CN1746043A - 稳定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的稳定装置，包括：一对稳定杆，其分别由在车身上布置成彼此分离的两个支撑部分可旋转地支撑，并布置成使得这一对稳定杆的近端彼此相对；和致动器，其包括：(a)具有大体圆筒形状的壳体；(b)布置在壳体内靠近其相对端部中一个端部的电机；和(c)减速器，其布置在壳体内靠近其相对端部中另一端部以连接到电机，并具有输出部分，壳体不可旋转地连接到这一对稳定杆中一个的近端，而减速器的输出部分连接到这一对稳定杆中另一个的近端，由此使得这一对稳定杆能够被致动器连接到彼此，以被相对于彼此可旋转地驱动，所述稳定装置的特征在于：电机和减速器被布置成彼此间隔开而在其间具有预定间隔距离。

Description

稳定装置
技术领域
本发明一般地涉及配备有用于控制车辆车身姿态或姿势的动力源的稳定装置。
背景技术
普通的车辆都配备有用于减小或限制车身侧倾的稳定装置。一般而言，稳定装置具有由车身可旋转地支撑并在其相对两端处分别连接到左右车轮的稳定杆。稳定杆按照车身的侧倾量扭转来产生弹性力，由此在发生车身的侧倾时稳定车身的姿态。近来，为了更有效地控制车身的姿态，提出了通过向稳定装置提供诸如电机之类的动力源，而允许稳定器主动施加力来限制车身的侧倾。例如，JP-A-2002-518245公开了这样一种稳定装置，其中通过将稳定杆分成两部分而得到的一对稳定杆在具有电机和减速器的致动器作用下彼此相对旋转。
发明内容
但是，在所公开的稳定装置中，致动器由这对稳定杆支撑，而这对稳定杆又分别由布置在车身上的两个支撑部分可旋转地支撑。因此，所公开的稳定装置可能会遇到这样的问题，即致动器由于车身的晃动(例如跳动、俯仰、摆动等)而振动或振荡。配备有致动器的稳定装置易于遇到这样的问题，这使得这种稳定装置还有可改进之处。就是说，通过改进配备有致动器的稳定装置，可以提高其效用。考虑到上述情况而开发了本发明。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有致动器的稳定装置，该致动器将一对稳定杆彼此连接以使得该对稳定杆被致动器可相对于彼此旋转地驱动，并且该致动器包括电机和减速器，所述稳定装置的特征在于电机和减速器彼此间隔开。
在根据本发明构造的稳定装置中，致动器的电机和减速器被布置成彼此间隔开。与其中电机和减速器彼此相邻布置的方案相比，在本方案中可以使在其轴向上测量的致动器长度(详细而言，在轴向上测量的致动器的壳体的长度)很大，由此可以减小或限制致动器的振动。另外，在其中电机和减速器彼此间隔开的本方案中，重的部件(即电机和减速器)可以在致动器轴向上分布的情况下被布置，使得减小了致动器的振动。注意，本发明的稳定装置的各种形式和这些形式的效果将在以下“发明形式”中详细解释。
发明形式
将详细描述认为可要求保护的发明的各种形式。本发明的每一种形式都类似于所附权利要求编号，并在恰当时依赖于其他一个或多个形式，以更容易理解本发明。应该理解到，本发明并不限于将描述的技术特征或其任何组合，而应该在考虑以下各种形式的说明和本发明优选实施例的情况下来理解。还应该理解到，本发明以下形式中任一个所包括的多个元件或特征不一定要全都一起提供，可以利用相对于同一形式描述的元件或特征中所选的至少一个来实现本发明。
(1)一种用于车辆的稳定装置，包括：
一对稳定杆，所述一对稳定杆分别由在所述车辆的车身上布置成彼此分离的两个支撑部分可旋转地支撑，并布置成使得所述一对稳定杆的近端彼此相对；和
致动器，所述致动器包括：(a)具有大体圆筒形状的壳体；(b)布置在所述壳体内靠近其相对端部中一个端部的电机；和(c)减速器，所述减速器布置在所述壳体内靠近其所述相对端部中另一端部以连接到所述电机并具有输出部分，所述壳体不可旋转地连接到所述一对稳定杆中一个的所述近端，而所述减速器的所述输出部分连接到所述一对稳定杆中另一个的所述近端，由此使得所述一对稳定杆能够被所述致动器连接到彼此，以被相对于彼此可旋转地驱动，所述电机和所述减速器被布置成彼此间隔开而在其间具有预定间隔距离。
在传统上提出的致动器中，电机和减速器彼此相邻布置，使得这样的致动器尺寸紧凑并结构简单。但是，在其中致动器由稳定杆支撑的情况下，致动器由于车身的晃动而在与稳定杆轴线相交的方向上振动或振荡。例如由于致动器在颠簸道路上驾驶期间的振幅增大，致动器的振动可能使用户感受到的舒适性(例如安静)恶化，或者导致致动器冲击或撞上车身等的危险。为了减小致动器的振动，考虑过例如通过增大稳定杆的直径来增大其刚度。但是，在此情况下，杆在其扭转方向上的弹簧常数也增大了。从设计的角度这是不期望的。即使改变其中电机和减速器彼此相邻布置的致动器的位置，例如即使致动器位于比两个支撑部分之间的中部更靠近两个支撑部分之一的位置处，致动器和两个支撑部分中另一个之间的距离也不可避免地增大。因此，可能未足够地减小致动器的振动。
相反，在根据上述形式(1)的致动器中，电机和减速器布置成彼此间隔开。与其中电机和减速器彼此相邻布置的传统致动器相比，致动器的轴向长度(详细而言，壳体的轴向长度)增加，并且致动器和两个支撑部分之间各自的距离减小，由此容易减小致动器的振动。更具体而言，例如当致动器在与其轴线相交的方向上振动时，可以减小其振幅。在根据形式(1)的致动器中，电机和减速器布置成彼此间隔开，由此重的部件(即电机和减速器)可以在致动器轴向上分布的情况下被布置。因此，可以减小致动器的振动。
根据形式(1)的这对稳定杆中的每一个都在其一端处连接到致动器并其另一端处连接到车轮中相应一个。可以认为，通过在其长度方向上的中部或靠近中部的部分处划分一般可得到的细长“U”形稳定杆来得到这对稳定杆中的每一个。更具体而言，根据形式(1)的这对稳定杆中的每一个可以布置成具有由相应支撑部分支撑以可绕其轴线旋转的扭转部分、以及在与扭转部分相交的方向上从扭转部分延伸的臂部分。在此方案中，在这对稳定杆安装在车辆上，以使得这对稳定杆的两个扭转部分分别由各个支撑部分支撑以可绕作为旋转轴线的连接这两个支撑部分的直线旋转，同时两个臂部分的各个最前端(即这对稳定杆的另一端)连接到相应的车轮的情况下，两个臂部分中的每一个都可以按照车身和相应车轮之间的距离变化枢转，即这对稳定杆中的每一个都可以绕上述旋转轴线旋转。在这样安装的稳定杆中，通过绕旋转轴线旋转这对稳定杆中的每一个，即通过扭转这对稳定杆，可以产生使车轮与车身接近和分离的力。通过恰当地控制该力，例如可以限制车身的侧倾。在根据形式(1)的致动器中，壳体和减速器的输出部分彼此相对旋转，由此分别连接到壳体和减速器的输出部分的这对稳定杆可以彼此相对旋转(即扭转)，从而可以稳定车辆的姿态。
根据形式(1)包括这对稳定杆(即右侧杆和左侧杆)和致动器的稳定装置布置在车辆的前侧或后侧上，以使得这对稳定杆分别对应于左右车轮。根据形式(1)的稳定装置可以布置在车辆的前侧和后侧两者上。根据形式(1)的装置中的电机的结构并不特别受限。例如，可以使用这样的电机，其配备有电刷并且其中旋转具有线圈的转子。另外，可以使用这样的电机(无刷电机)，其中通过由线圈构成的定子的电场来旋转由永磁铁构成的转子。根据形式(1)的装置中的减速器并不特别受限，而是可以使用任何种类的减速器，例如采用“HARMONIC DRIVE”(商标)机构、行星齿轮机构等的那些。
(2)如以上形式(1)所述的稳定装置，其中所述致动器还包括驱动力传递构件，所述减速器经由所述驱动力传递构件连接到所述电机，并且所述驱动力传递构件布置在所述电机和所述减速器之间以将所述电机的驱动力传递到所述减速器的输入部分。
驱动力传递构件并不特别受限。例如，驱动力传递构件可以是轴状构件、圆筒构件、线状构件等。
(3)如以上形式(1)或(2)所述的稳定装置，其中所述电机和所述减速器之间的所述间隔距离不小于所述壳体的长度的25％。
在以上形式(3)中，基于壳体的长度来定义电机和减速器之间的间隔距离。在间隔距离不小于壳体的长度的25％的情况下，可以有效地减小致动器的振动。在间隔距离不小于壳体的长度的40％的情况下，可以更加有效地减小致动器的振动。
(4)如以上形式(1)-(3)中任一个所述的稳定装置，其中所述电机和所述减速器之间的所述间隔距离不小于所述两个支撑部分彼此分离开的距离(W)的15％。
在以上形式(3)中，基于两个支撑部分之间的距离来定义电机和减速器之间的间隔距离。不小于两个支撑部分之间距离的15％的间隔距离有效地减小了致动器的振动。在间隔距离不小于两个支撑部分之间距离的30％的情况下，可以更加有效地减小致动器的振动。
(5)如以上形式(1)-(4)中任一个所述的稳定装置，其中所述壳体包括：其中布置所述电机的电机壳体部分；其中布置所述减速器的减速器壳体部分；和小直径部分，所述小直径部分位于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分之间并具有小于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分的外径的外径。
在致动器布置在车辆下部的情况下，通过将小直径部分设置在电机壳体部分和减速器壳体部分之间，可以使车身在左右车轮之间的中部附近与地面的间隙很大。因此，此方案增加了在车辆驾驶于其中部处例如由于车辙或轨迹而隆起的道路上的情况下的车辆行驶能力。此外，设置小直径部分导致例如电机壳体部分的表面积的增大，由此由电机产生的热可以由于壳体而以高效率耗散。另外，取决于具体情况，致动器的重量可以降低。
(6)如以上形式(5)所述的稳定装置，其中所述小直径部分的所述外径小于所述电机和所述减速器的外径。
因为不必将电机和减速器布置在小直径部分中，所以可以使小直径部分的外径小于电机和减速器的外径。
(7)如以上形式(5)或(6)所述的稳定装置，其中所述小直径部分的所述外径不大于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分的所述外径中较小一个的75％。
在小直径部分的外径不大于电机壳体部分和减速器壳体部分的外径中较小一个的75％的情况下，可以使车身在左右车轮之间的中部附近与地面的间隙很大。在小直径部分的外径不大于电机壳体部分和减速器壳体部分的外径中较小一个的60％的情况下，可以使上述地面间隙更大。
(8)如以上形式(5)-(7)中任一个所述的稳定装置，其中所述小直径部分的长度不小于所述壳体的长度的25％。
在上述形式(8)中，基于壳体的长度来定义小直径部分的长度。在小直径部分的长度不小于壳体长度的25％的情况下，可以有效地减小致动器的振动。在小直径部分的长度不小于壳体长度的40％的情况下，可以更加有效地减小致动器的振动。
(9)如以上形式(5)-(7)中任一个所述的稳定装置，其中所述小直径部分的长度不小于所述两个支撑部分彼此分离开的距离的15％。
在上述形式(8)中，基于两个支撑部分之间的距离来定义小直径部分的长度。在小直径部分的长度不小于两个支撑部分之间距离的15％的情况下，可以有效地减小致动器的振动。在小直径部分的长度不小于两个支撑部分之间距离的30％的情况下，可以更加有效地减小致动器的振动。
(10)如以上形式(1)-(9)中任一个所述的稳定装置，其中所述壳体的所述相对端部和相应的所述支撑部分之间的距离中的每一个都不大于所述两个支撑部分彼此分离开的距离的20％。
在壳体的相对端部和相应的支撑部分之间的距离中的每一个都不大于20％的情况下，可以有效地减小致动器的振动。致动器振动减小的效果随着距离的减小(例如不大于15％、不大于10％和不大于5％)而增加。
(11)如以上形式(1)-(10)中任一个所述的稳定装置，其中所述壳体在其所述相对端部中一个端部处不可旋转地连接到所述一对稳定杆中一个的所述近端，并在其所述相对端部中另一端部处由所述一对稳定杆中另一个可旋转地支撑。
在上述形式(11)中，致动器在其相对端部处由这对稳定杆支撑。在此形式中，壳体被布置成相对于这对稳定杆中的一个不可旋转，并且相对于这对稳定杆中的另一个可旋转，由此这对稳定杆被构造成被扭转。
(12)如以上形式(1)-(11)中任一个所述的稳定装置，
其中所述壳体在其所述相对端部中布置所述减速器的另一端部处不可旋转地连接到所述一对稳定杆中的所述一个，
其中所述电机具有中空结构，并且
其中所述一对稳定杆中的另一个从所述相对端部中布置所述电机的所述一个端部插入所述壳体中，并穿过所述电机连接到所述减速器的所述输出部分。
与其中稳定杆中的一个固定到电机侧端部而稳定杆中的另一个从减速器侧端部插入的另一稳定装置相比，在根据形式(12)的稳定装置中，可以使这对稳定杆中的上述另一个很长。因此，可以使这对稳定杆的扭转方向上的弹簧常数小于上述另一稳定装置(其中稳定杆中的另一个很短)的弹簧常数。这对稳定杆的扭转方向上的上述弹簧常数可以被认为是一个一体稳定杆(其中这对稳定杆被视为一个一体的稳定杆)的弹簧常数。另外，在通过增大例如这对稳定杆的直径而使这对稳定杆的扭转方向上的弹簧常数等于上述另一稳定装置(其中稳定杆中的另一个很短)的弹簧常数的情况下，与上述另一稳定装置相比，可以增大这对稳定装置中每一个的抗挠刚度。在此情况下，这对稳定杆中每一个在壳体和相应支撑部分之间的弯曲变形量被减小，由此可以有效地减小或限制致动器的振动。根据形式(12)的稳定装置可以相对容易地安装在配备有一个稳定杆(而没有作为用于稳定装置的驱动源的致动器)的传统车辆上，原因如下：可以使在根据形式(12)的装置中的这对稳定杆的两个扭转部分的总长度和传统的一个稳定杆的扭转部分的长度之间的差很小。因此，根据形式(12)的稳定装置可以在不改变很大、或不改变这对稳定杆的设计(例如稳定杆的直径、形状等)的情况下，安装在传统车辆上。
(13)一种用于车辆的稳定装置，包括：
稳定杆，所述稳定杆由在所述车辆的车身上布置成彼此分离的两个支撑部分可旋转地支撑；和
致动器，所述致动器包括：(a)具有大体圆筒形状的壳体；(b)布置在所述壳体内靠近其相对端部中一个端部的电机；和(c)减速器，所述减速器布置在所述壳体内靠近其所述相对端部中另一端部以连接到所述电机并具有输出部分，所述壳体在其相对端部中所述一个端部处不可旋转地连接到所述稳定杆，而所述减速器的所述输出部分连接到所述稳定杆，由此给以所述稳定杆扭矩，所述致动器被布置成使得所述电机和所述减速器彼此间隔开并且还包括驱动力传递构件，所述减速器经由所述驱动力传递构件连接到所述电机，并且所述驱动力传递构件布置在所述电机和所述减速器之间以将所述电机的驱动力传递到所述减速器的输入部分。
根据形式(13)的方案可以视为其中这对稳定杆具有一体的单一结构的方案。同样在此形式(13)中，通过将电机和减速器布置成彼此间隔开，使致动器的相对端部和相应的两个支撑部分之间的距离中的每一个很小，由此可以容易地减小致动器的振动。在根据形式(13)的稳定装置中，在其中不对电机供应电力并且减速器未操作的状态下，该稳定杆就和传统的一个稳定杆一样起作用。在根据此形式(13)的稳定装置中，稳定杆在其一部分处不可相对旋转地连接到壳体，并在其另一部分处连接到减速器的输出部分。因此，通过旋转其连接到减速器的上述另一部分，可以按需要相对于壳体扭转稳定杆。
根据形式(13)的方案可以采用根据上述形式(2)-(10)的任意特征。在此形式(13)中，稳定杆不一定由单个部件构成，而可以通过组装多个部件而构成。例如，稳定杆中置于两个支撑部分之间的部分(即用作扭转部分的一部分)可以由独立的部件(例如用作臂部分的那些部件)可以被固定到的单个部件构成。
附图说明
通过结合附图阅读对本发明优选实施例的以下详细说明，将更好地理解本发明的以上和其他目的、特征、优点以及技术和工业重要性，附图中：
图1是示出配备有根据本发明第一实施例的稳定装置的车辆悬架系统的示意图；
图2是以横截面示意性地示出作为图1稳定装置一个部件的致动器的正视图；
图3是以横截面示意性地示出根据本发明第二实施例的致动器的正视图；
图4是示出配备有根据第二实施例的稳定装置的车辆悬架系统的示意图；和
图5是示出配备有传统致动器的稳定装置的示意图，该致动器中电机和减速器彼此相邻布置。
具体实施方式
将参考附图详细描述本发明的一个实施例及其修改实施例。但是应该理解到，本发明并不限于以下实施例，而是可以用本领域技术人员可以想到的各种变化和修改来实现本发明，例如在“发明内容”中所描述的那些。
1.第一实施例
图1示意性示出了悬架前轮并配备有根据本发明第一实施例的稳定装置的车辆悬架系统的一部分。该悬架系统包括分别设置在车辆前侧和后侧上的两个稳定装置10、以及两对悬架装置12，一个稳定装置10设置一对悬架装置12。图1的悬架装置12分别保持右前轮和左前轮20以使得车轮20在基本垂直的方向上与车身21接近和分离，并减小或限制由于行驶在颠簸或不平的道路上或者车辆转向所导致的车身21的晃动(例如跳动、俯仰、摆动等)以及车身21的姿态变化。在本实施例中，每个悬架装置12包括上臂22和下臂24，这两臂中的每一个都在其一端处可旋转地连接到车身21，并在其另一端处连接到相应的车轮20(严格地说是连接到保持车轮20的设备)。当相应车轮20与车身21接近和分离时，上臂22和下臂24中的每一个都可绕其上述的一端(车身侧一端)枢转移动或摆动，同时其另一端(车轮侧一端)在垂直方向上相对于车身21移动。每个悬架装置12还包括设置在车身21和下臂24之间的减震机构30和弹簧机构32。减震机构30在其上端处连接到车身21并在其下端处连接到下臂24。布置悬架装置12以使得，车身21由于弹簧机构32的偏置力而被弹性支撑，同时通过减震机构30对于车身21和车轮20之间向着彼此和离开彼此的相对位移产生阻尼力，从而阻尼车身21的晃动。
2.稳定装置
在本实施例中，因为分别设置在车辆前侧和后侧上的两个稳定装置10构造相同，所以将只对设置在车辆前侧上的一个稳定装置10(图1)进行解释。稳定装置10包括一对稳定杆40和连接这对稳定杆40以使其可相对于彼此旋转地被驱动的致动器42。每个稳定杆40包括：连接到致动器42的扭转部分50；和从扭转部分50更靠近车轮20的一端向着车辆的向后方向延伸的臂部分52。两个支撑构件54(每个都用作支撑部分)在车身21上被布置成沿车辆的宽度方向彼此分离。扭转部分50被各个支撑构件54支撑以可绕其自身的轴线旋转。臂保持构件56被固定到各个下臂24，并且每个稳定杆40的臂部分52在其最前端60处固定到臂保持构件56。就是说，按照下臂24的摆动运动，臂部分52的最前端60相对于车身21垂直移动，并且稳定杆40绕扭转部分50的轴线旋转。在本实施例中，这对稳定杆40由位于车辆右侧的右侧杆40R和位于车辆左侧的左侧杆40L构成。
图2示意性地示出了致动器42的结构。致动器42包括：壳体70；电动机72(下面可以简单地称为“电机72”)；和连接到电机72以将电机72的旋转减速的减速器74。在本实施例中，电机72布置在车辆左侧上靠近壳体70的相对端部中一个端部的壳体70内部，并包括：定子82，由壳体保持以在壳体70的轴向上不可移动并相对于壳体70不可旋转；和由壳体70可旋转地保持的转子84。壳体70中形成有轴支撑壁86、88。中空驱动轴80由轴支撑壁86、88在分别形成于轴支撑壁86、88中的安装孔处可旋转地保持。转子84被固定到驱动轴80的周边。
在本实施例中，减速器74例如由称为“HARMONIC DRIVE”(商标)的谐波齿轮机构构成，并布置在车辆右侧上靠近壳体70的相对端部中另一端部的壳体70内部。谐波齿轮机构包括谐波产生器90、柔性齿轮92和齿圈94。因为谐波齿轮机构的结构已知，所以不给出其详细说明。谐波产生器90包括椭圆凸轮和配合安装在凸轮周边上的球轴承，并固定到作为输入轴的驱动轴80的周边部分。柔性齿轮92是容器状(例如碗状或杯状)的弹性构件。多个齿形成在容器状柔性齿轮92的开口端部的外周上。齿圈94是大体环状的构件并固定到壳体70。多个齿形成在齿圈94的内周上。形成在齿圈94内周上的齿数稍多于(例如多两个)形成在柔性齿轮92外周上的齿数。谐波产生器90使柔性齿轮92弹性变形成为椭圆形，并在其与椭圆长轴相对两端相应的部分处与齿圈94啮合，而柔性齿轮92的齿在其与椭圆短轴相对两端相应的部分处完全与齿圈94分离。在谐波产生器90一转之后(即在谐波产生器90旋转360°之后)，柔性齿轮92在与谐波产生器90的旋转方向相反的方向上旋转与谐波产生器90和柔性齿轮92之间的齿数差相应的量。就是说，在本实施例中，谐波齿轮机构被布置成将驱动轴80的旋转减速并从柔性齿轮92示出电机72的驱动力。换言之，柔性齿轮92通过电机72的驱动力而相对于壳体70旋转。在本实施例中，谐波产生器90用作电机72的驱动力所传递到的输入部分，而柔性齿轮92用作从其输出电机72的驱动力的输出部分。
壳体70大体呈圆筒形并包括：其中布置电机72的电机壳体部分100；其中布置减速器74的减速器壳体部分102；以及连接电机壳体部分100和减速器壳体部分102的连接部分104。连接部分104具有小于电机壳体部分100的外径和减速器壳体部分102的外径的外径。于是，连接部分104用作壳体70的小直径部分。在本实施例中，电机壳体部分100的外径和减速器壳体部分102的外径彼此相等，并且连接部分104的外径“d”不大于电机壳体部分100和减速器壳体部分102的外径“D”的50％。连接部分104的长度“S”不小于壳体70的长度“L”的40％并且不小于两个支撑构件54之间的距离“W”的30％。因此，在本方案中，壳体70的长度大于其中电机72和减速器74彼此相邻布置的传统壳体，并且重的部件(即电机72和减速器74)在壳体70轴向上分布的情况下被布置。另外，壳体70的相对端部和相应支撑构件54之间的距离“M”中的每一个都不大于两个支撑构件54之间的距离“W”的15％。因此，与其中电机72和减速器74彼此相邻布置的传统方案(图5)相比，使壳体70的相对端部和相应支撑构件54之间的距离“M”中的每一个更小。虽然在本实施例中使得壳体70的相对端部和相应支撑构件54之间的距离“M”彼此相等，但是可以使距离“M”彼此不同。在本实施例中，电机72和减速器74之间的距离可以被认为是电机壳体部分100和减速器壳体部分102之间的距离，并因此等于连接部分104的长度“S”。
在作为壳体70相对端部中位于电机壳体部分100一侧的一个端部的壳体70的电机侧端部112处，形成了通过其插入左侧杆40L的安装孔114。左侧杆40L延伸穿过电机72(详细而言，穿过驱动轴80的中空部分)，并在延伸穿过其的同时不可旋转地固定到柔性齿轮92的底部。在减速器壳体部分102中，提供了左侧杆40L由其可旋转支撑的杆支撑壁120。详细而言，杆支撑壁120形成有安装孔，左侧杆40L的一端在该安装孔处被可旋转地支撑。如图2所示，在驱动轴80的内周表面和左侧杆40L的扭转部分50的外周表面之间有预定间隙。另一方面，右侧杆40R固定到壳体70的减速器侧端部110，该减速器侧端部110是壳体70相对端部中位于减速器壳体部分110一侧的另一端部。
在本实施例中，右侧杆40R固定到壳体70并且左侧杆40L固定到减速器74的柔性齿轮92。通过电机72的驱动力，柔性齿轮92和壳体70彼此相对旋转，由此右侧杆40R和左侧杆40L彼此相对旋转，换言之，该对稳定杆40被扭转。由稳定杆40的扭转所产生的力作为用于下推或上提车轮20的力，即作为用于降低或升高车身中布置悬架装置12的部分的力。就是说，在根据本实施例的稳定装置10中，操作致动器42来改变该对稳定杆40的扭转量，由此改变车身的姿态。
在本实施例中，致动器42不直接固定到车身21。详细而言，壳体70的减速器侧端部110固定到右侧杆40R，而壳体70的电机侧端部112在其安装孔114处由左侧杆40L支撑，以可与该左侧杆40L一起旋转。就是说，在本实施例中，致动器42由这对稳定杆40支撑。因此，致动器42由于车身的晃动而振动。但是，在本致动器42中，电机72和减速器74如上所述被布置成彼此分隔开，由此由于车身晃动所导致的致动器42的振动(例如致动器42的振幅)被降低。比起其中电机72和减速器74彼此相邻布置的稳定装置152(图5)的致动器150，在根据本实施例的稳定装置10中，致动器42的轴向长度更长，并且致动器42的相对端部和相应支撑构件54之间的距离中的每一个更小。
因为致动器42布置在车身的下部，所以车身在布置致动器42的部分处与地面的间隙很小。因此，在车辆行驶于例如有车辙的道路上的情况下，致动器42可能是车辆行驶的障碍。但是，在根据本实施例的致动器42中，如上所述使连接部分104的外径很小，由此使车身在其作为左右车轮20中间的部分处与地面的间隙很大。因此，确保了车身在该部分和形成于有车辙的道路中部的脊之间的间隙，从而防止了车辆行驶能力的恶化。另外，连接部分104外径的减小有效地减小了致动器42的重量，使得致动器42的振动减小。
在根据本实施例的稳定装置10中，左侧杆40L延伸穿过电机壳体部分100和连接部分104，并连接到减速器74。因此，左侧杆40L的扭转部分50的长度被制成很大，从而与其中扭转部分50的长度很小的一对稳定杆相比，可以增加该对稳定杆40的抗挠刚度，这里，其中扭转部分50的长度被制成很大的该对稳定杆40的扭转方向上的弹簧常数与其中扭转部分50长度很小的一对稳定杆的弹簧常数相同。因此，可以减小或限制致动器42的振动。
在电机壳体部分100中，作为旋转位置检测设备的旋转位置传感器170设置在轴支撑壁86的相对两侧中更靠近电机72的一侧上。旋转位置传感器170基于固定到驱动轴80周边上的码盘172的旋转位置，来检测转子84相对于壳体70的旋转位置。基于检测到的旋转位置可以得到齿圈94和柔性齿轮92之间的相对旋转量。结果，可以得到壳体70(该对稳定杆40的右侧杆40R)和左侧杆40L之间的相对旋转量。
在本实施例中，车辆悬架系统配备有用于控制稳定装置10(详细而言，用于控制致动器42)的控制设备176(图1)。控制设备176主要由计算机构成。连接到控制设备176的有：上述旋转位置传感器170；作为转向角检测设备的转向角传感器180；作为车速检测设备的车速传感器182；和作为横向加速度检测设备的横向加速度传感器184。另外，控制设备176具有致动器42的电机72所连接到的驱动电路。控制设备176的ROM存储各种数据和例如稳定装置控制程序的各种程序。
在本实施例的车辆悬架系统中，控制设备176控制致动器42以产生克服车身21在车辆转弯过程中承受到的侧倾力矩的力矩，由此限制车身21的侧倾。在控制致动器42时，由横向加速度传感器184直接检测横向加速度，基于所检测到的横向加速度来计算侧倾力矩，并确定克服侧倾力矩以防止车身21侧倾所需的稳定杆40的扭转角，即右侧杆40R和左侧杆40L之间的相对旋转角。可以基于估计横向加速度来计算侧倾力矩，该估计横向加速度是基于转向角传感器180和车速传感器182各自的检测结果而估计出来的。
在横向加速度为零的时间段期间，不对致动器42供应电流，并且允许这对稳定杆40相对于彼此自由旋转。因此，在横向加速度为零的状态中，例如在直行期间左右车轮20中只有一个行驶到形成于路面上的脊上的情况下，该一个车轮20可能容易被升高，从而可以以高稳定性保持车身的姿态。
3.第二实施例
虽然在图示第一实施例中采用谐波齿轮机构作为减速器74，但是可以采用行星齿轮机构作为减速器。将解释其中行星齿轮机构用作减速器的稳定装置198(图4)。因为根据此第二实施例的车辆悬架系统在构造上与图示第一实施例大体相同，所以将只解释该系统构造中与第一实施例不同的部分。另外，使用与第一实施例中相同的标号来表示相应的部件，并且省去了其详细解释。
稳定装置198的致动器200(图3)包括：壳体201；电动机202(下面可以简单地称为“电机202”)；和连接到电机202以将电机202的旋转减速并将其传递到右侧杆40R的减速器204。壳体201包括：电机壳体部分206；减速器壳体部分207；以及连接电机壳体部分206和减速器壳体部分207的连接部分208。在电机壳体部分206中，所布置的电机202包括：定子210，由电机壳体部分206保持以在轴向上不可移动并相对于电机壳体部分206不可旋转；和由电机壳体部分206可旋转地保持的转子212。转子84被固定到由电机壳体部分206可旋转地保持的驱动轴214。同时，在减速器壳体部分207中，所布置的减速器204配备有行星齿轮机构220，该机构包括多个串联布置的齿轮组(本实施例中有三个齿轮组)。用作输入部分的减速器204的输入轴222连接到驱动轴214，而其用作输出部分的输出轴224连接到右侧杆40R的一端。
在上述方案中，致动器200操作，使得右侧杆40R相对于壳体201旋转。因为左侧杆40L固定到作为壳体201相对端部中位于电机壳体部分206一侧的一个端部的电机侧端部112，所以在致动器200操作时，右侧杆40R和左侧杆40L彼此相对旋转，即被扭转。由扭转所产生的力作为用于下推或上提左右车轮20的力，从而改变车身的姿态。
致动器200配备有布置在减速器壳体部分207更靠近连接部分208的端部中的制动器228。本实施例中的制动器228是电磁离合器，其包括盘形转子230和可以禁止转子230旋转的定子232。在正常状态下，防止盘形转子230相对于定子232旋转。当被激励时，允许盘形转子230旋转。减速器204的输入轴222和电机202的驱动轴214在其各个相对侧上固定到盘形转子230。在制动器228通过激励被置于其松开状态下而驱动电机202的情况下，电机202的旋转被减速器204减速并被传递到右侧杆40R。在制动器228通过去激励而被置于其操作状态并且电机202被置于其非驱动状态的情况下，维持这对稳定杆40的各个扭转部分50的末端的相对旋转位置。
致动器200配备有旋转位置传感器240，该传感器布置在减速器壳体部分207更靠近减速器侧端部110的一个端部中。旋转位置传感器240用于检测右侧杆40R的一端相对于壳体201的旋转位置。基于检测到的相对旋转位置，可以得到右侧杆40R和左侧杆40L之间的相对旋转量。
在本实施例中，连接部分208用作小直径部分，并且其外径“d”不大于电机壳体部分206和减速器壳体部分207的外径“D”的50％。连接部分208的长度“S”不小于壳体201的长度“L”的45％并且不小于两个支撑构件54之间的距离“W”的40％。壳体201的相对端部和相应支撑构件54之间的距离(M)中的每一个都不大于两个支撑构件54之间的距离“W”的5％，如图4所示。在图3中，没有示出“W”和“M”。
4.修改实施例
在图示第一和第二实施例中，这对稳定杆40和致动器之间的连接方式以及减速器的构造不同。可能的是，第一实施例中的致动器42采用行星齿轮机构，而第二实施例的致动器200采用谐波齿轮机构。更具体而言，在第一实施例中，具有中空结构的行星齿轮机构布置在减速器壳体部分102中，以使得其输入轴连接到驱动轴80并且其输出轴连接到左侧杆40L，由此电机72的旋转被减速并被传递到左侧杆40L。另一方面，在第二实施例中，谐波齿轮机构布置在减速器壳体部分207中，以使得谐波产生器90连接到驱动轴214并且柔性齿轮92连接到右侧杆40R，由此电机202的旋转被减速并被传递到右侧杆40R。
在第一和第二实施例中，可以使这对稳定杆40和致动器之间的连接方式不同。例如，第一实施例的致动器42可以以下面的方式连接到这对稳定杆40：安装孔114形成在减速器侧端部110中。左侧杆40L固定到电机侧端部112的外壁，并且右侧杆40R从减速器侧端部110穿过形成于减速器侧端部110中的安装孔114插入，并在穿过电机72固定到电机侧端部112的内壁的同时固定到柔性齿轮92。在此方案中，当未操作减速器74时，稳定装置以与其中设置一个稳定杆的稳定装置基本相同的方式操作。例如，为了减小车身在转弯过程中的侧倾量，右侧杆40R固定到柔性齿轮92的一部分通过电机的驱动力而相对于壳体旋转，由此增大了由这对稳定杆产生的弹性力。同时，例如在其中左右车轮20之一行驶在形成于路面上的脊上的情况下左右车轮20之间的高度差增加时，由这对稳定杆产生的弹性力可能被降低。在此方案中，因为这对稳定杆中的每一个都被固定到电机侧端部112，所以稳定装置的刚度可以增大，而不改变这对稳定杆在扭转方向上的弹簧常数，由此可以有效减小致动器的振动。
这对稳定杆中的每一个都固定到电机侧端部112的方案可以如下修改：分别在电机侧端部112和减速器侧端部110中形成两个安装孔114，并且一个稳定杆的扭转部分穿透整个致动器。在此情况下，稳定装置可以被布置成使得这对稳定杆由一体形成的一个稳定杆构成。在此方案中，扭转部分可以在电机侧端部112处由壳体不可旋转地支撑，并在减速器侧端部110处由壳体可旋转地支撑。
在图示实施例中，电机的驱动力通过驱动轴传递到减速器。因此，可以理解为驱动轴构成了驱动力传递构件。但是，在电机和减速器彼此相邻布置的情况下，驱动轴可能很短。这样，在根据本发明电机和减速器彼此间隔开布置的情况下，可以理解为电机和减速器之间的驱动轴的一部分构成驱动力传递构件。
本申请基于2004年9月8日递交的日本专利申请No.2004-260791，其内容通过引用而被包含于此。

Claims (12)

1.一种用于车辆的稳定装置(10；198)，包括：一对稳定杆(40、40L、40R)，所述一对稳定杆分别由在所述车辆的车身(21)上布置成彼此分离的两个支撑部分(54)可旋转地支撑，并布置成使得所述一对稳定杆的近端彼此相对；和致动器(42；200)，所述致动器包括：(a)具有大体圆筒形状的壳体(70；201)；(b)布置在所述壳体内靠近其相对端部中一个端部的电机(84；202)；和(c)减速器(74；204)，所述减速器布置在所述壳体内靠近其所述相对端部中另一端部以连接到所述电机并具有输出部分(92；224)，所述壳体不可旋转地连接到所述一对稳定杆中一个的所述近端，而所述减速器的所述输出部分连接到所述一对稳定杆中另一个的所述近端，由此使得所述一对稳定杆能够被所述致动器连接到彼此，以被相对于彼此可旋转地驱动，所述稳定装置的特征在于：
所述电机和所述减速器被布置成彼此间隔开而在其间具有预定间隔距离。
2.如权利要求1所述的稳定装置，其中所述致动器还包括驱动力传递构件(80；208)，所述减速器经由所述驱动力传递构件连接到所述电机，并且所述驱动力传递构件布置在所述电机和所述减速器之间以将所述电机的驱动力传递到所述减速器的输入部分(90；222)。
3.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中所述电机和所述减速器之间的所述间隔距离不小于所述壳体的长度(L)的25％。
4.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中所述电机和所述减速器之间的所述间隔距离不小于所述两个支撑部分彼此分离开的距离(W)的15％。
5.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中所述壳体包括：其中布置所述电机的电机壳体部分(100；206)；其中布置所述减速器的减速器壳体部分(102；207)；和小直径部分(104；208)，所述小直径部分位于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分之间并具有小于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分的外径(D)的外径(d)。
6.如权利要求5所述的稳定装置，其中所述小直径部分的所述外径小于所述电机和所述减速器的外径。
7.如权利要求5所述的稳定装置，其中所述小直径部分的所述外径不大于所述电机壳体部分和所述减速器壳体部分的所述外径中较小一个的75％。
8.如权利要求5所述的稳定装置，其中所述小直径部分的长度(S)不小于所述壳体的长度(L)的25％。
9.如权利要求5所述的稳定装置，其中所述小直径部分的长度(S)不小于所述两个支撑部分彼此分离开的距离的15％。
10.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中所述壳体的所述相对端部和相应的所述支撑部分之间的距离(M)中的每一个都不大于所述两个支撑部分彼此分离开的距离的20％。
11.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中所述壳体在其所述相对端部中一个端部处不可旋转地连接到所述一对稳定杆中一个的所述近端，并在其所述相对端部中另一端部处由所述一对稳定杆中另一个可旋转地支撑。
12.如权利要求1或2所述的稳定装置，
其中所述壳体在其所述相对端部中布置所述减速器的另一端部处不可旋转地连接到所述一对稳定杆中的所述一个，
其中所述电机具有中空结构，并且
其中所述一对稳定杆中的另一个从所述相对端部中布置所述电机的所述一个端部插入所述壳体中，并穿过所述电机连接到所述减速器的所述输出部分。
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