JP2007290469A

JP2007290469A - スタビライザ装置

Info

Publication number: JP2007290469A
Application number: JP2006119053A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Suzuki; 聡鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】実用性の高いスタビライザ装置を提供する。
【解決手段】スタビライザバー２０のトーションバーとして機能する部分６０の両端部の各々を保持する１対の保持具６４が、そのトーションバー部６０の両端部の各々を、軸線まわりにおける一方の向きへの回転を制限しつつ、回転可能に保持するように構成されたことを特徴とする。本発明によれば、トーションバー部６０が捩じられる場合に一方の保持具６４においてトーションバー部６０の回転が制限されるため、トーションバー部６０の回転が制限される端部に繋がるアーム部６２を含む一方側のスタビライザバーの剛性が他方側に比較して高められ、その左右の剛性差によって車高が変更されることとなる。つまり、スタビライザ装置が機能する場合における車高の適切化が可能となり、そのような利点を有することから、本発明のスタビライザ装置は実用性の高いものとなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両に搭載されるスタビライザ装置、詳しくは、スタビライザバーとそのスタビライザバーを車体に支持させるための保持具とを備えたスタビライザ装置に関する。

一般的な車両には、車体のロールを抑制するためにスタビライザ装置が設けられ、そのスタビライザ装置は、一般的に、スタビライザバーと車体に設けられた上記保持具とを備えている。スタビライザ装置は、スタビライザバーが、保持具によって軸線まわりに回転可能に支持されるとともに両端部が左右の車輪と連結されており、捩じられることによってロール抑制力を発生させ、車体のロール方向の姿勢を安定させる構造とされている。また、近年では、下記特許文献に記載されているような、アクティブスタビライザ装置、つまり、アクチュエータを備え、そのアクチュエータの作動が制御されることによって車両の旋回状態等に応じてスタビライザバーが発揮するロール抑制力を変更可能とされたスタビライザ装置が検討され、一部の車両において、既に実用化されている。
特開２００４−３１４９４７号公報特表２００２−５１８２４５号公報

上記のアクチュエータを備えていない一般的なスタビライザ装置（以下、コンベンショナルなスタビライザ装置」、あるいは、単に「コンベンショナル装置」という場合がある）は、ロール抑制力を発生させる場合、左右の車輪と車体との間の各々に同じ大きさの力がそれらの間の距離を等しくするように働き、例えば、車両旋回時においては、車体の重心がロールセンタを中心に回転するように車体は傾く。また、アクティブスタビライザ装置は、アクチュエータの作動によってスタビライザバーの剛性を効果的に変化させ得るものの、コンベンショナルなスタビライザ装置と同様に左右の車輪と車体との間の各々には同じ大きさの力が働き、車体の重心の回転量をコンベンショナル装置に比較して抑制することは可能である。上記のようなスタビライザ装置はともに、左右の車輪と車体との間の各々には同じ大きさの力が働くため、それが機能する場合におけるロールセンタと車体の重心との距離を変えるものではない。しかし、車両の構成，状態等に応じて、スタビライザ装置が機能する場合における車体の重心を変化させることが有効となる場合もあり得る。したがって、スタビライザ装置が機能する場合に車体の重心を変更可能とすれば、スタビライザ装置の実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いスタビライザ装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明のスタビライザ装置は、スタビライザバーのトーションバーとして機能する部分の両端部の各々を保持する１対の保持具が、そのトーションバー部の両端部の各々を、軸線まわりにおける一方の向きへの回転を制限しつつ、回転可能に保持するように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、トーションバー部が捩じられる場合に、一方の保持具においてトーションバー部の回転が制限されるため、トーションバー部の回転が制限される端部から延び出すアーム部を含む一方側のスタビライザバーの剛性が他方側に比較して高められ、その左右の剛性差によって車高が変更されることとなる。つまり、スタビライザ装置が機能する場合における車高の適切化が可能となり、そのような利点を有することから、本発明のスタビライザ装置は実用性の高いものとなる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項ないし（５）項の各々が、請求項１ないし請求項５の各々に相当する。

（１）車幅方向に延びる軸線上に配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部の両端部の各々からそのトーションバー部と交差して延び出してそれぞれが先端部において車輪保持部材に連結される１対のアーム部とを有するスタビライザバーと、
そのスタビライザバーを車体に支持させるために、それぞれが、車体の一部に固定的に設けられて前記トーションバー部の両端部の各々を保持する１対の保持具と
を備えたスタビライザ装置であって、
前記１対の保持具の各々が、前記トーションバー部の両端部の各々を、そのトーションバー部の前記軸線のまわりにおける一方の向きへの回転を制限しつつ、回転可能に保持するものであるスタビライザ装置。

本項に記載の態様は、スタビライザバーのトーションバーとして機能するトーションバー部の両端部の各々を保持する１対の保持具に特徴を有するものである。それら１対の保持具は、それぞれが、トーションバー部の保持する箇所をそのトーションバー部の軸線まわりにおける一方の向きへの回転を制限する構造とされ、トーションバー部の左右の端部の各々を、軸線まわりにおける同じ向きへの回転を制限するものである。本項の態様のスタビライザ装置が機能する場合、つまり、トーションバー部が捩じられる場合には、そのトーションバー部の１対の保持具に保持される箇所の各々は、逆方向に回転するため、トーションバー部の一方の端部のみ回転が制限されるのであり、その回転が制限される側のスタビライザバーの剛性が、他方側の剛性に比較して高くなる。詳しく言えば、トーションバー部の回転が一方の保持具によって制限された場合、トーションバー部は、その制限された保持具を挟んだ左右の部分の長さが異なることになり、その長さの相違に起因して、トーションバー部の短い部分とそれに繋がる一方のアーム部とから構成されるスタビライザバーの一方の部分（回転が制限される側）の剛性が、トーションバー部の長い部分とそれに繋がる他方のアーム部とから構成されるスタビライザバーの他方の部分の剛性よりも高くなる。そのことにより、車両の一方側における車輪に対する車体の変動量が、他方側における車輪に対する車体の変動量に比較して小さくなる。例えば、旋回時においては、内輪側と外輪側とで車輪に対する車体の変動量、つまり、車輪と車体とを離間させる距離と、車輪と車体とを接近させる距離とが異なることになり、車体の重心が変更されることとなる。本項の態様のスタビライザ装置によれば、スタビライザ装置が機能する場合において、重心位置の変化，車高の変化を生じさせることができ、そのことを利用して、車両旋回時等における車高の適切化が可能となる。

本項の態様の装置が備える「スタビライザバー」には、コンベンショナルなスタビライザ装置が備えるスタビライザバーに類似する構造のものを採用可能であり、また、後に説明するように、そのコンベンショナル装置が備えるスタビライザバーを１対のスタビライザバーに分割し、その分割された１対の部材によって１つのスタビライザバーが構成されているような構造のスタビライザバーを採用することも可能である。
また、「保持具」は、その構造，構成が特に限定されるものではない。例えば、トーションバー部に設定された大きさの回転力（以下、「設定回転力」という場合がある）が、上記一方の向きに作用した場合に、トーションバー部の回転を許容し、設定回転力以下の力では回転を禁止するような構造のものを採用することが可能である。トーションバー部の回転を制限するための力は、どのような機構によって発生させられてもよいが、例えば、摩擦に基づいて発生させられるような力とすることができる。具体的には、例えば、後に説明するような、一方の向きへの自由な回転を許容するとともに他方の向きへの回転を禁止するベアリングとその禁止された向きへの回転を摩擦によって制限する機構とを含んで構成されるようなもの，一方の向きへの自由な回転を許容するとともに他方の向きへの回転を制限できる構造のベアリングを含んで構成されるようなものを採用することが可能である。なお、上記設定回転力は、固定的な大きさの力であってもよく、何らかの状況に応じて大きさが変化するあるいは変更される力であってもよい。

（２）前記１対の保持具の各々が、前記トーションバー部の前記軸線まわりにおける車輪と車体とを離間させる向きの回転を制限するものである(1)項に記載のスタビライザ装置。

車輪と車体とが離間させられる場合、その車輪側に連結されたアーム部の先端が、下方に移動させられることとなる。本項に記載の態様は、そのアーム部の先端の下方への移動に伴うトーションバー部の回転を制限するものであり、車輪と車体とが離間させられる側のスタビライザ剛性を高めることができる。本項の態様によれば、車輪に対して車体が上がるのが抑制されることになり、スタビライザ装置が機能する場合における車両の重心を下げることが可能となる。したがって、例えば、車両旋回時において、旋回内輪側であるリバウンド側のスタビライザ剛性を高めて、車高を下げることが可能となり、車両の姿勢を安定させることが可能となるのである。

（３）前記１対の保持具の各々が、
(a)車体の一部に固定されて、前記トーションバー部の端部を支持する支持基体と、(b)その支持基体に収容されて、前記トーションバー部の前記軸線まわりにおける一方の向きへの自由な回転を許容するとともに他方の向きへの回転を禁止する一方向軸受と、(c)その一方向軸受と前記支持基体との間と、前記一方向軸受と前記トーションバーとの間との少なくとも一方の間の相対回転を摩擦によって制限する摩擦制限機構とを有する(1)項または(2)項に記載のスタビライザ装置。

本項に記載の態様は、１対の保持具の構成を限定した態様であり、一方向軸受によって回転が禁止された向きへのトーションバー部の回転は、摩擦制限機構によって制限されるように構成されている。つまり、本項の態様によれば、比較的簡便な構成によって、トーションバー部の一方の向きのみへの回転を制限することが可能である。

（４）当該スタビライザ装置が、前記スタビライザバーの剛性を変化させるアクチュエータを備えた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のスタビライザ装置。

本項の態様のスタビライザ装置は、いわゆるアクティブスタビライザ装置と呼ばれる装置であり、アクチュエータの作動が制御されることによって、スタビライザバーに発揮させるロール抑制力を、車体が受けるロールモーメントに応じた大きさに変更可能とされた装置である。

本項の態様における「アクチュエータ」は、スタビライザバーを変位，変形させ、あるいは、何らかの力を作用させることで、スタビライザバーの剛性を変化させる構造のものとすることが可能である。ここでいう「スタビライザバーの剛性」とは、スタビライザバー自体の物性値としての剛性を意味するのではなく、いわゆる見かけ上の剛性を意味する。具体的に言えば、例えば、サスペンションアーム等の左右の車輪保持部材の各々に連結される両端部の各々の相対変位量と、発揮するロール抑制力との関係を意味する。したがって、スタビライザバーの剛性を変化させることにより、あるロール抑制力を発揮する場合の上記相対変位量が変化することで、車体のロール量を変化させることが可能となるのである。なお、アクチュエータは、それの具体的な構成が特に限定されるものではなく、油圧等の流体圧によって動作するもの、電動モータの駆動力によって動作する電動式のもの等、種々の構成のものを採用することが可能である。また、アクチュエータは、制御装置等によって、車体が受けるロールモーメントに応じて制御されるのであり、本項の態様においては、例えば、そのロールモーメントを直接的あるいは間接的に表すパラメータに基づいてアクチュエータの動作量の目標である目標動作量を決定し、アクチュエータの動作量が目標動作量となるような制御が行われてもよく、あるいは、アクチュエータの発揮する力を制御目標とし、アクチュエータ力が目標アクチュエータ力となるような制御が行われてもよい。

本項の態様に、前述した車輪と車体とを離間させる向きの回転を制限する態様を組み合わせれば、車両旋回時等において、ロールを抑制するとともに車高を下げることが可能となり、車両の姿勢をより安定させることが可能となる。

（５）前記スタビライザバーが、前記トーションバー部が中間部において第１トーションバー部と第２トーションバー部とに分割されることで、１対のスタビライザバー部材を含んで構成される構造とされ、
前記アクチュエータが、前記第１トーションバー部と前記第２トーションバー部とを、連結するとともに前記軸線のまわりに相対回転させるものであり、それら第１トーションバー部と第２トーションバー部との相対回転量に応じて前記スタビライザバーの剛性を変化させるものである(4)項に記載のスタビライザ装置。

本項の態様のスタビライザ装置は、アクチュエータがトーションバー部の分割された部分を相対回転させることで、分割されたスタビライザバーを一体のものと見なした場合におけるそのスタビライザバーの見かけ上の剛性が変化するように構成された態様である。本項の態様によれば、スタビライザバーが発揮するロール抑制力を効率的に変更可能となる。つまり、スタビライザバーの剛性を、車体が受けるロールモーメントに応じてアクティブに容易に変化させることが可能な装置が実現する。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、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態様で実施することができる。

≪スタビライザシステムの構成≫
図１に、請求可能発明の一実施例であるスタビライザ装置を備える車両用スタビライザシステム１０を、模式的に示す。本スタビライザシステム１０は、車両の前輪側、後輪側の各々に配設された２つのスタビライザ装置１４を含んで構成されている。スタビライザ装置１４はそれぞれ、両端部において左右の車輪１６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の各々に、連結部材としてのリンクロッド１８を介して連結されたスタビライザバー２０を備えている（図２参照）。そのスタビライザバー２０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２２と左スタビライザバー部材２４とを含む構成のものとされている。それら１対のスタビライザバー部材２２，２４がそれぞれ、アクチュエータ３０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１４は、アクチュエータ３０が、左右のスタビライザバー部材２２，２４を相対回転させることによって、スタビライザバー２０全体の見かけ上の剛性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１０は、前輪側スタビライザ装置１４と後輪側スタビライザ装置１４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。

図２(a)に示すように、前輪側スタビライザ装置１４ｆの各スタビライザバー部材２２ｆ，２４ｆは、それぞれ、概して車幅方向に延びる第１，第２トーションバー部としてのトーションバー部６０ｆｒ，６０ｆｌと、各トーションバー部６０ｆｒ，６０ｆｌ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６２とに区分することができる。右スタビライザバー部材２２ｆのトーションバー部６０ｆｒは、比較的短く形成されており、左スタビライザバー部材２４ｆのトーションバー部６０ｆｌは比較的長く形成されている。一方、後輪側スタビライザ装置１４ｒにおいては、図２(b)に示すように、１対のスタビライザバー部材２２ｒ，２４ｒ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６０ｒｒ，６０ｒｌと、各トーションバー部６０ｒｒ，６０ｒｌ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６２とに区分することができる。

また、スタビライザ装置１４は、車体に固定的に設けられた保持具としてのホルダ６４を含んで構成され、そのホルダ６４によって、左右のスタビライザバー部材２２，２４のトーションバー部６０の各々が、アーム部６２に近い箇所において回転可能に保持されて、互いに同軸に配置されている。前輪側スタビライザ装置１４ｆ、後輪側スタビライザ装置１４ｒとも、左右のトーションバー部６０を繋ぐようにして、上述のアクチュエータ３０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６０の端部（アーム部６２とは反対側の端部）は、それぞれ、そのアクチュエータ３０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１４ｆは、アクチュエータ３０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１４ｒは、アクチュエータ３０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６２の端部（トーションバー部６０側とは反対側の端部）は、リンクロッド１８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１４ｆは、トーションバー部６０ｆｌに固定的に設けられた規制部材６６とアクチュエータ３０とが２つのホルダ６４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１４ｒは、トーションバー部６０ｒｒ，６０ｒｌの各々に固定的に設けられた規制部材６６の各々が２つのホルダ６４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。

各トーションバー部６０ｆｒ，６０ｆｌ，６０ｒｒ，６０ｒｌを保持する４つのホルダ６４は、いずれも同じ構造のものであり、図３に、そのホルダ６４の車両左側から眺めた側面断面図を示す。ホルダ６４は、リテーナ７０において車体に固定され、そのリテーナ７０は、貫通穴７２を有するラバーブシュ７４を、その貫通穴７２が車幅方向に延びる状態で保持している。また、そのラバーブシュ７４の貫通穴７２には、ワンウェイベアリング７６が嵌められており、そのワンウェイベアリング７６に、各スタビライザバー部材２２，２４のトーションバー部６０が挿通させられ、そのワンウェイベアリング７６のインナレース７８に相対回転不能に嵌められている。そして、そのワンウェイベアリング７６によって、トーションバー部６０は、アーム部６２の先端が上方へ移動するような回転、つまり、車輪１６と車体とを接近させる向きへの自由な回転（図における時計回りの回転）が許容されるとともに、アーム部６２の先端が下方へ移動するような回転、つまり、車輪１６と車体とを離間させる向きへの回転（図における反時計回りの回転）が、非常に大きなトルクが加わわらなければ許容されないことで実質的に禁止される。また、ラバーブシュ７４の貫通穴７２の内周面は、摩擦係数が調整されており、ラバーブシュ７４とワンウェイベアリング７６のアウタレース８０との間の相対回転が、摩擦によって制限されることになる。つまり、トーションバー部６０に反時計回りの回転トルクが作用した場合、トーションバー部６０は、その回転トルクがラバーブシュ７４とワンウェイベアリング７６の間の摩擦力を超える場合に、その向きへ回転させられることとなる。

以上のように、ホルダ６４は、リテーナ７０とラバーブシュ７６とを含んで構成される支持基体と，一方向軸受としてのワンウェイベアリング７６とを有するものとされ、また、ラバーブシュ７４の貫通穴７２の内周面の摩擦係数が調整されて、ラバーブシュ７４とワンウェイベアリング７６との相対回転が摩擦によって制限されるように構成されていることから、摩擦制限機構を有するものとされている。さらに、ホルダ６４は、そのような構成とされていることから、ホルダ６４が保持しているトーションバー部６０を、そのトーションバー部６０の軸線まわりにおける車輪１６と車体とを離間させる向きへの回転を制限しつつ、回転可能に保持するものとされているのである。

アクチュエータ３０は、前輪側および後輪側のスタビライザ装置１４ともに同じ構造のものが採用されており、図４に模式的に示すように、電動モータ１００と、電動モータ１００の回転を減速する減速機１０２とを含んで構成されている。これら電動モータ１００および減速機１０２は、アクチュエータ３０の外殻部材であるハウジング１０４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２４は、ハウジング１０４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２２は、ハウジング１０４内に延び入る状態で配設されるとともに、ハウジング１０４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２２のハウジング１０４内に存在する端部は、減速機１０２に接続されている。

電動モータ１００は、ハウジング１０４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１１４と、ハウジング１０４に回転可能に保持された中空状のモータ軸１１６と、モータ軸１１６の外周においてステータコイル１１４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８８とを含んで構成されている。電動モータ１００は、ステータコイル１１４がステータとして機能し、永久磁石１１８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。

減速機１０２は、波動発生器（ウェーブジェネレータ）１２０，フレキシブルギヤ（フレクスプライン）１２２およびリングギヤ（サーキュラスプライン）１２４を備え、ハーモニックギヤ機構（ハーモニックドライブ機構（登録商標）、ストレインウェーブギヤリング機構と呼ばれることもある）を含んで構成されている。波動発生器１２０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１１６の一端部に固定されている。フレキシブルギヤ１２２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１２２は、先に説明した右スタビライザバー部材２２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２２は、モータ軸１１６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１０２の出力部としてのフレキシブルギヤ１２２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１２４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１０４に固定されている。フレキシブルギヤ１２２は、その周壁部が波動発生器１２０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１２４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１２０が１回転（３６０度）すると、つまり、電動モータ１００のモータ軸１１６が１回転すると、フレキシブルギヤ１２２とリングギヤ１２４とが、それらの歯数の差分だけ相対回転させられる。

以上の構成から、車両の旋回等によって、車体に左右の車輪１６の一方と車体との距離と、左右の車輪１６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２２，２４を相対回転させる力、つまり、アクチュエータ３０に対する外部入力が作用する。その場合、電動モータ１００が発生する力であるモータ力（電動モータ１００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３０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２２，２４によって構成された１つのスタビライザバー２０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、モータ力によって左右のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転量を変化させれば、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１４は、そのようにして、スタビライザバー２０の見かけ上の剛性、すなわち、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。

なお、アクチュエータ３０には、ハウジング１０４内に、モータ軸１１６の回転角度、すなわち、電動モータ１００の回転角度を検出するためのモータ回転角センサ１３０が設けられている。モータ回転角センサ１３０は、本アクチュエータ３０ではエンコーダを主体とするものであり、左右のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転角度（相対回転量）として、アクチュエータ３０の制御、つまり、スタビライザ装置１４の制御に利用される。

アクチュエータ３０が備える電動モータ１００には、図１に示すように、バッテリ１３２から電力が供給される。本スタビライザシステム１０では、バッテリ１３２による供給電圧を昇圧するためのＤＣ−ＤＣコンバータ１３４が設けられており、そのコンバータ１３４とバッテリ１３２とを含んで電源が構成されている。コンバータ１３４と、２つのスタビライザ装置１４の各々との間には、それぞれ、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）１３６が設けられている。スタビライザＥＣＵ１３６は、図示は省略するが駆動回路としてのインバータと、制御装置としてのコントローラとを含んで構成されている。２つのスタビライザ装置１４の各々が有する電動モータ１００には、２つのスタビライザＥＣＵ１３６各々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１００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１００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。

図１を参照しつつ説明すれば、スタビライザＥＣＵ１３６のコントローラは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されており、コントローラには、上記モータ回転角センサ１３０とともに、ステアリング操作部材の操作量であるステアリングホイールの操作角を検出するためのステアリングセンサ１５０，車体に実際に発生する横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ１５２が接続されている。コントローラには、さらに、ブレーキシステムの制御装置であるブレーキ電子制御ユニット１５４（以下、「ブレーキＥＣＵ」と記載する場合がある）が接続されている。ブレーキＥＣＵ１５４には、４つの車輪のそれぞれに対して設けられてそれぞれの回転速度を検出するための車輪速センサ１５６が接続され、ブレーキＥＣＵ１５４はそれら車輪速センサ１５６の検出値に基づいて、車両の走行速度である車速を演算してブレーキ制御を行うようにされている。コントローラは、そのブレーキＥＣＵ１５４と接続され、それによって演算された車速を必要に応じて取得するようにされている。

スタビライザ装置１４の制御、詳しくは、アクチュエータ３０の電動モータ１００の制御を簡単に説明する。スタビライザ剛性は、車体が受けるロールモーメントに応じて変更されるのであり、そのロールモーメントを指標するパラメータとして、横加速度が用いられる。本スタビライザ装置１４の制御では、まず、ステアリングホイールの操作角と車速とに基づいて推定された推定横加速度と、実測された実横加速度とに基づいて制御横加速度が決定され、その制御横加速度に基づいて目標モータ回転角が決定される。次いで、その目標モータ回転角と実際のモータ回転角である実モータ回転角との偏差に基づくフィードバック制御手法に従って、電動モータ１００への目標供給電流が決定され、その目標供給電流に関する指令が、コントローラからインバータに発せられる。そして、インバータによって、アクチュエータ３０の回転位置を目標回転位置に近づけるべく、あるいは、目標回転位置に維持すべく、適切な電力がアクチュエータ３０の電動モータ１００に供給されるのである。

なお、本スタビライザシステム１０では、上述のように、前輪側，後輪側の２つのスタビライザ装置１４と、相互に信号のやりとりが可能とされた２つのスタビライザＥＣＵ１３６とを備えており、それら２つのスタビライザ装置１４は、設定された前後輪のロール剛性配分に従ってそれぞれが個別のスタビライザＥＣＵ１３６によって制御され、その個々の制御下において、それぞれが所定のロール抑制力を発生させることになる。

≪スタビライザ装置の作用≫
まず、１つの部材で構成されたスタビライザバーと、いずれの向きへも自由な回転を許容する従来の保持具とを有するコンベンショナルなスタビライザ装置においては、例えば、車両が左旋回した場合、車体が受けるロールモーメントによって車体が右側に傾くのであり、右車輪と車体とが接近させられ、左車輪と車体とが離間させられる。それにより、図５に示すように、スタビライザバーが捩じられ、ロール抑制力を発生させる。ちなみに、このコンベンショナル装置は、左右の車輪と車体との間の距離を等しくするように働くのであり、元の位置に復帰させる方向で、かつ、左右で同じ大きさの弾性力を作用させることとなる。

次に、上記のコンベンショナルなスタビライザ装置において、１対の保持具の各々が、車輪と車体とを離間させる向きの回転を禁止するものとされた場合について、図６を参照しつつ説明する。なお、図６は、アクティブスタビライザ装置である本実施例の後輪側ステアリング装置１４ｒが示されているが、アクチュエータ３０によって左右のスタビライザバー部材２２，２４を相対回転させない場合、つまり、後輪側ステアリング装置１４ｒを、１つの部材で構成されたスタビライザバーを備えたコンベンショナル装置として考えることができる場合である。そのため、以下の説明においては、本ステアリング装置１４と同じ符号を用いて説明を行うこととする。

車輪と車体とを離間させる向きの回転が禁止された場合、右スタビライザバー部材２２ｒのトーションバー部６０ｒｒは、ホルダ６４ｒｒによって自由な回転が許容され、逆に、左スタビライザバー部材２４ｒのトーションバー部６０ｒｌは、ホルダ６４ｒｌによって回転が禁止される。そのような状態においては、スタビライザバー２０は、左スタビライザバー部材２４ｒを保持しているホルダ６４ｒｌを支点として捩じられるのであり、図６に示したように、右後輪に対してはトーションバー部６０が長い範囲で捩じられ、左後輪に対してはトーションバー部６０が短い範囲で捩じられる。そのため、そのトーションバー部６０の短い部分とそれに繋がる左側のアーム部６２とから構成されるスタビライザバー２０の一方の部分の剛性が、トーションバー部６０の長い部分とそれに繋がる右側のアーム部６２とから構成されるスタビライザバー２０の他方の部分の剛性より高くなる。平たく言えば、右後輪と車体とを接近させる側（バウンド側）の剛性が低く、左後輪と車体とを離間させる側（リバウンド側）の剛性が高くなり、トーションバー部６０のいずれの向きへの回転も許容する従来の保持具を備えるシステムの場合に比較して、車体の左右のいずれもが下がることになるのである。つまり、スタビライザ装置が上記のような構成である場合には、左右の車輪に対して剛性差を生じさせることで、車両旋回時に車高を下げることが可能となる。なお、右旋回した場合も同様に、バウンド側である左車輪側の剛性が低く、リバウンド側である右車輪側の剛性が高くなり、車高が下がることになるのである。

しかし、上記のように一方への回転が禁止されたままでは、車体にロールモーメントが作用しなくなった場合であっても、右スタビライザバー部材２２ｒのトーションバー部６０ｒｒの元に戻る向きへの回転が禁止されるため、右後輪が元に戻らない事態が生じてしまう。本ステアリング装置１４においては、ホルダ６４は、ラバーブシュ７４の貫通穴７２の表面の摩擦係数が調整されており、ラバーブシュ７４とワンウェイベアリング７６との間で摩擦力を超える相対回転が許容されるため、ワンウェイベアリング７６とともにトーションバー部６０ｒｒが元に戻る向きへ回転させられることとなる。なお、スタビライザバー２０は、車体にロールモーメントが作用した場合、トーションバー部６０に、捩りだけでなく、図７に示すような撓みが生じており（図における太い実線が撓み量を模式的に示している）、その撓み量は、ラバーブシュ７４とワンウェイベアリング７６との間の摩擦力に関係する。詳しくは、そのトーションバー部６０の撓み量が大きくなればなるほど、トーションバー部６０のホルダ６４に保持された部分がこじられ、摩擦力も大きくなるのである。トーションバー部６０ｒｒが摩擦力を超えて元に戻る向きへ回転すれば、捩じれによる弾性力と摩擦力とがつり合う位置で止まることになるが、トーションバー部６０の撓み量が小さくなって摩擦力も小さくなり、トーションバー部６０ｒｒは、元に戻る向きへ回転することとなる。つまり、右後輪は、問題とならない位置まで戻されることになるのである。

また、車両が左旋回した場合、左スタビライザバー部材２４ｒのトーションバー部６０ｒｌは、ワンウェイベアリング７６によって回転が禁止されるが、その向きへの回転トルクがワンウェイベアリング７６とラバーブシュ７４との間の摩擦力より大きい場合に、それらの間の相対回転が許容されることになる。つまり、本実施例のスタビライザ装置１４は、ホルダ６４が、前記ワンウェイベアリング７６とラバーブシュ７４とによってトーションバー部６０の一方の向きへの回転が摩擦によって制限される構成とされていることから、その摩擦力の大きさに応じた分の左右の剛性差が得られることになり、その剛性差に応じた分だけ車高が下げられるようになっている。

図８は、ロールモーメントと、ホルダ６４におけるトーションバー部６０の回転に必要なトルクとの関係を示す概念図である。ロールモーメントとワンウェイベアリング７６ににおけるトーションバー部６０の回転に必要なトルクとの関係を実線で、ロールモーメントと、ワンウェイベアリング７６とラバーブシュ７４との間の摩擦力との関係を一点鎖線で示している。なお、図８においては、理解を容易にするために、模式化するとともに誇張して示している。例えば、図６に示すように車両が左旋回し、車両にロールモーメントＭ₀が作用した場合、右側ホルダ６４は、図８(ａ)に示すように、ワンウェイベアリング７６によって回転トルクＴｒ₀を超えるトーションバー部６０の回転が許容され、左側ホルダ６４は、図８(ｂ)に示すように、ワンウェイベアリング７６とラバーブシュ７４との間の摩擦力によって回転トルクＴｌ₀を超えるトーションバー部６０の回転が許容される。右側ホルダ６４の回転許容トルクＴｒ₀と、左側ホルダ６４の回転許容トルクＴｌ₀との大きさの差が、前述した左右の剛性差となるのである。

次に、アクチュエータ３０によって左右のスタビライザバー部材２２，２４の相対回転角度を変化させる場合を考える。車両が左旋回する場合、図９に示すように、アクチュエータ３０は、スタビライザバー部材２２ｒ，２４ｒを相対回転させ（図における黒塗り矢印）、スタビライザバー全体の見かけ上の剛性を高くすることで、ロール抑制力を大きくしてロール量を減らすのである。また、この場合においても、ホルダ６４は、スタビライザバー部材２２，２４を相対回転させない場合と同様に作用するのであり、リバウンド側のホルダ６４ｒｌにおけるワンウェイベアリング７６とラバーブシュ７４との間の摩擦力の大きさに応じた左右の剛性差が得られることになり、その剛性差に応じた分だけ車高が下げられるのである。

スタビライザ装置を備えた車両が左旋回して車体にロールモーメントが作用した場合において、そのスタビライザ装置の効果を、図１０に具体的に例示する。図１０は、車両を後方から眺めた概略図である。図１０(ａ)は、コンベンショナルなスタビライザ装置を備える車両のものであり、その時に発揮すロール抑制力を図に黒塗り矢印で示している。図１０(ｂ)は、コンベンショナルなスタビライザ装置の備える保持具を、本実施例のスタビライザ装置１４が備えるホルダ６４とした車両のものであり、左側の剛性が高く、右側の剛性が低いため、コンベンショナル装置を備えた車両（図における二点鎖線）に比較して車高が下げられることになる。また、図１０(ｃ)は、本実施例のスタビライザ装置を備える車両（図１０(ｂ)のスタビライザ装置をアクティブスタビライザ装置とした車両）のものであり、図１０(ｂ)のスタビライザ装置を備えた車両（図における二点鎖線）に比較してロールが抑制されることになる。つまり、本実施例のスタビライザ装置によれば、例えば、車両旋回時に、ロールが抑制されるとともに、車高が下げられることから、車両の姿勢を安定させることが可能となるのである。緊急回避等の急旋回時には、車高が下げられることが望ましく、本スタビライザ装置は、このような場合に特に有効である。

請求可能発明の実施例であるスタビライザ装置を備えるスタビライザシステムの全体構成を示す斜視図である。請求可能発明の実施例であるスタビライザ装置である(a)前輪側スタビライザ装置および(b)後輪側スタビライザ装置を示す概略図である。スタビライザ装置を構成する保持具を示す概略断面図である。スタビライザ装置を構成するアクチュエータを示す概略断面図である。コンベンショナルなスタビライザ装置を車両左前方側から眺めた模式的な斜視図である。アクチュエータによって左右のスタビライザバー部材の相対回転量させない場合の、後輪側スタビライザ装置の模式的な斜視図である。後輪側スタビライザ装置のスタビライザバーのロールモーメントによる撓みを概念的に示す図である。ロールモーメントと、保持具におけるトーションバー部の回転に必要なトルクとの関係を示す概念図である。アクチュエータによって左右のスタビライザバー部材の相対回転量を変化させる場合の、後輪側スタビライザ装置の模式的な斜視図である。左旋回時の車両を後方から眺めた概略図である。

符号の説明

１０：車両用スタビライザシステム１４：スタビライザ装置２０：スタビライザバー２２：右スタビライザバー部材２４：左スタビライザバー部材３０：アクチュエータ６０：トーションバー部６２：アーム部６４：ホルダ（保持具）７０：リテーナ７４：ラバーブシュ７６：ワンウェイベアリング（一方向軸受）１００：電動モータ１０２：減速機１３６：スタビライザ電子制御ユニット（スタビライザＥＣＵ）

Claims

車幅方向に延びる軸線上に配設されるトーションバー部と、そのトーションバー部の両端部の各々からそのトーションバー部と交差して延び出してそれぞれが先端部において車輪保持部材に連結される１対のアーム部とを有するスタビライザバーと、
そのスタビライザバーを車体に支持させるために、それぞれが、車体の一部に固定的に設けられて前記トーションバー部の両端部の各々を保持する１対の保持具と
を備えたスタビライザ装置であって、
前記１対の保持具の各々が、前記トーションバー部の両端部の各々を、そのトーションバー部の前記軸線のまわりにおける一方の向きへの回転を制限しつつ、回転可能に保持するものであるスタビライザ装置。
前記１対の保持具の各々が、前記トーションバー部の前記軸線まわりにおける車輪と車体とを離間させる向きの回転を制限するものである請求項１に記載のスタビライザ装置。
前記１対の保持具の各々が、
(a)車体の一部に固定されて、前記トーションバー部の端部を支持する支持基体と、(b)その支持基体に収容されて、前記トーションバー部の前記軸線まわりにおける一方の向きへの自由な回転を許容するとともに他方の向きへの回転を禁止する一方向軸受と、(c)その一方向軸受と前記支持基体との間と、前記一方向軸受と前記トーションバーとの間との少なくとも一方の間の相対回転を摩擦によって制限する摩擦制限機構とを有する請求項１または請求項２に記載のスタビライザ装置。
当該スタビライザ装置が、前記スタビライザバーの剛性を変化させるアクチュエータを備えた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスタビライザ装置。
前記スタビライザバーが、前記トーションバー部が中間部において第１トーションバー部と第２トーションバー部とに分割されることで、１対のスタビライザバー部材を含んで構成される構造とされ、
前記アクチュエータが、前記第１トーションバー部と前記第２トーションバー部とを、連結するとともに前記軸線のまわりに相対回転させるものであり、それら第１トーションバー部と第２トーションバー部との相対回転量に応じて前記スタビライザバーの剛性を変化させるものである請求項４に記載のスタビライザ装置。