JP2007038893A - スタビライザ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 確実にクラッチ手段の連結及び開放位置の変更を行うことができるスタビライザ制御装置を提供する。
【解決手段】 車両の左右車輪間に配設され、一方の車輪に接続される第１トーションバーＴＢ１、他方の車輪に接続される第２トーションバーＴＢ２、及びこれらの連結位置及び開放位置を切り換える切換手段ＫＲを備える。切換手段は、テーパ歯面の複数の噛み合い歯を有する一対のクラッチ部材ＣＬ１及びＣＬ２が対向して配置されたクラッチ手段ＣＬＭを備えたもので、例えば、対向する平面の各々に、円周に沿って連続して等間隔に台形歯又は三角形歯が形成され、ツースクラッチが構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のスタビライザ制御装置に関し、特に、クラッチ手段の連結及び開放によってスタビライザのねじり剛性を切り換えるスタビライザ制御装置に係る。

車両用サスペンションのスタビライザ装置として、例えば下記の特許文献１には、旋回路等での有効なロール制御と一般路での直線走行時の良好な乗り心地とを両立させるために、スタビライザのトーション部を左半部と右半部に分割し、その左半部と右半部の各端部を対向させ、左半部の端部と右半部の端部間をクラッチ機構によって連結・遮断する装置が提案されている。そして、クラッチ機構として、スプラインによる係合形式のもの、あるいは作動ピン方式のものが記載されている。

また、特許文献２には、トーションバーのねじれ部径方向の外方に配置され、ねじれ部にシール状態に相対回転可能に結合されたパイプ内に、このパイプ内を２つの流体室に区画するピストンを配置し、ねじれ部およびパイプに相対回転不可にかつ軸線方向へピストンを移動させることによって剛性を連続的に切り換える剛性可変スタビライザが開示されている。

特開２０００−２８９４２７号公報 特公平７−８４１２５号公報

上記特許文献１に記載のスタビライザ装置においては、スプラインによる係合形式のクラッチ機構、あるいは作動ピン方式のクラッチ機構によってスタビライザのトーション部の左半部と右半部との連結・遮断が行われる。作動ピン方式のクラッチ機構では、車両のロール運動によってスタビライザ制御装置にねじりが生じたときに、連結位置への変更（即ち、作動ピンの係合）を逃すと、車両が直進走行に戻るか、もしくは車両が停止するまで（車両のロール運動が収まるまで）は連結位置への変更ができない。また、スプライン係合方式のクラッチ機構でも、スタビライザ制御装置にねじりが生じているときには、スプライン自体がトルクを伝達するため、スプラインにもねじりが生ずることになる。このように、スプラインにねじりが生じた後では、確実にクラッチ機構を連結させることが困難となる。

同様に、前掲の特許文献２に記載の剛性可変スタビライザにおいては、ねじり剛性を可変とするために、ピストンがねじれ部に対して相対回転できない構成（スプライン結合）で軸方向に移動させるように構成されているが、車両が旋回し、ねじれ部にねじりが生じたときには、スプラインに沿ってピストンを移動させることが困難となる。従って、このスタビライザ制御装置によってねじり剛性を調整できるのは、車両が平坦な路面で停止しているか、もしくは直線走行している場合に限られる。

そこで、本発明は、クラッチ手段の連結及び開放によってスタビライザのねじり剛性を切り換え可能なスタビライザ制御装置において、車両の走行状態にかかわらず、スタビライザ制御装置にねじりが生じた状態であっても確実にクラッチ手段の連結及び開放位置の変更を行うことができるスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するスタビライザ制御装置において、前記車両の一方の車輪に接続される第１トーションバーと、前記車両の他方の車輪に接続される第２トーションバーと、テーパ歯面の複数の噛み合い歯を有する一対のクラッチ部材を対向して配置して成るクラッチ手段を具備し、該クラッチ手段によって前記第１トーションバーと前記第２トーションバーとの連結位置及び開放位置を切り換える切換手段とを備えることとしたものである。

前記クラッチ手段は、請求項２に記載のように、軸方向で対向する平面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する平面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に台形歯を形成したものとするとよい。あるいは、請求項３に記載のように、軸方向で対向する平面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する平面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に三角形歯を形成したものとしてもよい。即ち、クラッチ手段として所謂ツースクラッチを用いるとよい。

請求項４に記載のように、前記切換手段が前記開放位置にあるときに、前記一対のクラッチ部材のうちの一方側のクラッチ部材の歯先が他方側のクラッチ部材の歯底に対向するように配置するとよい。特に、請求項５に記載のように、前記一方側のクラッチ部材の歯先面が、前記他方側のクラッチ部材の歯先面を越えて前記他方側のクラッチ部材の歯底面側に位置するように配置するとよい。

あるいは、前記クラッチ手段は、請求項６に記載のように、円周に沿って少なくとも一部が径方向で対向する円周面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する円周面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に前記テーパ歯面の噛み合い歯を形成したものとすることができる。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成されたスタビライザ制御装置においては、テーパ歯面の噛み合い歯を有する一対のクラッチ部材を対向して配置して成るクラッチ手段によって、第１トーションバーと第２トーションバーとの連結位置及び開放位置を切り換えるように構成されているので、テーパ歯面による確実な係合状態を確保することができる。従って、仮にスタビライザ制御装置にねじりが生じた状態であっても、確実にクラッチ手段の連結及び開放位置の変更を行うことができる。

そして、前記クラッチ手段を請求項２又は３に記載のように構成すれば、所謂ツースクラッチが構成され、一対のクラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に形成された台形歯又は三角形歯によって、仮に多少中立位置にずれが生じたとしても、確実な係合状態を確保することができる。

そして、請求項４又は５に記載のように構成すれば、車両の直進走行時にスタビライザ制御装置にねじりが生じた状態となっても適切且つ確実にクラッチ手段を連結することができる。

そして、前記クラッチ手段を請求項６に記載のように構成すれば、一対のクラッチ部材のテーパ歯面の噛み合い歯が径方向で確実に係合し、適切且つ確実にクラッチ手段を連結し、あるいは開放することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置の構成を示すもので、車両の左右車輪間に配設され、一方の車輪に接続される第１トーションバーＴＢ１、他方の車輪に接続される第２トーションバーＴＢ２、及びこれらの連結位置及び開放位置を切り換える切換手段ＫＲとで構成される。切換手段ＫＲは、テーパ歯面の複数の噛み合い歯を有する一対のクラッチ部材ＣＬ１及びＣＬ２が対向して配置されたクラッチ手段ＣＬＭを備えたもので、例えば、軸方向で対向する平面を有する一対のクラッチ部材ＣＬ１及びＣＬ２を具備し、これらの対向する平面の各々に、円周に沿って連続して等間隔に台形歯又は三角形歯が形成され、所謂ツースクラッチ（tooth clutch）が構成される。

図１は切換手段ＫＲが係合状態で連結位置にあるときを示しているが、切換手段ＫＲが開放位置にあるときにも、一対のクラッチ部材ＣＬ１及びＣＬ２のうちの一方側の歯先が他方側の歯底に対向するように配置するとよい。特に、一方側のクラッチ部材の歯先面が、他方側の歯先面を越えて他方側の歯底面側に位置するように配置するとよい。尚、これらの構成については、図６及び図７を参照して後に詳細に説明する。

図２は、車両前方の左右車輪間に配置される前輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｆを示し、左前輪ＷＨｆｌに接続されるトーションバーＴＢｆｌ（以下、左前輪トーションバーという）が前述の第２トーションバーＴＢ２に相当し、右前輪ＷＨｆｒに接続されるトーションバーＴＢｆｒ（以下、右前輪トーションバーという）が前述の第１トーションバーＴＢ１に相当する。前輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは、左前輪トーションバーＴＢｆｌ、右前輪トーションバーＴＢｆｒ、これらを接続する中間トーションバーＴＢｆｃ、及び切換アクチュエータＫＡｆで構成される。

後輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｒも同様の構成であるので、以下の説明では、前輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｆについて説明する。尚、添字の「ｆ」は前輪を表し、また「ｒ」は後輪を表す。そして、前輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｆの説明に用いられる添字「ｆ」を、添字「ｒ」に変更すれば、後輪スタビライザ制御装置ＳＴＢｒについての説明となる。また、以下の説明では、（制限を加えることなく）単に「回転方向」といった場合にはスタビライザ制御装置のねじりばね力を発生するねじりの回転方向を意味し、「軸方向」といった場合にはスタビライザ制御装置のねじりに対する軸方向を意味する。

左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとは、図２に破線で示す中間トーションバーＴＢｆｃを介して接続される。これら左前輪トーションバーＴＢｆｌ、右前輪トーションバーＴＢｆｒ及び中間トーションバーＴＢｆｃは本実施形態では一体として構成されているが、別体で構成することとしてもよく、その場合には各トーションバー間の相対的な回転方向の運動が拘束される。右前輪トーションバーＴＢｆｒの車輪側端部（白丸で示す）とは反対側の端部（接合部Ａ）は、中間トーションバーＴＢｆｃを囲繞し得る（即ち、中間トーションバーＴＢｆｃより外径が大きい）同軸の外筒ＯＴＰと接合されている。外筒ＯＴＰには駆動手段ＤＲＭが固定され、駆動手段ＤＲＭによって、スライド部材ＳＬＭが回り止め手段ＳＰＭにガイドされて軸方向に移動する。そして、スライド部材ＳＬＭに固定された一方のクラッチ部材（第１クラッチ部材）ＣＬ１を軸方向に移動させることによって、クラッチ手段ＣＬＭの連結位置及び開放位置を選択的に切り換えるように構成されている。他方のクラッチ部材（第２クラッチ部材）ＣＬ２は左前輪トーションバーＴＢｆｌに固定されている（接合部Ｂ）。

中間トーションバーＴＢｆｃは、外筒ＯＴＰとの固定部（接合部Ａ）と、クラッチ手段ＣＬＭと左前輪トーションバーＴＢｆｌとの固定部（接合部Ｂ）との間でねじり剛性を発揮する部材ということができる。クラッチ手段ＣＬＭが開放位置にある場合には、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは、左前輪トーションバーＴＢｆｌ、右前輪トーションバーＴＢｆｒ及び中間トーションバーＴＢｆｃで形成されるねじり剛性を有する。

ねじり剛性は、ねじりに対して半径方向の寸法の影響を多大に受けるため、中間トーションバーＴＢｆｃを囲繞する外筒ＯＴＰは、中間トーションバーＴＢｆｃに対して大きいねじり剛性を発揮する。クラッチ手段ＣＬＭが連結位置にある場合には、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性は、外筒ＯＴＰに固定された回り止め手段ＳＰＭによって外筒ＯＴＰと第１クラッチ部材ＣＬ１との相対回転が制限されてガイドされるため、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは、左前輪トーションバーＴＢｆｌ、右前輪トーションバーＴＢｆｒ、中間トーションバーＴＢｆｃ、及び外筒ＯＴＰで形成されるねじり剛性を有する。

上記のように左右車輪に接続される左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒは中間トーションバーＴＢｆｃを介して接続されているため、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置にある場合にもねじり剛性を発揮する。この場合のねじりばね力は、左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒを相対的なねじり変位を小さくする中立位置方向に作用する。ここで中立位置とは、左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒの間にねじりが発生していない位置をいう。而して、左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとの間でねじり剛性を発生する中間トーションバーＴＢｆｃによって、左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒは中立位置を確保した状態でクラッチ手段ＣＬＭが開放位置から連結位置に変更される。

本実施形態の駆動手段ＤＲＭは、クラッチ手段ＣＬＭを駆動する手段で、電気（回転）モータ、リニアモータ、油圧、空気圧、電磁力等を利用した公知のアクチュエータを利用することができる。クラッチ手段ＣＬＭは、連結位置と開放位置を有し選択的に切り換え可能な手段で、後述するようにツースクラッチを用いている。回り止め手段ＳＰＭは、スライド部材ＳＬＭに固定された第１クラッチ部材ＣＬ１を、回転方向の運動を拘束し軸方向移動を許容する手段であり、キー、スプライン、セレーション、ボールスプライン等の公知の回り止め機構を用いることができる。

図３は、本発明のスタビライザ制御装置を備えた制御システムを示すもので、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆ及びＳＴＢｒが車両に設けられる。スタビライザ制御装置ＳＴＢｆ及びＳＴＢｒには、ねじり剛性を切り換えるための切換アクチュエータＫＡｆ及びＫＡｒが備えられる。切換アクチュエータＫＡｆ及びＫＡｒはスタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１により制御される。このスタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１には、手動スイッチＭＳが接続されており、運転者のスイッチ操作によってスタビライザ制御装置ＳＴＢｆ及びＳＴＢｒのねじり剛性を切り換えることができる。

スタビライザ用電子制御ユニットＥＣＵ１は、通信バスに接続され、この通信バスを介して他の制御システムの電子制御ユニット（ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２、及びインパネ系電子制御ユニットＥＣＵ３）における処理情報及びセンサ信号を共有することができる。更に、上記の通信バスには、ステアリングホイールＳＷの操舵角δｓｗを検出する操舵角センサＳＡ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサＧＸ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＧＹ、車両のヨー角速度Ｙｒを検出するヨー角速度センサＹＲが接続され、各電子制御ユニットにセンサ信号の情報を提供できるように構成されている。

各車輪ＷＨｘｘ（添字「ｘｘ」は各車輪を表し、「ｆｒ」は右前輪、「ｆｌ」は左前輪、「ｒｒ」は右後輪、「ｒｌ」は左後輪を意味する）には、車輪速度センサＷＳｘｘが配設され、これらがブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２に接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号がブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ２に入力されるように構成されている。そして、ブレーキ系制御ユニットＥＣＵ２内において、車輪速度センサＷＳｘｘからの車輪速度信号Ｖｗｘｘに基づいて、車両の前後方向速度（車両速度）Ｖが演算される。

スタビライザ制御装置ＳＴＢｆ及びＳＴＢｒは、マウントＭＴｘｘによって車体に装着される。左右の車輪に異なるストローク入力が入った場合には、スタビライザ制御装置にねじりが発生し、そのねじりを戻そうとする力（ねじりばね力）が発生する。スタビライザ制御装置ＳＴＢｆ及びＳＴＢｒは、手動スイッチＭＳの操作、又は上述のセンサ信号から演算される車両の走行状態に基づいて、ねじり剛性を切り換える。尚、図３では、スタビライザ制御装置が左右前輪間及び左右後輪間に備えられる場合を示しているが、これらのうち少なくとも一方に備える構成とすることもできる。

前輪切換アクチュエータＫＡｆは例えば図４に示すように構成されており、図２の駆動手段ＤＲＭとして電気モータＭＴ、回り止め手段ＳＰＭとしてスプラインＳＰが用いられている。図２と同様に、左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒ、並びに中間トーションバーＴＢｆｃは、回転方向に対し相互に拘束されている。そして、中間トーションバーＴＢｆｃを囲繞する同軸の外筒ＯＴＰの端部が右前輪トーションバーＴＢｆｒに固定され（接合部Ａ）、回転方向の相対的な運動が拘束されている。外筒ＯＴＰ内には電気モータＭＴが収容され、モータステータ（図示せず）が外筒ＯＴＰに固定されている。

次に、図４のクラッチ手段ＣＬＭを開放位置から連結位置に変更することにより、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性を、低剛性から高剛性へと特性変更する場合について説明する。電気モータＭＴに通電されると、モータロータ（図示せず）が回転し、減速機ＲＤＣを介して、回転部材ＲＴＭに動力が伝達される。回転部材ＲＴＭが回転することにより、回転直線運動変換機構ＲＬＴを介して、スライド部材ＳＬＭが軸方向に移動する（図４では左方向）。このとき、スライド部材ＳＬＭの外筒ＯＴＰに対する回転方向の動きは、スプラインＳＰによって拘束されている。スライド部材ＳＬＭには第１クラッチ部材ＣＬ１が固定され、スライド部材ＳＬＭの軸方向移動によって、左前輪トーションバーＴＢｆｌに固定された第２クラッチ部材ＣＬ２と連結し、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆの高ねじり剛性の状態が構成される。

次に、図４のクラッチ手段ＣＬＭを連結位置から開放位置に変更することにより、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性を、高剛性から低剛性へと特性変更する場合について説明する。この場合、モータロータ（図示せず）が逆転し、減速機ＲＤＣを介して、回転部材ＲＴＭが回転する。そして、回転直線運動変換機構ＲＬＴを介して、スライド部材ＳＬＭが軸方向に移動し（図４では右方向）、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置に変更される。この結果、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性は、左前輪トーションバーＴＢｆｌ、右前輪トーションバーＴＢｆｒ及び中間トーションバーＴＢｆｃで構成される低ねじり剛性の状態となる。

図４では、駆動手段ＤＲＭを右前輪トーションバーＴＢｆｒ側に配置しているが、逆に左前輪トーションバーＴＢｆｌ側に配置することもできる。また、電気モータＭＴと回転部材ＲＴＭとの間に減速機ＲＤＣを配置する構成としているが、電気モータＭＴの出力特性によっては、これを省略することができる。

更に、中間トーションバーＴＢｆｃとスライド部材ＳＬＭとの間に、破線で示すようにスリーブＳＶを配置することもできる。スリーブＳＶは摩擦係数の低い材質で形成され、中間トーションバーＴＢｆｃの回転運動、及びスライド部材ＳＬＭの軸方向移動を許容するように構成されている。従って、スライド部材ＳＬＭはスプラインＳＰに沿って軸方向移動する際、スリーブＳＶがスライド部材ＳＬＭのガイドとなり、スライド部材ＳＬＭの滑らかな動きを確保することができる。

上記のスタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性の切換幅（高剛性と低剛性との差）は、外筒ＯＴＰのねじり剛性と中間トーションバーＴＢｆｃとによって決定される。従って、中間トーションバーＴＢｆｃを、左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒよりも小径とし、中間トーションバーＴＢｆｃの単体でのねじり剛性を低くすることによって、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆのねじり剛性の切換幅を大きく設定することができる。

切換アクチュエータＫＡｆは、小型化の観点からは、図４に示すように中間トーションバーＴＢｆｃと同軸の構成とすることが望ましい。左右車輪に同一の入力が付与された場合には、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは、ねじりを生ずることなく、図３に示すマウントＭＴｆｒ及びＭＴｆｌを中心に回転運動するので、この空間が車両搭載には必要となる。そのため、切換アクチュエータＫＡｆが中間トーションバーＴＢｆｃと同軸の構造であって、更に高ねじり剛性の状態を構成する外筒ＯＴＰ内に駆動手段ＤＲＭ乃至クラッチ手段ＣＬＭが収容されると、最も小型化された構造となる。また、同軸構造によってスライド部材ＳＬＭを均一の力で移動させることができるため、クラッチ手段ＣＬＭの連結及び開放位置の切り換えを円滑に行うことができる。

図４では、駆動手段ＤＲＭを中間トーションバーＴＢｆｃと同軸で構成する切換アクチュエータＫＡｆについて説明したが、図５に示すように駆動手段ＤＲＭを中間トーションバーＴＢｆｃと別軸の構造とすることもできる。図５において、駆動手段を構成する電気モータＭＴ及び回転直線運動変換機構ＲＬＴ（並びに、必要に応じて減速機ＲＤＣ）等を中間トーションバーＴＢｆｃと別軸に構成する場合、駆動手段は中間トーションバーＴＢｆｃを囲繞する外筒ＯＴＰに固定され、リンク機構ＬＫ１及びＬＫ２を介してスライド部材ＳＬＭに動力を伝達する。スライド部材ＳＬＭの回転方向の動きは外筒ＯＴＰに固定されるスプラインＳＰ等の回り止め手段によって拘束され、軸方向移動のみが許容される。

そして、左前輪トーションバーＴＢｆｌに固定された第２クラッチ部材ＣＬ２と、スライド手段ＳＬＭによって移動される第１クラッチ部材ＣＬ１とが連結位置となると、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは高ねじり剛性となる。一方、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置に切換えられると、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは低ねじり剛性となる。このように、駆動手段ＤＲＭを中間トーションバーＴＢｆｃとは別軸に構成することで、動力源である電気モータＭＴとして汎用モータを用いることができるため、コスト面で有利となる。また、動力源として油圧シリンダや空気圧シリンダを用いる場合には、別軸の構成とすることで、シール性の点で有利となる。尚、図５に破線で示したように、中間トーションバーＴＢｆｃは省略することしてもよい。

次に、本実施形態のクラッチ手段ＣＬＭは、前述のように、図６に示す台形の歯形を有するツースクラッチ、又は図７に示す三角形の歯形を有するツースクラッチが用いられている。このようなツースクラッチを用いることにより、車両が旋回運動を行う場合等において、開放位置から連結位置への変更を確実に行うことができる。例えば、前掲の特許文献１に示されるような、連結及び開放位置への切り換えにピン嵌合を利用する場合には、車両のロール運動によってスタビライザ制御装置にねじりが付与されたときに、連結位置への切換タイミングを逃すと、車両が直進走行に戻るまでは連結位置への切換ができなくなる。これに対し、本実施形態のクラッチ手段ＣＬＭを構成するツースクラッチは複数の連続した噛み合い歯を有するため、連結位置に切り換えるべき位置での連結を逃したとしても、次の噛み合い状態での連結が可能となる。

もっとも、複数の噛み合い歯を設けるとしても、例えばクラッチの噛み合いに角形歯（下記の噛み合い角αが０ｄｅｇの場合）が用いられると、連結位置に切り換えられるときにクラッチ部材の凸部同士が当接してしまった場合には確実な連結が行われない。そこで、図６及び図７に示すように、噛み合い角（噛み合い歯の歯面の角度）αのテーパ歯面を有する台形又は三角形の歯形を有するツースクラッチを用いることにより、クラッチ部材ＣＬ１及びＣＬ２の凸部同士が当接する可能性は少なく、若干の回転方向運動が生ずればクラッチ部材の噛み合いが可能となる。また、回転方向に若干の変位差を以って噛み合う場合、歯形が噛み合い角αを有するため、スライド部材ＳＬＭの押圧力によって、確実にクラッチ手段ＣＬＭの噛み合いを確保することができる。

一方、図６及び図７に示すような台形又は三角形歯形のツースクラッチを用いる場合には、噛み合い歯の歯面が噛み合い角αを有するため、クラッチ手段ＣＬＭが連結位置にあり、左前輪トーションバーＴＢｆｌ及び右前輪トーションバーＴＢｆｒにねじりが生じた場合には、スライド部材ＳＬＭを押し戻そうとする力が生ずる。そのため、クラッチ手段ＣＬＭの連結状態を維持するためには、電気モータＭＴはこの力に対抗するトルクを常時発生していなければならない。

そこで、回転運動から直線運動への運動変換手段ＲＬＴ、又は減速機ＲＤＣに、逆効率がゼロである機構を用いることが望ましい。逆効率がゼロとは、電気モータＭＴからスライド部材ＳＬＭへの動力伝達は可能であるが、スライド部材ＳＬＭから電気モータＭＴへの動力伝達が遮断されることを意味する。逆効率をゼロとする機構としては、例えば、運動変換手段ＲＬＴとして、スクリュー・ナット機構を用い、その歯形のリード角を適切に選択することによって得ることができる。逆効率がゼロの運動変換機構又は減速機を用いることにより、クラッチ手段ＣＬＭの連結位置及び開放位置を制御するスライド部材ＳＬＭが、電気モータＭＴのみによって駆動され、トーションバー側からの入力に対しては動力伝達が遮断される。従って、クラッチ手段ＣＬＭの締結状態を維持する場合に、電気モータＭＴに通電する必要はなく、省エネルギーであるとともに電気モータＭＴ及びその駆動回路の発熱をも防止することができる。更に、クラッチ手段ＣＬＭが連結位置にあるときに故障が発生しても、スライド部材ＳＬＭは車輪スタビタイザバーからの入力によっては押し戻されず、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆは高ねじり剛性の状態を維持することができる。本実施形態では運動変換手段ＲＬＴ又は減速機ＲＤＣに、逆効率がゼロである機構（セルフロック機構）を用いたが、ロック機構を別に設けることとしてもよい。

ところで、車輪のストロークはサスペンションによって制限されている。そのため、左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとの間のねじりは無制限に生じるわけではなく、自から限度がある。そこで、本実施形態では左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒの中立位置での噛み合いを確実に行うために、図８に示すように、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置にある場合にも、第１クラッチ部材ＣＬ１と第２クラッチ部材ＣＬ２の噛み合い歯を相互にオーバラップさせるようにすることができる。即ち、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置にある場合に、第１クラッチ部材ＣＬ１のかみ合い歯の歯先面ＨＴ１が、第２クラッチ部材ＣＬ２のかみ合い歯の歯先面ＨＴ２を越えて歯底面ＨＢ２側に位置するように配置し、両者の噛み合い歯をオーバラップさせるものである。これにより、クラッチ手段ＣＬＭの噛み合い状態は、左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒの中立位置を外れることなく、スライド部材ＳＬＭへの押圧力によって、確実にクラッチ手段ＣＬＭを連結することができる。

図６乃至図８には、端面（平面）に形成された噛み合い歯によって、第１クラッチ部材ＣＬ１と第２クラッチ部材ＣＬ２の連結及び開放が行われるクラッチ手段ＣＬＭを示しているが、対向する円周面にテーパ歯面の噛み合い歯を形成することとし、例えば、円周面で噛み合いを形成すべく、図９及び図１１に示すように、噛み合い歯を有する一方のクラッチ部材としてブロックを用い、他方のクラッチ部材として機能するスライド部材に対して、ブロックを半径方向に押し付けるように構成することができる。

図９は、円周面で連結位置及び開放位置を制御するクラッチ手段の一例を示すもので、内周面に噛み合い歯を有する外ブロックＳＢＬ（クラッチ部材として機能）が白抜き矢印方向に駆動され、外周面に噛み合い歯を有するスライド部材ＳＬＭに対し、外ブロックＳＢＬ（クラッチ部材として機能）が径方向（中心方向）に押圧され、両噛み合い歯の噛合によって回転方向の相対運動が拘束されるように構成されている。これらの噛み合い歯の歯面は、図１０に示すように噛み合い角βを有するので、外ブロックＳＢＬの内周面とスライド部材ＳＬＭの外周面との間で噛み合い歯に若干のずれがあっても、押圧力を付与することによって、確実に噛合させることができる。

一方、図１１は、円周面で連結位置及び開放位置を制御するクラッチ手段の他の例を示すもので、外周面に噛み合い歯を有する内ブロックＵＢＬが白抜き矢印方向に駆動され、内周面に噛み合い歯を有するスライド部材ＳＬＭに対し、内ブロックＵＢＬが径方向（放射方向）に押圧され、両噛み合い歯の噛合によって回転方向の相対運動が拘束されるように構成されている。これらの噛み合い歯の歯面も、図１０と同様、図１１に示すように噛み合い角βを有するテーパ歯面であるので、内ブロックＵＢＬの外周面とスライド部材ＳＬＭの内周面との間で噛み合い歯に若干のずれがあっても、押圧力を付与することによって、確実に噛合させることができる。

以上のように、図９及び図１１の何れに記載の態様においても、対向する部材の内周面と外周面の噛み合い歯に若干のずれがあっても、少なくとも一方に押圧力を付与することで、確実な連結状態を確保することができる。尚、外ブロックＳＢＬ及び内ブロックＵＢＬの移動、並びに外ブロックＳＢＬ更には押圧力の付与は、テーパ機構やリンク機構（図示せず）を介して行われる。

上記図２乃至図５に示す実施形態では、左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとの間をつなぐ中間トーションバーＴＢｆｃ（図５に破線で示す）を有する構成について説明したが、中間トーションバーＴＢｆｃを省略することもできる。中間トーションバーＴＢｆｃを省略した場合には、クラッチ手段ＣＬＭが開放位置にあるときは、スタビライザ制御装置ＳＴＢｆはねじりばね力を発生しない。そのため、直進走行時の乗り心地が更に向上することになる。また、所謂ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）等の悪路走行に供される車両においては、スタビライザ効果（左右車輪の相対変位を抑制する効果）がキャンセルされるために、悪路走破性が向上することになる。

図１２は、本発明の他の実施形態を示すもので、上記のように中間トーションバーＴＢｆｃを省略する場合に、右前輪トーションバーＴＢｆｒを外筒ＯＰＴとは結合することなく、クラッチ手段ＣＬＭの内部で、左前輪トーションバーＴＢｆｌと第２クラッチ部材ＣＬ２の接合部（接合点Ｂ）と近接するように、接合点Ａ’にて第１クラッチ部材ＣＬ１と直接結合を行うこととしたものである。本実施形態によれば、トーションバーを軸方向に長くすることができるため、トーションバーの応力を下げることができる。

更に、図１２に示すように、増速機ＺＫを介して左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとの間の相対変位を増幅するように構成することもできる。このように左前輪トーションバーＴＢｆｌと右前輪トーションバーＴＢｆｒとの間の相対変位を増幅することで、クラッチ手段ＣＬＭとしての保持トルクを低減できるとともに、クラッチ手段ＣＬＭの噛み合いについての解像度を向上することができる。即ち、ツースクラッチの歯数で決定されるトーションバー連結の噛み合いの角解像度が（１／増速比）倍に向上する。尚、このような増速機ＺＫを用いる構成は、中間トーションバーＴＢｆｃを備えた前述の構成に適用することもできる。

本発明の一実施形態に係る切換手段の具体的構成例を含むスタビライザ制御装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置を備えた制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に供する前輪切換アクチュエータの一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に供する前輪切換アクチュエータの他の例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に供するクラッチ手段として台形の歯形を有するツースクラッチを示す側面図である。 本発明の一実施形態に供するクラッチ手段として三角形の歯形を有するツースクラッチを示す側面図である。 図７のクラッチ手段における両噛み合い歯の噛合状態の他の例を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態において、円周面で連結位置及び開放位置を制御するクラッチ手段の一例を示す部分断面図である。 図９のクラッチ手段における両噛み合い歯の噛合状態を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態において、円周面で連結位置及び開放位置を制御するクラッチ手段の他の例を示す部分断面図である。 本発明の他の実施形態に係るスタビライザ制御装置を示す構成図である。

符号の説明

ＴＢ１ 第１トーションバー
ＴＢ２ 第２トーションバー
ＫＲ 切換手段
ＣＬＭ クラッチ手段
ＣＬ１ 第１クラッチ部材
ＣＬ２ 第２クラッチ部材
ＳＴＢｆ，ＳＴＢｒ スタビライザ制御装置
ＫＡｆ，ＫＡｒ 切換アクチュエータ
ＥＣＵ１ スタビライザ用電子制御ユニット
ＭＳ 手動スイッチ
ＳＷ ステアリングホイール
ＧＸ 前後加速度センサ
ＧＹ 横加速度センサ
ＹＲ ヨー角速度センサ
ＴＢｆｒ 右前輪トーションバー
ＴＢｆｌ 左前輪トーションバー
ＴＢｆｃ 中間トーションバー
ＳＰＭ 回り止め手段
ＯＴＰ 外筒
ＭＴ 電気モータ
ＲＤＣ 減速機
ＲＴＭ 回転部材
ＲＬＴ 回転直線運動変換機構
ＳＬＭ スライド部材

Claims (6)

1. 車両の左右車輪間に配設されるスタビライザのねじり剛性を制御するスタビライザ制御装置において、前記車両の一方の車輪に接続される第１トーションバーと、前記車両の他方の車輪に接続される第２トーションバーと、テーパ歯面の複数の噛み合い歯を有する一対のクラッチ部材を対向して配置して成るクラッチ手段を具備し、該クラッチ手段によって前記第１トーションバーと前記第２トーションバーとの連結位置及び開放位置を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とするスタビライザ制御装置。
2. 前記クラッチ手段は、軸方向で対向する平面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する平面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に台形歯を形成して成ることを特徴とする請求項１記載のスタビライザ制御装置。
3. 前記クラッチ手段は、軸方向で対向する平面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する平面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に三角形歯を形成して成ることを特徴とする請求項１記載のスタビライザ制御装置。
4. 前記切換手段が前記開放位置にあるときに、前記一対のクラッチ部材のうちの一方側のクラッチ部材の歯先が他方側のクラッチ部材の歯底に対向するように配置することを特徴とする請求項２又は３に記載のスタビライザ制御装置。
5. 前記一方側のクラッチ部材の歯先面が、前記他方側のクラッチ部材の歯先面を越えて前記他方側のクラッチ部材の歯底面側に位置するように配置することを特徴とする請求項４に記載のスタビライザ制御装置。
6. 前記クラッチ手段は、円周に沿って少なくとも一部が径方向で対向する円周面を有する一対のクラッチ部材を具備し、該一対のクラッチ部材の対向する円周面の各々に、当該クラッチ部材の円周に沿って、連続して等間隔に前記テーパ歯面の噛み合い歯を形成して成ることを特徴とする請求項１記載のスタビライザ制御装置。
   

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