在车辆上的横向加速度。此外，ECU31基于由旋转角度信号表示的电动机的旋转角度来计算每个左侧和右侧稳定杆11、11的稳定器角度。然后，ECU31监控每个稳定器角度随时间的变化，并且从每个稳定器角度随时间的变化而检测车辆振动(路面扰动)。
ECU31判定横向加速度是否大于或等于预定横向加速度。若横向加速度大于或等于预定横向加速度，ECU31设定意在提高转向稳定性的目标再生电流。若横向加速度小于预定横向加速度，ECU31设定意在改善驾乘舒适性的目标再生电流。预定横向加速度是用来判定是否需要限制当前由车辆的转向所导致侧倾的值，并且事先通过试验等设定。因此，当横向加速度小于预定横向加速度时，ECU31判定车辆直线行驶或者轻微转向，即，ECU31判定存在将不利地影响转向稳定性的最小侧倾。
若将设定用于改善转向稳定性的目标再生电流，ECU31判定估算出的横向加速度是否在增加。若横向加速度在增加，ECU31设定比前次设定操作中更大的目标再生电流。若横向加速度没有增加，ECU31设定与前次设定操作中相同的目标再生电流。在此情况下，ECU31参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且从横向加速度-目标稳定器角度图表中选取适用于所估算出的横向加速度的目标稳定器角度。然后，ECU31计算为了获得所选取的目标稳定器角度而需要的目标电磁制动力。而且，ECU31计算为了产生目标电磁制动力而需要的目标再生电流。横向加速度-目标稳定器角度图表是这样一种图表，其中设定有按照横向加速度的、为了抑制发生的侧倾状态所需的稳定杆11的稳定器角度。该图表事先通过试验、模拟等设定。
若将设定用于改善驾乘舒适性的目标再生电流，ECU31判定所估算出的路面扰动是否在增加。若路面扰动在增加，ECU31设定比在前次设定操作中小的目标再生电流。若路面扰动没有增加，ECU31设定与前次设定操作中相同的目标再生电流。在此情况下，ECU31参照路面扰动-目标稳定器角度图表，并且选取适用于所估算出的路面扰动的目标稳定器角度。然后，ECU31计算为了获得所选取目标稳定器角度而需要的目标电磁制动力。此外，ECU31计算为了产生该目标电磁制动力而需要的目标再生电流。路面扰动-目标稳定器角度图表是这样一种图表，其中设定有按照路面扰动的、为了改善驾乘舒适性所需的稳定器角度。该图表事先通过试验、模拟等设定。
下面将参照图1以及图2示出的流程图描述主动稳定器1的操作。图2是示出在根据第一实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。主动稳定器1以规则的时间间隔重复进行下述操作。
车速传感器20检测车辆速度，并且将表示车速的车速信号发送至ECU31。转向角度传感器21检测转向角度，并且将表示转向角度的转向角度信号发送至ECU31。旋转角度传感器22检测电动机的旋转角度，并且将表示旋转角度的旋转角度信号发送至ECU31。
ECU31基于车速和转向角度估算横向加速度。此外，ECU31基于电动机的旋转角度计算两个稳定杆11、11的稳定器角度，并且由稳定器角度随时间的变化估算路面扰动。
ECU31判定当前横向加速度是否大于或者等于预定横向加速度(S10)，以判定是转向稳定性还是驾乘舒适性应更优先。
若在S10中判定当前横向加速度大于或等于预定横向加速度(若转向稳定性更优先)，然后ECU31判定当前横向加速度是否比先前的值增加了(S11)。若在S11中判定当前横向加速度已增加(即，若侧倾量已增加)，ECU31执行下列操作以增加电磁制动力。即，ECU31参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于当前横向加速度的合适目标稳定器角度(目标稳定器角度大于先前的值)，并且计算为了获得目标稳定器角度所需的目标电磁制动力，并且进一步计算目标再生电流(目标再生电流大于先前值)(S12)。另一方面，若在S11中判定当前的横向加速度没有增加，ECU31将目标再生电流设定为先前值以维持电磁制动力(S13)。
若在S10中判定当前横向加速度小于预定横向加速度(若驾乘舒适性更优先)，然后ECU31判定当前路面扰动是否比先前值(S14)增加了。若在S14中判定当前路面扰动已经增加，ECU31执行下列操作以减小电磁制动力。即，ECU31参照路面扰动-目标稳定器角度图表，并且选取用于当前路面扰动的合适目标稳定器角度(目标稳定器角度小于先前值)，并且计算为了获得目标稳定器角度而所需的目标电磁制动力，并且进一步计算目标再生电流(目标再生电流小于先前值)(S15)。另一方面，若在S14中判定当前路面扰动没有增加，ECU31将目标再生电流设定为先前值以维持电磁制动力(S16)。
再生电流分配控制电路31a根据目标再生电流改变可变电阻器的电阻值，并且控制致动器12的电动机的旋转。通过由再生电流分配控制电路31a的控制，致动器12的电动机由于稳定杆11的弹簧反作用力和悬架的弹簧反作用力而旋转，并且产生再生电流以获得目标再生电流。因此，根据所产生的再生电流的电磁制动力作用在稳定器10上。此外，再生电流分配控制电路31a接收产生的再生电流，并且将再生电流存储到蓄电池40。另外，为了产生目标再生电流，可使用前馈控制，或者可使用利用电动机的实际旋转角度、稳定器角度等的反馈控制。
在电磁制动增加控制中，由致动器12的电动机产生的再生电流增加，这增加了再生阻力以及电磁制动力。因此，稳定器10的变化速度降低，这使得当变化沿着扭转方向时稳定器10更加抵抗扭转，并且当变化沿着回复方向时更难以回复。由此，车辆的侧倾阻力增加，并且改善了转向稳定性。
在电磁制动降低控制的情况下，由致动器12的电动机产生的再生电流减小，这降低了再生阻力以及电磁制动力。因此，稳定器10的变化速度增加，从而稳定器10更快速地响应沿扭转方向的变化，并且当变化沿回复方向时相对容易回复。由此，改善了驾乘舒适性。
通过控制致动器12的电动机的再生电流，主动稳定器1连续地控制作用在稳定器10上的电磁制动力。因此，主动稳定器1能够控制稳定器沿扭转方向和回复方向的扭转刚度和速度，并且获得对车辆行为的高响应性。此外，由于主动稳定器1仅通过电动机的再生操作执行控制，没有因驱动电动机产生的振动，并且可存储电力。
此外，主动稳定器1根据转向稳定性和驾乘舒适性中具有高优先级的那一个来控制电磁制动力，从而可获得改善的转向稳定性和改善的驾乘舒适性。因此，除了高响应性能之外，车辆乘员将获得没有不舒适感的侧倾感以及高的驾乘舒适感。
参照图3至5，下面将描述根据第二实施方式的主动稳定器2。图3是根据第二实施方式的主动稳定器的结构简图。图4示出了目标稳定器角度和实际稳定器角度随时间的变化的示例。图5示出了目标稳定器角速度和实际稳定器角速度随时间变化的示例。关于主动稳定器2，其与根据第一实施方式的主动稳定器1的结构相类似的结构以相同的附图标记表示，并且将不再重复描述。
主动稳定器2通过使用电动机的驱动和再生控制稳定器的沿扭转方向和回复方向的变化。具体地，在载荷在稳定器的回复控制期间降低的情况下，仅当悬架的弹簧反作用力大于电动机所需控制量时，主动稳定器2通过使用由电动机再生所产生的电磁制动力来控制稳定器沿回复方向的变化。为此目的，主动稳定器2包括稳定器10、车速传感器20、转向角度传感器21、旋转角度传感器22和ECU32。
致动器12的电动机类似于在第一实施方式中使用的电动机，但是由所供应的电力驱动。将来自于电动机驱动电流控制电路32b的电流供给电动机，从而达到由ECU32设定的目标电动机电流。电动机的该驱动力(扭矩)传递到稳定杆11，并且作用于沿扭转方向或回复方向的变化。供应的电流越大，电动机的扭矩越大(旋转速度越快)，并且作用在稳定杆11上的扭矩越大。
ECU32是由CPU、ROM、RAM、再生电流分配控制电路32a、电动机驱动电流控制电路32b等构成的电子控制单元，用作主动稳定器2的控制设备。ECU32从各种传感器20、21、22接收信号，并且基于检测信号估算车辆行为(横向加速度等)、施加在稳定杆11上的载荷以及悬架的弹簧反作用力。然后，ECU32基于所估算出的车辆状态判定是应当执行电动机驱动控制还是应当执行电动机再生控制，并且因此执行致动器12的电动机的驱动控制或者再生控制。
再生电流分配控制电路32a类似于在第一实施方式中使用的再生电流分配控制电路31a。
电动机驱动电流控制电路32b包括FET等。电动机驱动电流控制电路32b接收来自蓄电池40的电力，并且将电流供应到致动器12的电动机，从而达到由ECU32设定的目标电动机电流。
ECU32通过与第一实施方式中的ECU31的过程相类似的过程估算横向加速度、稳定器角度以及路面扰动。然后，ECU32由稳定器角度随时间的变化计算稳定器角速度。此外，ECU32基于稳定器角度估算施加在稳定杆11上的载荷。此外，ECU32基于横向加速度估算悬架的弹簧反作用力。
ECU32判定是否执行扭转控制或回复控制。当将要执行扭转控制时，目标稳定器角度大于实际稳定器角度，因为当稳定杆11从中性位置扭转时执行扭转控制。当将要执行回复控制时，实际稳定器角度大于目标稳定器角度，因为当稳定杆11回复到中性位置时执行回复控制。因此，ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于估算出的横向加速度的合适的目标稳定器角度。然后，ECU32从目标稳定器角度的绝对值中减去实际稳定器角度(估算值)的绝对值。若差值大于0，ECU32判定将执行扭转控制。若差值小于或等于0，ECU32判定将执行回复控制。若判定将执行扭转控制，ECU32通过电动机驱动控制执行扭转控制。
图4示出了目标稳定器角度和实际稳定器角度随时间的变化的示例，其中目标稳定器角度以实线示出，而实际稳定器角度以虚线示出。在图4中，在目标稳定器角度大于实际稳定器角度的区域，执行扭转控制。在目标稳定器角度小于实际稳定器角度的区域，执行回复控制。
若判定将执行回复侧的控制，则ECU32判定稳定器10上的载荷是正在降低还是正在增加。正在降低的载荷表示车辆正在回复到平行于地面的位置，而正在增加的载荷表示车辆相对于地面正在倾斜。因此，当载荷正在降低时，实际稳定器角度下降，因此实际稳定器角速度小于0。因此，ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且根据估算出的横向加速度连续地选取目标稳定器角度，并且从目标稳定器角度随时间的变化计算目标稳定器角速度。然后，ECU32判定目标稳定器角速度是否小于或等于0以及实际稳定器角速度是否小于或等于0。若该条件满足，ECU32判定载荷正在减小。若该条件不满足，ECU32判定载荷正在增加。若判定载荷正在增加，ECU32通过电动机驱动控制执行正常回复控制。
另外，由以下原因增加目标稳定器角速度小于或等于0的条件。若在扭转控制期间，实际稳定器角度暂时超过目标稳定器角度，不执行通过电动机再生控制的回复侧控制，并且等待下一扭转控制。即，若实际稳定器角度暂时超过目标稳定器角度，负载(实际稳定器角速度)会立即开始增加，因此不执行回复控制。
图5示出了目标稳定器角速度和实际稳定器角速度随时间的变化的示例，其中目标稳定器角速度以实线示出而实际稳定器角速度以虚线示出。在目标稳定器角速度小于或等于0并且实际稳定器角速度小于或等于0的区域，载荷下降。在其它区域，载荷增加。
若判定在回复控制期间载荷下降，则ECU32判定将通过电动机驱动控制还是通过电动机再生控制来执行回复控制。如果在回复控制期间当载荷下降时，在悬架的弹簧反作用力大于所需控制量的情况下执行正常驱动控制，控制量变得过大，并且不能精确产生目标扭转刚度。因此在此情况下，执行电动机再生控制以利用电磁制动力。具体地，ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于所估算出横向加速度的合适目标稳定器角度。然后，ECU32计算为了获得目标稳定器角度而需要的电动机驱动力(所需控制量)。此外，ECU32判定电动机的所需控制量是否大于悬架的弹簧反作用力。若判定所需控制量大于悬架的弹簧反作用力，则ECU32通过电动机驱动控制执行回复控制。若判定悬架的弹簧反作用力大于或等于所需控制量，则ECU32通过电动机再生控制执行回复控制。
若将要执行电动机驱动控制，ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于所估算出横向加速度的合适目标稳定器角度。然后，ECU32计算为了获得选取出的目标稳定器角度而需要的目标电动机驱动力(目标控制量)。在此情况下，ECU32计算为了获得目标稳定器角度而需要的所需电动机驱动力(所需控制量)，并且从所需电动机驱动力减去悬架的弹簧反作用力，并且将该差设定为目标电动机驱动力。此外，ECU32计算为了产生目标电动机驱动力而需要的所需目标电动机电流。
若将要执行电动机再生控制，ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于所估算出的横向加速度的合适目标稳定器角度。然后，ECU32计算为了获得选取的目标稳定器角度而所需的目标电磁制动力(目标控制量)。在此情况下，ECU32计算为了获得目标稳定器角度而需要的所需电磁制动力(所需控制量)，并且从悬架的弹簧反作用力中减去所需电磁制动力，并且将该差设定为目标电磁制动力。此外，ECU32计算为了产生目标电磁制动力而需要的目标再生电流。
另外，横向加速度-目标稳定器角度图表类似于在第一实施方式中使用的图表。除了横向加速度，如第一实施方式中一样，在执行控制时也可考虑路面扰动。
下面将参照图3以及图6示出的流程图描述主动稳定器2中的操作。图6是示出在根据第二实施方式的主动稳定器中执行的控制流程的流程图。主动控制器2以规则的间隔重复执行下述操作。
如同在第一实施方式中的操作一样，传感器20、21、22分别进行检测，并且将表示检测值的检测信号发送至ECU32。
ECU32如在第一实施方式中的操作那样估算横向加速度、稳定器角度和路面扰动。然后，ECU32由估算出的稳定器角度随时间的变化计算稳定器角速度。此外，ECU32基于稳定器角度估算稳定杆11上的载荷。此外，ECU32基于横向加速度估算悬架的弹簧反作用力。
ECU32参照横向加速度-目标稳定器角度图表，并且选取用于所估算出的横向加速度的合适目标稳定器角度。然后，ECU32从所估算出的目标稳定器角度随时间的变化计算目标稳定器角速度。
ECU32从目标稳定器角度的绝对值中减去实际稳定器角度的绝对值，并且基于该差是否小于或等于0而判定稳定器10是否正在回复(S20)。若在S20中判定该差大于0(若稳定器10正在扭转)，则ECU32通过电动机驱动控制执行扭转控制(S21)。
若在S20中判定差值小于或等于0(若稳定器10正在回复)，则ECU32基于目标稳定器角速度是否小于或等于0和实际稳定器角速度是否小于或等于0而判定稳定器10上的载荷是否正在降低(S22)。若在S22中判定该判定条件没有满足(若稳定器10在回复侧并且载荷正在增加)，则ECU32通过电动机驱动控制执行回复控制(S23)。
若在S22中判定该判定条件满足(若稳定器10正在回复并且载荷正在降低)，则ECU32判定基于目标稳定器角度的电动机所需控制量是否大于悬架的弹簧反作用力(S24)。
若在S24中判定所需控制量大于悬架的弹簧反作用力，则ECU32计算为了获得目标稳定器角度而需要的所需电动机驱动力(所需控制量)，并且将通过从所需电动机驱动力中减去悬架的弹簧反作用力而得到的差设定为目标电动机驱动力，并且计算为了产生目标电动机驱动力而需要的目标电动机电流。在此情况下，由于电动机的所需控制量大于悬架的弹簧反作用力，所以稳定杆11沿回复方向的变化由电动机驱动力控制。
另一方面，若判定悬架的弹簧反作用力大于或等于所需控制量，则ECU32计算为了获得目标稳定器角度而需要的所需电磁制动力(所需控制量)，并且将通过从悬架的弹簧反作用力中减去所需电磁制动力而得到的差设定为目标电磁制动力，并且计算为了产生目标电磁制动力而需要的目标再生电流。在此情况下，由于悬架的弹簧反作用力较大，所以利用弹簧反作用力，使得稳定杆11沿回复方向的变化由电磁制动力控制。
若在ECU32中设定目标电动机电流，则电动机驱动电流控制电路32b向致动器12的电动机供应电流，从而达到由ECU32设定的目标电动机电流。然后，致动器12的电动机根据所供应的电流受到旋转驱动。由此，电动机产生的驱动力(扭矩)作用在稳定器10上。
若在ECU32中设定目标再生电流，则执行与第一实施方式中的操作相类似的操作。即，再生电流分配控制电路32a根据目标再生电流来控制致动器12的电动机的旋转，并且致动器12的电动机产生再生电流，从而达到目标再生电流，并且与所产生的再生电流相应的电磁制动力作用在稳定器10上。
当在稳定器10的回复控制过程中载荷下降时，若悬架的弹簧反作用力超过所需控制量，主动稳定器2通过控制致动器12的电动机的再生电流而连续地控制作用在稳定器10上的电磁制动力。因此，主动稳定器2能够通过使用弹簧反作用力而使用电动机再生控制非常精确地控制稳定器10的变化，并且获得对车辆行为的高的响应性。此外，在主动稳定器2中，在电动机的再生期间，没有因驱动电动机所导致的振动，并且可存储电力。
虽然上面已经描述了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，而是能够以各种形式实施。
例如，尽管在实施方式中基于转向角度和车速估算横向加速度(对应于侧倾状态)，但是横向加速度可由例如横向加速度传感器等其它装置检测。此外，尽管在实施方式中由稳定器角度的变化估算路面扰动，但是路面扰动可通过例如悬架行程传感器、车辆垂直加速度传感器、路面不平度检测传感器等其它装置检测。
还可在车辆转向量超过预定值时执行电动机的控制。可基于横向加速度、转向速度或转向角度等确定车辆转向量。图7是示出由基于例如转向角度执行电动机控制的主动稳定器所执行的控制流程的流程图。因此，当由转向角度传感器21检测到的车辆转向角度超过预定转向角度阈值时，ECU32可执行一个控制以将电动机12从驱动控制切换到再生控制。特别是，该过程从转向角度传感器21检测转向角度开始(S30)。然后ECU判定检测到的转向角度是否超过预定转向角度阈值(S31)。若ECU32判定检测到的转向角度超过预定转向角度阈值，则电动机12从驱动切换到再生(S33)。另一方面，若ECU32判定检测到的转向角度等于或低于预定转向阈值，则电动机12不切换到再生(S32)。
执行该控制是因为当驱动电动机时电动机12的响应性能存在限制。因此，当需要快速改变沿稳定器10的扭转方向(回复方向)的轴向力时，例如当转向角度较大时，电动机12的驱动控制将不能跟随轴向力的快速变化。然而，这将依电动机12的性能特征而改变。
相反，通常具有更好响应性能的电动机12的再生控制能更好地应对稳定器10轴向力的快速变化。由此，通过使电动机12切换到再生模式，极大改善了响应性能，并且能更好地应对稳定器10的快速变化。
此外，还可基于存储在蓄电池40中的电量来执行控制。图8是示出由ECU32基于存储在蓄电池40中的电量而执行的电动机12的控制流程的流程图。存储在蓄电池中的电量或充电状态(SOC)由ECU32确定(S40)。然后ECU32判定蓄电池40的实际SOC是否大于或等于指定SOC(S41)。若实际SOC低于SOC阈值，则电动机12从驱动切换到再生(S42)。然而，若实际SOC等于或高于SOC阈值，则电动机12不切换到再生(S43)。
从而，若蓄电池40的SOC低于预定量，则电动机12的控制从驱动控制切换到再生控制以增加蓄电量。一旦蓄电池40的SOC大于或等于预定量，电动机12的再生控制可停止。换言之，该控制切换回电动机12的驱动控制。由此，可通过驱动电动机12来控制稳定器10，这允许稳定器10的主动控制。
蓄电池40的SOC阈值一般为操作车辆和/或附属设备所需的最小电量。从而，预定蓄电量可设定在预定水平或者可考虑车辆中当前所需的电力而动态地确定。
尽管在第一实施方式中，仅通过电动机12的再生而控制稳定器，但是还可驱动电动机以控制稳定器10。
权利要求
1.一种用于车辆的稳定器控制设备，其特征在于包括电动机(12)，其具有再生功能；稳定器(10)，其连接左车轮及右车轮，并通过所述电动机调节所述车辆的侧倾刚度；车辆行为检测装置(31)，用于检测车辆行为；再生电流设定装置(31)，用于基于由所述车辆行为检测装置(31)检测到的所述车辆行为设定所述电动机(12)的再生电流；以及再生电流调节装置(31a)，用于调节所述电动机的所述再生电流，使得达到所述再生电流设定装置(31)设定的所述再生电流。
2.如权利要求1所述的稳定器控制设备，其中所述车辆行为检测装置(31)检测车辆的侧倾量，以及所述再生电流设定装置(31)在检测到的所述侧倾量大时设定比在检测到的所述侧倾量小时要高的再生电流。
3.如权利要求1或2所述的稳定器控制设备，其中所述车辆行为检测装置(31)检测由路面扰动引起的车辆行为变化的大小，以及所述再生电流设定装置(31)在检测到的所述扰动引起的车辆行为变化的大小为大时设定比检测到的所述扰动引起的车辆行为变化的大小为小时要低的再生电流。
4.如权利要求1所述的稳定器控制设备，其中如果当所述稳定器处于回复方向时悬架的弹簧反作用力大于所述电动机(12)的所需控制量，则所述再生电流设定装置(31)将所述再生电流设定为与等于所述悬架的弹簧反作用力与所述所需控制量之间的差值的目标控制量相对应的电流值。
5.如权利要求1或2所述的稳定器控制设备，还包括转向量检测装置(21)，用于检测所述车辆的转向量，其中如果检测到的所述转向量超过预定的转向量，则所述电动机(12)从驱动切换到再生。
6.如权利要求1或2所述的稳定器控制设备，还包括蓄电池(40)，其中如果所述蓄电池(40)中的蓄电量下降到低于预定蓄电量，则所述电动机(12)从驱动切换到再生。
7.如权利要求1或2所述的稳定器控制设备，还包括蓄电池(40)，其中如果所述蓄电池(40)中的蓄电量大于或等于预定蓄电量，则所述电动机(12)不从驱动切换到再生。
8.一种控制稳定器的方法，包括检测车辆行为；基于检测到的所述车辆行为设定具有再生功能的电动机的再生电流；以及调节所述电动机的所述再生电流，使得达到所述再生电流；其中对所述电动机的所述再生电流的调节改变连接车辆左车轮及右车轮的稳定器的侧倾刚度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，检测到的所述车辆行为是车辆的侧倾量，并且当检测到的所述侧倾量大时设定比当检测到的所述侧倾量小时要高的再生电流。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，检测到的所述车辆行为是由路面扰动引起的车辆行为变化的大小，并且当检测到的所述扰动引起的车辆行为变化的大小为大时设定比当检测到的所述扰动引起的车辆行为变化的大小为小时要小的再生电流。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，如果当所述稳定器处于回复方向时悬架的弹簧反作用力大于所述电动机的所需控制量，则将所述再生电流设定为与等于所述悬架的弹簧反作用力与所述所需控制量之间的差值的目标控制量相对应的电流值。
12.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于还包括检测所述车辆的转向量，其中如果检测到的所述转向量超过预定转向量，则所述电动机从驱动切换到再生。
13.如权利要求8或9所述的方法，还包括确定蓄电池中的蓄电量，其中如果检测到的所述蓄电量低于预定蓄电量，则所述电动机从驱动切换到再生。
14.如权利要求8或9所述的方法，还包括确定存储在蓄电池中的蓄电量，其中如果检测到的所述蓄电量大于或等于预定蓄电量，则所述电动机不从驱动切换到再生。
全文摘要
一种稳定器控制设备(1)，包括电动机(12)，其具有再生功能；稳定器(10)，其连接左车轮及右车轮，能够通过电动机改变侧倾刚度；车辆行为检测装置(31)，用于检测车辆行为；再生电流设定装置(31)，用于基于由车辆行为检测装置检测到的车辆行为设定电动机的再生电流；以及再生电流调节装置(31a)，用于调节电动机的再生电流，使得达到再生电流设定装置设定的再生电流。逆着稳定器的扭转的弹簧反作用力旋转电动机以产生电。检测例如车体侧倾等车辆行为，并且基于检测到的车辆行为设定电动机的再生电流以限制或加速稳定器的扭转或回复。
文档编号B60G21/00GK101024371SQ20071008019
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月14日 优先权日2006年2月21日
发明者黑河内崇史 申请人:丰田自动车株式会社