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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】ステアリングシステム
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20241203BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20241203BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20241203BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D5/04
B62D101:00
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022019571
(22)【出願日】2022-02-10
(65)【公開番号】P2023117075
(43)【公開日】2023-08-23
【審査請求日】2023-11-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000969
【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】庄野 彰一
【審査官】神田 泰貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０８８４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０３０８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１５９９９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１６７３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３４７４００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４９２１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４４７０５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ５／００ － ５／３２
Ｂ６２Ｄ ６／００ － ６／１０
Ｂ６０Ｇ １／００ － ９９／００
Ｂ６０Ｗ ３０／００
Ｂ６０Ｗ ６０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、そのステアリング操作部材の操作に対して操作反力を付与する反力モータと、車輪を転舵するための電動アクチュエータを有する転舵装置と、前記電動アクチュエータの動作量に対応する車輪の転舵量を制御対象として車輪の転舵を前記転舵装置に実行させるためのコントローラとを備え、運転者のステアリング操作力に依らずに前記電動アクチュエータが発生させる力によって車輪を転舵するように構成されて車両に搭載されたステアバイワイヤ式のステアリングシステムであって、当該車両が運転者による手動運転と自動運転との両方で走行可能とされており、
前記コントローラが、
車輪の転舵量の目標となる目標転舵量を、手動運転の際には前記ステアリング操作部材の操作量に基づいて決定し、自動運転の際には自動運転電子制御ユニットからの情報に基づいて入手するとともに、その目標転舵量に基づいて、前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、かつ、
前記電動アクチュエータへ供給する電流を低減させる電流低減処理を、手動運転の際には、車両の走行速度が設定走行速度以下となっているときに、自動運転の際には、車両の走行速度に拘わらず行うように構成されたステアリングシステム。
【請求項2】
前記コントローラが、前記電流低減処理として、当該電流低減処理を行うときにだけ、前記目標転舵量にローパスフィルタ処理を施す、若しくは、当該電流低減処理を行わないときに比較して、前記目標転舵量に施すローパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数を低くするように構成された請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項3】
前記コントローラが、前記目標転舵量に対する実際の転舵量の偏差に基づくフィードバック制御により前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、
前記電流低減処理として、前記フィードバック制御におけるゲインを小さくするように構成された請求項１または請求項２に記載のステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の挙動を制御するための車両挙動制御システムに関し、具体的には、ステアバイワイヤ式のステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両では、ステアバイワイヤ式ステアリングシステム，アクティブスタビライザシステム，電磁サスペンションシステム等、電動アクチュエータを用いて車両の挙動を制御するシステムが多く用いられている。車両の電動化が図られる中、それらの車両挙動制御システムにおける省エネ化が求められている。例えば、下記特許文献に記載のステアリングシステムでは、転舵範囲の端、つまり、転舵エンド付近において、アクチュエータへの電力供給を制限するようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－２１８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献に記載された技術では、転舵エンドにおけるストッパへの当接荷重の低減という観点では効果が期待されるが、省エネルギという観点からは、必ずしも充分とは言い難い。つまり、省エネルギという観点からすれば、車両挙動制御システムには、改良の余地が多分に残されており、何らかの改良を施すことによって、車両挙動制御システムの実用性が向上するのである。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアバイワイヤ式のステアリングシステム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】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明の基礎となる車両挙動制御システム（以下、便宜的に、「本発明の車両挙動制御システム」と言う場合があることとする）は、
車両に搭載されてその車両の姿勢を変更するための電動アクチュエータと、その電動アクチュエータの動作量若しくはその電動アクチュエータが発生させる力を制御対象として制御するコントローラとを備えた車両挙動制御システムであって、
前記コントローラが、
車両のとるべき姿勢と車両の姿勢を変化させる要因との少なくとも一方に基づいて、前記制御対象の目標値を決定し、その目標値に基づいて、前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、かつ、
特定状況下、前記電動アクチュエータへ供給する電流を低減させる電流低減処理を行うように構成され、
本発明のステアリングシステムは、具体的には、
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、そのステアリング操作部材の操作に対して操作反力を付与する反力モータと、車輪を転舵するための電動アクチュエータを有する転舵装置と、前記電動アクチュエータの動作量に対応する車輪の転舵量を制御対象として車輪の転舵を前記転舵装置に実行させるためのコントローラとを備え、運転者のステアリング操作力に依らずに前記電動アクチュエータが発生させる力によって車輪を転舵するように構成されて車両に搭載されたステアバイワイヤ式のステアリングシステムであって、
当該車両が運転者による手動運転と自動運転との両方で走行可能とされており、
前記コントローラが、
車輪の転舵量の目標となる目標転舵量を、手動運転の際には前記ステアリング操作部材の操作量に基づいて決定し、自動運転の際には自動運転電子制御ユニットからの情報に基づいて入手するとともに、その目標転舵量に基づいて、前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、かつ、
前記電動アクチュエータへ供給する電流を低減させる電流低減処理を、手動運転の際には、車両の走行速度が設定走行速度以下となっているときに、自動運転の際には、車両の走行速度に拘わらず行うように構成される。
車両に搭載されてその車両の姿勢を変更するための電動アクチュエータと、その電動アクチュエータの動作量若しくはその電動アクチュエータが発生させる力を制御対象として制御するコントローラとを備えた車両挙動制御システムであって、
前記コントローラが、
車両のとるべき姿勢と車両の姿勢を変化させる要因との少なくとも一方に基づいて、前記制御対象の目標値を決定し、その目標値に基づいて、前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、かつ、
特定状況下、前記電動アクチュエータへ供給する電流を低減させる電流低減処理を行うように構成され、
本発明のステアリングシステムは、具体的には、
運転者によって操作されるステアリング操作部材と、そのステアリング操作部材の操作に対して操作反力を付与する反力モータと、車輪を転舵するための電動アクチュエータを有する転舵装置と、前記電動アクチュエータの動作量に対応する車輪の転舵量を制御対象として車輪の転舵を前記転舵装置に実行させるためのコントローラとを備え、運転者のステアリング操作力に依らずに前記電動アクチュエータが発生させる力によって車輪を転舵するように構成されて車両に搭載されたステアバイワイヤ式のステアリングシステムであって、
当該車両が運転者による手動運転と自動運転との両方で走行可能とされており、
前記コントローラが、
車輪の転舵量の目標となる目標転舵量を、手動運転の際には前記ステアリング操作部材の操作量に基づいて決定し、自動運転の際には自動運転電子制御ユニットからの情報に基づいて入手するとともに、その目標転舵量に基づいて、前記電動アクチュエータへ電流を供給するように構成され、かつ、
前記電動アクチュエータへ供給する電流を低減させる電流低減処理を、手動運転の際には、車両の走行速度が設定走行速度以下となっているときに、自動運転の際には、車両の走行速度に拘わらず行うように構成される。
【発明の効果】
【0006】
本発明の車両挙動制御システムでは、上記電流低減処理によって、特定状況下、特定状況でないときに比較して、電動アクチュエータへの供給電流が低減されるため、ある程度大きな省エネルギ効果が期待できる。その結果、本発明の車両挙動制御システムは、実用性の高いものとなる。
【発明の態様】
【0007】
本発明の対象となる車両挙動制御システムは、車両の姿勢を変更するための電動アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」と言う場合がある）と、そのアクチュエータの動作量若しくはそのアクチュエータが発生させる力（以下、「アクチュエータ力」という場合がある）を制御対象として制御するコントローラとを備えたものであれば、具体的な構造，機能，用途等が特に限定されるものではない。アクチュエータは、例えば、電動モータを駆動源とするものを採用することができる。アクチュエータが変更する「車両の姿勢」は、ピッチ姿勢，ロール姿勢（車体の前後方向，車幅方向の傾き）や、車両の進行方向に対するスリップ角（旋回方向と旋回の程度）等を意味する。
【0008】
具体的に言えば、本発明は、車輪を転舵させるステアリングシステム，スタビライザバーを備えて車体のロールを抑制するとともにスタビライザバーが発揮するロール抑制力を制御可能なアクティブスタビライザシステム，車体と車輪とにバウンドおよびリバウンド方向の力を付与するとともにその力を制御可能なアクティブサスペンションシステム等に適用することが可能である。
【0009】
さらに詳しく言えば、本発明の車両挙動制御システムがステアリングシステムである場合、そのステアリングシステムは、運転者のステアリング操作力を電動アクチュエータが発生させる力によってアシストするシステム、つまり、いわゆるパワーステアリングシステムであってもよく、また、運転者のステアリング操作力に依らずにアクチュエータが発生させる力によって車輪を転舵するシステム、つまり、いわゆるステアバイワイヤ式のステアリングシステム（以下、「ステアバイワイヤシステム」という場合がある）であってもよい。ステアバイワイヤシステムの場合、一般的に、アクチュエータの動作量と車輪の転舵量とが特定の関係にあるため、アクチュエータの動作量を、コントローラの制御対象とすればよい。そして、コントローラは、ステアリングホイール等のステアリング操作部材の操作量を、車両がとるべき姿勢の指標として把握し、その操作量に基づいて、車輪の転舵量、すなわち、アクチュエータの動作量の目標値を決定し、その目標値に基づいて、アクチュエータに電流を供給すればよい。
【0010】
本発明の車両挙動制御システムがアクティブスタビライザシステムである場合、アクチュエータは、車体のロール姿勢を変更するためのものとなる。具体的には、当該車両に、両端が左右の車輪にそれぞれ接続されて車体のロールを抑制するためのスタビライザバーが配設されている場合には、そのスタビライザバーが発揮するロール抑制力を変更するように構成すればよい。その場合、コントローラの制御対象を、スタビライザバーが発揮するロール抑制力がアクチュエータの動作量に依存するときには、その動作量とし、アクチュエータ力に依存するときには、そのアクチュエータ力とすればよい。そして、コントローラは、車体に生じている横加速度，車体のヨーレートおよび車両走行速度（以下、「車速」という場合がある），車体に作用する横力等を、車両の姿勢を変化させる要因として把握し、それら横加速度等に基づいて、アクチュエータの動作量若しくはアクチュエータ力の目標値を決定し、その目標値に基づいて、アクチュエータに電流を供給すればよい。
【0011】
本発明の車両挙動制御システムがアクティブサスペンションシステムである場合、アクチュエータは、車体のピッチ姿勢，ロール姿勢，バウンス姿勢等、言い換えれば、各車輪と車体との上下方向の相対距離（以下、「ストローク量」という場合がある）を変更するためのものとなる。アクチュエータ力が、直接的に車輪と車体との間に作用するように構成されている場合には、そのアクチュエータ力を、コントローラの制御対象とすればよい。アクチュエータ力は、車体と車輪との相対動作に対する減衰力として作用させてもよく、また、ストローク量を直接的に変更するための力（以下、「ストローク量変更力」という場合がある）として作用させてもよい。さらに言えば、アクチュエータ力は、減衰力の成分とストローク量変更力の成分とを合成した力として作用させてもよい。例えば、アクチュエータが、車体のピッチ姿勢，ロール姿勢を変更するものである場合、アクチュエータ力、詳しくは、アクチュエータ力のストローク量変更成分を、コントローラの制御対象とすればよい。そして、コントローラは、車体に作用する前後加速度，横加速度を、車両の姿勢を変化させる要因として把握し、それら前後加速度，横加速度に基づいて、アクチュエータ力の、詳しく言えば、アクチュエータ力のストローク量変更成分の目標値を決定し、その目標値に基づいて、アクチュエータに電流を供給すればよい。
【0012】
本発明の車両挙動制御システムでは、上記電流低減処理を、特定状況下において行う。当該車両挙動制御システムが、車両の挙動を制御するためのシステムであることに鑑みれば、アクチュエータへ供給する電流を低減することで、その制御に関する当該システムの応答性、すなわち、アクチュエータの作動の応答性が低下することが予想される。平たく言えば、アクチュエータの動作量，アクチュエータ力が、予定している動作量，力に到達するまでに、ある程度時間がかかることが予想されるのである。そこで、電流低減処理は、アクチュエータに応答性が要求されない状況を、特定状況として、その状況下において、電流低減処理を行うことが望ましい。具体的には、例えば、一般的に車速が低い場合に当該システムに応答性が要求されないことを考慮して、車速が設定速度以下となっているときを上記特定状況であるとみなして、そのときに、電流低減処理を行えばよい。また、例えば、当該車両が運転者による手動運転と自動運転との両方で走行可能とされている場合、一般的には、自動運転のときは応答性が要求されるような車両の操作、簡単に言えば、ある程度過激な操作を行わないようにされていることを考慮し、自動運転で走行しているときを上記特定状況であるとみなして、そのときに、電流低減処理を行えばよい。
【0013】
電流低減処理を行う際に従う手法については、特に限定されないが、例えば、コントローラは、以下に具体的に説明するような手法に従って、電流低減処理を行えばよい。
【0014】
先に説明したように、コントローラは、制御対象の目標値を決定する。１つの手法に従った電流低減処理を行うため、コントローラを、特定状況下にだけ、目標値にローパスフィルタ処理を施す、若しくは、特定状況下に、特定状況でないときに比較して、目標値に施すローパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数を低くするように構成することができる。ローパスフィルタは、目標値の出力に対して遅れを生じさせるものであり、ローパスフィルタにより、目標値の急変を抑えることができ、また、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低くすることで、目標値の変化速度をより遅くすることができる。このような手法によって、アクチュエータへ供給する電流を低減することが可能となる。
【0015】
コントローラは、制御対象の目標値に対する実際値の偏差に基づくフィードバック制御によりアクチュエータへ電流を供給するように構成することができる。そのような構成の場合、もう１つの手法に従った電流低減処理を行うため、コントローラを、特定状況下に、特定状況でないときに比較して、そのフィードバック制御におけるゲインを小さくするように構成することもできる。このような手法によって、アクチュエータへ供給する電流を低減することが可能となる。ちなみに、フィードバック制御は、後に詳しく説明するように、比例項成分，微分項成分，積分項成分を足し合わせるようにして行うことができる。その場合、応答性に寄与する成分である比例項成分および微分項成分を決定するためのゲインだけを、電流低減処理において小さくしてもよい。
【0016】
なお、電流低減処理において、上記２つの手法のいずれか一方だけを採用してもよく、また、両方を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施例の車両挙動制御システムである車両用ステアリングシステムの全体構成を示す図である。
【図2】車両用ステアリングシステムを構成する転舵アクチュエータの全体図、および、転舵量センサが配設されている部分の断面図である。
【図3】転舵モータおよび動作変換機構を説明するための転舵アクチュエータの断面図である。
【図4】ステアリングギヤ比、ローパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数、転舵電流の決定のために用いられる比例項ゲイン，微分項ゲインを、車速に基づいて決定若しくは設定するためのマップデータを示すグラフである。
【図5】ステアリング電子制御ユニットの機能を示すブロック図である。
【図6】目標転舵量に施されるローパスフィルタ処理の効果を説明するためのグラフである。
【図7】ステアリング電子制御ユニットにおいて実行される転舵制御プログラムのフローチャートである。
【図8】第２実施例の車両挙動制御システムであるアクティブスタビライザシステムの全体構成を示す図である。
【図9】アクティブスタビライザシステムを構成する前輪側，後輪側のスタビライザ装置を示す図である。
【図10】スタビライザ装置が有するアクチュエータの断面図である。
【図11】スタビライザ電子制御ユニットにおいて実行されるスタビライザ制御プログラムのフローチャートである。
【図12】第３実施例の車両挙動制御システムであるアクティブサスペンションシステムの全体構成を示す図である。
【図13】アクティブサスペンションシステムを構成するサスペンション装置を示す図である。
【図14】サスペンション装置の電磁式アクチュエータを示す断面図である。
【図15】サスペンション装置のダンパを示す断面図である。
【図16】サスペンション装置の実装置モデルおよび制御モデルを示す概念図である。
【図17】サスペンション電子制御ユニットにおいて実行されるサスペンション制御プログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例である車両用ステアリングシステム，アクティブスタビライザシステム，アクティブサスペンションシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
【実施例】
【0019】
［１］車両用ステアリングシステム（第１実施例）
以下に、第１実施例の車両挙動制御システムである車両用ステアリングシステム（以下、単に「ステアリングシステム」という場合がある）について説明する。
以下に、第１実施例の車両挙動制御システムである車両用ステアリングシステム（以下、単に「ステアリングシステム」という場合がある）について説明する。
【0020】
（ａ）車両用ステアリングシステムの構成
i）全体構成
本ステアリングシステムは、図１に模式的に示すように、それぞれが車両１０の前輪である左右の２つの車輪１２を転舵するステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、大まかには、それら車輪１２を転舵するための転舵装置１４と、運転者によって操作されるステアリング操作部材であるステアリングホイール１６を有する操作装置１８と、ステアリングホイール１６の操作に応じた車輪１２の転舵を転舵装置１４に実行させるためのコントローラとしてのステアリング電子制御ユニット２０（以下、「ステアリングＥＣＵ２０」という場合がある）とを含んで構成されている。
i）全体構成
本ステアリングシステムは、図１に模式的に示すように、それぞれが車両１０の前輪である左右の２つの車輪１２を転舵するステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、大まかには、それら車輪１２を転舵するための転舵装置１４と、運転者によって操作されるステアリング操作部材であるステアリングホイール１６を有する操作装置１８と、ステアリングホイール１６の操作に応じた車輪１２の転舵を転舵装置１４に実行させるためのコントローラとしてのステアリング電子制御ユニット２０（以下、「ステアリングＥＣＵ２０」という場合がある）とを含んで構成されている。
【0021】
車輪１２の各々は、サスペンション装置を介して回動可能に車体に支持されたステアリングナックル（図示を省略）によって、回転可能に保持されている。転舵装置１４は、駆動源としての電動モータである転舵モータ２４を有して転舵ロッド２６を左右に動かす電動アクチュエータである転舵アクチュエータ２８と、転舵ロッド２６の両端にそれぞれ一端がボールジョイント３０を介して連結されたリンクロッド３２とを含んで構成されている。リンクロッド３２の各々の他端は、対応するステアリングナックルに設けられたナックルアーム（図示を省略）にボールジョイント（図示を省略）を介して連結されている。転舵ロッド２６が左右に動かされることによって、各ステアリングナックルが回動して各車輪１２が転舵される。
【0022】
ii）転舵アクチュエータの構造
転舵装置１４を構成する転舵アクチュエータ２８は、車両１０に搭載されて当該車両１０の姿勢を変更するためのもの、詳しく言えば、車両１０の進行方向に対するオリエンテーション（向き）、つまり、車両１０のスリップ角を変更するためのものである。転舵アクチュエータ２８の基本構造について、図２，図３をも参照しつつ説明すれば、転舵アクチュエータ２８は、全体の外観を示す図２（ａ），転舵モータ２４の内部および転舵アクチュエータ２８の内部を示す図３から解るように、ハウジング４０内には、転舵ロッド２６が、それの軸線の回りに回転不能かつ左右に移動可能に保持されている。転舵ロッド２６の外周には、ねじ溝４２が形成されている。また、ハウジング４０内には、保持筒４４が、それの軸線の回りに回転可能かつ左右に移動不能に保持されている。この保持筒４４には、ベアリングボールを保持するナット４６が固定的に保持されている。ナット４６と転舵ロッド２６とは互いに螺合させられて、それらはボールねじ機構を構成している。つまり、転舵ロッド２６に設けられたねじと、そのねじと螺合するねじが設けられたナット４６とを含むねじ機構が構成されていると考えることができるのである。
転舵装置１４を構成する転舵アクチュエータ２８は、車両１０に搭載されて当該車両１０の姿勢を変更するためのもの、詳しく言えば、車両１０の進行方向に対するオリエンテーション（向き）、つまり、車両１０のスリップ角を変更するためのものである。転舵アクチュエータ２８の基本構造について、図２，図３をも参照しつつ説明すれば、転舵アクチュエータ２８は、全体の外観を示す図２（ａ），転舵モータ２４の内部および転舵アクチュエータ２８の内部を示す図３から解るように、ハウジング４０内には、転舵ロッド２６が、それの軸線の回りに回転不能かつ左右に移動可能に保持されている。転舵ロッド２６の外周には、ねじ溝４２が形成されている。また、ハウジング４０内には、保持筒４４が、それの軸線の回りに回転可能かつ左右に移動不能に保持されている。この保持筒４４には、ベアリングボールを保持するナット４６が固定的に保持されている。ナット４６と転舵ロッド２６とは互いに螺合させられて、それらはボールねじ機構を構成している。つまり、転舵ロッド２６に設けられたねじと、そのねじと螺合するねじが設けられたナット４６とを含むねじ機構が構成されていると考えることができるのである。
【0023】
転舵モータ２４は、ハウジング４０の外部に、自身の軸線と転舵ロッド２６の軸線とが互いに平行となる姿勢で配設されており、モータ回転軸４８（以下、単に「モータ軸４８」という場合がある）の一端には、タイミングプーリ５０が付設されている。保持筒４４の外周には、タイミングプーリ５０と同様に係合歯５２が形成されており、保持筒４４は、タイミングプーリ５０と対をなすもう１つのタイミングプーリとして機能する。保持筒４４，タイミングプーリ５０には、伝達ベルトとしてのタイミングベルト５４が巻き掛けられており、転舵モータ２４の回転（厳密には、モータ軸４８の回転である）によって、ナット４６が回転し、転舵ロッド２６が、左右方向において、転舵モータ２４の回転方向に応じた向きに移動させられる。つまり、保持筒４４，タイミングプーリ５０，タイミングベルト５４を含んで構成されるベルト伝達機構が設けられており、そのベルト伝達機構と上述のねじ機構とによって、モータ軸４８の回転動作をその回転動作の量に応じた動作量の転舵ロッド２６の動作に変換する動作変換機構５５が設けられているのである。
【0024】
本ステアリングシステムでは、転舵モータ２４は、３相のブラシレスＤＣモータである。詳しく言えば、モータ軸４８の外周には、磁石５６が周方向に並んで固定的に配設されており、それら磁石５６に対向するようにして、コイル５８が、当該転舵モータ２４のハウジングであるモータハウジング５９に保持されるようにして、配設されている。コイル５８への通電によって転舵モータ２４は回転する。転舵モータ２４が発生させるトルク、すなわち、転舵ロッド２６を左右に移動させる力は、概して、コイル５８に供給される電流に比例したものとなる。
【0025】
iii）操作装置の構成
図１に示すように、操作装置１８は、ステアリングホイール１６と、ステアリングホイール１６に固定されてステアリングホイール１６と一体的に回転可能とされたステアリングシャフト６０と、電動モータである反力モータ６２とを含んで構成されている。反力モータ６２のモータ軸はステアリングシャフト６０と一体化されており、反力モータ６２は、ステアリングホイール１６に回転トルクを付与する。この回転トルクは、運転者によるステアリングホイール１６の操作、つまり、ステアリング操作に対する反力（操作反力）として機能する。したがって、反力モータ６２は、反力アクチュエータを構成するものとなる。反力モータ６２は、詳しい構造の図示は省略するが、転舵モータ２４と同様、ブラシレスＤＣモータとされている。操作反力は、反力モータ６２への通電によって発生し、その大きさは、概して、反力モータ６２に供給される電流に比例したものとなる。なお、操作反力は、ステアリングホイール１６を中立位置（右にも左にも操作されていない位置）に戻す力としても機能する。
図１に示すように、操作装置１８は、ステアリングホイール１６と、ステアリングホイール１６に固定されてステアリングホイール１６と一体的に回転可能とされたステアリングシャフト６０と、電動モータである反力モータ６２とを含んで構成されている。反力モータ６２のモータ軸はステアリングシャフト６０と一体化されており、反力モータ６２は、ステアリングホイール１６に回転トルクを付与する。この回転トルクは、運転者によるステアリングホイール１６の操作、つまり、ステアリング操作に対する反力（操作反力）として機能する。したがって、反力モータ６２は、反力アクチュエータを構成するものとなる。反力モータ６２は、詳しい構造の図示は省略するが、転舵モータ２４と同様、ブラシレスＤＣモータとされている。操作反力は、反力モータ６２への通電によって発生し、その大きさは、概して、反力モータ６２に供給される電流に比例したものとなる。なお、操作反力は、ステアリングホイール１６を中立位置（右にも左にも操作されていない位置）に戻す力としても機能する。
【0026】
iv）制御に関する構成
当該ステアリングシステムの制御を司るステアリングＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるコンピュータと、転舵モータ２４，反力モータ６２の各々の駆動回路（ドライバ）であるインバータとを含んで構成されている。図１から解るように、ステアリングＥＣＵ２０は、詳しくは、ステアリングＥＣＵ２０の各インバータは、コンバータ６４を介して、電源であるバッテリ６６に接続されており、転舵モータ２４，反力モータ６２に、それぞれ、コンピュータの指令に基づく電流を供給する。
当該ステアリングシステムの制御を司るステアリングＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるコンピュータと、転舵モータ２４，反力モータ６２の各々の駆動回路（ドライバ）であるインバータとを含んで構成されている。図１から解るように、ステアリングＥＣＵ２０は、詳しくは、ステアリングＥＣＵ２０の各インバータは、コンバータ６４を介して、電源であるバッテリ６６に接続されており、転舵モータ２４，反力モータ６２に、それぞれ、コンピュータの指令に基づく電流を供給する。
【0027】
転舵装置１４，操作装置１８には、それらの動作状態を検出するために各種のセンサが設けられている。ステアリングＥＣＵ２０は、それらセンサの検出値に基づいて制御を行う。具体的に言えば、転舵アクチュエータ２８には、転舵ロッド２６の動作量、すなわち、転舵ロッド２６の左右方向の動作位置を、車輪１２の転舵量（転舵角）θとして検出するための転舵量センサ８０が設けられている。転舵アクチュエータ２８において当該転舵量センサ８０が設けられている部分の断面を示す図２（ｂ）を参照しつつ詳しく説明すれば、転舵ロッド２６には、ラック８２が形成されており、そのラック８２と噛合するピニオン８４を有するピニオン軸８６が、ハウジング４０に保持されている。ちなみに、当該転舵アクチュエータ２８は、いわゆるパワーステアリングシステムに採用されているアクチュエータであり、ピニオン軸８６は、トーションバー８８を介して、入力軸９０に接続されている。本ステアリングシステムでは、当該転舵アクチュエータ２８がパワーステアリングシステムに採用される場合において操舵トルクを検出するためのトルクセンサが設けられている箇所に、そのトルクセンサに代えて、転舵量センサ８０が設けられている。一方で、操舵装置１８には、ステアリングホイール１６の操作量（操作角）δを検出するための操作量センサ９２が設けられている。転舵量センサ８０，操作量センサ９２は、いわゆるステアリングセンサであり、一般的な構造のものであるのでここでの詳しい説明は省略する。
【0028】
なお、各車輪１２には、それぞれの回転速度である車輪速ｖWを検出するための車輪速センサ９４が設けられており、ステアリングＥＣＵ２０は、それら車輪速センサ９４の検出値に基づいて、当該車両１０の走行速度である車速ｖを推定するようにされている。
【0029】
また、本車両１０は、自動運転が可能であり、インスツルメントパネルには、自動運転を実行するための自動運転スイッチ９６が設けられており、さらには、走行モードを切り換えるための走行モード選択スイッチ９８が設けられている。詳しい説明は省略するが、走行モードは、燃費を優先するＥＣＯモードと、きびきびした走りを実現するためのスポーツモードとが準備されており、モード選択スイッチ９８は、それら２つのモードを切り換えるようにされている。それら自動運転スイッチ９６，モード選択スイッチ９８も、ステアリングＥＣＵ２０に繋げられている。
【0030】
（ｂ）車両用ステアリングシステムの制御
本ステアリングシステムにおいて、コントローラであるステアリングＥＣＵ２０は、詳しくは、ステアリングＥＣＵ２０のコンピュータは、車両１０のスリップ角を制御すべく、転舵アクチュエータ２８に対して、車輪１２の転舵の制御（以下、「転舵制御」という場合がある）を実行する。また、運転者によるステアリング操作に対する操作反力をステアリングホイール１６に付与すべく、操作装置１８、詳しくは、操作装置１８の反力モータ６２に対して、反力制御を実行する。この反力制御は一般的な制御であるため、その反力制御についてのここでの説明は省略することとし、以下、転舵制御について、詳しく説明する。
本ステアリングシステムにおいて、コントローラであるステアリングＥＣＵ２０は、詳しくは、ステアリングＥＣＵ２０のコンピュータは、車両１０のスリップ角を制御すべく、転舵アクチュエータ２８に対して、車輪１２の転舵の制御（以下、「転舵制御」という場合がある）を実行する。また、運転者によるステアリング操作に対する操作反力をステアリングホイール１６に付与すべく、操作装置１８、詳しくは、操作装置１８の反力モータ６２に対して、反力制御を実行する。この反力制御は一般的な制御であるため、その反力制御についてのここでの説明は省略することとし、以下、転舵制御について、詳しく説明する。
【0031】
i）基本的な転舵制御
転舵制御は、簡単に言えば、操舵要求に応じた車輪１２の転舵を実現するための制御である。車両１０が手動運転されている場合には、操作量センサ９２によって検出されたステアリングホイール１６の操作量δが操舵要求であり、ステアリングＥＣＵ２０は、その操作量δに基づいて、車輪１２の転舵量θの目標となる目標転舵量θ*を決定する。詳しく説明すれば、本ステアリングシステムは、ギヤ比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ：variable gear ratio system）を採用しており、ステアリングＥＣＵ２０は、車輪速センサ９４によって検出された車輪速ｖWに基づいて、車両１０の車速ｖを推定し、その車速ｖに対応したステアリングギヤ比（操作量δに対する転舵量θの比）γを決定する。ステアリングギヤ比γは、当該ステアリングＥＣＵ２０に格納されているマップデータが参照されて決定される。詳しい説明は省略するが、ステアリングギヤ比γは、図４（ａ）に示すように、車速ｖが高くなるほど小さくなるように設定されている。そして、ステアリングＥＣＵ２０は、次式に従って、
θ*＝γ・δ
目標転舵量θ*を決定する。
転舵制御は、簡単に言えば、操舵要求に応じた車輪１２の転舵を実現するための制御である。車両１０が手動運転されている場合には、操作量センサ９２によって検出されたステアリングホイール１６の操作量δが操舵要求であり、ステアリングＥＣＵ２０は、その操作量δに基づいて、車輪１２の転舵量θの目標となる目標転舵量θ*を決定する。詳しく説明すれば、本ステアリングシステムは、ギヤ比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ：variable gear ratio system）を採用しており、ステアリングＥＣＵ２０は、車輪速センサ９４によって検出された車輪速ｖWに基づいて、車両１０の車速ｖを推定し、その車速ｖに対応したステアリングギヤ比（操作量δに対する転舵量θの比）γを決定する。ステアリングギヤ比γは、当該ステアリングＥＣＵ２０に格納されているマップデータが参照されて決定される。詳しい説明は省略するが、ステアリングギヤ比γは、図４（ａ）に示すように、車速ｖが高くなるほど小さくなるように設定されている。そして、ステアリングＥＣＵ２０は、次式に従って、
θ*＝γ・δ
目標転舵量θ*を決定する。
【0032】
一方で、自動運転スイッチ９６の操作によって当該車両１０が自動運転されている場合には、ステアリングＥＣＵ２０は、自動運転電子制御ユニット（以下、「自動運転ＥＣＵ」という場合がある。図示は省略）から送信されてくる情報に基づいて、目標転舵量θ*を入手する。
【0033】
なお、転舵量θは、転舵ロッド２６の左右方向の移動量、すなわち、転舵アクチュエータ２８の動作量と考えることができるものであり、本ステアリングシステムの転舵制御における制御対象となる。したがって、目標転舵量θ*は、制御対象の目標値となる。ちなみに、本ステアリングシステムでは、転舵アクチュエータ２８が有するピニオン軸８６の回転量（回転位置）として、規定されている。
【0034】
ステアリングＥＣＵ２０は、制御対象の実際値として、転舵アクチュエータ２８が有する転舵量センサ８０を介して、実際の転舵量θ（以下、「実転舵量θ」という場合がある）を検出する。ステアリングＥＣＵ２０は、目標転舵量θ*に対する実転舵量θの偏差である転舵量偏差Δθを決定し、その転舵量偏差Δθに基づいて、フィードバック制御の手法に従って、転舵モータ２４に供給する電流（以下、「転舵電流」という場合がある）ＩSを決定する。詳しく言えば、以下の式に従って、転舵電流ＩSを決定する。
ＩS＝ＫP・Δθ＋ＫD・ｄΔθ／ｄｔ＋ＫI・∫Δθｄｔ
上記式における右辺の第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例成分，微分成分，積分成分であり、ＫP，ＫD，ＫIは、それぞれ、比例項ゲイン，微分項ゲイン，積分項ゲインである。ステアリングＥＣＵ２０は、上述のようにして決定された転舵電流ＩSに基づいて、インバータを介して、転舵モータ２４に電流を供給する。
ＩS＝ＫP・Δθ＋ＫD・ｄΔθ／ｄｔ＋ＫI・∫Δθｄｔ
上記式における右辺の第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例成分，微分成分，積分成分であり、ＫP，ＫD，ＫIは、それぞれ、比例項ゲイン，微分項ゲイン，積分項ゲインである。ステアリングＥＣＵ２０は、上述のようにして決定された転舵電流ＩSに基づいて、インバータを介して、転舵モータ２４に電流を供給する。
【0035】
ii）電流低減処理
本ステアリングシステムでは、省エネルギ化，省電化を考慮して、特定状況下において、転舵アクチュエータ２８への供給電流に対して、電流低減処理が施される。以下に、この電流低減処理の内容について説明する。
本ステアリングシステムでは、省エネルギ化，省電化を考慮して、特定状況下において、転舵アクチュエータ２８への供給電流に対して、電流低減処理が施される。以下に、この電流低減処理の内容について説明する。
【0036】
転舵アクチュエータ２８に供給される電流を低減すると、転舵アクチュエータ２８の発生させる力（以下、「アクチュエータ力」という場合がある）が低下し、転舵アクチュエータ２８の動作に遅れが生じる可能性がある。つまり、転舵アクチュエータ２８の応答性が低下するのである。具体的には、車輪１２の転舵において、実転舵量θの変化が、目標転舵量θ*の変化に追従しないという事態を引き起こす可能性がある。その可能性は、目標転舵量θ*の変化が大きいとき、言い換えれば、比較的急激なステアリング操作が行われるときや、比較的大きなアクチュエータ力が必要とされるときに、高くなる。
【0037】
そこで、本ステアリングシステムでは、電流低減処理を行う特定状況を、電動アクチュエータの作動に応答性が要求されない状況に限定している。具体的に言えば、例えば、車速ｖが高いと、転舵される車輪１２に作用するセルフアライニングトルクが大きくなり、比較的大きなアクチュエータ力が必要とされ、また、車両１０の操作フィーリング，操作安定性等の観点から、ある程度高い応答性が要求される。それらのことに鑑み、車速ｖが低いとき、詳しく言えば、車速ｖが閾車速ｖTH（例えば、２０～３０ｋｍ／ｈ）以下であるときに、ステアリングＥＣＵ２０は、特定状況であると認定し、電流低減処理を行うようにされている。
【0038】
本ステアリングシステムでは、互いに手法の異なる２つの電流低減処理が実行される。２つの電流低減処理のうちの一方は、目標転舵量θ*に施すローパスフィルタ処理（以下、単に、「フィルタ処理」という場合がある）である。詳しく説明すれば、ステアリングＥＣＵ２０は、上述のようにして決定された目標転舵量θ*に、カットオフ周波数ｆCより高い周波数を有する目標転舵量θ*の変化を禁止するような処理、言い換えれば、カットオフ周波数ｆCより高い周波数を有する目標転舵量θ*の変化に対して、遅れを生じさせる処理を実行する。カットオフ周波数ｆCは、図４（ｂ）のグラフに示すように、車速ｖが閾車速ｖTH以下のときに、低い周波数である低周波数ｆCLとされる。本車両１０には、走行モードが、２つ設定されており、その１つは、省エネルギ性を重視したＥＣＯモードであり、もう１つは、車両運動性能を重視したスポーツモードである。グラフでは、ＥＣＯモード，スポーツモードのそれぞれにおけるカットオフ周波数ｆCの変化を、それぞれ、実線，破線でしめしており、そのグラフから解るように、応答性が要求される程度の違いを考慮し、低周波数ｆCLとして、ＥＣＯモードの場合は低周波数ｆCL1が、スポーツモードの場合には、低周波数ｆCL2（＞ｆCL1）が、設定される。カットオフ周波数ｆCは、グラフから解るように、いずれの走行モードであっても、車速ｖが閾車速ｖTHを超えて高くなるにつれ、徐々に高くなるように設定され、ある程度以上の車速ｖにおいて、高周波数ｆCHに設定される。ちなみに、例えば、低周波数ｆCL1は、５Ｈｚ程度、低周波数ｆCL2は、１０Ｈｚ程度、高周波数ｆCHは、３０Ｈｚ程度とすることができる。
【0039】
２つの電流低減処理のうちのもう一方は、上述のフィードバック制御の手法に従った転舵電流ＩSの決定において、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、小さくする処理（以下、「ゲイン低減処理」という場合がある）である。具体的には、図４（ｃ）のグラフに示すように、車速ｖが閾車速ｖTH以下のときに、応答性に関係する比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、それぞれ、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに設定される。そして、車速ｖが閾車速ｖTHを超えて高くなるにつれ、徐々に高くなるように設定され、ある程度以上の車速ｖにおいて、高ゲインＫPH，高ゲインＫDHに設定される。
【0040】
また、先に説明したように、本車両１０は、手動運転と自動運転との両方で走行可能とされており、自動運転においては、当該車両１０が比較的緩慢な操舵しか行われないように設定されている。そのことを考慮して、ステアリングＥＣＵ２０は、自動運転されているときは、車速ｖの如何に拘わらず、特定状況であるとして、電流低減処理を行うようにされている。
【0041】
詳しく言えば、手動運転の場合には、フィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆC，転舵電流ＩSの決定における比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、上述したように、車速ｖに依存して設定されるものの、自動運転の場合には、車速ｖに拘わらず、カットオフ周波数ｆCが、低周波数ｆCL1に、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに、それぞれ、設定される。
【0042】
本ステアリングシステムでは、目標転舵量θ*に対して、特定状況でない場合にも、フィルタ処理が実行されるが、特定状況でない場合に、フィルタ処理を施さないようにしてもよい。また、本ステアリングシステムでは、フィルタ処理、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDの設定において、車速ｖが閾車速ｖTHを超えたときに、車速ｖに依存してカットオフ周波数ｆC、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、それぞれ、低周波数ｆCL、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLから高周波数ｆCH、高ゲインＫPH，高ゲインＫDHまで、徐々に高くするようにされていたが、車速ｖが閾車速ｖTHを超えたときに、カットオフ周波数ｆC、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、それぞれ、ステップ的に高周波数ｆCH、高ゲインＫPH，高ゲインＫDHに設定するようにしてもよい。さらに、本ステアリングシステムでは、電流低減処理として、上記フィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆCの変更と、転舵電流ＩSの決定における比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDの変更との両方を行うようにされていたが、それらの一方だけを行うようにしてもよい。
【0043】
iii）転舵制御に関する機能ブロック図
上述の電流低減処理を含む転舵制御に関するステアリングＥＣＵ２０の機能を、ブロック図で示せば、図５のようになる。ステアリングＥＣＵ２０は、車輪速センサ９４による４つの車輪１２の各々の車輪速ｖWに基づいて当該車両１０の車速ｖを推定する車速推定部４００を有しており、また、その車速ｖを基に図４（ａ）に示すようなマップデータに従って、ステアリングギヤ比γを決定し、そのステアリングギヤ比γと、操作量センサ９２によって検出されたステアリングホイール１６の操作量δとに基づいて、目標転舵量θ*を決定する目標転舵量決定部４０２を有している。
上述の電流低減処理を含む転舵制御に関するステアリングＥＣＵ２０の機能を、ブロック図で示せば、図５のようになる。ステアリングＥＣＵ２０は、車輪速センサ９４による４つの車輪１２の各々の車輪速ｖWに基づいて当該車両１０の車速ｖを推定する車速推定部４００を有しており、また、その車速ｖを基に図４（ａ）に示すようなマップデータに従って、ステアリングギヤ比γを決定し、そのステアリングギヤ比γと、操作量センサ９２によって検出されたステアリングホイール１６の操作量δとに基づいて、目標転舵量θ*を決定する目標転舵量決定部４０２を有している。
【0044】
そして、ステアリングＥＣＵ２０は、目標転舵量決定部４０２によって決定された目標転舵量θ*に対してローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタ４０４を有している。ローパスフィルタ４０４は、一般的な構成のものであり、簡単に説明すれば、積分要素４０６と比例要素４０８とを含んで構成されている。比例要素４０８における“ａ”は、次式で規定されるものである。
ａ＝１／Ｔ Ｔ：時定数
また、ローパスフィルタ４０４の伝達関数Ｇ（ｓ）は、次式のようなものである。
Ｇ（ｓ）＝１／（１＋Ｔ・ｓ） ｓ：ラプラス演算子
さらに、時定数Ｔと、カットオフ周波数ｆCとの関係は、次式で表すことができる。
Ｔ＝１／（２・π・ｆC）
ａ＝１／Ｔ Ｔ：時定数
また、ローパスフィルタ４０４の伝達関数Ｇ（ｓ）は、次式のようなものである。
Ｇ（ｓ）＝１／（１＋Ｔ・ｓ） ｓ：ラプラス演算子
さらに、時定数Ｔと、カットオフ周波数ｆCとの関係は、次式で表すことができる。
Ｔ＝１／（２・π・ｆC）
【0045】
ローパスフィルタ４０４は、上述したように、走行モード，自動運転であるか手動運転であるかに依拠して、車両１０が手動運転されている場合には、推定された車速ｖに基づき、図４（ｂ）に示すようなマップデータを参照して、カットオフ周波数ｆCを設定し、また、車両１０が自動運転されている場合には、カットオフ周波数ｆCを低周波数ｆCL1に設定する。そして、設定されたカットオフ周波数ｆCを基に、時定数Ｔを決定し、フィルタ処理を実行する。
【0046】
ステアリングＥＣＵ２０は、フィルタ処理が施された目標転舵量θ*に対しての、アクチュエータ２８の転舵量センサ８０によって検出された実転舵量θの偏差である転舵量偏差Δθを決定する。ステアリングＥＣＵ２０は、比例項ゲイン乗算器４１０，微分項ゲイン乗算器４１２，積分項ゲイン乗算器４１４，微分器４１６，積分器４１８を有しており、転舵量偏差Δθに基づいて、比例項ゲイン乗算器４１０を介して、転舵電流ＩSの比例成分を、微分器４１６，微分項ゲイン乗算器４１２を介して、転舵電流ＩSの微分成分を、積分器４１８，積分項ゲイン乗算器４１４を介して、転舵電流ＩSの積分成分をそれぞれ決定する。そして、ステアリングＥＣＵ２０は、それらの成分を加算して、転舵電流ＩSを決定する。比例成分，微分成分の決定にあたって、ステアリングＥＣＵ２０は、自動運転であるか手動運転であるかに依拠して、車両１０が手動運転されている場合には、推定された車速ｖに基づき、図４（ｃ）に示すようなマップデータを参照して、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、それぞれ、決定し、車両１０が自動運転されている場合には、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに、それぞれ設定する。決定された転舵電流ＩSについての指令は、インバータ４２０に送られ、インバータ４２０は、アクチュエータ２８の転舵モータ２４に、その電流を供給する。
【0047】
iv）電流低減処理による効果
次に、電流低減処理による効果、詳しくは、上記目標転舵量θ*に対するローパスフィルタ処理による効果について、図６を参照しつつ説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）のグラフは、フィルタ処理を施さなかった場合における時間ｔの経過に対する目標転舵量θ*，実転舵量θの変化、転舵電流ＩSの変化を、それぞれ示し、図６（ｃ）、図６（ｄ）のグラフは、フィルタ処理を施した場合における時間ｔの経過に対する目標転舵量θ*，実転舵量θの変化、転舵電流ＩSの変化を、それぞれ示している。なお、フィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆCは、５Ｈｚに設定されており、フィルタ処理を施した場合と施さない場合とで、転舵条件、つまり、車速ｖ，ステアリングホイール１６の操作量δ，操作速度ｄδ／ｄｔ等の条件は、同じとされている。ちなみに、ステアリングホイール１６の操作は、時刻ｔ0において開始されている。また、転舵モータ２４は、３相のブラシレスモータであり、転舵電流ＩSは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のそれぞれの電流が示されている。
次に、電流低減処理による効果、詳しくは、上記目標転舵量θ*に対するローパスフィルタ処理による効果について、図６を参照しつつ説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）のグラフは、フィルタ処理を施さなかった場合における時間ｔの経過に対する目標転舵量θ*，実転舵量θの変化、転舵電流ＩSの変化を、それぞれ示し、図６（ｃ）、図６（ｄ）のグラフは、フィルタ処理を施した場合における時間ｔの経過に対する目標転舵量θ*，実転舵量θの変化、転舵電流ＩSの変化を、それぞれ示している。なお、フィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆCは、５Ｈｚに設定されており、フィルタ処理を施した場合と施さない場合とで、転舵条件、つまり、車速ｖ，ステアリングホイール１６の操作量δ，操作速度ｄδ／ｄｔ等の条件は、同じとされている。ちなみに、ステアリングホイール１６の操作は、時刻ｔ0において開始されている。また、転舵モータ２４は、３相のブラシレスモータであり、転舵電流ＩSは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のそれぞれの電流が示されている。
【0048】
図６（ａ）のグラフから解るように、フィルタ処理を施さない場合には、目標転舵量θ*の増加勾配は比較的急であり、実転舵量θは目標転舵量θ*に対して充分には追従しない。一方、図６（ｃ）のグラフから解るように、フィルタ処理を施した場合には、目標転舵量θ*の増加勾配は比較的緩やかであり、実転舵量θは目標転舵量θ*に対して比較的良好に追従している。その結果、図６（ｂ）のグラフと図（ｄ）のグラフとを比較して解るように、各相の電流の振幅は、フィルタ処理を施さない場合に比較して、フィルタ処理を施した場合の方が小さくなっている。つまり、転舵電流ＩSは、フィルタ処理を施すことにより、低減されるのである。
【0049】
v）制御フロー
以上説明した転舵制御は、ステアリングＥＣＵ２０のコンピュータが、図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、転舵制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
以上説明した転舵制御は、ステアリングＥＣＵ２０のコンピュータが、図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、転舵制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【0050】
転舵制御プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様。）において、自動運転スイッチ９６の操作状態から、車両１０が自動運転されているのか否かが判定される。自動運転されていない場合、すなわち、手動運転されている場合には、Ｓ２において、自動運転フラグFLADが、“０”に設定される。自動運転フラグFLADは、手動運転されているときには、“０”に設定され、自動運転されているときには、“１”に設定されるフラグである。
【0051】
続くＳ３において、車輪速センサ９４によって検出された各車輪１２の車輪速ｖWに基づいて、当該車両１０の車速ｖが推定され、Ｓ４において、推定された車速ｖに基づき、上述の図４（ａ）に示すようなマップデータを参照して、ステアリングギヤ比γが決定される。そして、Ｓ５において、決定されたステアリングギヤ比γを用いて、上述の式に従って、目標転舵量θ*が決定される。
【0052】
Ｓ１において自動運転されていると判定された場合には、Ｓ６において、自動運転フラグFLADが、“１”に設定され、Ｓ７において、自動運転ＥＣＵから送信されてくる情報に基づいて、目標転舵量θ*が取得される。
【0053】
次のＳ８において、自動運転フラグFLADのフラグ値に基づく判定が行われ、手動運転されている場合には、Ｓ９において、走行モード選択スイッチ９８の操作状態に基づいて、現時点で選択されている走行モード、すなわち、ＥＣＯモードであるか、スポーツモードであるかが特定される。そして、特定された現時点での走行モードと車速ｖとに基づいて、図４（ｂ）に示すようなマップデータを参照し、フィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆCが設定される。一方で、自動運転されている場合には、Ｓ１１において、カットオフ周波数ｆCが低周波数ｆCL1に設定される。そして、Ｓ１２において、決定されている目標転舵量θ*に対して、上述したようなローパスフィルタ処理が施される。当該プログラムにおいて実行されるローパスフィルタ処理の具体的なプロセスは、一般的なものであるため、ここでの説明は省略する。
【0054】
続くＳ１３において、再度、自動運転フラグFLADのフラグ値に基づく判定が行われる。手動運転されている場合には、Ｓ１４において、車速ｖに基づき、図４（ｃ）に示すようなマップデータを参照して、ＰＩＤフィードバック制御則に従った転舵電流ＩSの決定において採用される比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが設定される。一方で、自動運転されている場合には、Ｓ１５において、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、それぞれ、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに設定される。
【0055】
次のＳ１６において、転舵量センサ８０によって、実転舵量θが検出され、Ｓ１７において、フィルタ処理が施された目標転舵量θ*に対する実転舵量θの偏差である転舵量偏差Δθが決定され、その転舵量偏差Δθと、設定されている比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫD，積分項ゲインＫIとに基づき、ＰＩＤフィードバック制御則に従った上記手法にて、転舵モータ２４に供給されるべき転舵電流ＩSが決定される。そして、Ｓ１８において、その転舵電流ＩSが供給され、当該転舵制御プログラムの１回の実行が終了する。
【0056】
［２］アクティブスタビライザシステム（第２実施例）
以下に、第２実施例の車両挙動制御システムであるアクティブスタビライザシステム（以下、単に「スタビライザシステム」という場合がある）について説明する。なお、本スタビライザシステムは、上記ステアリングシステムが搭載されている車両１０に、搭載されている。
以下に、第２実施例の車両挙動制御システムであるアクティブスタビライザシステム（以下、単に「スタビライザシステム」という場合がある）について説明する。なお、本スタビライザシステムは、上記ステアリングシステムが搭載されている車両１０に、搭載されている。
【0057】
（ａ）アクティブスタビライザシステムの構成
本スタビライザシステムは、図８に示すように、車両１０の前輪側、後輪側の各々に配設された２つのスタビライザ装置１１４を含んで構成されている。スタビライザ装置１１４はそれぞれ、両端部において左右の車輪１２の各々を保持する車輪保持部材としてのサスペンションロアアーム（図示を省略）の各々に、連結部材としてのリンクロッド１１８を介して連結されたスタビライザバー１２０を備えている（図９参照）。そのスタビライザバー１２０は、それが分割された１対のスタビライザバー部材、すなわち右スタビライザバー部材１２２と左スタビライザバー部材１２４とを含んで構成されている。それら１対のスタビライザバー部材１２２，１２４がそれぞれ、電動アクチュエータであるアクチュエータ１３０を介して相対回転可能に接続されており、大まかにいえば、スタビライザ装置１１４は、アクチュエータ１３０が、左右のスタビライザバー部材１２２，１２４を相対回転させることによって、スタビライザバー１２０全体の見かけ上の剛性（以下、「スタビライザ剛性」という場合がある）を変化させて車体のロール抑制を行う。なお、本スタビライザシステムは、前輪側のスタビライザ装置１１４と後輪側のスタビライザ装置１１４とで部分的に構成が異なるので、以下の説明において、特に前輪側と後輪側とで区別する必要がある場合には、前輪側の符号にｆを、後輪側の符号にｒを付して記載し、さらに左右について区別する場合には、それぞれの符号にｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ（それぞれ、右前輪側，左前輪側，右後輪側，左後輪側を意味する）を付して記載する。
本スタビライザシステムは、図８に示すように、車両１０の前輪側、後輪側の各々に配設された２つのスタビライザ装置１１４を含んで構成されている。スタビライザ装置１１４はそれぞれ、両端部において左右の車輪１２の各々を保持する車輪保持部材としてのサスペンションロアアーム（図示を省略）の各々に、連結部材としてのリンクロッド１１８を介して連結されたスタビライザバー１２０を備えている（図９参照）。そのスタビライザバー１２０は、それが分割された１対のスタビライザバー部材、すなわち右スタビライザバー部材１２２と左スタビライザバー部材１２４とを含んで構成されている。それら１対のスタビライザバー部材１２２，１２４がそれぞれ、電動アクチュエータであるアクチュエータ１３０を介して相対回転可能に接続されており、大まかにいえば、スタビライザ装置１１４は、アクチュエータ１３０が、左右のスタビライザバー部材１２２，１２４を相対回転させることによって、スタビライザバー１２０全体の見かけ上の剛性（以下、「スタビライザ剛性」という場合がある）を変化させて車体のロール抑制を行う。なお、本スタビライザシステムは、前輪側のスタビライザ装置１１４と後輪側のスタビライザ装置１１４とで部分的に構成が異なるので、以下の説明において、特に前輪側と後輪側とで区別する必要がある場合には、前輪側の符号にｆを、後輪側の符号にｒを付して記載し、さらに左右について区別する場合には、それぞれの符号にｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ（それぞれ、右前輪側，左前輪側，右後輪側，左後輪側を意味する）を付して記載する。
【0058】
図９（ａ）に示すように、前輪側スタビライザ装置１１４ｆの各スタビライザバー部材１２２ｆ，１２４ｆは、それぞれ、概して車幅方向に延びるトーションバー部１６０ｆｒ，１６０ｆｌと、各トーションバー部１６０ｆｒ，１６０ｆｌと一体化されてそれと交差して概ね車両後方に延びるアーム部１６２とに区分することができる。右スタビライザバー部材１２２ｆのトーションバー部１６０ｆｒは、比較的短く形成されており、左スタビライザバー部材１２４ｆのトーションバー部１６０ｆｌは比較的長く形成されている。左スタビライザバー部材１２４ｆは、さらに、トーションバー部１６０ｆｌが軸線からシフトした状態で曲がった部分であるシフト部１６３を有する形状とされている。一方、後輪側スタビライザ装置１１４ｒにおいては、図９（ｂ）に示すように、１対のスタビライザバー部材１２２ｒ，１２４ｒは、それぞれ、略車幅方向にほぼ同じ長さに延びるトーションバー部１６０ｒｒ，１６０ｒｌと、各トーションバー部１６０ｒｒ，１６０ｒｌと一体化されてそれと交差して概ね車両前方に延びるアーム部１６２とに区分することができる。前輪側スタビライザ装置１１４ｆと異なり、トーションバー部１６０ｒｒ，１６０ｒｌは、ともに直線的な形状をなし、アクチュエータ１３０とアーム部１６２との間の長さが互いに略等しくされている。
【0059】
各スタビライザバー部材１２２ｆ，１２２ｒ，１２４ｆ，１２４ｒのトーションバー部１６０は、アーム部１６２に近い箇所において、車体に固定的に設けられた支持部１６４に回転可能に支持され、互いに同軸に配置されている。前輪側スタビライザ装置１１４ｆ、後輪側スタビライザ装置１１４ｒとも、左右のトーションバー部１６０を繋ぐようにして、上述のアクチュエータ１３０が配設されており、後に詳しく説明するが、各トーションバー部１６０の端部（アーム部１６２とは反対側の端部）は、それぞれ、そのアクチュエータ１３０に接続されている。以上のような構成から、前輪側スタビライザ装置１１４ｆは、アクチュエータ１３０が車幅方向において中央部から右側にシフトした位置に配設された構造とされ、後輪側スタビライザ装置１１４ｒは、アクチュエータ１３０が車幅方向の略中央部に配設された構造とされている。一方、各アーム部１６２の端部（トーションバー部１６０側とは反対側の端部）は、リンクロッド１１８を介して車輪保持部材に連結されている。なお、前輪側スタビライザ装置１１４ｆは、トーションバー部１６０ｆｌに固定的に設けられた規制部材１６６とアクチュエータ１３０とが２つの支持部１６４の互いに向かい合う側面に当接するようにされていることで、車幅方向の位置変動が規制され、後輪側スタビライザ装置１１４ｒは、トーションバー部１６０ｒｒ，１６０ｒｌの各々に固定的に設けられた規制部材１６６の各々が２つの支持部１６４の互いに向かい合う側面に当接するようにされていることで、車幅方向の位置変動が規制されている。
【0060】
アクチュエータ１３０は、前輪側および後輪側のスタビライザ装置１１４ともに同じ構造のものが採用されており、図１０に模式的に示すように、駆動源としての電動モータ１７０と、電動モータ１７０の回転を減速する減速機１７２とを含んで構成されている。これら電動モータ１７０および減速機１７２は、アクチュエータ１３０の外殻部材であるハウジング１７４内に設けられている。図から解るように、左スタビライザバー部材１２４は、ハウジング１７４の端部に固定的に接続されており、また、右スタビライザバー部材１２２は、ハウジング１７４内に延び入る状態で配設されるとともに、ハウジング１７４に対して回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されている。その右スタビライザバー部材１２２のハウジング１７４内に存在する端部は、減速機１７２に接続されている。
【0061】
電動モータ１７０は、ハウジング１７４の周壁の内面に沿って一円周上に固定して配置された複数のステータコイル１８４と、ハウジング１７４に回転可能に保持された中空状のモータ軸１８６と、モータ軸１８６の外周においてステータコイル１８４と向きあうようにして一円周上に固定して配設された永久磁石１８８とを含んで構成されている。電動モータ１７０は、ステータコイル１８４がステータとして機能し、永久磁石１８８がロータとして機能するモータであり、３相のＤＣブラシレスモータとされている。
【0062】
減速機１７２は、波動発生器（ウェーブジェネレータ）１９０，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）１９２およびリングギヤ（サーキュラスプライン）１９４を備え、ハーモニックギヤ機構を含んで構成されている。波動発生器１９０は、楕円状カムと、それの外周に嵌められたボール・ベアリングとを含んで構成されるものであり、モータ軸１８６の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ１９２は、周壁部が弾性変形可能なカップ形状をなすものとされており、周壁部の開口側の外周に複数の歯が形成されている。このフレキシブルギヤ１９２は、先に説明した右スタビライザバー部材１２２に接続され、それによって支持されている。詳しく言えば、右スタビライザバー部材１２２は、モータ軸１８６を貫通しており、それから延び出す端部において、当該減速機１７２の出力部としてのフレキシブルギヤ１９２の底部を貫通する状態でその底部とセレーション嵌合によって相対回転不能かつ軸方向に相対移動不能に接続されているのである。リングギヤ１９４は、概してリング状をなして内周に複数（フレキシブルギヤ１９２の歯数よりやや多い数、例えば２つ多い数）の歯が形成されたものであり、ハウジング１７４に固定されている。フレキシブルギヤ１９２は、その周壁部が波動発生器１９０に外嵌して楕円状に弾性変形させられ、楕円の長軸方向に位置する２箇所においてリングギヤ１９４と噛合し、他の箇所では噛合しない状態とされている。波動発生器１９０が１回転（３６０度）すると、つまり、電動モータ１７０のモータ軸１８６が１回転すると、フレキシブルギヤ１９２とリングギヤ１９４とが、それらの歯数の差分だけ相対回転させられる。
【0063】
以上の構成から、車両１０の旋回等によって、車体に左右の車輪１２の一方と車体との距離と、左右の車輪１２の他方と車体との距離とを相対変化させる力、すなわちロールモーメントが作用する場合、左右のスタビライザバー部材１２２，１２４を相対回転させる力、つまり、アクチュエータ１３０に対する外部入力が作用する。その場合、電動モータ１７０が発生する力であるモータ力（電動モータ１７０が回転モータであることから、回転トルクと考えることができるため、回転トルクと呼ぶ場合がある）によって、アクチュエータ１３０がその外部入力に釣り合う力をアクチュエータ力として発揮しているときには、それら２つのスタビライザバー部材１２２，１２４によって構成された１つのスタビライザバー１２０が捩じられることになる。この捩りにより生じる弾性力は、ロールモーメントに対抗する力、すなわち、ロール抑制力となる。そして、モータ力によってアクチュエータ１３０の回転位置（動作位置のことである）を変化させることで、左右のスタビライザバー部材１２２，１２４の相対回転位置を変化させれば、上記ロール抑制力が変化し、車体のロール量を変化させることが可能となる。本スタビライザ装置１１４は、そのようにして、スタビライザ剛性を変化させることが可能な装置とされているのである。
【0064】
なお、アクチュエータ１３０には、ハウジング１７４内に、モータ軸１８６の回転角度、すなわち、電動モータ１７０の回転角度であるモータ回転角ψを検出するためのモータ回転角センサ１９６が設けられている。モータ回転角センサ１９６は、本アクチュエータ１３０ではエンコーダを主体とするものであり、モータ回転角ψは、左右のスタビライザバー部材１２２，１２４の相対回転角度（相対回転位置）、言い換えれば、アクチュエータ１３０の動作量すなわち回転量を指標するものとして、アクチュエータ１３０の制御、つまり、スタビライザ装置１１４の制御に利用される。
【0065】
アクチュエータ１３０が備える電動モータ１７０には、図８に示すように、バッテリ６６から電力が供給される。本スタビライザシステムでは、バッテリ６６による供給電圧を昇圧するためのコンバータ６４が設けられており、そのコンバータ６４とバッテリ６６とを含んで電源が構成されている。コンバータ６４と、２つのスタビライザ装置１１４との間には、スタビライザ電子制御ユニット（以下、単に「スタビライザＥＣＵ」と記載する場合がある）１４０が設けられている。スタビライザＥＣＵ１４０は、図示は省略するが、それぞれが電動モータ１７０の駆動回路としての２つのインバータと、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータとを含んで構成され、アクチュエータ１３０を制御するコントローラとして機能する。２つのスタビライザ装置１１４の各々が有する電動モータ１７０には、スタビライザＥＣＵ１４０が有するインバータを介して電力が供給される。なお、電動モータ１７０は定電圧駆動されることから、供給電力量は、供給電流量を変更することによって変更され、電動モータ１７０は、その供給電流量に応じた力を発揮することとなる。ちなみに、供給電流量の変更は、インバータがＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。
【0066】
図８を参照しつつ説明すれば、スタビライザＥＣＵ１４０には、上記モータ回転角センサ１９６とともに、ステアリング操作部材であるステアリングホイール１６の操作量（操作角）δを検出するための操作量センサ９２，車体に実際に発生する横加速度Ｇｙである実横加速度ＧｙRを検出する横加速度センサ１９８が接続されている。スタビライザＥＣＵ１４０には、さらに、４つの車輪１２のそれぞれに対して設けられてそれぞれの車輪速ｖWを検出するための車輪速センサ９４が接続され、スタビライザＥＣＵ１４０のコンピュータは、それら車輪速センサ９４の検出値に基づいて、車速ｖを検出するようにされている。
【0067】
（ｂ）アクティブスタビライザシステムの制御
本スタビライザシステムは、上述のように、前輪側，後輪側の２つのスタビライザ装置１１４を備えており、コントローラであるスタビライザＥＣＵ１４０は、それら２つのスタビライザ装置１１４を、設定されたロール剛性配分に従って、それぞれ個別に制御する。それら２つのスタビライザ装置１１４は、上述したように、概ね同じ構造のものであり、２つのスタビライザ装置１１４の各々に対する制御も、概ね同じである。そのことに鑑み、以下の説明は、前輪側であるか後輪側であるかを問わず、１つのスタビライザ装置１１４の制御について説明する。
本スタビライザシステムは、上述のように、前輪側，後輪側の２つのスタビライザ装置１１４を備えており、コントローラであるスタビライザＥＣＵ１４０は、それら２つのスタビライザ装置１１４を、設定されたロール剛性配分に従って、それぞれ個別に制御する。それら２つのスタビライザ装置１１４は、上述したように、概ね同じ構造のものであり、２つのスタビライザ装置１１４の各々に対する制御も、概ね同じである。そのことに鑑み、以下の説明は、前輪側であるか後輪側であるかを問わず、１つのスタビライザ装置１１４の制御について説明する。
【0068】
i）基本的な制御
スタビライザＥＣＵ１４０は、車体が受けるロールモーメントを指標するロールモーメント指標量に基づいて、アクチュエータ１３０の目標回転位置を決定し、アクチュエータ１３０の回転位置がその目標回転位置となるように制御される。なお、ここで言うアクチュエータ１３０の回転位置とは、アクチュエータ１３０の動作量を意味し、車体にロールモーメントが全く作用しない状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ１３０の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量を意味する。言い換えれば、アクチュエータ１３０の動作位置の中立位置に対する変位量である対中立位置変位量を意味する。また、アクチュエータ１３０の回転位置と電動モータ１７０の回転角であるモータ回転角とは対応関係にあるため、実際の制御では、アクチュエータ１３０の回転位置に代えてモータ回転角ψが使用される。さらに言えば、アクチュエータ１３０は、車両１０の姿勢、詳しくは、車体のロール姿勢を変更するための電動アクチュエータであり、コントローラとしてのスタビライザＥＣＵ１４０は、アクチュエータ１３０の動作量、すなわち、電動モータ１７０のモータ回転角ψを、制御対象として制御する。
スタビライザＥＣＵ１４０は、車体が受けるロールモーメントを指標するロールモーメント指標量に基づいて、アクチュエータ１３０の目標回転位置を決定し、アクチュエータ１３０の回転位置がその目標回転位置となるように制御される。なお、ここで言うアクチュエータ１３０の回転位置とは、アクチュエータ１３０の動作量を意味し、車体にロールモーメントが全く作用しない状態を基準状態としてその基準状態でのアクチュエータ１３０の回転位置を中立位置とした場合において、その中立位置からの回転量を意味する。言い換えれば、アクチュエータ１３０の動作位置の中立位置に対する変位量である対中立位置変位量を意味する。また、アクチュエータ１３０の回転位置と電動モータ１７０の回転角であるモータ回転角とは対応関係にあるため、実際の制御では、アクチュエータ１３０の回転位置に代えてモータ回転角ψが使用される。さらに言えば、アクチュエータ１３０は、車両１０の姿勢、詳しくは、車体のロール姿勢を変更するための電動アクチュエータであり、コントローラとしてのスタビライザＥＣＵ１４０は、アクチュエータ１３０の動作量、すなわち、電動モータ１７０のモータ回転角ψを、制御対象として制御する。
【0069】
スタビライザ装置１１４の制御をより具体的に説明すれば、上記ロールモーメント指標量としての横加速度Ｇｙは、車両１０の姿勢を変化させる要因であり、スタビライザＥＣＵ１４０は、その横加速度Ｇｙに基づいて、適正なスタビライザ剛性を得るべく、モータ回転角ψの目標値としての目標モータ回転角ψ*を決定する。詳しく言えば、スタビライザＥＣＵ１４０は、操作量センサ９２によって検出されたステアリングホイール１６の操作量δと、車輪速センサ９４によって検出された各車輪１２の車輪速ｖWに基づいて推定された車速ｖとに基づいて、横加速度Ｇｙを推定し（以下、この横加速度Ｇｙを「推定横加速度ＧｙE」ということとする）、この推定横加速度ＧｙEと、横加速度センサ１９８によって検出された実際の横加速度Ｇｙである実横加速度ＧｙRとに基づいて、制御に利用される横加速度Ｇｙである制御横加速度Ｇｙ*を、次式に従って決定する。
Ｇｙ*＝ＫE・ＧｙE＋ＫR・ＧｙR ＫE，ＫR：重み付け係数
Ｇｙ*＝ＫE・ＧｙE＋ＫR・ＧｙR ＫE，ＫR：重み付け係数
【0070】
スタビライザＥＣＵ１４０は、決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、目標モータ回転角ψ*を決定する。詳しく言えば、その制御横加速度Ｇｙ*に対応した適切なスタビライザ剛性を実現させるように、目標モータ回転角ψ*を決定する。一方で、スタビライザＥＣＵ１４０は、回転角センサ１９６によって、モータ回転角ψの実際値である実モータ回転角ψを検出する。スタビライザＥＣＵ１４０は、目標モータ回転角ψ*に対する実モータ回転角ψの偏差であるモータ回転角偏差Δψに基づき、ＰＩＤフィードバック制御手法に従って、電動モータ１７０への供給電流ＩSを決定する。具体的には、ステアリングシステムにおける式と同様の次式に従って、供給電流ＩSを決定する。
ＩS＝ＫP・Δψ＋ＫD・ｄΔψ／ｄｔ＋ＫI・∫Δψｄｔ
そして、スタビライザＥＣＵ１４０は、上述のようにして決定された供給電流ＩSに基づいて、インバータを介して、電動モータ１７０に電流を供給する。
ＩS＝ＫP・Δψ＋ＫD・ｄΔψ／ｄｔ＋ＫI・∫Δψｄｔ
そして、スタビライザＥＣＵ１４０は、上述のようにして決定された供給電流ＩSに基づいて、インバータを介して、電動モータ１７０に電流を供給する。
【0071】
ii）電流低減処理
本スタビライザシステムでも、省エネルギ化，省電化を考慮して、特定状況下において、アクチュエータ１３０への供給電流に対して、電流低減処理が行われる。以下に、本スタビライザシステムにおける電流低減処理の内容について説明する。
本スタビライザシステムでも、省エネルギ化，省電化を考慮して、特定状況下において、アクチュエータ１３０への供給電流に対して、電流低減処理が行われる。以下に、本スタビライザシステムにおける電流低減処理の内容について説明する。
【0072】
本スタビライザシステムでは、上記ステアリングシステムと同様に、アクチュエータ１３０の応答性等に考慮して、スタビライザＥＣＵ１４０は、当該車両１０の車速ｖが、閾車速ｖTH（例えば、２０～３０ｋｍ／ｈ）以下であるとき、および、車両１０が自動運転されているときを、特定状況であると認定し、電流低減処理を行うようにされている。
【0073】
本スタビライザシステムでは、上記ステアリングシステムと異なり、電流低減処理として、アクチュエータの目標動作量に対するローパスフィルタ処理が行われず、フィードバック制御の手法に従った供給電流ＩSの決定において、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、小さくするゲイン低減処理だけが行われる。ただし、本スタビライザシステムにおいては、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDに対して、それぞれ、高ゲインＫPH，高ゲインＫDHと、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLとだけが設けられており、スタビライザＥＣＵ１４０は、単に、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、特定状況ではない場合に高ゲインＫPH，高ゲインＫDHに、特定状況である場合に低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに、それぞれ設定する。つまり、上記ステアリングシステムと異なり、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、車速ｖに応じて高ゲインＫPH，高ゲインＫDHと、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLとの間で漸変させることは行われないのである。以上説明したような電流低減処理であっても、本スタビライザシステムの省エネルギ化，省電化を充分に図ることが可能である。
【0074】
なお、詳しい説明は省略するが、本スタビライザシステムにおいても、電流低減処理として、アクチュエータ１３０の制御対象の目標値である目標モータ回転角ψ*に対して、上記ステアリングシステムにおけるローパスフィルタ処理と同様のローパスフィルタ処理を施してもよい。また、上記ゲイン低減処理において、上記ステアリングシステムにおけるゲイン低減処理と同様に、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDを、車速ｖに応じて高ゲインＫPH，高ゲインＫDHと、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLとの間で漸変させるようにしてもよい。
【0075】
上記ステアリングシステムでは、コントローラであるステアリングＥＣＵ２０の機能をブロック図によって説明したが、本スタビライザシステムのコントローラであるスタビライザＥＣＵ１４０の機能も同様のものであるため、ブロック図を用いた説明は省略する。
【0076】
iii）制御フロー
以上説明したスタビライザ装置１１４の制御は、スタビライザＥＣＵ１４０のコンピュータが、図１１にフローチャートを示すスタビライザ制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、スタビライザ制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
以上説明したスタビライザ装置１１４の制御は、スタビライザＥＣＵ１４０のコンピュータが、図１１にフローチャートを示すスタビライザ制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、スタビライザ制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【0077】
スタビライザ制御プログラムに従う処理では、まず、Ｓ２１において、車輪速センサ９４によって検出された各車輪１２の車輪速ｖWに基づいて、当該車両１０の車速ｖが推定され、Ｓ２２において、操作量センサ９２を介してステアリングホイール１６の操作量δが検出される。それら車速ｖ，操作量δに基づいて、Ｓ２３において、推定横加速度ＧｙEが推定される。続くＳ２４において、横加速度センサ１９８によって、実横加速度ＧｙRが検出され、Ｓ２５において、推定横加速度ＧｙEと実横加速度ＧｙRとに基づいて、上述したようにして、制御横加速度Ｇｙ*が決定される。
【0078】
次のＳ２６において、決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、目標モータ回転角ψ*が決定され、Ｓ２７において、回転角センサ１９６によって、実モータ回転角ψが検出される。
【0079】
Ｓ２８では、当該車両１０が自動運転されているか否かが判定され、手動運転されている場合には、Ｓ２９において、車速ｖが閾車速ｖTH以下であるか否かが判定される。車速ｖが閾車速ｖTHを超えていると判定された場合には、Ｓ３０において、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、それぞれ、高ゲインＫPH，高ゲインＫDHに設定される。一方で、自動運転されている場合、および、Ｓ２９において、車速ｖが閾車速以下であると判定された場合には、Ｓ３１において、比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫDが、それぞれ、低ゲインＫPL，低ゲインＫDLに設定される。
【0080】
そして、Ｓ３２において、目標モータ回転角ψ*に対する実モータ回転角ψの偏差であるモータ回転角偏差Δψが決定され、そのモータ回転角偏差Δψと、設定されている比例項ゲインＫP，微分項ゲインＫD，積分項ゲインＫIとに基づき、ＰＩＤフィードバック制御則に従った上記手法にて、アクチュエータ１３０の電動モータ１７０への供給電流ＩSが決定される。その供給電流ＩSが、Ｓ３３において、インバータを介して供給され、当該スタビライザ制御プログラムの１回の実行が終了する。
【0081】
［３］アクティブサスペンションシステム（第３実施例）
以下に、第３実施例の車両挙動制御システムであるアクティブサスペンションシステム（以下、単に「サスペンションシステム」という場合がある）について説明する。なお、本サスペンションシステムは、上記ステアリングシステム，上記スタビライザシステムが搭載されている車両１０に、搭載されている。
以下に、第３実施例の車両挙動制御システムであるアクティブサスペンションシステム（以下、単に「サスペンションシステム」という場合がある）について説明する。なお、本サスペンションシステムは、上記ステアリングシステム，上記スタビライザシステムが搭載されている車両１０に、搭載されている。
【0082】
（ａ）アクティブサスペンションシステムの構成
第３実施例のサスペンションシステムは、図１２に示すように、前後左右４つの車輪１２に対応して設けられた４つのサスペンション装置２２０と、それらサスペンション装置２２０の制御を担う制御システムとを含んで構成されている。転舵輪である前輪のサスペンション装置２２０と非転舵輪である後輪のサスペンション装置２２０とは、車輪１２を転舵可能とする機構を除き略同様の構成とみなせるため、サスペンション装置２２０の構成の説明は、後輪のサスペンション装置２２０を代表して説明する。
第３実施例のサスペンションシステムは、図１２に示すように、前後左右４つの車輪１２に対応して設けられた４つのサスペンション装置２２０と、それらサスペンション装置２２０の制御を担う制御システムとを含んで構成されている。転舵輪である前輪のサスペンション装置２２０と非転舵輪である後輪のサスペンション装置２２０とは、車輪１２を転舵可能とする機構を除き略同様の構成とみなせるため、サスペンション装置２２０の構成の説明は、後輪のサスペンション装置２２０を代表して説明する。
【0083】
i）サスペンション装置の構成
図１３に示すように、サスペンション装置２２０は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置２２０は、それぞれがサスペンションアームである第１アッパアーム２３０，第２アッパアーム２３２，第１ロアアーム２３４，第２ロアアーム２３６，トーコントロールアーム２３８を備えている。５本のアーム２３０，２３２，２３４，２３６，２３８のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するアクスルキャリア２４０に回動可能に連結されている。それら５本のアーム２３０，２３２，２３４，２３６，２３８により、アクスルキャリア２４０は、車体に対して一定の軌跡に沿った上下動が許容されている。
図１３に示すように、サスペンション装置２２０は、独立懸架式のものであり、マルチリンク式サスペンション装置とされている。サスペンション装置２２０は、それぞれがサスペンションアームである第１アッパアーム２３０，第２アッパアーム２３２，第１ロアアーム２３４，第２ロアアーム２３６，トーコントロールアーム２３８を備えている。５本のアーム２３０，２３２，２３４，２３６，２３８のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するアクスルキャリア２４０に回動可能に連結されている。それら５本のアーム２３０，２３２，２３４，２３６，２３８により、アクスルキャリア２４０は、車体に対して一定の軌跡に沿った上下動が許容されている。
【0084】
サスペンション装置２２０は、直列に配置された２つの圧縮コイルスプリング２４６，２４８と、電動アクチュエータである電磁式アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」という場合がある）２５０と、液圧式のダンパ２５２とを備えている。それら２つのコイルスプリング２４６，２４８は、互いに協働して、ばね上部とばね下部とを弾性的に連結するサスペンションスプリングとして機能する。また、アクチュエータ２５０は、ショックアブソーバとして機能するものであり、ばね上部の一構成部分であるタイヤハウジングに設けられたマウント部２５４と、ばね下部の一構成部分である第２ロアアーム２３６との間に配設されている。
【0085】
ii）電磁式アクチュエータの構成
各サスペンション装置２２０が備えるアクチュエータ２５０は、図１４に示すように、アウタチューブ２６０と、そのアウタチューブ２６０に嵌入してそのアウタチューブ２６０の上端部から上方に突出するインナチューブ２６２とを含んで構成されている。後に詳しく説明するが、アウタチューブ２６０は、圧縮コイルスプリング２４８を構成要素として有する連結機構２６４を介して、第２ロアアーム２３６に連結され、また、インナチューブ２６２は、それの上端部において、マウント部２５４に連結されている。
各サスペンション装置２２０が備えるアクチュエータ２５０は、図１４に示すように、アウタチューブ２６０と、そのアウタチューブ２６０に嵌入してそのアウタチューブ２６０の上端部から上方に突出するインナチューブ２６２とを含んで構成されている。後に詳しく説明するが、アウタチューブ２６０は、圧縮コイルスプリング２４８を構成要素として有する連結機構２６４を介して、第２ロアアーム２３６に連結され、また、インナチューブ２６２は、それの上端部において、マウント部２５４に連結されている。
【0086】
アウタチューブ２６０には、それの内面において、アクチュエータ２５０の軸方向に延びる１対のガイド溝２６６が設けられており、その一方で、インナチューブ２６２には、それの下端部に、１対のキー２６８が付設されている。それら１対のキー２６８が１対のガイド溝２６６にそれぞれ嵌められており、それらキー２６８およびガイド溝２６６によって、アウタチューブ２６０とインナチューブ２６２とは、相対回転不能、かつ、軸方向に相対動作可能とされている。ちなみに、アウタチューブ２６０の上端部には、ダストシール２７０が設けられ、外部からの塵埃，泥等の侵入を防止するようにされている。
【0087】
また、アクチュエータ２５０は、雄ねじが形成された中空のねじロッド２７２と、ベアリングボールを保持してねじロッド２７２と螺合するナット２７４と、電動モータ２７６とを有している。
【0088】
電動モータ２７６は、モータケース２７８に固定して収容され、そのモータケース２７８の鍔部がマウント部２５４の上面に固定されることで、マウント部２５４に対して固定される。なお、モータケース２７８の鍔部には、鍔状に形成されたインナチューブ２６２の上端部も固定されており、そのような構造によって、インナチューブ２６２が、マウント部２５４に固定的に連結される。
【0089】
電動モータ２７６の回転軸であるモータ軸２８０は、中空軸とされ、ねじロッド２７２の上端部と一体的に接続されている。つまり、ねじロッド２７２は、モータ軸２８０を延長する状態でインナチューブ２６２内に配設され、電動モータ２７６によって回転力が付与される。一方、アウタチューブ２６０の底部には、支持筒２８２が、ねじロッド２７２を内部に収容する状態で固定されており、ナット２７４は、支持筒２８２の上端部に固定されている。ねじロッド２７２は、支持筒２８２に固定された状態のナット２７４と螺合させられており、それらねじロッド２７２とナット２７４とによってねじ機構２８４が構成されている。
【0090】
以上のような構造から、アクチュエータ２５０は、インナチューブ２６２，モータケース２７８，電動モータ２７６，ねじロッド２７２等を含んで構成されるばね上部側ユニット２８６と、アウタチューブ２６０，支持筒２８２，ナット２７４等を含んで構成されるばね下部側ユニット２８８とを備えるものとされている。アクチュエータ２５０は、ばね上部とばね下部との相対動作に伴って、ばね上部側ユニット２８６とばね下部側ユニット２８８とが相対動作し、ねじロッド２７２および電動モータ２７６が回転するようにされている。さらに、アクチュエータ２５０は、電動モータ２７６がねじロッド２７２に回転力を付与することでばね上部側ユニット２８６とばね下部側ユニット２８８との相対動作に対する力であるアクチュエータ力を発生させるようになっている。ちなみに、このアクチュエータ力は、圧縮コイルスプリング２４８を介して、ばね上部とばね下部とに作用することになる。
【0091】
iii）ダンパの構成
各サスペンション装置２２０が備えるダンパ２５２は、シリンダ装置として構成されており、アクチュエータ２５０と第２ロアアーム２３６との間に配置されている。ダンパ２５２は、概して円筒状のハウジング２９０を有している。このハウジング２９０は、それの下端部に固定的に設けられた連結部２９２において、第２ロアアーム２３６に連結されており、内部に作動液を収容している。ハウジング２９０の内部には、ピストン２９４が配設されており、そのピストン２９４は、ハウジング２９０の内部を、２つの液室である上液室２９６と下液室２９８とに区画するとともに、ハウジング２９０に対して摺動可能とされている。
各サスペンション装置２２０が備えるダンパ２５２は、シリンダ装置として構成されており、アクチュエータ２５０と第２ロアアーム２３６との間に配置されている。ダンパ２５２は、概して円筒状のハウジング２９０を有している。このハウジング２９０は、それの下端部に固定的に設けられた連結部２９２において、第２ロアアーム２３６に連結されており、内部に作動液を収容している。ハウジング２９０の内部には、ピストン２９４が配設されており、そのピストン２９４は、ハウジング２９０の内部を、２つの液室である上液室２９６と下液室２９８とに区画するとともに、ハウジング２９０に対して摺動可能とされている。
【0092】
また、ダンパ２５２は、ピストンロッド３００を有しており、そのピストンロッド３００は、下端部においてピストン２９４に連結されるとともに、ハウジング２９０の蓋部から延び出している。ピストンロッド３００は、アウタチューブ２６０の底部に設けられた穴を貫通し、かつ、ねじロッド２７２およびモータ軸２８０をも貫通しており、上端部においてモータケース２７８に固定されている。
【0093】
ダンパ２５２は、ツインチューブ式のショックアブソーバに類似する構造を有している。図１５を参照しつつさらに詳しく説明すれば、ハウジング２９０は、外筒３０２と内筒３０４と有する二重構造とされており、外筒３０２と内筒３０４との間には、バッファ室３０６が形成されている。また、ハウジング２９０内の底部付近には、仕切壁３０８が設けられ、連通穴３１０を介してバッファ室３０６と通じる補助液室３１２が形成されている。つまり、下液室２９８とバッファ室３０６とは、補助液室３１２を介して連通している。
【0094】
ピストン２９４には、それを軸方向に貫通し、上液室２９６と下液室２９８とを連通させる複数の連通路３１４，３１６（図１５にはそれぞれ２つ図示されている）が設けられている。また、ピストン２９４には、それの下面および上面のそれぞれに、弾性材製の円板状をなす弁部材３１８，３２０が設けられており、弁部材３１８によって連通路３１４の下液室２９８側の開口が塞がれ、弁部材３２０によって連通路３１６の上液室２９６側の開口が塞がれている。
【0095】
また、仕切壁３０８には、ピストン２９４と同様に、下液室２９８と補助液室３１２とを連通させる複数の連通路３２２，３２４（図１５にはそれぞれ２つ図示されている）が設けられている。また、仕切壁３０８には、それの下面および上面のそれぞれに、弾性材料製の円板状をなす弁部材３２６，３２８が設けられており、弁部材３２６によって連通路３２２の補助液室３１２側の開口が塞がれ、弁部材３２８によって連通路３２４の下液室２９８側の開口が塞がれている。
【0096】
例えば、ピストン２９４がハウジング２９０内を上方に移動させられる場合には、上液室２９６内の作動液の一部が連通路３１４を通って下液室２９８へ流れるとともに、バッファ室３０６の作動液の一部が液通路３２４を通って下液室２９８に流入する。その際、作動液が弁部材３１８，弁部材３２８を撓ませて下液室２９８内へ流入することによって、ピストン２９４の上方への移動に対して抵抗が付与される。一方、ピストン２９４がハウジング２９０内を下方に移動させられる場合には、下液室２９８内の作動液の一部が連通路３１６を通って上液室２９６へ流れるとともに、液通路３２２を通ってバッファ室３０６に流出する。その際、作動液が弁部材３２０，弁部材３２６を撓ませて下液室２９８から流出することによって、ピストン２９４の下方への移動に対して抵抗が付与される。
【0097】
上述のような構造から、ダンパ２５２は、ハウジング２９０に対するピストン２９４の上下動に伴って、上液室２９６と下液室２９８との間、および、下液室２９８とバッファ室３０６との間の作動液の流通を許容するとともに、その流通に対しての抵抗を付与する流通抵抗付与機構を備えるものとされている。つまり、ダンパ２５２は、ばね上部とばね下部との相対動作に対する抵抗力、つまり、その相対動作に対する減衰力を発生させるものとされているのである。
【0098】
iv）サスペンションスプリングおよび連結機構の構成
ハウジング２９０には、それの外周部において、下部スプリング座３４０が鍔状に付設されている。一方、アウタチューブ２６０には、それの外周部において、中間スプリング座３４２が鍔状に付設されている。圧縮コイルスプリング２４８は、それら下部スプリング座３４０と中間スプリング座３４２とに挟まれるようにして、圧縮状態で配設されている。さらに、マウント部２５４の下面には、防振ゴム３４４を介して、上部スプリング座３４６が付設されている。圧縮コイルスプリング２４６は、中間スプリング座３４２と上部スプリング座３４６とに挟まれるようにして、圧縮状態で配設されている。
ハウジング２９０には、それの外周部において、下部スプリング座３４０が鍔状に付設されている。一方、アウタチューブ２６０には、それの外周部において、中間スプリング座３４２が鍔状に付設されている。圧縮コイルスプリング２４８は、それら下部スプリング座３４０と中間スプリング座３４２とに挟まれるようにして、圧縮状態で配設されている。さらに、マウント部２５４の下面には、防振ゴム３４４を介して、上部スプリング座３４６が付設されている。圧縮コイルスプリング２４６は、中間スプリング座３４２と上部スプリング座３４６とに挟まれるようにして、圧縮状態で配設されている。
【0099】
このような構造から、圧縮コイルスプリング２４６は、ばね上部とばね下部側ユニット２８８とを弾性的に連結する連結スプリングとして機能するものとなっており、圧縮コイルスプリング２４８は、ばね下部側ユニット２８８をばね下部に弾性的に支持させる支持スプリングとして機能するものとなっている。したがって、圧縮コイルスプリング２４６と圧縮コイルスプリング２４８とは、それらが協働することで、ばね上部とばね下部とを弾性的に連結するサスペンションスプリングとして機能し、また、圧縮コイルスプリング２４８は、ばね下部とばね下部側ユニット２８８とを弾性的に連結する連結機構２６４の構成要素とされている。
【0100】
つまり、本サスペンション装置２２０においては、アクチュエータ２５０のばね上部側ユニット２８６は、固定ユニットとして、ユニット固定部であるばね上部に固定的に連結され、その一方で、ばね下部側ユニット２８８は、浮動ユニットとして、ユニット浮動支持部であるばね下部に浮動支持されているのである。ちなみに、本サスペンション装置２２０では、ばね下部側ユニット２８８は、圧縮コイルスプリング２４６によって、ばね上部に対しても浮動支持されている。
【0101】
連結機構２６４は、ばね下部側ユニット２８８のばね下部に対する相対動作を許容するものとされているが、その相対動作におけるばね下部側ユニット２８８とばね下部との相対変位は、連結機構２６４が有する相対変位制限機構３５０によって制限されている。相対変位制限機構３５０は、アウタチューブ２６０の底部，ダンパ２５２のハウジング２９０の上端部，アウタチューブ２６０の底部に付設された筒状のスカート３５２，ハウジング２９０の外周部に付設された係止環３５４等によって構成されている。
【0102】
具体的に言えば、ばね下部側ユニット２８８がばね下部に接近する場合には、アウタチューブ２６０の底部がダンパ２５２のハウジング２９０の上端部に、緩衝ゴム３５６を介して当接することで、その接近が制限される。一方、ばね下部側ユニット２８８がばね下部から離間する場合には、上記スカート３５２の内鍔状に形成された下端部が、上記係止環３５４に、緩衝ゴム３５８を介して当接することで、その離間が制限される。
【0103】
v）制御システムの構成
本実施例のサスペンションシステムでは、図１２に示すように、４つのアクチュエータ２５０の作動を、詳しくは、各アクチュエータ２５０のアクチュエータ力を制御対象として制御するためのコントローラであるサスペンション電子制御ユニット３７０（以下、「サスペンションＥＣＵ３７０」と省略する場合がある）が設けられている。サスペンションＥＣＵ３７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものであり、それぞれが各アクチュエータ２５０が有する電動モータ２７６の駆動回路である４つのインバータが含まれている。インバータの各々は、コンバータ６４を介して、電源であるバッテリ６６に接続されており、対応するアクチュエータ２５０の電動モータ２７６に接続されている。各電動モータ２７６は、ＤＣブラシレスモータであり、定電圧駆動される。各アクチュエータ２５０のアクチュエータ力の制御は、各電動モータ２７６に流れる電流を制御することによって行われる。その電流の制御は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）におけるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。ちなみに、各電動モータ２７６の回転角φは、モータ回転角センサ３７８によって検出されており、インバータは、その検出されたモータ回転角φに基づいて各電動モータ７６の作動を制御する。
本実施例のサスペンションシステムでは、図１２に示すように、４つのアクチュエータ２５０の作動を、詳しくは、各アクチュエータ２５０のアクチュエータ力を制御対象として制御するためのコントローラであるサスペンション電子制御ユニット３７０（以下、「サスペンションＥＣＵ３７０」と省略する場合がある）が設けられている。サスペンションＥＣＵ３７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものであり、それぞれが各アクチュエータ２５０が有する電動モータ２７６の駆動回路である４つのインバータが含まれている。インバータの各々は、コンバータ６４を介して、電源であるバッテリ６６に接続されており、対応するアクチュエータ２５０の電動モータ２７６に接続されている。各電動モータ２７６は、ＤＣブラシレスモータであり、定電圧駆動される。各アクチュエータ２５０のアクチュエータ力の制御は、各電動モータ２７６に流れる電流を制御することによって行われる。その電流の制御は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）におけるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって行われる。ちなみに、各電動モータ２７６の回転角φは、モータ回転角センサ３７８によって検出されており、インバータは、その検出されたモータ回転角φに基づいて各電動モータ７６の作動を制御する。
【0104】
サスペンションＥＣＵ３７０には、上記４つのモータ回転角センサ３７８に加え、ステアリング操作部材であるステアリングホイール１６の操作量（操作角）δを検出するための操作量センサ９２，車体に実際に発生している横加速度Ｇｙである実横加速度ＧｙRを検出するための横加速度センサ１９８，車体に発生している前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサ３８４が接続されている。さらには、４つのサスペンション装置２２０に対応して設けられた各種のセンサ、詳しくは、ばね上部の縦加速度であるばね上加速度ＧUを検出するばね上縦加速度センサ３８６，ばね下部の縦加速度であるばね下加速度ＧLを検出するばね下縦加速度センサ３８８，ばね上ばね下間距離に相当するストローク量Ｓを検出するためのストロークセンサ３９０等が、接続されている。サスペンションＥＣＵ１７０には、さらに、４つの車輪に対応して設けられてそれぞれが対応する車輪の回転速度を検出するための４つの車輪速センサ９４が接続され、サスペンションＥＣＵ３７０は、それら車輪速センサ９４の検出値に基づいて車両１０の走行速度である車速ｖを検出するようにされている。
【0105】
本サスペンションシステムが有する制御システムにおいて、サスペンションＥＣＵ３７０は、上記各種のセンサ等からの信号に基づいて、各アクチュエータ２５０が有する電動モータ２７６へ供給する電流を制御することで、各アクチュエータ２５０の作動の制御、つまり、各アクチュエータ２５０のアクチュエータ力の制御を行う。
【0106】
（ｂ）電磁式アクチュエータの制御
本サスペンションシステムでは、サスペンションＥＣＵ３７０は、４つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０を制御することで、以下の２つの制御を実行する。詳しく言えば、ばね上部の振動を減衰するためのばね上部振動減衰制御，車体のピッチおよびロールを抑制するための車体姿勢変化抑制制御を実行する。車体姿勢変化抑制制御の意義に鑑みれば、アクチュエータ２５０は、車両の姿勢を変更するための電動アクチュエータと考えることができる。４つのアクチュエータ２５０は、互いに略同じ構造，機能を有しており、それら４つのアクチュエータ２５０の制御は、互いに同じであると考えることができる。そこで、以下、１つのサスペンション装置２２０の１つのアクチュエータ２５０について、それの制御を説明する。
本サスペンションシステムでは、サスペンションＥＣＵ３７０は、４つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０を制御することで、以下の２つの制御を実行する。詳しく言えば、ばね上部の振動を減衰するためのばね上部振動減衰制御，車体のピッチおよびロールを抑制するための車体姿勢変化抑制制御を実行する。車体姿勢変化抑制制御の意義に鑑みれば、アクチュエータ２５０は、車両の姿勢を変更するための電動アクチュエータと考えることができる。４つのアクチュエータ２５０は、互いに略同じ構造，機能を有しており、それら４つのアクチュエータ２５０の制御は、互いに同じであると考えることができる。そこで、以下、１つのサスペンション装置２２０の１つのアクチュエータ２５０について、それの制御を説明する。
【0107】
i）ばね上部振動減衰制御
上記サスペンション装置２２０の実際の装置構成に基づく振動モデル（以下、「実装置モデル」という場合がある）は、図１６（ａ）に示すものとなる。この振動モデルは、ばね上部の慣性質量であるばね上質量ＭUと、ばね下部の慣性質量であるばね下質量ＭLとの他に、アクチュエータ２５０のばね下部側ユニット２８８の動作についての慣性質量（後述する）となる中間質量ＭIを含むモデルである。このモデルでは、ばね上質量ＭUとばね下質量ＭLとの間に、ダンパ２５２に相当するダンパ、すなわち、減衰係数がＣ1のダンパＣ1が、配設されている。また、ばね上質量ＭUと中間質量ＭIとの間に、圧縮コイルスプリング２４６に相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ1のばねＫ1、および、アクチュエータ２５０に相当するアクチュエータＡが、互いに並列的に配設されている。さらに、中間質量ＭIとばね下質量ＭLとの間に、圧縮コイルスプリング２４８に相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ2のばねＫ2が配設され、また、ばね下質量ＭLと路面との間に、タイヤに相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ3のばねＫ3が配設されている。
上記サスペンション装置２２０の実際の装置構成に基づく振動モデル（以下、「実装置モデル」という場合がある）は、図１６（ａ）に示すものとなる。この振動モデルは、ばね上部の慣性質量であるばね上質量ＭUと、ばね下部の慣性質量であるばね下質量ＭLとの他に、アクチュエータ２５０のばね下部側ユニット２８８の動作についての慣性質量（後述する）となる中間質量ＭIを含むモデルである。このモデルでは、ばね上質量ＭUとばね下質量ＭLとの間に、ダンパ２５２に相当するダンパ、すなわち、減衰係数がＣ1のダンパＣ1が、配設されている。また、ばね上質量ＭUと中間質量ＭIとの間に、圧縮コイルスプリング２４６に相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ1のばねＫ1、および、アクチュエータ２５０に相当するアクチュエータＡが、互いに並列的に配設されている。さらに、中間質量ＭIとばね下質量ＭLとの間に、圧縮コイルスプリング２４８に相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ2のばねＫ2が配設され、また、ばね下質量ＭLと路面との間に、タイヤに相当するばね、すなわち、ばね定数がＫ3のばねＫ3が配設されている。
【0108】
一方、アクチュエータ２５０の制御のための理論モデルである制御モデルは、例えば、図１６（ｂ）に示すものであり、そのモデルでは、ばね上質量ＭUが、減衰係数がＣSのスカイフックダンパＣSによって懸垂されたモデルになっている。つまり、その制御モデルは、スカイフックダンパ理論に基づくモデルである。
【0109】
ばね上部振動減衰制御では、スカイフックダンパＣSを配設した上記制御モデルに従って、実装置モデルにおけるアクチュエータＡの発生させるアクチュエータ力が、制御モデルにおけるスカイフックダンパＣSが発生させる減衰力に相当する力となるように、アクチュエータ２５０が制御される。より具体的に言えば、ばね上縦加速度センサ３８６によって検出されたばね上部の縦加速度ＧU（以下、「ばね上加速度ＧU」という場合がある）に基づいて、ばね上部の動作速度（絶対速度）であるばね上速度ｖUが算定され、次式に従ったアクチュエータ力、つまり、そのばね上速度ｖUに応じた大きさのアクチュエータ力を、ばね上部振動減衰成分ＦUとして発生させるように、電動モータ２７６の作動が制御されるのである。
ＦU＝ＣS・ｖU
ＦU＝ＣS・ｖU
【0110】
ちなみに、減衰係数ＣSは、制御ゲインと考えることのできるものであり、ばね上共振周波数およびその近傍の周波数の振動を効果的に減衰させるのに適した値に設定されている。なお、本サスペンションシステムでは、ばね下部の共振現象への対処は、ダンパ２５２によって行われる。つまり、上記実装置モデルおよび制御モデルにおけるダンパＣ1の減衰係数Ｃ1、つまり、ダンパ２５２の減衰係数は、ばね下共振周波数およびその近傍の周波数の振動を効果的に減衰させるのに適した値に設定されている。
【0111】
ii）車体姿勢変化抑制制御
本サスペンションシステムでは、ばね上部振動減衰制御に加えて、車両の旋回に起因して生じる車体のロール、および、車両の加減速に起因して生じる車体のピッチを緩和すべく、車体姿勢変化抑制制御が実行される。その車体姿勢変化抑制制御では、車体のロールを生じさせる原因として車体に作用するロールモーメントに対抗する力、および、車体のピッチを生じさせる原因として車体に作用するピッチモーメントに対抗する力を、アクチュエータ２５０によって発生させる。
本サスペンションシステムでは、ばね上部振動減衰制御に加えて、車両の旋回に起因して生じる車体のロール、および、車両の加減速に起因して生じる車体のピッチを緩和すべく、車体姿勢変化抑制制御が実行される。その車体姿勢変化抑制制御では、車体のロールを生じさせる原因として車体に作用するロールモーメントに対抗する力、および、車体のピッチを生じさせる原因として車体に作用するピッチモーメントに対抗する力を、アクチュエータ２５０によって発生させる。
【0112】
さらに詳しく言えば、車体のロールに対しては、上記ロールモーメントに応じて、旋回内輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、ばね上部とばね下部が接近する方向（以下、「バウンド方向」という場合がある）のアクチュエータ力を、一方、旋回外輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、ばね上部とばね下部とが離間する方向（以下、「リバウンド方向」という場合がある）のアクチュエータ力を、それぞれ、ロール抑制成分ＦR（姿勢変化抑制成分の一種である）として発生させるのである。
【0113】
具体的に言えば、上述のスタビライザシステムにおける手法と同様の手法によって、ステアリングホイール１６の操舵量δと車速ｖとに基づいて推定された推定横加速度ＧｙEと、横加速度センサ１９８によって検出された実横加速度ＧｙRとに基づいて、制御横加速度Ｇｙ*が、次式に従って、決定される。
Ｇｙ*＝ＫE・ＧｙE＋ＫR・ＧｙR ＫE，ＫR：重み付け係数
そのように決定された制御横加速度Ｇｙ*は、車体に作用するロールモーメントを指標するロールモーメント指標量であり、その制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、次式に従って、ロール抑制成分ＦRが決定される。
ＦR＝ＫY・Ｇｙ* （ＫY：ロール抑制ゲイン）
Ｇｙ*＝ＫE・ＧｙE＋ＫR・ＧｙR ＫE，ＫR：重み付け係数
そのように決定された制御横加速度Ｇｙ*は、車体に作用するロールモーメントを指標するロールモーメント指標量であり、その制御横加速度Ｇｙ*に基づいて、次式に従って、ロール抑制成分ＦRが決定される。
ＦR＝ＫY・Ｇｙ* （ＫY：ロール抑制ゲイン）
【0114】
ロール抑制成分ＦRは、アクチュエータ力の一成分であり、アクチュエータ２５０の制御対象である。また、横加速度Ｇｙは、車両１０の姿勢を変化させる要因である。サスペンションＥＣＵ３７０は、上述のようにして、車両１０の姿勢を変化させる要因である横加速度Ｇｙに基づいて、制御対象の目標値として、ロール抑制成分ＦRを決定する。
【0115】
車体のピッチについて詳しく言えば、車体の制動時に発生する車体のノーズダイブに対しては、ピッチモーメントに応じて、前輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、リバウンド方向のアクチュエータ力を、その一方で、後輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、バウンド方向のアクチュエータ力を、それぞれピッチ抑制成分ＦPとして発生させる。また、車体の加速時に発生する車体のスクワットに対しては、ピッチモーメントに応じて、後輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、リバウンド方向のアクチュエータ力を、その一方で、前輪側の２つのサスペンション装置２２０の各々のアクチュエータ２５０に、バウンド方向のアブソーバ力を、それぞれピッチ抑制成分ＦP（姿勢変化抑制成分）として発生させる。
【0116】
具体的には、ピッチモーメントを指標するピッチモーメント指標量として、前後加速度センサ３８４によって検出された前後加速度Ｇｘである実前後加速度Ｇｘが採用され、その実前後加速度Ｇｘに基づいて、ピッチ抑制成分ＦPが、次式に従って決定される。
ＦP＝ＫX・Ｇｘ （ＫX：ピッチ抑制ゲイン）
ＦP＝ＫX・Ｇｘ （ＫX：ピッチ抑制ゲイン）
【0117】
ピッチ抑制成分ＦPも、アクチュエータ力の一成分であり、アクチュエータ２５０の制御対象である。また、前後加速度Ｇｘも、車両１０の姿勢を変化させる要因である。サスペンションＥＣＵ３７０は、上述のようにして、車両１０の姿勢を変化させる要因である前後加速度Ｇｘに基づいて、制御対象の目標値として、ピッチ抑制成分ＦPを決定する。
【0118】
iii）２つの制御の総合
上述したばね上部振動減衰制御，車体姿勢変化抑制制御は、総合的に行われ、それらの制御におけるばね上部振動減衰成分ＦU，ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPは、一元的に扱われる。具体的には、それらの成分ＦU，ＦR，ＦPが、次式に従って合計され、アクチュエータ２５０の発生させるべき総合的なアクチュエータ力Ｆが決定される。
Ｆ＝ＦU＋ＦR＋ＦP
上述したばね上部振動減衰制御，車体姿勢変化抑制制御は、総合的に行われ、それらの制御におけるばね上部振動減衰成分ＦU，ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPは、一元的に扱われる。具体的には、それらの成分ＦU，ＦR，ＦPが、次式に従って合計され、アクチュエータ２５０の発生させるべき総合的なアクチュエータ力Ｆが決定される。
Ｆ＝ＦU＋ＦR＋ＦP
【0119】
各成分ＦU，ＦR，ＦPが総合されたアクチュエータ力Ｆは、４つのサスペンション装置２０の各々のアクチュエータ２５０が発生させるべきアクチュエータ力であり、そのアクチュエータ力を発生させるべく、各アクチュエータ２５０が有する電動モータ２７６の作動が制御される。具体的に言えば、発生させているアクチュエータ力Ｆとアクチュエータ２５０の電動モータ２７６に供給されている電流とは概ね比例関係にあり、サスペンションＥＣＵ３７０は、各アクチュエータ２５０の発生させるべきアクチュエータ力Ｆに基づき、各アクチュエータ２５０の電動モータ２７６に供給すべき電流である供給電流ＩSを決定し、その供給電流ＩSに基づき、インバータを介して、それら電動モータ２７６に電流を供給する。
【0120】
iv）電流低減処理
本サスペンションシステムでも、省エネルギ化，省電力化を考慮して、特定状況下において、アクチュエータ２５０のへの供給電流、すなわち、電動モータ２７６への供給電流に対して、電流低減処理が行われる。以下に、本サスペンションシステムにおける電流低減処理の内容について説明する。
本サスペンションシステムでも、省エネルギ化，省電力化を考慮して、特定状況下において、アクチュエータ２５０のへの供給電流、すなわち、電動モータ２７６への供給電流に対して、電流低減処理が行われる。以下に、本サスペンションシステムにおける電流低減処理の内容について説明する。
【0121】
本サスペンションシステムでは、上記ステアリングシステム，スタビライザシステムと同様に、アクチュエータ２５０の応答性等に考慮して、サスペンションＥＣＵ３７０は、当該車両１０の車速ｖが、閾車速ｖTH（例えば、２０～３０ｋｍ／ｈ）以下であるとき、および、車両１０が自動運転されているときを、特定状況であると認定し、電流低減処理を行うようにされている。
【0122】
本サスペンションシステムにおいて電流低減処理の対象とされているのは、上記姿勢変化抑制成分、詳しくは、ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPだけであり、上記ばね上部振動減衰成分ＦUは、電流低減処理の対象とはされていない。また、上記ステアリングシステムとは異なり、上述のゲイン低減処理は行われず、アクチュエータの目標動作量に対するローパスフィルタ処理、つまり、ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPだけにローパスフィルタ処理が施される。ただし、このローパスフィルタ処理は、特定状況下においてのみ施され、特定状況下でないときには施されない。また、走行モードに基づくカットオフ周波数ｆCの変更も行われず、車速ｖに応じたカットオフ周波数ｆCの漸変も行われない。つまり、特定状況下においてのみ、ロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPに、カットオフ周波数ｆCが低周波数ｆCL1に固定されたローパスフィルタ処理が施されるのである。このような電流低減処理であっても、本サスペンションシステムの省エネルギ化，省電化を充分に図ることが可能である。
【0123】
なお、ローパスフィルタ処理を、例えば、上記ステアリングシステムのように、特定状況下でなくても、カットオフ周波数ｆCを高くして行ってもよく、また、カットオフ周波数ｆCを、上記ステアリングシステムと同様に、車速ｖ，走行モードに応じて変更して行うようにしてもよい。
【0124】
上記ステアリングシステムでは、コントローラであるステアリングＥＣＵ２０の機能をブロック図によって説明したが、本サスペンションシステムのコントローラであるサスペンションＥＣＵ３７０の機能も容易に類推できるため、ブロック図を用いた説明は省略する。
【0125】
v）制御フロー
以上説明したアクチュエータ２５０の制御は、サスペンションＥＣＵ３７０のコンピュータが、図１７にフローチャートを示すサスペンション制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、サスペンション制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
以上説明したアクチュエータ２５０の制御は、サスペンションＥＣＵ３７０のコンピュータが、図１７にフローチャートを示すサスペンション制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、サスペンション制御プログラムに従った処理の流れを、フローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【0126】
サスペンション制御プログラムに従った処理では、まず、Ｓ４１において、ばね上縦加速度センサ３８６によって、ばね上加速度ＧUが検出され、Ｓ４２において、そのばね上加速度ＧUに基づいて、ばね上速度ｖUが算定される。次に、Ｓ４３において、そのばね上速度ｖUと、スカイフックダンパの減衰係数ＣSとに基づいて、ばね上部振動減衰成分ＦUが、決定される。
【0127】
次に、Ｓ４４において、制御横加速度Ｇｙ*が決定される。この制御横加速度Ｇｙ*の決定は、スタビライザ制御プログラムのＳ２１～Ｓ２５のプロセスと同様のプロセスによって行われる。決定された制御横加速度Ｇｙ*に基づき、Ｓ４５において、ロール抑制成分ＦRが決定される。続くＳ４６において、前後加速度センサ３８４によって、前後加速度Ｇｘが検出され、Ｓ４７において、検出された前後加速度Ｇｘに基づいて、ピッチ抑制成分ＦPが決定される。
【0128】
Ｓ４８では、当該車両１０が自動運転されているか否かが判定され、手動運転されている場合には、Ｓ４９において、車速ｖが閾車速ｖTH以下であるか否かが判定される。Ｓ４８において自動運転されていると判定された場合、若しくは、Ｓ４９において、車速ｖが閾車速ｖTH以下であると判定された場合には、Ｓ５０において、ロール抑制成分ＦRとピッチ抑制成分ＦPとに、カットオフ周波数ｆCが低周波数とｆCL1sとされたローパスフィルタ処理が施される。
【0129】
続いて、Ｓ５１では、ばね上部振動減衰成分ＦUと、ローパスフィルタ処理が施された若しくは施されなかったロール抑制成分ＦR，ピッチ抑制成分ＦPとが加算されて、発生させるべき総合的なアクチュエータ力Ｆが決定され、Ｓ５２において、そのアクチュエータ力Ｆに基づいて、アクチュエータ２５０の電動モータ２７６に供給されるべき電流である供給電流ＩSが決定される。そして、Ｓ５３において、その供給電流ＩSに基づいて、インバータを介して、電動モータ２７６に電流が供給され、本サスペンション制御プログラムの１回の実行が終了する。
【符号の説明】
【0130】
《車両用ステアリングシステム》
１０：車両 １２：車輪 １４：転舵装置 １６：ステアリングホイール（ステアリング操作部材） １８：操作装置 ２０：ステアリング電子制御ユニット（ステアリングＥＣＵ）〔コントローラ〕 ２４：転舵モータ〔電動モータ〕 ２８：転舵アクチュエータ〔電動アクチュエータ〕 ４００：車速推定部 ４０２：目標転舵量決定部 ４０４：ローパスフィルタ ４０６：積分要素 ４０８：比例要素 ４１０：比例項ゲイン乗算器 ４１２：微分項ゲイン乗算器 ４１４：積分項ゲイン乗算器 ４１６：微分器 ４１８：積分器 ４２０：インバータ δ：操作量 θ：転舵量〔制御対象〕実転舵量〔実際値〕 θ*：目標転舵量〔目標値〕 Δθ：転舵量偏差 γ：ステアリングギヤ比 ＩS：転舵電流 ｖ：車速 ｖTH：閾車速 ＫP：比例項ゲイン ＫPL：低ゲイン ＫPH：高ゲイン ＫD：微分項ゲイン ＫDL：低ゲイン ＫDH：高ゲイン ＫI：積分項ゲイン ｆC：カットオフ周波数 ｆCL，ｆCL1，ｆCL2：低周波数 ｆCH：高周波数 Ｔ：時定数
《アクティブスタビライザシステム》
１１４：スタビライザ装置 １２０：スタビライザバー １３０：アクチュエータ １４０：スタビライザ電子制御ユニット（スタビライザＥＣＵ）〔コントローラ〕 １７０：電動モータ ψ：モータ回転角 〔制御対象〕〔実際値〕 ψ*：目標モータ回転角 〔目標値〕Δψ：モータ回転角偏差 Ｇｙ：横加速度 ＩS：供給電流
《アクティブサスペンションシステム》
２２０：サスペンション装置 ２５０：電磁式アクチュエータ ２７６：電動モータ ３７０：サスペンション電子制御ユニット（サスペンションＥＣＵ）〔コントローラ〕 Ｇｘ：前後加速度 ｖU：ばね上速度 Ｆ：アクチュエータ力 ＦU：ばね上部振動減衰成分 ＦR：ロール抑制成分〔制御対象〕〔目標値〕 ＦP：ピッチ抑制成分〔制御対象〕〔目標値〕
１０：車両 １２：車輪 １４：転舵装置 １６：ステアリングホイール（ステアリング操作部材） １８：操作装置 ２０：ステアリング電子制御ユニット（ステアリングＥＣＵ）〔コントローラ〕 ２４：転舵モータ〔電動モータ〕 ２８：転舵アクチュエータ〔電動アクチュエータ〕 ４００：車速推定部 ４０２：目標転舵量決定部 ４０４：ローパスフィルタ ４０６：積分要素 ４０８：比例要素 ４１０：比例項ゲイン乗算器 ４１２：微分項ゲイン乗算器 ４１４：積分項ゲイン乗算器 ４１６：微分器 ４１８：積分器 ４２０：インバータ δ：操作量 θ：転舵量〔制御対象〕実転舵量〔実際値〕 θ*：目標転舵量〔目標値〕 Δθ：転舵量偏差 γ：ステアリングギヤ比 ＩS：転舵電流 ｖ：車速 ｖTH：閾車速 ＫP：比例項ゲイン ＫPL：低ゲイン ＫPH：高ゲイン ＫD：微分項ゲイン ＫDL：低ゲイン ＫDH：高ゲイン ＫI：積分項ゲイン ｆC：カットオフ周波数 ｆCL，ｆCL1，ｆCL2：低周波数 ｆCH：高周波数 Ｔ：時定数
《アクティブスタビライザシステム》
１１４：スタビライザ装置 １２０：スタビライザバー １３０：アクチュエータ １４０：スタビライザ電子制御ユニット（スタビライザＥＣＵ）〔コントローラ〕 １７０：電動モータ ψ：モータ回転角 〔制御対象〕〔実際値〕 ψ*：目標モータ回転角 〔目標値〕Δψ：モータ回転角偏差 Ｇｙ：横加速度 ＩS：供給電流
《アクティブサスペンションシステム》
２２０：サスペンション装置 ２５０：電磁式アクチュエータ ２７６：電動モータ ３７０：サスペンション電子制御ユニット（サスペンションＥＣＵ）〔コントローラ〕 Ｇｘ：前後加速度 ｖU：ばね上速度 Ｆ：アクチュエータ力 ＦU：ばね上部振動減衰成分 ＦR：ロール抑制成分〔制御対象〕〔目標値〕 ＦP：ピッチ抑制成分〔制御対象〕〔目標値〕
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】