JP2009113531A - Stabilizer control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のスタビライザ制御装置に関し、特に、車両の左右の車輪間に支持されるスタビライザバーによって車両のローリング運動を抑制し得るスタビライザ制御装置に係る。 The present invention relates to a stabilizer control device for a vehicle, and more particularly to a stabilizer control device that can suppress rolling motion of a vehicle by a stabilizer bar supported between left and right wheels of the vehicle.
車両のローリング運動を抑制する装置としては、一般的に、車両の左右車輪間にトーションバーが配設されたスタビライザ装置が知られている。これによれば左右車輪間のサスペンションストロークに相対的な変位差が発生したときにねじりばねとして作用し、車両のローリング運動を抑制することができる。例えば、下記の特許文献1には、「可動シリンダのロツク時に車輌の姿勢が不安定となることがないようにした剛性切換式のスタビライザー装置」を提供することを目的とし、「剛性切換用の片ロッド式可動シリンダにおけるシリンダ体にピストンストローク域の両端および中立位置に小孔および油孔を穿設し、これら両小孔と油孔を油路でそれぞれアキュムレーターに連通すると共に、各小孔からの油路にアキュムレーターへと向う油の流れを制御する外部パイロット操作式のオペレートチェック弁を設けて構成した」装置が提案されている。 As a device for suppressing rolling motion of a vehicle, a stabilizer device in which a torsion bar is disposed between left and right wheels of the vehicle is generally known. According to this, when a relative displacement difference is generated in the suspension stroke between the left and right wheels, it acts as a torsion spring, and the rolling motion of the vehicle can be suppressed. For example, the following Patent Document 1 aims to provide a “rigidity switching type stabilizer device that prevents the vehicle posture from becoming unstable when the movable cylinder is locked”. A small rod and an oil hole are drilled in the cylinder body of a single rod type movable cylinder at both ends and neutral positions of the piston stroke area, and both the small hole and the oil hole communicate with an accumulator through an oil passage. A device is proposed in which an external pilot operated type operation check valve for controlling the flow of oil toward the accumulator is provided in the oil passage from the engine.
また、下記の特許文献2には、スタビライザ装置に係る発明ではないが、「軸方向だけでなく軸回りの力を制御可能な車両懸架装置」を提供することを目的とし、「軸と、該軸方向の力を発生させる第1の力発生手段と、該軸回りの力を発生させる第2の力発生手段と、を備えることを特徴とする。この構成によれば、軸方向だけでなく軸回りの力を制御可能となり、たとえば、車輪の角度を制御するなど、機能の多様化を図ることができる」旨記載されている。 Patent Document 2 below is not an invention related to a stabilizer device, but aims to provide a “vehicle suspension device capable of controlling not only the axial direction but also the force around the shaft”. A first force generating means for generating an axial force and a second force generating means for generating a force around the axis are provided. It is described that the force around the axis can be controlled, and the functions can be diversified, for example, by controlling the angle of the wheel.
前掲の特許文献1に記載された装置は、油圧駆動のスタビライザ装置に関するものであり、別途、流体圧源を必要とする等、複雑で高価な装置となる。例えば、油量調整のためのアキュムレータや、バルブ、油圧配管が必要となり、その搭載スペースが必要で、大型となる。 The device described in the above-mentioned Patent Document 1 relates to a hydraulically driven stabilizer device, and is a complicated and expensive device that requires a separate fluid pressure source. For example, an accumulator for adjusting the oil amount, a valve, and hydraulic piping are required, and the mounting space is required, resulting in a large size.
一方、前掲の特許文献2に記載の車両懸架装置は、懸架装置特有の問題に対して対策を講じたものであり、これをそのまま前掲の特許文献1に記載のスタビライザ装置に適用することはできない。 On the other hand, the vehicle suspension device described in the above-mentioned Patent Document 2 is a countermeasure taken against a problem peculiar to the suspension device, and cannot be applied to the stabilizer device described in the above-mentioned Patent Document 1 as it is. .
そこで、本発明は、スタビライザバーの車体への支持部と車体との間に介装し伸縮自由状態と保持状態の2位置を切り換える切換手段を備えたスタビライザ制御装置において、簡単且つ安価な構造で確実に切り換え得る切換手段を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a stabilizer control device having a simple and inexpensive structure that includes a switching means that is interposed between a support portion of a stabilizer bar for a vehicle body and the vehicle body and switches between two positions of a free state of extension and a hold state. It is an object of the present invention to provide switching means that can be switched reliably.
上記の課題を達成するため、本発明のスタビライザ制御装置は、請求項1に記載のように、車両の左右の車輪に両端部を支持すると共に中間部の少なくとも2箇所の支持部で車体に支持するスタビライザバーと、該スタビライザバーの前記車体への支持部の一つと前記車体との間に介装し伸縮自由状態と保持状態の2位置を切り換える切換手段を備えたスタビライザ制御装置において、前記切換手段が、前記車体及び前記支持部の一方に支持するハウジングと、該ハウジング内に収容され前記車体及び前記支持部の他方に一端を支持し螺子軸を有するロッドと、該ロッドの螺子軸に螺合し前記ハウジングに対し回転可能に保持されると共に、前記ハウジングに対する軸方向の移動が規制されるナットと、該ナットの前記ハウジングに対する回転を許容する自由状態と当該ナットの前記ハウジングに対する回転を阻止する保持状態の2位置に切り換える電磁クラッチ機構とを備えることとしたものである。 In order to achieve the above object, a stabilizer control device according to the present invention, as claimed in claim 1, supports both ends of the vehicle on the left and right wheels of the vehicle and supports the vehicle body with at least two support portions of the intermediate portion. A stabilizer bar, and a stabilizer control device comprising switching means for switching between two positions, a telescopic free state and a holding state, interposed between one of the support portions of the stabilizer bar to the vehicle body and the vehicle body. Means for supporting the housing on one of the vehicle body and the support; a rod housed in the housing, having one end supported on the other of the vehicle body and the support and having a screw shaft; and a screw on the screw shaft of the rod. A nut that is rotatably supported with respect to the housing and that is restricted from moving in an axial direction relative to the housing, and a nut that rotates relative to the housing. Is obtained by a further comprising an electromagnetic clutch mechanism for switching the 2 position of the holding state to prevent rotation relative to the housing of the free state and the nut to permit.
上記スタビライザ制御装置において、請求項2に記載のように、前記ハウジング内の軸方向の所定位置で固定され、前記ナットを前記ハウジングに対し回転可能に保持する軸受を備えたものとするとよい。尚、上記の軸受としては転がり軸受を用いるとよい。 The stabilizer control device may include a bearing fixed at a predetermined position in the axial direction in the housing and rotatably holding the nut with respect to the housing. In addition, it is good to use a rolling bearing as said bearing.
更に、請求項3に記載のように、前記ハウジングは前記車体に支持され、前記ロッドの一端は前記スタビライザバーの支持部に支持され、前記ナットは、前記ロッドの螺子軸に螺合されると共に前記ハウジングに転がり軸受を介して保持され、前記電磁クラッチ機構は、前記ロッドを囲繞するように前記ハウジング内に収容される電磁コイル部と、該電磁コイル部に対向するように前記ナットに固定され、当該電磁コイル部の励磁時に係合し非励磁時に係合が解除される断続部材とを備えたものとするとよい。上記に加え、請求項4に記載のように、前記ハウジング内に収容され、前記ロッドの他端を前記車体方向に付勢するように支持される付勢手段を備えたものとするとよい。 Furthermore, as defined in claim 3, the housing is supported by the vehicle body, one end of the rod is supported by a support portion of the stabilizer bar, and the nut is screwed to a screw shaft of the rod. The electromagnetic clutch mechanism is fixed to the nut so as to be opposed to the electromagnetic coil portion and the electromagnetic coil portion housed in the housing so as to surround the rod. It is preferable to include an intermittent member that is engaged when the electromagnetic coil portion is excited and is released when the electromagnetic coil portion is not excited. In addition to the above, as described in claim 4, it is preferable to include a biasing means that is accommodated in the housing and supported so as to bias the other end of the rod toward the vehicle body.
更に、上記スタビライザ制御装置において、請求項5に記載のように、前記ナットを囲繞するように前記ハウジング内に固定されるモータコイルを有し、前記ナットをロータとして前記ロッド回りを回転駆動する電気モータを備えたものとしてもよい。 Further, in the stabilizer control device, as described in claim 5, an electric motor which has a motor coil fixed in the housing so as to surround the nut, and rotates around the rod using the nut as a rotor. A motor may be provided.
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、車体及び支持部の一方に支持するハウジングと、このハウジング内に収容され車体及び支持部の他方に一端を支持し螺子軸を有するロッドと、その螺子軸に螺合しハウジングに対し回転可能に保持されると共に、ハウジングに対する軸方向の移動が規制されるナットを備え、電磁クラッチ機構によってナットのハウジングに対する回転を許容する自由状態と当該ナットのハウジングに対する回転を阻止する保持状態の2位置に切り換えるように構成されているので、スタビライザバーに対し伸縮自由状態と保持状態の2位置を容易且つ円滑に切り換えることができ、ローリング運動を抑制すると共に、タイヤ接地性を高め、悪路走破性を向上することができる。特に、別途、液圧ポンプ等の流体圧源を必要とすることもなく、油温変化による流量補正や油の粘度変化に伴う特性の変化を懸念する必要もない。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects. That is, in the stabilizer control device configured as described in claim 1, a housing that is supported by one of the vehicle body and the support portion, and a screw shaft that is housed in the housing and that supports one end on the other of the vehicle body and the support portion. And a nut that engages with the screw shaft and is rotatably held with respect to the housing, and is controlled to move in the axial direction relative to the housing, and is free to allow rotation of the nut relative to the housing by an electromagnetic clutch mechanism. Since it is configured to switch between the two positions of the state and the holding state that prevents the nut from rotating relative to the housing, the two positions of the stabilizer bar can be easily and smoothly switched to the rolling state. While suppressing the movement, it is possible to improve tire ground contact and improve rough road running. In particular, there is no need for a separate fluid pressure source such as a hydraulic pump, and there is no need to be concerned about flow rate correction due to changes in oil temperature or changes in characteristics due to changes in oil viscosity.
特に、請求項2に記載のように構成すれば、簡単な構造で、ハウジングに対しナットを円滑に回転可能に保持することができる。尚、上記の軸受として転がり軸受を用いれば、容易且つ安価に構成することができる。更に、請求項3に記載のように構成すれば、ロッドは円滑に軸方向移動することができる。そして、請求項4に記載ように構成すれば、付勢手段によってロッドの他端は車体方向に付勢されているので、スタビライザバーの自重によって下方に移動したままの状態になることを確実に回避することができる。 In particular, when configured as described in claim 2, the nut can be held smoothly and rotatably with respect to the housing with a simple structure. In addition, if a rolling bearing is used as said bearing, it can be comprised easily and cheaply. Furthermore, if comprised as claimed in claim 3, the rod can move smoothly in the axial direction. According to the fourth aspect of the present invention, since the other end of the rod is urged toward the vehicle body by the urging means, it is ensured that the rod remains in the state of being moved downward by the weight of the stabilizer bar. It can be avoided.
更に、請求項5に記載のように構成すれば、ロッドの軸方向移動に対する抵抗の有無、車両の中速域でのロールの減衰、ロール速度の調整等を可能とし、ローリング運動の抑制と悪路走破性等の乗り心地の向上との両立を図ることができる。 Further, if configured as described in claim 5, it is possible to control the presence or absence of resistance to the axial movement of the rod, the attenuation of the roll in the middle speed range of the vehicle, the adjustment of the roll speed, etc. It is possible to achieve both improvement in riding comfort such as road running performance.
以下、本発明の望ましい実施形態について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全体構成を示すもので、車両の左右前方の車輪FR及びFLにスタビライザバーFBの両端が支持され、その中間部が通常2箇所の支持部でマウントFM1及びFM2を介して車体(図示せず)に支持される。本実施形態においては、これらの支持部の一つ(本実施形態では、マウントFM1)と車体との間に切換手段FSが介装されており、後述するように、コントローラCTによる電気制御に応じて伸縮自由状態と保持状態の2位置に切り換えられる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall configuration of a stabilizer control device according to an embodiment of the present invention. Both ends of a stabilizer bar FB are supported by wheels FR and FL on the left and right front sides of a vehicle, and an intermediate portion thereof is usually supported at two locations. Is supported by a vehicle body (not shown) via mounts FM1 and FM2. In the present embodiment, a switching means FS is interposed between one of these support portions (in this embodiment, the mount FM1) and the vehicle body. As will be described later, according to electric control by the controller CT. Thus, the position can be switched between two positions: a free state of expansion and contraction and a holding state.
同様に、車両の左右後方の車輪RR及びRLにもスタビライザバーRBの両端が支持され、その中間部が2箇所の支持部でマウントRM1及びRM2を介して車体に支持されており、マウントRM1と車体との間に切換手段RSが介装されている。切換手段FS及びRSは同様の構成であるので、これらを代表して前者の構造について図2を参照して以下に説明する。尚、切換手段FS及びRSの何れか一方のみとしてもよく、全てのマウントに設けることとしてもよい。 Similarly, both ends of the stabilizer bar RB are supported by the left and right rear wheels RR and RL of the vehicle, and an intermediate portion thereof is supported by the vehicle body via mounts RM1 and RM2 at two support portions. Switching means RS is interposed between the vehicle body. Since the switching means FS and RS have the same configuration, the former structure will be described below with reference to FIG. It should be noted that only one of the switching means FS and RS may be provided, or it may be provided on all mounts.
図2において、切換手段FSは、そのハウジング10が車体(VBで示す)に支持され、このハウジング10内にロッド20が収容され、ロッド20の一端がマウントFM1(支持部)に螺合される。このマウントFM1は、スタビライザバーFB回りに緩衝部材のブッシュBSを介して固定される。ハウジング10は、円筒形状のシリンダ11と、これに接合される段付シリンダ12から成り、後者の端部が車体VBに支持される。ロッド20の中間部には雄螺子が形成されて螺子軸21とされており、ロッド20の他端には係止プレート22が固定されている。
In FIG. 2, the switching means FS has a housing 10 supported by a vehicle body (indicated by VB), a rod 20 accommodated in the housing 10, and one end of the rod 20 screwed into a mount FM1 (support portion). . The mount FM1 is fixed around the stabilizer bar FB via a bush BS as a buffer member. The housing 10 includes a
また、ハウジング10のシリンダ11内には、ナット30が収容され、ハウジング10に対する軸方向の移動が規制されると共に、ハウジング10(のシリンダ11)に対し回転可能に保持されている。具体的には、ナット30は、図2に示すように、ロッド20の螺子軸21に複数のボール31を介して螺合され、螺子軸21と共にボール螺子機構が構成されている。尚、このボール螺子機構に限定されるものではなく、三角螺子、角螺子、丸螺子等々の所謂、正効率と逆効率(出力側から入力側へトルク伝達が行われる効率)を有する螺子構造であればよい。そして、ナット30は転がり軸受(以下、単に軸受という)41及び42を介してハウジング10(のシリンダ11)に対し回転可能に保持されており、スナップリング43によって軸方向移動が阻止されている。従って、ナット30が自由に回転し得る状態であるときには、ロッド20に軸方向(図2の上下方向)の力が加わると、ボール31が螺子軸21とナット30との間を転がりながら進み、螺子軸21のピッチ分の軸方向移動に対しナット30が1回転する。このように、複数のボール31の存在によってロッド20は円滑に軸方向移動し得る。
Further, a nut 30 is accommodated in the
更に、ハウジング10のシリンダ11内には、ナット30に隣接して電磁クラッチ機構50が収容されている。電磁クラッチ機構50は、ロッド20を囲繞するようにシリンダ11内に収容される電磁コイル部51と、この軸方向端面に対向するようにナット30に固定される断続部材52を有し、電磁コイル部51の励磁時に係合し非励磁時に係合が解除されるように構成されている。断続部材52は、ナット30に固定される固定子53と、これに対し電磁コイル部51の励磁・非励磁に応じて摩擦係合状態と開放状態に切り換わる可動子54を有し、両者は板ばね(図示せず)によって相互に回転可能に連結されている。そして、電磁コイル部51の非励磁時には両者間に間隙が形成され、固定子53(ナット30)と可動子54とは摩擦係合することなく開放状態とされており、電磁コイル部51の励磁時には固定子53と可動子54とが摩擦係合状態となる。尚、電磁コイル部51の励磁時に固定子53と可動子54とが開放状態とされ、電磁コイル部51の非励磁時に固定子53と可動子54とが摩擦係合状態となるように構成することとしてもよい。
Further, an electromagnetic clutch mechanism 50 is accommodated in the
一方、ハウジング10の段付シリンダ12内にはブラケット13が収容され、その先端が、ロッド20の他端に固定された係止プレート22に係止可能に形成され、図2の上方への移動を許容し下方への移動を規制しるように配置されている。そして、ブラケット13の基端部と電磁クラッチ機構50の上端部との間に、付勢手段としてリターンスプリング60が張架されている。このリターンスプリング60は、ロッド20の他端(係止プレート22側)を車体方向(図2の上方)に付勢する付勢手段として機能し、通常時は図2に示す初期位置に保持するように構成されている。
On the other hand, the
上記の構成になるスタビライザ制御装置の作動を説明すると、コントローラCT(図1)によって電磁クラッチ機構50がオンとされて、電磁コイル部51が励磁されると、固定子53と可動子54とが摩擦係合状態となり、ナット30のハウジング10(のシリンダ11)に対する回転を阻止する保持状態に切り換えられる。従って、ロッド20は、ナット30によって軸方向(図2の上下方向)の移動が拘束され、スタビライザバーFBは所期のスタビライザ機能を発揮し、車体のローリング運動を抑制することができる。
The operation of the stabilizer control device having the above configuration will be described. When the electromagnetic clutch mechanism 50 is turned on by the controller CT (FIG. 1) and the
これに対し、電磁クラッチ機構50がオフ状態であって、電磁コイル部51が非励磁状態にあるときには、固定子53と可動子54は開放状態で、ナット30は軸受41及び42によってハウジング10(のシリンダ11)に対し自由に回転し得る状態にある。従って、ロッド20は、軸方向(図2の上下方向)に自由に移動することができるので、スタビライザバーFBは所期の機能を発揮しないが、タイヤの接地性が向上するので、悪路走破性を高めることができる。このとき、リターンスプリング60によってロッド20は車体方向(図2の上方)に付勢されているので、スタビライザバーFBの自重によって下方に移動したままの状態になることが回避される。
On the other hand, when the electromagnetic clutch mechanism 50 is in an off state and the
上記のスタビライザ制御装置においては、電磁コイル部51は単一のコイルで構成されているが、図3に示すように、これを第1のコイル51a及び第2のコイル51bで構成して、フェールセーフ仕様としてもよい。
In the above stabilizer control device, the
図4は、本発明の更に他の実施形態に係るもので、上記の実施形態に加え、電気モータ700を内蔵することとしたものである。本実施形態では上記の実施形態と実質的に同様の部材には引用番号の末尾に0を付して説明を省略する。また、図2と同様、ボール螺子機構に構成されている軸受を有するが、図4では省略している。而して、本実施形態においては、ナット300を囲繞するようにハウジング100内に固定されるモータコイル710を備え、磁石720が装着されたナット300をロータとしてロッド200回りを回転駆動する電気モータ700が構成されている。更に、本実施形態のコントローラCT(図1)内には電気モータ700のモータ回路(図示せず)を開閉するオン−オフ回路が構成されており、このオン−オフ回路によりモータ回路及び逆起電力回路(図示せず)のオン−オフが行われる。尚、このオン−オフ回路はハウジング100内に内蔵することとしてもよい。
FIG. 4 relates to still another embodiment of the present invention. In addition to the above-described embodiment, an
而して、電磁クラッチ機構500がオンとされて、電磁コイル部510が励磁されると、ロッド200は、ナット300によって軸方向(図4の上下方向)の移動が拘束され、スタビライザバーFBは所期のスタビライザ機能を発揮し、車体のローリング運動を抑制することができる。
Thus, when the electromagnetic
これに対し、電磁クラッチ機構500がオフ状態であって、電磁コイル部510が非励磁状態にあるときには、ナット300はハウジング100に対し自由に回転し得る状態にある。従って、ロッド200は、軸方向(図4の上下方向)に自由に移動することができるので、スタビライザバーFBは所期の機能を発揮しないが、タイヤの接地性が向上するので、悪路走破性を高めることができる。この状態で、逆起電力回路をオンとすると、電気モータ700に誘起される逆起電力が、ロッド200に対する軸方向抵抗となる。従って、この逆起電力よりロッド200に対する拘束が緩やかに行われ、ローリング運動を抑制する速度を緩やかにすることができる。そして、ロッド200の固定によってスタビライザバーFBを切り換えるときの衝撃を軽減することができる。
On the other hand, when the electromagnetic
更に、この状態から電磁クラッチ機構500をオンとし、スタビライザバーFBによるスタビライザ機能を発揮させるときには、モータ回路をオンとして、電気モータ700の駆動力によってロッド200を駆動し、図4に示す初期位置まで戻すように制御することもできる。従って、本実施形態では図2のリターンスプリング60は不要となり、ロッド200の軸方向移動に対する抵抗の有無により、車両の中速域でのロールの減衰、ロール速度の調整等を可能とし、悪路走破性等の乗り心地向上と高速域でのローリング運動の抑制との併立を図るものである。
Further, when the electromagnetic
FB,RB スタビライザバー
FS,RS 切換手段
FM1,FM2 マウント
RM1,RM2 マウント
10,100 ハウジング
20,200 ロッド
30,300 ナット
41,42 転がり軸受
50,500 電磁クラッチ機構
60 リターンスプリング
700 電気モータ
FB, RB Stabilizer bar FS, RS Switching means FM1, FM2 Mount RM1,
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