JPH04191114A - 車両用スタビライザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車両のサスペンションシステムに
使われるスタビライザ装置に関する。

［従来の技術］ 車体のロール剛性を高めるために使用されている周知の
スタビライザは、旋回走行時に車体のローリングを抑え
る機能を果たすが、凹凸のある路面を直進する時にはか
えって車体の揺れを招くことがある。すなわち、スタビ
ライザのばね力を強くして旋回時のロール剛性を高める
と、直進時に路面の小さな凹凸を乗り越える際に片輪の
挙動がスタビライザを介して他輪に影響を与えるように
なり、車体が揺れたりゴツゴツ感が生じる原因になる。

そうかといって、スタビライザのばね力を小さくして乗
り心地を良くすると、旋回走行時にロール角が大きくな
って車体がふらっ（原因になる。

マタ、特公昭５ｇ−２０８０５号公報に見られるように
、スタビライザの端部に、摩擦リング等を内蔵したダン
パを設けたスタビライザ装置が開発されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した先行技術は、ダンパによって減衰力は得られる
が、シリンダに対するピストンロッドの相対移動速度を
任意に制御することができないので、乗り心地と操縦安
定性を最適に設定するようにスタビライザ反力を調整す
ることができなかった。

従って本発明の目的は、車両の走行状況に応じてスタビ
ライザ反力を任意に制御することができるようなスタビ
ライザ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明のスタビライ
ザ装置は、スタビライザ本体を車体またはサスペンショ
ン側の取付部に連結する連結機構を有している。この連
結機構は、上記取付部およびスタビライザ本体のうちの
一方に連動する第１運動部材に設けられた磁石と、他方
に連動する第２運動部材に設けられかつ上記磁石の磁界
を横切るコイルとを備えた直動形電磁アクチュエータが
使用され、かつ上記磁石とコイルとが相対運動する際に
コイルに生じる起電力の電気エネルギーを放出可能な電
力消費手段と、上記コイルに電力を供給可能な電力供給
手段とを具備している。

［作用］ 上記電磁アクチュエータは、第１運動部材と第２運動部
材との相対運動にもとづく電気エネルギーを取出して運
動を減衰することや、外部から電気エネルギーをコイル
に与えて上記運動を制御する力を発生することが可能で
ある。

直進走行時のようにスタビライザ反力を弱めることが望
ましい場合には、電磁アクチュエータから電気エネルギ
ーを取出すモードにしておき、かつ電磁アクチュエータ
による減衰力を低く設定する。減衰力の大きさは、電力
消費手段によって放出するエネルギーの量に応じて変化
させることができる。

逆に、電力供給手段からコイルに電力を供給すると、電
力の大きさに応じて電磁アクチュエータに第１運動部材
と第２運動部材の動きを制御する力が生じる。この場合
、旋回の程度などに応じて最適なスタビライザ反力に設
定される。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例について、図面を参照して説明
する。

第３図に示された自動車用スタビライザ装置１は、スタ
ビライザ本体２と、連結機構３を備えている。スタビラ
イザ本体２は、ばね鋼のように弾性を有する材料からな
り、左右一対のアーム部６゜７と、これらアーム部６．
７間に位置するトーション部８とを備えて構成されてい
る。トーション部８は、図示しない車体の幅方向に延び
ている。

本実施例の場合、トーション部８は、ゴムブツシュを備
えたマウント部９によって車体側に支持されかつ軸回り
に回転できるようになっている。

一方のアーム部６は、連結棒１０によって、例えば右輪
側のサスペンション・ロアアーム等に接続される。他方
のアーム部７は、本発明に関わる連結機構３によって、
例えば左輪側のサスペンション・ロアアーム等に接続さ
れるようになっている。なお、トーション部８を上記サ
スペンション側に連結し、アーム部６．７を車体側に支
持させるといった取付は構造も採用できる。

連結機構３の構成は以下に述べる通りである。

第１図に示されるように、連結機構３は中空シリンダ状
の第１運動部材１５を備えている。第１運動部材１５は
磁性材料からなり、磁路として使われる円筒状のシリン
ダ部１６を備えている。シリンダ部１６の内側に中空孔
１７がある。第１運動部材１５の下部に、アイ等のジヨ
イント部２０が設けられている。ジヨイント部２０は、
図示しないボールジヨイント等の継手を介して、サスペ
ンション側の部材の一例としてのロアアームに設けられ
た取付部（図示せず）に連結される。

上記シリンダ部１６に、第２運動部材２２が挿入されて
いる。第２運動部材２２は、上記シリンダ部１６と同心
の中空ロッド部２３を備えている。

中空ロッド部２３は、シリンダ部１６の開口端２４から
中空孔１７に挿入されており、シリンダ部〕６の軸線方
向に相対移動できるようになっている。中空ロッド部２
３の内端すなわちシリンダ部１６の内側に位置する端部
に、ピストン状のホルダ２５が設けられており、このホ
ルダ２５の外周部にベアリング２６が設けられている。

第１運動部材１５と第２運動部材２２は、第１図に示さ
れる中立位置を境にして、上下方向に所定のストローク
で往復移動することができる。第１運動部材１５に対す
る第２運動部材２２の伸び側のストロークエンドは、伸
び側ストッパ部３０によって規制され、縮み側のストロ
ークエンドは縮み側ストッパ部３１によって規制される
ようになっている。これらストッパ部３０．３１には、
弾性材料からなるラバーバンバが装着されてもよい。

第２運動部材２２の上端にアイ等のジヨイント部３２が
設けられている。このジヨイント部３２は、図示しない
ボールジヨイント等の継手を介して、スタビライザ本体
２のアーム部７に連結される。

シリンダ部１６の内部に、永久磁石４０と中心磁極４１
が、シリンダ部１６と同心状に設けられている。永久磁
石４０の磁力は、磁路としてのシリンダ部１６に作用し
、シリンダ部１６と中心磁極４１との間のギャップ４２
に、その断面円を径方向に横切る磁束（第４図に矢印ｆ
ｌで示す方向の磁束）が生じるようになっている。

一方、第２運動部材２２の中空ロッド部２３にコイル４
５が設けられている。コイル４５の巻線は、第４図に一
部を示したように、上記ギャップ４２の断面の弧と平行
に、かつ運動方向ｆ２に対して垂直に、中心磁極４１を
囲むように巻かれている。コイル４５は上記磁束を横切
るため、第１運動部材１５と第２運動部材２２が矢印ｆ
２方向に移動すると、周知の電磁誘導作用により、移動
方向に応じて右回りまたは左回り方向ｆ３の電流がコイ
ル４５に誘起される。

また、逆に、コイル４５に外部から電流を供給した場合
には、電流が流れる方向に応じて、コイル４５に軸線方
向（矢印ｆ２方向）力が生じるものである。すなわち上
述したシリンダ部１６や永久磁石４０、中心磁極４１、
コイル４５等は直動形の電磁アクチュエータ４６を構成
し、この電磁アクチュエータ４６は、ボイスコイル形リ
ニヤモータとしての機能を発揮する。但し、他の形式の
りニヤモータが使われてもよい。

第２図に示されるように、コイル４５にケーブル５０を
介して切換スイッチ５１が接続されている。切換スイッ
チ５１は、電力消費回路５２と電力供給回路５３のいず
れか一方を選択的にコイル４５に接続するものである。

電力消費回路５２は、電流制御部５５と、電力消費手段
の一例としての放熱機５６などからなる。この放熱機５
６は、電流制御部５５を通じて供給されてくる電流の大
きさに応じて電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、
外部に放出する機能をもっている。従って、放出される
エネルギーの量は電流制御部５５によって制御される。

第５図は、放熱機５６に供給する電流と、電磁アクチュ
エータ４６に発生する減衰力との関係を示している。

一方、電力供給回路５３は、電力制御部６０と電源６１
などから構成されている。電源６１は自動車のバッテリ
などから供給される直流電流を電力制御部６０に送るよ
うになっている。切換スイッチ５１が電力供給回路５３
側に切換わっている時、電源６１からの電気エネルギー
は電力制御部６０を経てコイル４５に送られ、そのエネ
ルギーの大きさに応じて電磁アクチュエータ４６の発生
する力の強弱が制御される。第６図は、電磁アクチュエ
ータ４６に供給する電流と、電磁アクチュエータ４６が
発生する力との関係を示している。

上記切換スイッチ５１は手動で切換えてもよいし、ある
いは後述する演算回路６５等が出力する信号に基づいて
自動的に切換操作を行なうようにしてもよい。

切換スイッチ５１と電流制御部５５と電力制御部６０は
、マイクロコンピュータ等を用いた演算回路６５に接続
されている。演算回路６５には、横加速度センサ６６と
、変位センづ６７と、ステアリングセンサ６８と、アク
セルセンサ６９が接続され、各センサ６６〜６９がら送
出される信号が演算回路６５に入力されるようになって
いる。

横加速度センサ６６は、車両の旋回時に車体に作用する
遠心力の大きさに応じた横方向の加速度、いわゆる横Ｇ
の大きさを検出する。変位センサ６７は、第１運動部材
１５と第２運動部材２２の変位の大きさを検出する。ス
テアリングセンサ６８は、ステアリングホイールの操舵
角を検出する。そしてアクセルセンサ６９は、アクセル
ペダルの踏込み量を検出する機能をもっている。演算回
路６５は、各センサ６６〜６９等により送られてくる情
報を演算処理して制御信号を発生する。

次に、上記構成のスタビライザ装置１の作用について説
明する。

車両が平坦な良路を直進する時のように、車体が中立の
姿勢にある時、第１図に示されるように第１運動部材１
５と第２運動部材２２は互いに中立位置で静止している
。

直進走行時に片輪が路面の凹凸を通過すると、スタビラ
イザ本体２のアーム部６，７のうちの片輪側か上下方向
に変位する。その片輪側の変位はトーション部８を介し
て池幅側に伝わろうとするが、変位量が小さいうちは、
第１運動部材１５と第２運動部材２２とが相対移動でき
る範囲で、変位を吸収することができる。

この場合、第１運動部材１５と！２運動部材２２が相対
移動することによりコイル４５に起電力が生じる。そし
てこの起電力によるエネルギーを放熱機５６によって外
部に放出することにより、電磁アクチュエータ４６に減
衰力が生じる。

しかして、車両が直進走行する際には、例えば電流制御
部５５において放熱機５６への電流をカットすることに
より、実質的に減衰力が生じないようにすることができ
るため、上記相対運動は抵抗を受けることなく移動が許
容される。このため、第７図に実線で示す特性ｃ−ｄ−
０−ｅ−ｆのように、変位ゼロの状態から一定の変位ｄ
またはｅに至るまでは、実質的にスタビライザ反力は発
揮されず、片輪側に生じた変位がソフトに吸収される。

従って、走行中のゴツゴツ感を生じることを防止できる
とともに、車体の揺れも小さくなり、タイヤ接地力も増
すなど直進走行性が向上する。

なお、第７図中に２点鎖線で示す直線的な特性ａ−０−
ｂは、制御機能をもたない従来の一般的なスタビライザ
の特性を示している。

上記のように第１運動部材１５と第２運動部材２２とが
相対移動する際に、電流制御部５５によって放熱機５６
に送る電流の大きさを変えると、放熱機５６によって消
費される電気エネルギーの量が変化することにより、減
衰力が変化する。すなわち放熱機５６に送る電流が大き
くなるほど大きな減衰力が得られるため、例えば第７図
にｄ’−ｅ’あるいはｄ’−ｅ’で示すような特性のス
タビライザ反力を生じさせることができる。

このように、放熱機５６へ供給する電流を適宜に変化さ
せることによって、ａ−０−ｄ−ｃおよびｂ−０−ｅ−
ｆで囲まれる範囲内で任意の特性が得られる。

なお、第１運動部材１５と第２運動部材２２の相対移動
量が所定値ｄ、ｅを越えると、ホルダ２５がストッパ部
３０．３１のいずれか一方に突き当たり、それ以降の変
位に対しては第１運動部材１５と第２運動部材２２が一
体的に動くようになるため、スタビライザ反力が生じる
。

旋回走行時のように、車体のロール角に応じてスタビラ
イザ本体２のアーム部６．７に左右逆相の入力があると
、アーム部６，７が互いに逆方向に曲がるとともに、ト
ーション部８がねじられる。

例えば車両が右旋回する時、旋回外側に位置する一方の
アーム部７は、車体が沈み込むことによって、第３図に
２点鎖線で示すように下方に変位する。旋回内側に位置
する他方のアーム部６は、車体が浮上がることによって
上方に変位しようとする。

この場合には、第２運動部材２２の中空ロッド部２３が
シリンダ部１６に押込まれる方向に力が働き、この力は
旋回の程度がきついほど大きくなる。そこで、旋回の程
度がきつくなるほど、放熱機５６に送る電気エネルギー
が大きくなるように電流制御部５５による制御を行なう
ことによって、大きな減衰力を得るようにする。

以上の説明は、切換スイッチ５１を電力消費回路５２側
に切換えた場合であるが、切換スイッチ５１を電力供給
回路５３側に切換えた場合には、電源６１からの電気エ
ネルギーをコイル４５に送り込むことにより、供給する
電力の大きさに応じて第１運動部材１５と第２運動部材
２２との相対運動を制御する力が生じる。すなわち電力
制御部６０は電磁アクチュエータ４６が生じる力の強弱
を制御し、電気エネルギーの与え方によって、第８図中
のｃ−ｇ−ｆ−ｈで囲まれる範囲内で任意の特性を得る
ことができる。

なお、左旋回する場合には、スタビライザ本体２に人力
される荷重の向きが右旋回時とは逆になるため、第１運
動部材］５と第２運動部材２２の動く方向が上記とは逆
になるが、基本的な動作は右旋回の場合と同様である。

前述したように、直進走行時には、電磁アクチュエータ
４６から電気エネルギーを取り出したり、電気エネルギ
ーを供給することなくフリー状態とすることで、低いロ
ール剛性が得られるから、路面の凹凸によるゴツゴツ感
が減少し、良好な乗り心地が得られる。

またスラローム走行時には、電磁アクチュエータ４６か
ら電気エネルギーを取り出し、第１運動部材１５と第２
運動部材２２の相対運動を減衰させる作用で、スラロー
ム走行時に発生するロールの揺り返１７を減少させるこ
とができ、安全性が増す。また、サスペンションの路面
に対する追従性が向上するので、旋回性能が向上する。

更にこのスタビライザ装置１を前輪と後輪にそれぞれ装
着し、前輪と後輪でロール剛性を独立して制御するよう
にすれば、アンダーステア、オーバーステア、ニュート
ラルステアといったステア特性を旋回状況に応じて適宜
に制御することが可能である。

高速旋回時には、電力供給回路５３により、電磁アクチ
ュエータ４６に電気エネルギーを与えて第１運動部材１
５と第２運動部材２２との相対運動を制御する力を発生
する作用で、車両のロール角をゼロまたはマイナスとす
ることができ、タイヤの対地キャンバを一定に保つこと
ができるので、旋回性能が飛躍的に向上する。前輪と後
輪のロール剛性を独立に制御することで、アンダーステ
ア、オーバーステア、ニュートラルステアといったステ
ア特性を制御することも可能である。

なお、前記実施例とは逆に、第１運動部材１５をスタビ
ライザ本体２に連結し、第２運動部材２２を車体または
サスペンション側の取付部に連結するようにしてもよい
。

［発明の効果］ 本発明によれば、直進走行やスラローム、旋回走行等の
走行状況に応じてスタビライザ反力を無段階的に任意に
調整することができ、乗り心地と操縦安定性を最適に設
定することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はスタビライザ
用連結機構の断面図、第２図は第１図に示された連結機
構の電磁アクチュエータに接続される回路を示すブロッ
ク図、第３図は第１図に示された連結機構を有するスタ
ビライザ装置の斜視図、第４図は第１図に示された電磁
アクチュ、エータの一部を示す斜視図、第５図は放熱機
へ供給する電流と減衰力の関係を示す図、第６図は電磁
アクチュエータへ供給する電流と電磁アクチュエータが
発生ずる力の関係を示す図、第７図は電磁アクチュエー
タからエネルギーを取出す場合のロール角とスタビライ
ザ反力との関係を示す図、第８図は電磁アクチュエータ
に電力を供給する場合に特性を変化させることができる
範囲を示す図である。 １・・・スタビライザ装置、２・・・スタビライザ本体
、３・・・連結機構、６，７・・・アーム部、８・・・
トーション部、１５・・・第１運動部材、２２・・・第
２運動部材、４０・・・磁石、４５・・・コイル、４６
・・・電磁アクチュエータ、５２・・・電力消費回路、
５３・・・電力供給回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 復元反力 第３図 第４図 放熱機へ供給する電流 第５図 電ｍ７クチユエータへ供給する電凛 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 左右一対のアーム部およびこれらアーム部間に位置する
   トーション部を備えたスタビライザ本体と、上記スタビ
   ライザ本体を車体またはサスペンション側の取付部に連
   結する連結機構とを有するスタビライザ装置であって、 上記連結機構は、上記取付部およびスタビライザ本体の
   うちの一方に連動する第１運動部材に設けられた磁石と
   、他方に連動する第２運動部材に設けられかつ上記磁石
   の磁界を横切るコイルとを備えた直動形電磁アクチュエ
   ータが使用され、かつ上記磁石とコイルとが相対運動す
   る際にコイルに生じる起電力の電気エネルギーを放出可
   能な電力消費手段と、上記コイルに電力を供給可能な電
   力供給手段とを具備したことを特徴とする車両用スタビ
   ライザ装置。