JP5207054B2 - Variable stiffness stabilizer - Google Patents
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Description
本発明は可変剛性スタビライザ装置に関するものである。 The present invention relates to a variable stiffness stabilizer device.
車両のコーナリング時のロールを抑制するために、スタビライザバーが装備される場合がある。一般にそのスタビライザバーは、車両の左右方向に延びるトーションバーと、トーションバーの各端部からそれぞれ屈曲部を介して延設された一対のアームとを有している。
近年、トーションバーに設けられた電動モータによって、車体が受けるロールモーメントに対向するロール抑制モーメントをスタビライザバーに発揮させるようにスタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する可変剛性スタビライザ装置が検討されている。
A stabilizer bar may be provided in order to suppress rolling during cornering of the vehicle. In general, the stabilizer bar has a torsion bar extending in the left-right direction of the vehicle, and a pair of arms extending from each end of the torsion bar via bent portions.
In recent years, a variable-rigidity stabilizer device that dynamically controls the torsional rigidity of the stabilizer bar so that the stabilizer bar exerts a roll-suppressing moment that opposes the roll moment received by the vehicle body by an electric motor provided on the torsion bar has been studied. Has been.
例えば、電動モータを挟んだ両側の一対のトーションバー部分が互いに逆方向に回転されるように、すなわち、電動モータの位置制御によって、実ロール角とは反対の位相角を作るようにトーションバーの捩れ角を大きくすることで、見かけ上の捩じり剛性を変更する。このため、凹凸路面等を走行中で小刻みなロールを繰り返すときには、電動モータの回転方向を、正逆に、頻繁且つ迅速に切り換えなければならない。したがって、電動モータとして、大トルク型、すなわち高減速比の減速機構付きの電動モータが必要とされ、また、応答性の良い電動モータが必要とされる。 For example, a pair of torsion bar parts on both sides of the electric motor are rotated in opposite directions, that is, the phase angle opposite to the actual roll angle is created by controlling the position of the electric motor. The apparent torsional rigidity is changed by increasing the torsion angle. For this reason, when the roll is repeated little by little while traveling on an uneven road surface or the like, the rotation direction of the electric motor must be switched frequently and quickly in the forward and reverse directions. Therefore, a large torque type, that is, an electric motor with a reduction mechanism with a high reduction ratio is required as an electric motor, and an electric motor with good response is required.
しかしながら、スタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する場合には、下記のような問題がある。
1)上記の位置制御は、検出された実ロール角に基づくパッシブな制御となるので、応答遅れがあり、運転者が、車体の挙動に違和感を感じる。
2)電動モータの体格が相当大きくなるので、車両へのレイアウトが困難である。
3)電動モータの電流消費が大きく、省エネ上、好ましくない。
4)製造コストが高くなる。
However, when the torsional rigidity of the stabilizer bar is dynamically controlled, there are the following problems.
1) Since the above position control is passive control based on the detected actual roll angle, there is a response delay, and the driver feels uncomfortable with the behavior of the vehicle body.
2) Since the physique of the electric motor becomes considerably large, layout on the vehicle is difficult.
3) Electric current consumption of the electric motor is large, which is not preferable for energy saving.
4) Manufacturing cost increases.
一方、一対のアームの曲げ剛性を変更するための矩形断面の曲げ剛性可変部を、一対のアームのそれぞれの軸線の回りに回転可能に設け、一対のアームにそれぞれ対応する一対のアクチュエータによって、各曲げ剛性可変部を各アームの軸線の回りに回転駆動して、各曲げ剛性可変部の回転位置を調整することにより、スタビライザバーの捩じり剛性を変更する可変剛性スタビライザ装置が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
特許文献1では、一対のアームに対応して一対のアクチュエータを用いる必要があるので、可変剛性スタビライザ装置が大型となり、製造コストが高くなる。また、2つのアクチュエータを駆動するため省エネ上も好ましくない。
本発明の目的は、小型、安価で、省エネに優れ且つ違和感のない乗り心地を達成することができる可変剛性スタビライザ装置を提供することである。
In patent document 1, since it is necessary to use a pair of actuators corresponding to a pair of arms, a variable-rigidity stabilizer apparatus becomes large-sized and manufacturing cost becomes high. Moreover, since two actuators are driven, it is not preferable in terms of energy saving.
An object of the present invention is to provide a variable stiffness stabilizer device that is small, inexpensive, excellent in energy saving, and capable of achieving a comfortable ride.
上記目的を達成するため、捩じり剛性が相対的に高い少なくとも2つの高剛性部(13,14;13,14,34)および互いに隣接する高剛性部間を連結し捩じり剛性が相対的に低い低剛性部(15;15A,15B)を有するトーションバー(8)を含むスタビライザバー(6;6A)と、上記トーションバーに嵌合され、上記トーションバーの長手方向に沿うスライド方向(Y1)に沿ってスライド可能なスライダ(16)と、上記スライダを上記スライド方向に駆動可能なアクチュエータ(7)と、を備え、上記スライダは、上記低剛性部をバイパスして少なくとも2つの高剛性部間をトルク伝達可能に連結する状態と、少なくとも2つの高剛性部間の連結を解除する状態とを上記スライド方向の位置に応じて切り換え可能であることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, at least two high-rigidity parts (13, 14; 13, 14, 34) having relatively high torsional rigidity and adjacent high-rigidity parts are connected to provide relative torsional rigidity. And a stabilizer bar (6; 6A) including a torsion bar (8) having a low rigidity portion (15; 15A, 15B), and a sliding direction that is fitted to the torsion bar and extends along the longitudinal direction of the torsion bar ( Y1) and a slider (16) slidable along Y1), and an actuator (7) capable of driving the slider in the sliding direction, wherein the slider bypasses the low-rigidity portion and has at least two high-rigidities. It is possible to switch between a state where the parts are connected to transmit torque and a state where the connection between at least two high-rigidity parts is released according to the position in the sliding direction. The one in which the features.
本発明によれば、スライダをトーションバーの長手方向に沿うスライド方向にスライドさせて、隣接する高剛性部間を連結することにより、トーションバーの捩じり剛性を高くすることができる。また、スライダによる高剛性部間の連結を解除することにより、トーションバーの捩じり剛性を低くすることができる。特許文献1のように一対のアクチュエータを設ける必要がないので、小型化を達成でき、製造コストを安くすることができるとともに、省エネ上も好ましい。 According to the present invention, the torsional rigidity of the torsion bar can be increased by sliding the slider in the sliding direction along the longitudinal direction of the torsion bar and connecting the adjacent highly rigid parts. Further, the torsional rigidity of the torsion bar can be lowered by releasing the connection between the high-rigidity parts by the slider. Since it is not necessary to provide a pair of actuators as in Patent Document 1, it is possible to achieve downsizing, to reduce the manufacturing cost, and to save energy.
また、上記低剛性部が少なくとも2つ(15A,15B)設けられ、それぞれ対応する高剛性部(13,34;34,14)間を連結している場合がある(請求項2)。この場合、スライダがバイパスする低剛性部の数を変更することにより、スタビライザバーの捩じり剛性を多段階に調整することができる。
また、上記スライダは、第1および第2の端部(161,162)を有するスリーブ(16)を含み、上記第1および第2の端部は、それぞれ対応する高剛性部に相対回転不能に連結可能であり、上記アクチュエータの動力を上記スリーブに伝達するための伝動機構(17)を備え、上記スリーブの外周に、上記伝動機構の従動部材(20)が設けられている場合がある(請求項3)。この場合、スリーブの外周に伝動機構の従動部材を設けることにより、構造を簡素化することができる。したがって、可変剛性スタビライザ装置の小型化に寄与でき、可変剛性スタビライザ装置を車体に、よりレイアウトし易くなる。
In some cases, at least two low-rigidity portions (15A, 15B) are provided, and the corresponding high-rigidity portions (13, 34; 34, 14) are connected to each other (Claim 2). In this case, the torsional rigidity of the stabilizer bar can be adjusted in multiple stages by changing the number of low-rigidity parts bypassed by the slider.
The slider includes a sleeve (16) having first and second end portions (161, 162), and the first and second end portions are relatively non-rotatable with the corresponding high-rigidity portions. There is a case where a transmission mechanism (17) for transmitting the power of the actuator to the sleeve is provided, and a driven member (20) of the transmission mechanism is provided on the outer periphery of the sleeve. Item 3). In this case, the structure can be simplified by providing the driven member of the transmission mechanism on the outer periphery of the sleeve. Therefore, it is possible to contribute to the miniaturization of the variable stiffness stabilizer device, and it becomes easier to lay out the variable stiffness stabilizer device on the vehicle body.
また、上記伝動機構は、上記アクチュエータにより駆動されるピニオン(19)と、上記従動部材としてのラック(20)とを含む場合がある(請求項4)。この場合、いわゆるラックアンドピニオン機構を用いて、アクチュエータの回転運動をスリーブのスライド方向の移動に変換することにより、スリーブを確実にスライドさせることができる。
また、上記アクチュエータの動作を制御するための制御部(22)と、車両の停止状態を検出する停止状態検出手段(23)と、上記スタビライザバーの捩じり剛性を変更するための操作スイッチ(24)と、を備え、上記スライダおよび上記高剛性部に、両者の相対回転を規制可能にスライド嵌合する相対回転規制部(33,40)が設けられ、上記制御部は、停止状態検出手段によって車両の停止状態が検出されることを条件として、上記操作スイッチからの信号に基づいてスライダを変位させるように上記アクチュエータを駆動する場合がある(請求項5)。
The transmission mechanism may include a pinion (19) driven by the actuator and a rack (20) as the driven member (claim 4). In this case, the sleeve can be reliably slid by using a so-called rack and pinion mechanism to convert the rotational movement of the actuator into movement of the sleeve in the sliding direction.
Further, a control unit (22) for controlling the operation of the actuator, a stop state detecting means (23) for detecting a stop state of the vehicle, and an operation switch (for changing the torsional rigidity of the stabilizer bar) 24), and the slider and the high-rigidity portion are provided with relative rotation restricting portions (33, 40) that are slidably fitted so as to be able to restrict relative rotation of the slider and the high-rigidity portion. The actuator may be driven so as to displace the slider based on a signal from the operation switch on the condition that the stop state of the vehicle is detected by.
この場合、車両の停止中はトーションバーに捩れがほとんど生じていないので、スライダをスライドさせて嵌合させるべき高剛性部に嵌合させるときに、スライダおよび高剛性部の相対回転規制部の位相が一致する状態で、スライダを嵌合させるべき高剛性部に良好にスライド嵌合させることができる。具体的には、車両の停止中に操作スイッチを操作して、スタビライザバーの捩じり剛性を予め所望に変更しておけばよい。これにより、例えば乗り心地を向上させたり、安定した旋回を確保したりすることができる。例えば、高速の直進走行が長く続く条件で走行しようとするときには、その走行前に、操作スイッチによって、スタビライザバーの捩じり剛性を低剛性に設定しておく。これにより、長時間の高速直進走行において、左右輪にアンバランスに働く路面入力を、サスペンションを適度にストロークさせることにより吸収し、乗り心地を向上させることができる。一方、上記のように高速の直進走行が長く続く条件ではなく、例えば中速でワインディングロードを走行しようとするときには、その走行前に、操作スイッチによって、スタビライザバーの捩じり剛性を高剛性に設定しておく。これにより、ワインディングロードの中速走行において、車体のロール角を制限して、安定した旋回を確保することができる。本発明は、ロール剛性の変化に対してスタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する上記背景技術で示した方式ではなく、スタビライザバーの捩じり剛性を静的に切り換える方式なので、上記背景技術で示した上記1)〜4)の問題点を解消することができる。停止状態検出手段としては、サイドブレーキセンサであってもよいし、車速センサであってもよい。 In this case, since the torsion bar is hardly twisted while the vehicle is stopped, when the slider is slid and fitted to the high rigidity portion to be fitted, the phase of the relative rotation restricting portion of the slider and the high rigidity portion is set. In a state where the values coincide with each other, the slider can be satisfactorily fitted to the high rigidity portion to which the slider is to be fitted. Specifically, the torsional rigidity of the stabilizer bar may be changed as desired in advance by operating the operation switch while the vehicle is stopped. Thereby, for example, riding comfort can be improved and stable turning can be ensured. For example, when trying to travel under conditions where high-speed straight traveling continues for a long time, the torsional rigidity of the stabilizer bar is set to a low rigidity by an operation switch before the traveling. As a result, in long-time high-speed straight traveling, road surface input acting on the left and right wheels in an unbalanced manner can be absorbed by appropriately stroking the suspension, thereby improving riding comfort. On the other hand, it is not a condition that the straight traveling at high speed continues for a long time as described above. For example, when traveling on a winding road at medium speed, the torsional rigidity of the stabilizer bar is increased by an operation switch before traveling. Set it. As a result, in the medium speed traveling of the winding road, the roll angle of the vehicle body can be limited to ensure a stable turn. The present invention is not a method shown in the background art for dynamically controlling the torsional rigidity of the stabilizer bar with respect to a change in roll rigidity, but a method for statically switching the torsional rigidity of the stabilizer bar. The problems 1) to 4) described in the background art can be solved. The stop state detecting means may be a side brake sensor or a vehicle speed sensor.
また、上記アクチュエータの動作を制御するための制御部と、車両の直進走行状態を検出する直進走行状態検出手段(36)と、車速を検出する車速検出手段(37)と、を備え、上記アクチュエータの駆動を制御するための制御部と、車両の直進走行状態を検出する直進走行状態検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、を備え、上記スライダおよび上記高剛性部に、両者の相対回転を規制可能にスライド嵌合する相対回転規制部が設けられ、上記制御部は、直進走行状態検出手段および車速検出手段の検出結果に基づいて、車両が所定の車速以上で直進走行する状態が所定時間以上継続したと判断したときに、スライダを低剛性側へ変位させるように上記アクチュエータを駆動する場合がある(請求項6)。 The actuator further includes a control unit for controlling the operation of the actuator, a straight traveling state detecting unit (36) for detecting a straight traveling state of the vehicle, and a vehicle speed detecting unit (37) for detecting a vehicle speed. A control unit for controlling the driving of the vehicle, a straight traveling state detecting unit for detecting a straight traveling state of the vehicle, and a vehicle speed detecting unit for detecting a vehicle speed, and the slider and the high-rigidity unit are disposed relative to each other. A relative rotation restricting portion that slide-fits to restrict the rotation is provided, and the control portion determines whether the vehicle is traveling straight ahead at a predetermined vehicle speed or higher based on the detection results of the straight traveling state detecting means and the vehicle speed detecting means. When it is determined that the operation has continued for a predetermined time or more, the actuator may be driven so as to displace the slider toward the low rigidity side.
この場合、車両の直進走行中はトーションバーに捩れがほとんど生じていないので、スライダをスライドさせて嵌合させるべき高剛性部に嵌合させるときに、スライダおよび高剛性部の相対回転規制部の位相が一致する状態で、スライダを嵌合させるべき高剛性部に良好にスライド嵌合させることができる。また、高速の直進走行が長く続くときには、スタビライザーの捩じり剛性を低剛性とする。これにより、長時間の高速直進走行において、左右輪にアンバランスに働く路面入力を、サスペンションを適度にストロークさせることで吸収し、乗り心地を向上させることができる。一方、上記のように高速の直進走行が長く続く条件が満たされないときには、スタビライザバーの捩じり剛性は高剛性となる。例えばワインディングロードの中速走行では、スタビライザバーの捩じり剛性が高剛性となるので、車体のロール角を制限して、安定した旋回を確保することができる。本発明は、ロール剛性の変化に対してスタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する上記背景技術で示した方式ではなく、スタビライザバーの捩じり剛性を静的に切り換える方式なので、上記背景技術で示した上記1)〜4)の問題点を解消することができる。 In this case, since the torsion bar is hardly twisted while the vehicle is traveling straight, when the slider is slid and fitted to the high rigidity portion to be fitted, the relative rotation restricting portion of the slider and the high rigidity portion is not affected. In a state where the phases match, it is possible to satisfactorily slide-fit the high-rigidity part to which the slider is to be fitted. In addition, when the straight traveling at high speed continues for a long time, the torsional rigidity of the stabilizer is made low. As a result, in long-time straight traveling, the road surface input acting on the left and right wheels in an unbalanced manner can be absorbed by appropriately stroking the suspension to improve the riding comfort. On the other hand, when the condition that the high-speed straight traveling continues for a long time is not satisfied, the torsional rigidity of the stabilizer bar is high. For example, during medium speed running of the winding road, the torsional rigidity of the stabilizer bar becomes high, so that the roll angle of the vehicle body can be limited to ensure stable turning. The present invention is not a method shown in the background art for dynamically controlling the torsional rigidity of the stabilizer bar with respect to a change in roll rigidity, but a method for statically switching the torsional rigidity of the stabilizer bar. The problems 1) to 4) described in the background art can be solved.
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態の可変剛性スタビライザ装置の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、可変剛性スタビライザ装置1は、左右の車輪2,3をそれぞれ支持する車輪支持部材4,5間を連結したスタビライザバー6と、スタビライザバー6のねじり剛性を変更するためのアクチュエータとしての電動モータ7とを備えている。車輪支持部材4,5は例えばサスペンションアームである。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a variable stiffness stabilizer device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a variable stiffness stabilizer device 1 includes a stabilizer bar 6 that connects between wheel support members 4 and 5 that support left and
スタビライザバー6は、その長手方向を車両の左右方向に沿わせて配置されたトーションバー8と、そのトーションバー8の各端部8a,8bからそれぞれ対応する屈曲部9を介して直交状に延設された一対のアーム10とを備えている。一対のアーム10は例えば車両の前後方向X1に延びている。
トーションバー8の端部8a,8bの近い位置で、トーションバー8は、ブッシュ11を介して車体12によって支持されている。トーションバー8は、ブッシュ11によってトーションバー8の軸線の回りに回転可能に支持されている。
The stabilizer bar 6 extends orthogonally from the
The
トーションバー8は、相対的に捩じり剛性の高い第1および第2の高剛性部13,14と、これら第1および第2の高剛性部13,14間を連結し、相対的に捩じり剛性の低い低剛性部15とを有している。トーションバー8には、低剛性部15をバイパスして、高剛性部13,14間をトルク伝達可能に連結することのできるスライダとしてのスリーブ16が、トーションバー8の長手方向に沿うスライド方向Y1に移動可能に嵌合されている。
The
すなわち、本実施の形態の特徴とするところは、電動モータ7が、伝動機構17を介してスライダとしてのスリーブ16を、トーションバー8の長手方向であるスライド方向Y1にスライド変位させることにより、トーションバー8の捩じり剛性を変更する点にある。
伝動機構17は、電動モータ7の回転軸18に同行回転可能に連結されたピニオン19と、スリーブ16の外周に形成されピニオン19に噛み合うラック20とを備えたラックアンドピニオン機構により構成されている。また、トーションバー8の一部を取り囲み、スリーブ16を挿通させたハウジング21によって、電動モータ7が支持されている。
That is, the feature of the present embodiment is that the
The
ハウジング21の一端は、第1および第2の高剛性部13,14の何れか一方、例えば第1の高剛性部13に固定されている。すなわち、ハウジング21は、第1の高剛性部13と同行回転可能であり、トーションバー8の長手方向には移動不能である。
電動モータ7の動作を制御する制御部としてのECU(Electronic Control Unit)22が設けられている。そのECU22には、車両の停止状態を検出するための停止状態検出手段としてのサイドブレーキセンサ23と、車両の停止中にスタビライザバー6の捩じり剛性を変更するために切り換え操作するための操作スイッチ24とが接続されている。
One end of the
An ECU (Electronic Control Unit) 22 is provided as a control unit that controls the operation of the
操作スイッチ24は、例えばスタビライザバー6の捩じり剛性を相対的に低く設定する低剛性モードと、スタビライザバー6の捩じり剛性を相対的に高く設定する高剛性モードとに択一的に切り換えるためのスイッチであり、運転者によって操作される。
ECU22では、サイドブレーキセンサ23からの信号および操作スイッチ24からの信号を入力し、これに基づいて、スタビライザバー6の捩じり剛性を変更するように、電動モータ7を駆動制御する。
For example, the
In the
図2に示すように、トーションバー8の第1の高剛性部13に固定された上記のハウジング21に、電動モータ7のモータハウジング25が固定されている。
ハウジング21には、スリーブ16が挿通されたスライダ挿通孔としてのスリーブ挿通孔26が形成されている。スリーブ挿通孔26の内周とスリーブ16の外周との間には、隙間が設けられており、スリーブ16がスムーズにスライド方向Y1(図2において示されていないが、紙面と直交する方向に相当)に移動できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
A
トーションバー8の第1の高剛性部13の外周とスリーブ16の内周とは、例えばボールスライダ構造を用いて嵌合されて、軸方向に相対摺動可能とされている。スリーブ16の外周において、ピニオン19とは対向する位置に、上記のラック20が形成されている。
また、ハウジング21には、スリーブ挿通孔26とは交差する方向に延び、上記ピニオン19を収容した駆動部材収容孔としてのピニオン収容孔27が形成されている。電動モータ7の回転軸18に同行回転可能に連結されたピニオン19の両端の軸部が、ピニオン収容孔27に保持された一対の軸受28,29によって、回転可能に支持されている。
The outer periphery of the first high-
The
電動モータ7とは反対側に位置する、ピニオン収容孔27の開口は封止部材30によって封止されており、ハウジング21内への泥水等の侵入が防止されている。
図3(a)および(b)を参照して、低剛性部15は、第1および第2の高剛性部13,14よりも断面の径が小さくされており、これにより、低剛性部15の捩じり剛性が相対的に低くされている。
The opening of the
3 (a) and 3 (b), the low-
また、第1および第2の高剛性部13,14の外周には、それぞれ、トーションバー8の長手方向であるスライド方向Y1に沿って延びる軌道溝31,32が形成されている。スリーブ16には、各軌道溝31,32に保持されたボール40が、スリーブ16の相対回転規制部として設けられている。
一方、スライダとしてのスリーブ16の内周には、上記軌道溝31,32に対向可能でスライド方向Y1に沿って延びる相対回転規制部としての軌道溝33が形成されている。図3(a)に示す第1の状態では、各軌道溝31,32に保持された相対回転規制部としてのボール40に、相対回転規制部としての軌道溝33が嵌合している。ボール40は、軌道溝31,32,33を転動可能である。また、図2に示すように、ボール40は、環状の保持器41によって軌道溝31,32(図2では軌道溝31のみを示してある)に保持されている。
Further, on the outer circumferences of the first and second high-
On the other hand, on the inner periphery of the
電動モータ7によってピニオン19が回転駆動されると、そのピニオン19に噛み合うラック20を有するスリーブ16が、スライド方向Y1に沿って変位し、図3(a)に示す高剛性モードに相当する第1の状態と、図3(b)に示す低剛性モードに相当する第2の状態とに切り換えられる。
図3(a)に示す第1の状態では、スリーブ16の第1の端部161および第2の端部162において、相対回転規制部としての軌道溝33が、第1および第2の高剛性部13,14の軌道溝31,32に保持された相対回転規制部としてのボール40に嵌合しており、これにより、スリーブ16の第1および第2の端部161,162が、それぞれ対応する第1および第2の高剛性部13,14に相対回転不能に連結されている。
When the
In the first state shown in FIG. 3A, the
第1の状態では、スリーブ16が、低剛性部15をバイパスして第1および第2の高剛性部13,14間をトルク伝達可能に連結する。これにより、トーションバー8が高剛性に設定される。
一方、図3(b)に示す第2の状態では、図3(a)示す第1の状態からスリーブ16が左方にスライド変位され、その結果、スリーブ16と第2の高剛性部14との嵌合が外され、第1および第2の高剛性部13,14間が、低剛性部15のみを介して連結されている。このため、トーションバー8が低剛性に設定される。
In the first state, the
On the other hand, in the second state shown in FIG. 3B, the
次いで、図4のフローチャートに基づいて、ECU22の動作について説明する。運転者が走行モードを切り換えるために操作スイッチ24を操作すると、操作スイッチ24からの信号が入力される(ステップS1)。次いで、サイドブレーキセンサ23からの信号を入力し(ステップS2)、該信号に基づいて車両が停止していることを確認した後(ステップS3でYES)、操作スイッチ24の操作に応じた捩じり剛性に切り換えるように、電動モータ7を駆動制御する(ステップS4)。
Next, the operation of the
本実施の形態によれば、スライダとしてのスリーブ16をトーションバー8の長手方向に沿うスライド方向Y1にスライドさせて、図3(a)に示すように、スリーブ16によって低剛性部15をバイパスして隣接する高剛性部13,14間を連結する第1の状態にすることにより、トーションバー8の捩じり剛性、ひいてはスタビライザバー6の捩じり剛性を高くすることができる。
According to the present embodiment, the
また、図3(b)に示すように、スリーブ16による高剛性部13,14間の連結を解除する第2の状態にすることにより、トーションバー8の捩じり剛性、ひいてはスタビライザバー6の捩じり剛性を低くすることができる。
そして、特許文献1のように一対のアクチュエータを設ける必要がなく、単一の電動モータ7を用いればよいので、小型化を達成でき、製造コストを安くすることができるとともに、省エネ上も好ましい。
Further, as shown in FIG. 3B, the torsional rigidity of the
And since it is not necessary to provide a pair of actuator like patent document 1 and the single
通例、トーションバー8は車体の左右方向に延びる比較的長い直線状部を有しており、そのトーションバー8の長手方向にスライドするスライダとしてのスリーブ16を用いるので、可変剛性スタビライザ装置1を車体にレイアウトし易い。
また、電動モータ7の動力をスリーブ16に伝達するための伝動機構17の従動部材としのてラック20を、スリーブ16の外周に設けたので、構造を簡素化することができる。したがって、可変剛性スタビライザ装置1の小型化に寄与でき、可変剛性スタビライザ装置1を車体に、よりレイアウトし易くなる。
Usually, the
Further, since the
また、伝動機構17として、ラックアンドピニオン機構を用いて、電動モータ7の出力回転をスリーブ16のスライド方向の移動に変換することにより、スリーブ16を確実にスライドさせることができる。
また、剛性モードを変更する操作スイッチ24が操作されたときに、車両が停止中であることを条件として、操作スイッチ24の操作に基いてスリーブ16を変位させて、剛性モードを切り換えるようにしている。車両が停止しているときは、トーションバー8にほとんど捩れが生じていないので、第2の高剛性部14の相対回転規制部としての軌道溝32の位相と、スリーブ16の相対回転規制部としての軌道溝33の位相とがほぼ一致しているので、軌道溝32に保持されたボール40に、スリーブ16の軌道溝33を確実にスライド嵌合させることができる。
Further, by using a rack and pinion mechanism as the
Further, when the
特に、いわゆるボールスライダ構造を用いているので、スリーブ16の軌道溝33を、軌道溝32に保持されたボール40にスムーズに嵌合させることができる。また、ボールスライダ構造であれば、ボール40の負荷容量の設定により捩れ剛性を高く設定することが可能である。
具体的には、車両の停止中に操作スイッチ24を操作して、スタビライザバー6の捩じり剛性を予め所望に変更しておけばよい。これにより、例えば乗り心地を向上させたり、安定した旋回を確保したりすることができる。例えば、高速の直進走行が長く続く条件で走行しようとするときには、その走行前に、操作スイッチ24の操作によって、スタビライザバー6の捩じり剛性を低剛性に設定しておく。これにより、長時間の高速直進走行において、左右輪にアンバランスに働く路面入力を、サスペンションを適度にストロークさせることで吸収し、乗り心地を向上させることができる。
Particularly, since a so-called ball slider structure is used, the
Specifically, the torsional rigidity of the stabilizer bar 6 may be changed as desired in advance by operating the
一方、上記のように高速の直進走行が長く続く条件ではなく、例えば中速でワインディングロードを走行しようとするときには、その走行前に、操作スイッチ24の操作によって、スタビライザバー6の捩じり剛性を高剛性に設定しておく。これにより、ワインディングロードの中速走行において、車体のロール角を制限して、安定した旋回を確保することができる。
On the other hand, it is not a condition that the straight traveling at a high speed continues for a long time as described above. For example, when traveling on a winding road at a medium speed, the torsional rigidity of the stabilizer bar 6 is controlled by operating the
また、本可変剛性スタビライザ装置1は、ロール剛性の変化に対してスタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する上記背景技術で示した方式ではなく、スタビライザバー6の捩じり剛性を静的に切り換える方式なので、上記背景技術で示した上記1)〜4)の問題点を解消することができる。
なお、停止状態検出手段として、サイドブレーキセンサ23に代えて、車速を検出する車速センサを用いるようにしてもよい。
In addition, the present variable stiffness stabilizer device 1 is not the method shown in the background art that dynamically controls the torsional stiffness of the stabilizer bar with respect to the change in roll stiffness, but instead reduces the torsional stiffness of the stabilizer bar 6. Therefore, the problems 1) to 4) described in the background art can be solved.
Note that a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed may be used as the stop state detection means instead of the
次いで、図5は、本発明の別の実施の形態を示している。本実施の形態が、図3の実施の形態と異なるのは、図3の実施の形態のスタビライザバー6のトーションバー8では、2つの高剛性部13,14を設けていたが、本実施の形態のスタビライザバー6Aのトーションバー8Aでは、3つの高剛性部13,14,34を設けた点にある。
具体的には、第1の高剛性部13と第2の高剛性部14との中間位置に、第3の高剛性部34を設けてある。第3の高剛性部34の外周には相対回転規制部としての軌道溝35が形成されている。第1の高剛性部13と第3の高剛性部34との間が第1の低剛性部15Aによって連結され、第3の高剛性部34と第2の高剛性部14との間が第2の低剛性部15Bによって連結されている。
Next, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. 3 is different from the embodiment of FIG. 3 in that the
Specifically, a third high-
本実施の形態によれば、スリーブ16のスライド変位に伴って、図5(a)に示す第1の状態と、図5(b)に示す第2の状態と、図5(c)に示す第3の状態とに切り換え可能である。
図5(a)に示す第1の状態では、第1の剛性部13、第3の剛性部34および第2の剛性部14がスリーブ16によってトルク伝達可能に連結される。スリーブ16が2つの低剛性部(第1および第2の低剛性部15A,15B)をバイパスして高剛性部13,14間を連結することになり、トーションバー8Aとして、ひいてはスタビライザバー6Aとして、最も高い捩じり剛性を実現することができる。
According to the present embodiment, as the
In the first state shown in FIG. 5A, the first
図5(b)に示す第2の状態では、第1の剛性部13および第3の剛性部34がスリーブ16によってトルク伝達可能に連結される。スリーブ16が1つの低剛性部(第1の低剛性部15A)をバイパスして高剛性部13,34間を連結することになり、トーションバー8Aとして、ひいてはスタビライザバー6Aとして、中間の高さの捩じり剛性を実現することができる。
In the second state shown in FIG. 5B, the first
図5(c)に示す第3の状態では、スリーブ16による高剛性部13,34,14間の連結が解除され、トーションバー8Aとして、ひいてはスタビライザバー6Aとして、最も低い捩じり剛性を実現することができる。
本実施の形態によれば、スリーブ16がバイパスする低剛性部15A,15Bの数を変更することにより、スタビライザバー6Aの捩じり剛性を多段階に調整することができる。なお、4つ以上の高剛性部および3つ以上の低剛性部を設けるようにしてもよい。
In the third state shown in FIG. 5 (c), the connection between the high-
According to the present embodiment, the torsional rigidity of the
次いで、図6は本発明のさらに別の実施の形態を示している。図6を参照して、本実施の形態が図1の実施の形態と異なるのは、図1の実施の形態では、サイドブレーキセンサ23および操作スイッチ24を設けて、車両の停止中に運転者がスタビライザバー6の捩じり剛性を変更していたが、本実施の形態では、車両の直進走行状態を検出する直進走行状態検出手段としての操舵角センサ36と、車速を検出する車速センサ37とを設け、所定の車速以上での直進走行状態が所定時間以上継続したときに、自動的にスタビライザバー6の捩じり剛性を低剛性側へ変更する点にある。
Next, FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the
図7に示すように、システムの起動に伴って、スリーブ16が高剛性側に変位したホームポジション(スリーブ16が第1および第2の高剛性部13,14間を連結する位置)にあることが確認され(ステップS1)、ホームポジションにない場合は、電動モータ7を駆動してスリーブ16を高剛性側であるホームポジションへ変位させる(ステップS2)。
As shown in FIG. 7, the
次いで、ステップS3において、車速センサにより検出された車速V、および検出された操舵角θが入力され、ステップS4において、車速Vが閾値V1以上の高速での直進走行状態が所定時間以上継続しているという条件が満たされているか否かが監視される。ステップS4において、上記の条件が満たされていると判断された場合(ステップS4においてYES場合)には、ステップS5において、スリーブ16を低剛性側(スリーブ16が第1および第2の高剛性部13,14の連結を解除する位置)へ変位させるように、電動モータ7を駆動する。
Next, in step S3, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor and the detected steering angle θ are input, and in step S4, the straight traveling state at a high speed where the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value V1 continues for a predetermined time or more. It is monitored whether or not the condition of being is satisfied. If it is determined in step S4 that the above condition is satisfied (YES in step S4), in step S5, the
なお、上記の操舵角θが中立位置を含む所定の誤差範囲内にある(−e≦θ≦e:eは例えば5°)場合に、直進走行していると判断される。
車両が直進走行しているときは、トーションバー8にほとんど捩れが生じていないので、第2の高剛性部14の軌道溝32の位相と、スリーブ16の相対回転規制部としての軌道溝33の位相とがほぼ一致しているので、相対回転規制部としての軌道溝33を、軌道溝32に保持された相対回転規制部としてのボール40に、確実にスライド嵌合させることができる。
When the steering angle θ is within a predetermined error range including the neutral position (−e ≦ θ ≦ e: e is 5 °, for example), it is determined that the vehicle is traveling straight.
When the vehicle is traveling straight ahead, the
本実施の形態では、高速の直進走行が長く続くときには、スタビライザー6の捩じり剛性を低剛性に変更する。これにより、長時間の高速直進走行において、左右輪にアンバランスに働く路面入力を、サスペンションを適度にストロークさせることで吸収し、乗り心地を向上させることができる。
一方、上記のように高速の直進走行が長く続く条件が満たされないときには、スタビライザバー6の捩じり剛性は高剛性となる。例えばワインディングロードの中速走行では、スタビライザバー6の捩じり剛性は高剛性となるので、車体のロール角を制限して、安定した旋回を確保することができる。
In the present embodiment, when high-speed straight traveling continues for a long time, the torsional rigidity of the stabilizer 6 is changed to low rigidity. As a result, in long-time straight traveling, the road surface input acting on the left and right wheels in an unbalanced manner can be absorbed by appropriately stroking the suspension to improve the riding comfort.
On the other hand, when the condition that the high-speed straight traveling is continued for a long time as described above is not satisfied, the torsional rigidity of the stabilizer bar 6 is high. For example, in the middle speed running of the winding road, the torsional rigidity of the stabilizer bar 6 is high, so that the roll angle of the vehicle body can be limited to ensure stable turning.
また、本実施の形態は、ロール剛性の変化に対してスタビライザバーの捩じり剛性を動的に制御する上記背景技術で示した方式ではなく、スタビライザバー6の捩じり剛性を静的に切り換える方式なので、上記背景技術で示した上記1)〜4)の問題点を解消することができる。
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではく、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
Further, the present embodiment is not the method shown in the background art that dynamically controls the torsional rigidity of the stabilizer bar with respect to the change in roll rigidity, but the torsional rigidity of the stabilizer bar 6 is statically changed. Because of the switching method, the problems 1) to 4) described in the background art can be solved.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1…可変剛性スタビライザ装置、6…スタビライザバー、7…電動モータ(アクチュエータ)、8…トーションバー、13…第1の高剛性部、14…第2の高剛性部、15…低剛性部、15A…第1の低剛性部、15B…第2の低剛性部、16…スリーブ(スライダ)、161…第1の端部、162…第2の端部、Y1…スライド方向、17…伝動機構、19…ピニオン(駆動部材)、20…ラック(従動部材)、21…ハウジング、22…ECU(制御部)、23…サイドブレーキセンサ(停止状態検出手段)、24…操作スイッチ、25…モータハウジング、31,32,35…軌道溝、33…軌道溝(相対回転規制部)、34…第3の高剛性部、36…操舵角センサ(直進走行状態検出手段)、37…車速センサ、40…ボール(相対回転規制部)、41…保持器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable rigidity stabilizer apparatus, 6 ... Stabilizer bar, 7 ... Electric motor (actuator), 8 ... Torsion bar, 13 ... 1st high rigidity part, 14 ... 2nd high rigidity part, 15 ... Low rigidity part, 15A ... 1st low rigidity part, 15B ... 2nd low rigidity part, 16 ... Sleeve (slider), 161 ... 1st edge part, 162 ... 2nd edge part, Y1 ... Sliding direction, 17 ... Transmission mechanism, DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記トーションバーに嵌合され、上記トーションバーの長手方向に沿うスライド方向に沿ってスライド可能なスライダと、
上記スライダを上記スライド方向に駆動可能なアクチュエータと、を備え、
上記スライダは、上記低剛性部をバイパスして少なくとも2つの高剛性部間をトルク伝達可能に連結する状態と、少なくとも2つの高剛性部間の連結を解除する状態とを上記スライド方向の位置に応じて切り換え可能であることを特徴とする可変剛性スタビライザ装置。 A stabilizer bar including a torsion bar having at least two high-rigidity parts having relatively high torsional rigidity and a low-rigidity part having a relatively low torsional rigidity connected between adjacent high-rigidity parts;
A slider fitted to the torsion bar and slidable along a sliding direction along the longitudinal direction of the torsion bar;
An actuator capable of driving the slider in the sliding direction,
The slider bypasses the low-rigidity part and connects at least two high-rigidity parts so that torque can be transmitted, and releases the connection between at least two high-rigidity parts at the position in the sliding direction. A variable-stiffness stabilizer device that can be switched in response to the change.
上記アクチュエータの動力を上記スリーブに伝達するための伝動機構を備え、
上記スリーブの外周に、上記伝動機構の従動部材が設けられていることを特徴とする可変剛性スタビライザ装置。 3. The slider according to claim 1, wherein the slider includes a sleeve having a first end and a second end, and the first end and the second end can be coupled to a corresponding high-rigidity portion in a relatively non-rotatable manner. Yes,
A transmission mechanism for transmitting the power of the actuator to the sleeve;
A variable rigidity stabilizer device, wherein a driven member of the transmission mechanism is provided on an outer periphery of the sleeve.
車両の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
上記スタビライザバーの捩じり剛性を変更するための操作スイッチと、を備え、
上記スライダおよび上記高剛性部に、両者の相対回転を規制可能にスライド嵌合する相対回転規制部が設けられ、
上記制御部は、停止状態検出手段によって車両の停止状態が検出されることを条件として、上記操作スイッチからの信号に基づいてスライダを変位させるように上記アクチュエータを駆動することを特徴とする可変剛性スタビライザ装置。 The control unit for controlling the driving of the actuator according to any one of claims 1 to 4,
Stop state detecting means for detecting the stop state of the vehicle;
An operation switch for changing the torsional rigidity of the stabilizer bar,
The slider and the high-rigidity part are provided with a relative rotation restricting part that slide-fits so as to restrict relative rotation of both,
The control unit drives the actuator so as to displace the slider based on a signal from the operation switch on condition that the stop state of the vehicle is detected by the stop state detecting means. Stabilizer device.
車両の直進走行状態を検出する直進走行状態検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、を備え、 上記スライダおよび上記高剛性部に、両者の相対回転を規制可能にスライド嵌合する相対回転規制部が設けられ、
上記制御部は、直進走行状態検出手段および車速検出手段の検出結果に基づいて、車両が所定の車速以上で直進走行する状態が所定時間以上継続したと判断したときに、スライダを低剛性側へ変位させるように上記アクチュエータを駆動することを特徴とする可変剛性スタビライザ装置。 The control unit for controlling the driving of the actuator according to any one of claims 1 to 4,
Straight running state detection means for detecting the straight running state of the vehicle;
Vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a relative rotation restricting portion that slide-fits the slider and the high-rigidity portion so as to restrict relative rotation of both of them is provided,
The control unit moves the slider to the low-rigidity side when determining that the state in which the vehicle is traveling straight ahead at a predetermined vehicle speed or higher continues for a predetermined time or longer based on the detection results of the straight traveling state detection unit and the vehicle speed detection unit. A variable rigidity stabilizer device, wherein the actuator is driven so as to be displaced.
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