JP3943554B2

JP3943554B2 - Stabilizer control device

Info

Publication number: JP3943554B2
Application number: JP2004090741A
Authority: JP
Inventors: 彰哉種子田; 勝巳鈴木; 秀行小林; 修一武馬; 雅朗田畑; 真吾浦馬場
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2004314947A

Description

本発明は、車両のスタビライザ制御装置に関し、特に、左右車輪間に配設するスタビライザのねじり力を可変制御す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 variably controls a torsional force of a stabilizer disposed between left and right wheels.

一般的に、車両のスタビライザ制御装置は、車両の旋回走行中にスタビライザバーの作用により適切なロールモーメントを外部から付与し、車体のロール運動を低減または抑制するように構成されている。この機能を実現するため、例えば特許文献１には、スタビライザバーを二分割し、その半部分間に電気機械式旋回アクチュエータを設けた車両の横揺れ安定化装置が提案されている。そして、二分割されたスタビライザバーの間に電動機（モータ）と減速歯車装置が介装されている。 In general, a stabilizer control device for a vehicle is configured to reduce or suppress a roll motion of a vehicle body by applying an appropriate roll moment from the outside by an action of a stabilizer bar while the vehicle is turning. In order to realize this function, for example, Patent Document 1 proposes a vehicle roll stabilization device in which a stabilizer bar is divided into two and an electromechanical turning actuator is provided between the two half portions. An electric motor (motor) and a reduction gear device are interposed between the two divided stabilizer bars.

上記の減速歯車装置は一般的な多段遊星歯車機構であるが、大きな減速比を得ることができる減速機構として、不思議遊星歯車機構が知られている。これは、例えば非特許文献１において、歯数の異なる一対の内歯太陽歯車（静止太陽歯車及び回転太陽歯車）を共通の遊星歯車に噛み合わせた遊星歯車機構と説明されている。また、大きな減速比を得ることができる減速機構の他の態様として、非特許文献２に開示されたハーモニックドライブ（株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズの登録商標）と呼ばれる歯車機構も知られている。 The above reduction gear device is a general multi-stage planetary gear mechanism, but a mysterious planetary gear mechanism is known as a reduction mechanism capable of obtaining a large reduction ratio. This is described, for example, in Non-Patent Document 1 as a planetary gear mechanism in which a pair of internal sun gears (stationary sun gear and rotating sun gear) having different numbers of teeth are meshed with a common planet gear. As another aspect of the speed reduction mechanism that can obtain a large speed reduction ratio, a gear mechanism called harmonic drive (registered trademark of Harmonic Drive Systems Co., Ltd.) disclosed in Non-Patent Document 2 is also known.

特表２００２−５１８２４５号公報Special table 2002-518245 gazette 小川潔・加藤功著「機構学」、森北出版株式会社、１９７６年３月１日第１版第７刷発行、１６４頁乃至１６５頁Ogawa Kiyoshi and Kato Isao "Mechanical Studies", Morikita Publishing Co., Ltd., published on March 1, 1976, 1st edition, 7th edition, pages 164 to 165 「ハーモニックドライブの原理」[online]. [retrieved on 2004-2-13]. Retrieved from the Internet: <URL:http://www.hds.co.jp/hd/index.html>“Principle of Harmonic Drive” [online]. [Retrieved on 2004-2-13]. Retrieved from the Internet: <URL: http: //www.hds.co.jp/hd/index.html>

上記特許文献１に開示された車両の横揺れ安定化装置においては、二分割されたスタビライザバーの間に電動機（モータ）と減速歯車装置が介装されている。この場合において、電動機（モータ）と減速歯車装置はアクチュエータとして一体的に構成されており、従前の（一体の）スタビライザバーに対し、略アクチュエータの長手方向（軸方向）の寸法分だけ、短くなっている。従って、アクチュエータが非作動時に、スタビライザバーのみによって必要なねじり力を確保するためには、従前の（一体の）スタビライザバーに比べ、材質が同じであれば、二分割されたスタビライザバーの方が大型となる。 In the roll stabilization device for a vehicle disclosed in Patent Literature 1, an electric motor (motor) and a reduction gear device are interposed between the stabilizer bars divided into two. In this case, the electric motor (motor) and the reduction gear device are integrally configured as an actuator, and are shorter than the conventional (integrated) stabilizer bar by the length in the longitudinal direction (axial direction) of the actuator. ing. Therefore, in order to ensure the necessary torsional force only with the stabilizer bar when the actuator is not in operation, if the material is the same compared to the previous (integrated) stabilizer bar, the two-divided stabilizer bar is better. It becomes large.

このように、上記特許文献１の横揺れ安定化装置の構成においては、アクチュエータ全体として大型化が不可避となる。特に、車両搭載時にスタビライザバーの端部をサスペンションメンバに固定する必要があり、車両に搭載する上で制約があるため、アクチュエータの大型化は極めて不利となる。 Thus, in the structure of the roll stabilization apparatus of the said patent document 1, the enlargement of the whole actuator becomes inevitable. In particular, it is necessary to fix the end portion of the stabilizer bar to the suspension member when the vehicle is mounted, and there is a limitation in mounting the vehicle on the vehicle, so that the increase in size of the actuator is extremely disadvantageous.

そこで、本発明は、スタビライザのねじり力を制御するためのアクチュエータの小型化を図ると共に、アクチュエータ非作動時における一対のスタビライザバーのみによるねじり力をできるだけ大きくし、装置全体として小型、軽量化を可能とするスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention aims to reduce the size of the actuator for controlling the torsional force of the stabilizer and to increase the torsional force by only the pair of stabilizer bars when the actuator is not in operation as much as possible, thereby reducing the size and weight of the entire device. It is an object to provide a stabilizer control device.

上記の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーと、モータ及び減速機構を有し、該減速機構を介して前記一対のスタビライザバーが連結され、前記モータの駆動によって前記一対のスタビライザバーに対してねじり力を付与するアクチュエータとを備えたスタビライザ制御装置において、前記減速機構は、第１の歯車と、該第１の歯車に対して相対的に回転速度差を生じさせる第２の歯車とを備え、前記第１の歯車と前記第２の歯車は同軸で近接配置され、前記一対のスタビライザバーは、相互に対向する夫々の端面が、夫々前記第１の歯車と前記第２の歯車に接続されて、前記減速機構内で近接配置されており、且つ、前記モータと前記減速機構とが同一のハウジングに収容され、該ハウジング内において、前記モータを貫通して前記第１の歯車に接合される前記一対のスタビライザバーの一方が、前記モータと前記第１の歯車とを挟む両側にて両持ちで支持されたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention has a pair of stabilizer bars disposed between left and right wheels of a vehicle, a motor, and a speed reduction mechanism. A pair of stabilizer bars connected to each other, and a stabilizer control device comprising an actuator that applies a torsional force to the pair of stabilizer bars by driving the motor, wherein the speed reduction mechanism includes a first gear, A second gear that causes a rotational speed difference relative to the first gear, the first gear and the second gear are coaxially arranged close together, and the pair of stabilizer bars are mutually connected the end face of each of the opposed, being connected respectively to the first gear to the second gear, the are arranged close in a speed reduction mechanism, and, housings and the motor and the speed reduction mechanism is the same In the housing, one of the pair of stabilizer bars that penetrate the motor and are joined to the first gear is supported at both sides sandwiching the motor and the first gear. It was supported by .

前記減速機構は、請求項２に記載のように、前記第１の歯車と前記第２の歯車が、歯数の異なる一対の内歯歯車から成り、該一対の内歯歯車に共通の遊星歯車を噛合して成る不思議遊星歯車機構で構成されたものとするとよい。あるいは、前記減速機構は、請求項３に記載のように、前記第１の歯車と前記第２の歯車が互いに噛合するように構成することとしてもよい。 The speed reduction mechanism according to claim 2, wherein the first gear and the second gear are composed of a pair of internal gears having different numbers of teeth, and a planetary gear common to the pair of internal gears. It is good to be comprised with the mysterious planetary gear mechanism formed by meshing. Alternatively, as described in claim 3, the speed reduction mechanism may be configured such that the first gear and the second gear mesh with each other.

更に、請求項４に記載のように、前記ハウジングの内側に前記第２の歯車が一体的に接合されると共に、前記一対のスタビライザバーの他方が前記ハウジングに一体的に接合されたものとするとよい。 Further , as described in claim 4, when the second gear is integrally joined to the inside of the housing and the other of the pair of stabilizer bars is integrally joined to the housing. Good.

而して、請求項１に記載のスタビライザ制御装置によれば、減速機構は、第１の歯車と、この第１の歯車に対して相対的に回転速度差を生じさせる第２の歯車とを備え、第１の歯車と第２の歯車は同軸で近接配置され、一対のスタビライザバーの端面は、夫々第１の歯車と第２の歯車に接続されて、減速機構内で近接配置されているので、スタビライザバーの両端面間の間隙は、減速機構の全長に比し極めて小さくなる。この結果、一対のスタビライザバーは、一体の（アクチュエータを介装しない分割前の）スタビライザバーと略同じ全長を確保し得るので、各スタビライザバーを、一体のスタビライザバーと同じ材質で形成することができ、略同じ外径及び重量とすることができる。従って、従来装置に比べ、コストアップを惹起することなく、大幅の小型化、軽量化が可能となる。特に、スタビライザバーの一方が、モータと第１の歯車とを挟む両側にて両持ちでハウジングに支持されるように構成されているので、ハウジング及び減速機構の歯車にかかる曲げモーメントを、スタビライザバー、ハウジング、第１及び第２の歯車にて分担するように構成することができる。而して、ハウジング及び両歯車への曲げモーメントを大幅に低減することができ、ひいては、ハウジングの薄肉化、歯車の小型化が可能となる。 Thus, according to the stabilizer control device of the first aspect, the speed reduction mechanism includes the first gear and the second gear that causes a rotational speed difference relative to the first gear. The first gear and the second gear are coaxially arranged close to each other, and the end surfaces of the pair of stabilizer bars are connected to the first gear and the second gear, respectively, and are arranged close to each other in the speed reduction mechanism. Therefore, the gap between both end faces of the stabilizer bar is extremely small compared to the entire length of the speed reduction mechanism. As a result, the pair of stabilizer bars can ensure substantially the same overall length as the integrated stabilizer bar (before splitting without the actuator), so that each stabilizer bar can be formed of the same material as the integrated stabilizer bar. And can have substantially the same outer diameter and weight. Therefore, it is possible to significantly reduce the size and weight without causing an increase in cost as compared with the conventional device. In particular, since one of the stabilizer bars is configured to be supported by the housing with both ends sandwiching the motor and the first gear, the bending moment applied to the gears of the housing and the speed reduction mechanism can be reduced. The housing, the first gear, and the second gear can be shared. Thus, the bending moment to the housing and both gears can be greatly reduced, and consequently the housing can be made thinner and the gears can be made smaller.

例えば、前記減速機構を、請求項２に記載のように不思議遊星歯車機構で構成し、あるいは請求項３に記載のように構成すれば、装置全体としての小型、軽量化に留まらず、大きな減速比を確保し得る減速機構を構成することができる。 For example, if the speed reduction mechanism is configured by a mysterious planetary gear mechanism as described in claim 2, or if it is configured as described in claim 3, not only a reduction in size and weight of the entire device but also a large speed reduction can be achieved. A speed reduction mechanism that can ensure the ratio can be configured.

更に、請求項４に記載のように構成すれば、装置全体としての一層の小型、軽量化が可能となる。 Furthermore , if it comprises as described in Claim 4 , it will become possible further size reduction and weight reduction as the whole apparatus.

以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。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を備えた車両の全体構成を示すもので、車体（図示せず）にロール方向の運動が入力された場合に、ねじりばねとして作用する前輪側スタビライザＳＢｆと後輪側スタビライザＳＢｒが配設されている。これら前輪側スタビライザＳＢｆ及び後輪側スタビライザＳＢｒは、車体のロール運動である車体ロール角を抑制するために、各々のねじり力がスタビライザアクチュエータ（以下、単にアクチュエータという）ＦＴ及びＲＴによって可変制御されるように構成されている。尚、これらアクチュエータＦＴ及びＲＴは電子制御装置ＥＣＵ内のスタビライザ制御ユニットＥＣＵ１によって制御される。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 shows the overall configuration of a vehicle equipped with a stabilizer control device according to an embodiment of the present invention, which acts as a torsion spring when a movement in the roll direction is input to a vehicle body (not shown). A front wheel side stabilizer SBf and a rear wheel side stabilizer SBr are provided. In the front wheel side stabilizer SBf and the rear wheel side stabilizer SBr, the torsional force is variably controlled by stabilizer actuators (hereinafter simply referred to as actuators) FT and RT in order to suppress the vehicle body roll angle that is the roll motion of the vehicle body. It is configured as follows. The actuators FT and RT are controlled by a stabilizer control unit ECU1 in the electronic control unit ECU.

図１に示すように各車輪ＷＨxxには車輪速度センサＷＳxxが配設され（添字xxは各車輪を意味し、frは右側前輪、fl左側前輪、rrは右側後輪、rlは左側後輪を示す）、これらが電子制御装置ＥＣＵ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電子制御装置ＥＣＵに入力されるように構成されている。更に、ステアリングホイールＳＷの操舵角（ハンドル角）δｆ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ＸＧ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＹＧ、車両のヨーレイトＹｒを検出するヨーレイトセンサＹＲ等が電子制御装置ＥＣＵに接続されている。 As shown in FIG. 1, each wheel WHxx is provided with a wheel speed sensor WSxx (subscript xx means each wheel, fr is a right front wheel, fl left front wheel, rr is a right rear wheel, and rl is a left rear wheel. These are connected to the electronic control unit ECU, and the rotation speed of each wheel, that is, a pulse signal having a pulse number proportional to the wheel speed is input to the electronic control unit ECU. Furthermore, a steering angle sensor SA that detects the steering angle (handle angle) δf of the steering wheel SW, a longitudinal acceleration sensor XG that detects the longitudinal acceleration Gx of the vehicle, a lateral acceleration sensor YG that detects the lateral acceleration Gy of the vehicle, and a yaw rate of the vehicle A yaw rate sensor YR and the like for detecting Yr are connected to the electronic control unit ECU.

尚、電子制御装置ＥＣＵ内には、スタビライザ制御ユニットＥＣＵ１のほか、ブレーキ制御ユニットＥＣＵ２、操舵制御ユニットＥＣＵ３等が構成されており、これらの制御ユニットＥＣＵ１乃至３は夫々、通信用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた通信ユニット（図示せず）を介して通信バスに接続されている。而して、各制御システムに必要な情報を他の制御システムから送信することができる。 In addition to the stabilizer control unit ECU1, the electronic control unit ECU includes a brake control unit ECU2, a steering control unit ECU3, and the like. These control units ECU1 to ECU3 include a communication CPU, ROM, and It is connected to a communication bus via a communication unit (not shown) provided with a RAM. Thus, information necessary for each control system can be transmitted from another control system.

図２は、前輪側スタビライザＳＢｆの構成例（ＳＢｒも同様の構成）として前輪側スタビライザＳＢｆを示すもので、左右のスタビライザバー３１及び３２に二分割されており、夫々の一端が左右の車輪（図示せず）に接続され、夫々の他端がアクチュエータＦＴ内で連結されている（詳細は後述する）。尚、スタビライザバー３１及び３２は保持手段５１及び５２により車体に保持される。 FIG. 2 shows a front wheel side stabilizer SBf as a configuration example of the front wheel side stabilizer SBf (SBr has the same configuration), which is divided into left and right stabilizer bars 31 and 32, and one end of each of the left and right wheels ( The other end of each is connected within the actuator FT (details will be described later). The stabilizer bars 31 and 32 are held on the vehicle body by holding means 51 and 52.

アクチュエータＦＴ及びＲＴは、何れも、モータＭと減速機構ＲＤを備え、例えば図３を参照して後述するように構成されている。尚、本実施形態のモータＭは３相からなるブラシレスモータが用いられるが、これに限定されるものではなく、他の相数を有するモータを用いることとしてもよく、ブラシ付モータを用いることとしてもよい。 Each of the actuators FT and RT includes a motor M and a speed reduction mechanism RD, and is configured as described later with reference to FIG. 3, for example. The motor M of this embodiment is a three-phase brushless motor. However, the present invention is not limited to this, and a motor having another number of phases may be used. Also good.

而して、上記のスタビライザ制御ユニットＥＣＵ１において、車両のロールモーメントを能動的に制御するための車両アクティブロールモーメント目標値、並びに前後輪ロール剛性比率目標値に基づき、前輪及び後輪アクティブロールモーメント目標値が設定される。そして、これらの目標値に基づき前輪及び後輪用のアクチュエータＦＴ及びＲＴで発生すべきねじり力が決定され、モータＭが制御される。このように、アクチュエータＦＴによってスタビライザバー３１及び３２に対し積極的にねじり力を付与するように制御することで、車両の走行時に発生する車体ロールを抑制あるいは低減させることができる。尚、スタビライザ制御については上記の制御に限らず、例えば前掲の特許文献１に記載のように制御することとしてもよい。 Thus, in the stabilizer control unit ECU 1 described above, based on the vehicle active roll moment target value for actively controlling the roll moment of the vehicle and the front and rear wheel roll stiffness ratio target value, the front wheel and rear wheel active roll moment targets Value is set. Based on these target values, the torsional force to be generated by the front and rear wheel actuators FT and RT is determined, and the motor M is controlled. Thus, by controlling the actuator FT to positively apply a torsional force to the stabilizer bars 31 and 32, it is possible to suppress or reduce the body roll generated when the vehicle travels. Note that the stabilizer control is not limited to the above-described control, and may be controlled as described in, for example, Patent Document 1 described above.

次に、本発明が特徴とするアクチュエータの具体的態様について詳述する。図１に示すアクチュエータＦＴ及びＲＴは実質的に同じ構成であるので、両アクチュエータに供し得る実施形態について以下に説明する。図３及び図４は、モータＭとしてブラシレス型ＤＣモータ（ブラシレスモータ）１０を用い、減速機構ＲＤとして不思議遊星歯車機構２０を用いた実施形態を示し、図３はそのスケルトン図であり、図４は具体的な断面図であるので、対応する構成要素については同一の符号で示している。本実施形態のブラシレスモータ１０と不思議遊星歯車機構２０は一体的に構成され、同一のハウジング１に収容されている。 Next, a specific aspect of the actuator characterized by the present invention will be described in detail. Since the actuators FT and RT shown in FIG. 1 have substantially the same configuration, embodiments that can be used for both actuators will be described below. 3 and 4 show an embodiment in which a brushless DC motor (brushless motor) 10 is used as the motor M and a mysterious planetary gear mechanism 20 is used as the speed reduction mechanism RD, and FIG. 3 is a skeleton diagram thereof. Since these are specific cross-sectional views, corresponding components are denoted by the same reference numerals. The brushless motor 10 and the mysterious planetary gear mechanism 20 according to the present embodiment are integrally formed and accommodated in the same housing 1.

上記の不思議遊星歯車機構２０においては、一対のスタビライザバーを構成するスタビライザバー３１及び３２が、夫々、第１の歯車及び第２の歯車を構成するリングギヤ２５及びリングギヤ２６に一体的に接合されている。スタビライザバー３１及び３２は、図３及び図４に間隙Ｄｆで示すように、相互に対向する夫々の端面が、ハウジング１の中に配設される減速機構ＲＤ内で、近接配置されている。具体的には、図４に示すように、スタビライザバー３１は、リングギヤ２５と一体成形されたエンドプレート２５ｅに固定されており、従って、結果的に第１の歯車たるリングギヤ２５に一体的に接合されている。また、スタビライザバー３２に関しては、その先端に一体成形されたエンドプレート３２ｅが、スプライン結合によりハウジング１に固定され、このハウジング１の内側にはリングギヤ２６が一体的に形成されているので、結果的に第２の歯車たるリングギヤ２６に一体的に接合されている。 In the mysterious planetary gear mechanism 20, the stabilizer bars 31 and 32 constituting the pair of stabilizer bars are integrally joined to the ring gear 25 and the ring gear 26 constituting the first gear and the second gear, respectively. Yes. As shown by a gap Df in FIGS. 3 and 4, the stabilizer bars 31 and 32 are arranged close to each other in the speed reduction mechanism RD arranged in the housing 1. Specifically, as shown in FIG. 4, the stabilizer bar 31 is fixed to an end plate 25e formed integrally with the ring gear 25. As a result, the stabilizer bar 31 is integrally joined to the ring gear 25 as the first gear. Has been. Further, with respect to the stabilizer bar 32, an end plate 32e integrally formed at the tip thereof is fixed to the housing 1 by spline coupling, and the ring gear 26 is integrally formed inside the housing 1, and as a result, Are integrally joined to a ring gear 26 as a second gear.

リングギヤ２５とリングギヤ２６は、相互に歯数が異なる（例えば６０と６２）内歯歯車で、これらに噛合する共通の遊星歯車として、３個のプラネタリギヤ２４がスタビライザバー３１の軸を中心に公転可能に支持されている。而して、これらによって不思議遊星歯車機構が構成されるが、本実施形態では、ブラシレスモータ１０の仕様及び減速機構の減速比が考慮され、２段の遊星歯車列が用いられている。即ち、図５に図４のＡ−Ａ断面を示すように、ブラシレスモータ１０のロータ１２にスプライン結合されるサンギヤ２１は、３個の初段プラネタリギヤ（代表して２２で表す）に噛合するように配置されている。 The ring gear 25 and the ring gear 26 are internal gears having mutually different numbers of teeth (for example, 60 and 62), and three planetary gears 24 can revolve around the axis of the stabilizer bar 31 as a common planetary gear meshing with them. It is supported by. Thus, a mysterious planetary gear mechanism is constituted by these. In this embodiment, the specification of the brushless motor 10 and the reduction ratio of the reduction mechanism are taken into consideration, and a two-stage planetary gear train is used. That is, as shown in the AA cross section of FIG. 4 in FIG. 5, the sun gear 21 spline-coupled to the rotor 12 of the brushless motor 10 is engaged with three first-stage planetary gears (typically represented by 22). Has been placed.

初段プラネタリギヤ２２はサンギヤ２３に回転（自転）可能に支持されると共に、スタビライザバー３１の軸（即ちサンギヤ２１及び２３の軸）を中心に回転（公転）可能に支持されている。更に、これらの初段プラネタリギヤ２２は前述のようにサンギヤ２１に噛合すると共に、リングギヤ２６に噛合するように配置され、サンギヤ２１とリングギヤ２６との間で自転しつつ、スタビライザバー３１の軸を中心に公転し得るように支持されている。そして、２段目のプラネタリギヤ２４は、サンギヤ２３に噛合すると共に、リングギヤ２５及び２６に噛合するように配置され、サンギヤ２３とリングギヤ２５及び２６との間で自転しつつ、スタビライザバー３１の軸を中心に公転し得るように支持されている。 The first stage planetary gear 22 is supported by the sun gear 23 so as to be able to rotate (spin), and is supported so as to be able to rotate (revolve) around the axis of the stabilizer bar 31 (that is, the axes of the sun gears 21 and 23). Further, the first-stage planetary gears 22 are arranged so as to mesh with the sun gear 21 and mesh with the ring gear 26 as described above, and rotate around the sun gear 21 and the ring gear 26 while centering on the axis of the stabilizer bar 31. It is supported so that it can revolve. The second stage planetary gear 24 meshes with the sun gear 23 and is arranged so as to mesh with the ring gears 25 and 26, and rotates between the sun gear 23 and the ring gears 25 and 26 while rotating the shaft of the stabilizer bar 31. It is supported so that it can revolve around the center.

尚、前掲の非特許文献１における不思議歯車機構は減速機構単体であるのに対し、本実施形態ではブラシレスモータ１０と連結され、その出力によって、リングギヤ２５及びリングギヤ２６（ひいてはスタビライザバー３１及び３２）が相対的に駆動されるものであるので、形式上は非特許文献１にいう静止太陽歯車がリングギヤ２６に対応し、回転太陽歯車がリングギヤ２５に対応するが、入出力の関係が非特許文献１とは相違している。 Note that the mysterious gear mechanism in Non-Patent Document 1 described above is a speed reduction mechanism alone, but in the present embodiment, it is connected to the brushless motor 10, and the ring gear 25 and the ring gear 26 (and thus the stabilizer bars 31 and 32) depending on the output. Since the stationary sun gear corresponds to the ring gear 26 and the rotating sun gear corresponds to the ring gear 25, the input / output relationship is non-patent document. 1 is different.

一方、ブラシレスモータ１０は、図３に示すように、固定子たるステータ１１と回転子たる中空のロータ１２を有し、このロータ１２がスタビライザバー３１を中心に回動可能に支持されると共に、ロータ１２を囲繞するように、ステータ１１がハウジング１の内面に固着されている。ロータ１２は、円筒部材の外周面に多極の磁石（図示せず）が取付けられたもので、図４に示すように、その両端が軸受（代表して１２ｂで表す）を介してハウジング１及びその蓋部材２の内面に回転可能に支持され、これらの中空部内にスタビライザバー３１が挿通されている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the brushless motor 10 includes a stator 11 as a stator and a hollow rotor 12 as a rotor, and the rotor 12 is rotatably supported around a stabilizer bar 31. A stator 11 is fixed to the inner surface of the housing 1 so as to surround the rotor 12. The rotor 12 has a multipolar magnet (not shown) attached to the outer peripheral surface of a cylindrical member. As shown in FIG. 4, both ends of the rotor 12 are provided with bearings (typically represented by 12b) through the housing 1. In addition, the stabilizer bar 31 is inserted into these hollow portions so as to be rotatably supported on the inner surface of the lid member 2.

スタビライザバー３１は第１の歯車たるリングギヤ２５に接合され、このリングギヤ２５は軸受３１ａを介してハウジング１の内面に回転可能に支持されている。また、スタビライザバー３１はモータ１０の外側で、軸受３１ｂを介して蓋部材２の内面に回転可能に支持されている。本実施形態では蓋部材２はハウジング１と別部材とされているが、一体としてもよく、これらによって、本発明でいうハウジングが構成されている。つまり、本実施形態では、ハウジング（ハウジング１及び蓋部材２）内において、ロータ１２を貫通して第１の歯車（リングギヤ２５）に接合される一対のスタビライザバーの一方（スタビライザバー３１）が、モータ（ブラシレスモータ１０）と第１の歯車（リングギヤ２５）とを挟む両側にて両持ちで支持された構成となっている。これにより、負荷となる曲げモーメントは、スタビライザバー３１、ハウジング１及び蓋部材２、並びにリングギヤ２５及び２６にて適切に分担される。 The stabilizer bar 31 is joined to a ring gear 25 as a first gear, and the ring gear 25 is rotatably supported on the inner surface of the housing 1 via a bearing 31a. The stabilizer bar 31 is rotatably supported on the inner surface of the lid member 2 via the bearing 31b outside the motor 10. In the present embodiment, the lid member 2 is a separate member from the housing 1, but may be integrated, and these constitute a housing according to the present invention. That is, in the present embodiment, one of the pair of stabilizer bars (stabilizer bar 31) that penetrates the rotor 12 and is joined to the first gear (ring gear 25) in the housing (housing 1 and lid member 2) The motor (brushless motor 10) and the first gear (ring gear 25) are sandwiched and supported on both sides. Thereby, the bending moment which becomes a load is appropriately shared by the stabilizer bar 31, the housing 1 and the lid member 2, and the ring gears 25 and 26.

更に、スタビライザバー３１の軸回転を検出するための回転センサ４０が、ハウジング１内に配置されている。本実施形態の回転センサ４０は、ロータ１２の磁石と同相となるように着磁されロータ１２の外周面に環状に配置された磁石４１と、これに対向するようにハウジング１内に支持されたホールＩＣ４２で構成されているが、例えば光学式ロータリ−エンコーダ等、他の回転センサを用いることとしてもよい。 Further, a rotation sensor 40 for detecting the shaft rotation of the stabilizer bar 31 is disposed in the housing 1. The rotation sensor 40 of the present embodiment is supported in the housing 1 so as to be opposed to a magnet 41 magnetized so as to be in phase with the magnet of the rotor 12 and arranged in an annular shape on the outer peripheral surface of the rotor 12. Although it is configured by the Hall IC 42, other rotation sensors such as an optical rotary encoder may be used.

而して、図３に示すように、スタビライザバー３１及び３２の端面が近接配置され、両端面間の間隙Ｄｆは、ハウジング１の全長Ｌｆと比較すれば明らかなように極めて小さく構成されている。この結果、スタビライザバー３１及び３２は、一体の（アクチュエータを介装しない分割前の）スタビライザバーと略同じ全長を確保し得るので、スタビライザバー３１及び３２を、従来の（一体の）スタビライザバーと同じ材質で形成することができ、略同じ外径及び重量とすることができる。従って、アクチュエータを具備していない車両と略同等の、車幅方向の設計自由度を確保することができる。 Thus, as shown in FIG. 3, the end surfaces of the stabilizer bars 31 and 32 are arranged close to each other, and the gap Df between the both end surfaces is configured to be extremely small as apparent from the total length Lf of the housing 1. . As a result, the stabilizer bars 31 and 32 can ensure substantially the same overall length as the integrated stabilizer bar (before splitting without the actuator), so that the stabilizer bars 31 and 32 can be replaced with the conventional (integrated) stabilizer bar. They can be made of the same material and can have substantially the same outer diameter and weight. Therefore, the design freedom in the vehicle width direction, which is substantially the same as that of a vehicle that does not include an actuator, can be ensured.

これに対し、仮に特許文献１の構成と同様、図８に示すように、モータＭ及び減速機構ＲＤを並設して成るアクチュエータを、スタビライザバー３１とスタビライザバー３２の間に介装すると、従来の（一体の）スタビライザバーに比べ、スタビライザバーの全長が短くなる。即ち、モータＭの軸方向長さＬｍと減速機構ＲＤの軸方向長さＬｒの合計長さ（Ｌｍ＋Ｌｒ）だけ、スタビライザバーの全長が短くなる。この結果、一体の（分割前の）スタビライザバーとしての機能を確保するには、一体の（分割前の）スタビライザバーに比し、同じ材質であれば、必然的に外径及び重量を大とせざるを得なくなる。また、スタビライザバーの材質を従前と異なるものとする場合には、コストアップ要因となる。 On the other hand, as in the configuration of Patent Document 1, as shown in FIG. 8, when an actuator having a motor M and a speed reduction mechanism RD arranged in parallel is interposed between the stabilizer bar 31 and the stabilizer bar 32, The total length of the stabilizer bar is shorter than that of the (integrated) stabilizer bar. That is, the total length of the stabilizer bar is reduced by the total length (Lm + Lr) of the axial length Lm of the motor M and the axial length Lr of the speed reduction mechanism RD. As a result, in order to secure the function as an integrated (before division) stabilizer bar, the outer diameter and weight are inevitably increased if the same material is used as compared to the integrated (before division) stabilizer bar. It must be. Further, when the stabilizer bar is made of a different material from the conventional material, it becomes a cost increase factor.

尚、図８に示す比較例においては不思議遊星歯車機構が用いられているので、特許文献１の図２に記載の多段プラネタリギヤから成る構成よりは、軸方向長さを短縮することが可能であるが、各ギヤの厚さが合計されるので、短縮化には自ずから限界がある。本実施形態においては、スタビライザバー３１がモータＭ及び減速機構ＲＤを実質的に貫通して、スタビライザバー３１及び３２の端面が近接配置されているので、図８の態様に比べ、更に略ハウジング１ｘの略軸方向長さ分だけが短縮されることになる。 Since the mysterious planetary gear mechanism is used in the comparative example shown in FIG. 8, the length in the axial direction can be shortened as compared with the configuration of the multistage planetary gear described in FIG. However, since the thicknesses of the respective gears are summed up, there is a limit to the shortening. In the present embodiment, the stabilizer bar 31 substantially penetrates the motor M and the speed reduction mechanism RD, and the end surfaces of the stabilizer bars 31 and 32 are arranged close to each other. Only the length in the substantially axial direction is shortened.

次に、図６及び図７は本発明のアクチュエータの他の実施形態に係り、モータＭとしては上記と同様のブラシレスモータ１０を用い、減速機構ＲＤとして前掲の非特許文献２に記載のハーモニックドライブ（株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズの登録商標）式の歯車機構（以下単に歯車機構という）６０を用いたもので、これらは一体的に構成され、同一のハウジング１ｈに収容されている。図６はそのスケルトン図で、図７は具体的な断面の一部を示し、対応する構成要素については同一の符号で示している。 Next, FIGS. 6 and 7 relate to another embodiment of the actuator of the present invention. As the motor M, the brushless motor 10 similar to the above is used, and as the speed reduction mechanism RD, the harmonic drive described in Non-Patent Document 2 described above. (Registered trademark of Harmonic Drive Systems Co., Ltd.) type gear mechanism (hereinafter simply referred to as a gear mechanism) 60 is used, which are integrally formed and accommodated in the same housing 1h. FIG. 6 is a skeleton diagram thereof, FIG. 7 shows a part of a specific cross section, and corresponding components are denoted by the same reference numerals.

歯車機構６０においては、スタビライザバー３１及び３２が、夫々、本発明の第１の歯車たる可撓性ギヤ６２及び第２の歯車たるリングギヤ６３に一体的に接合されている。尚、可撓性ギヤ６２は、非特許文献２では「フレクスプライン」と記載されているが、可撓性を有する（フレクシブルな）スプライン部材の短縮表現と解する。また、リングギヤ６３は非特許文献２では「サーキュラースプライン」と記載されている。本実施形態においても、スタビライザバー３１及び３２は、図６及び図７に間隙Ｄｈで示すように、相互に対向する夫々の端面が、ハウジング１の中に配設される減速機構ＲＤ内で、近接配置されている。 In the gear mechanism 60, the stabilizer bars 31 and 32 are integrally joined to the flexible gear 62 as the first gear and the ring gear 63 as the second gear of the present invention, respectively. The flexible gear 62 is described as “flex spline” in Non-Patent Document 2, but is understood as a shortened expression of a flexible (flexible) spline member. The ring gear 63 is described as “circular spline” in Non-Patent Document 2. Also in the present embodiment, the stabilizer bars 31 and 32 are provided within the speed reduction mechanism RD in which the respective end surfaces facing each other are disposed in the housing 1, as indicated by the gap Dh in FIGS. Closely arranged.

具体的には、図７に示すように、スタビライザバー３１に固定された可撓性ギヤの端部６２ｃが、軸受３１ｃを介し、スタビライザバー３２の接合端部３２ｃに対して相対的に回転可能に支持されている。更に、スタビライザバー３２の接合端部３２ｃはスプライン結合によりハウジング１ｈに固定されている。従って、スタビライザバー３１はロータ（図７では省略）を貫通し、可撓性ギヤの端部６２ｃにてハウジング１ｈに対して回転可能に支持されていることになる。一方、図６に示すように、ハウジング１ｈにはリングギヤ６３が固定されており、ブラシレスモータ１０のロータ１２は楕円ギヤ６１に一体的に接合され、可撓性ギヤ６２と連動するように構成されている。尚、この楕円ギヤ６１は、非特許文献２では「ウェーブジェネレータ」と記載されている。而して、本実施形態では、ハウジング１ｈ内において、ロータ（図７では省略）を貫通して第１の歯車（端部６２ｃ）に接合される一対のスタビライザバーの一方（スタビライザバー３１）が、モータ（図７では省略）と第１の歯車（端部６２ｃ）とを挟む両側にて両持ちで支持された構成となっており、前述の実施形態と同様、負荷となる曲げモーメントは適切に分担される。 Specifically, as shown in FIG. 7, the end portion 62c of the flexible gear fixed to the stabilizer bar 31 is rotatable relative to the joint end portion 32c of the stabilizer bar 32 via the bearing 31c. It is supported by. Further, the joint end 32c of the stabilizer bar 32 is fixed to the housing 1h by spline coupling. Therefore, the stabilizer bar 31 passes through the rotor (not shown in FIG. 7), and is supported rotatably with respect to the housing 1h by the end portion 62c of the flexible gear. On the other hand, as shown in FIG. 6, a ring gear 63 is fixed to the housing 1 h, and the rotor 12 of the brushless motor 10 is integrally joined to the elliptical gear 61 and is configured to be interlocked with the flexible gear 62. ing. The elliptical gear 61 is described as “wave generator” in Non-Patent Document 2. Thus, in the present embodiment, one of the pair of stabilizer bars (stabilizer bar 31) that passes through the rotor (not shown in FIG. 7) and is joined to the first gear (end portion 62c) is formed in the housing 1h. , And is supported by both ends sandwiching the motor (omitted in FIG. 7) and the first gear (end 62c), and the bending moment as a load is appropriate as in the above-described embodiment. To be shared.

尚、上記楕円ギヤ６１、可撓性ギヤ６２及びリングギヤ６３は、前掲の非特許文献２において夫々次のように説明されている。先ず、楕円ギヤ６１に対応するウェーブジェネレータは、楕円状カムの外周に薄肉のボールベアリングが装着された部品で、外輪はボールを介して弾性変形する。可撓性ギヤ６２に対応するフレクスプラインは、薄肉カップ状の金属弾性体の部品で、開口部外周に歯が刻まれている。そして、リングギヤ６３に対応するサーキュラースプラインは、剛体リング状の部品で、内周に歯が刻まれており、フレクスプライン（６２）より歯数が２枚多くなっている。これにより、例えばウェーブジェネレータが入力軸に取り付けられると共に、フレクスプラインが出力軸に取り付けられ、ウェーブジェネレータが回転駆動されると、上記のように歯数が異なるフレクスプラインがサーキュラースプラインに対して噛み合いながら回転し、減速されることとなる。 The elliptical gear 61, the flexible gear 62, and the ring gear 63 are described in the non-patent document 2 as follows. First, the wave generator corresponding to the elliptical gear 61 is a part in which a thin ball bearing is mounted on the outer periphery of the elliptical cam, and the outer ring is elastically deformed via the ball. The flex spline corresponding to the flexible gear 62 is a thin cup-shaped metal elastic part, and teeth are carved on the outer periphery of the opening. The circular spline corresponding to the ring gear 63 is a rigid ring-shaped part, and teeth are engraved on the inner periphery, and the number of teeth is two more than the flexspline (62). Thus, for example, when the wave generator is attached to the input shaft, the flex spline is attached to the output shaft, and the wave generator is driven to rotate, the flex splines with different numbers of teeth mesh with the circular spline as described above. It will rotate and be decelerated.

但し、前掲の非特許文献２に記載のハーモニックドライブ機構は減速機構単体であるのに対し、本実施形態ではブラシレスモータ１０と連結され、その出力によって、可撓性ギヤ６２及びリングギヤ６３（ひいてはスタビライザバー３１及び３２）が相対的に駆動されるものであるので、入出力の関係が非特許文献２とは相違している。 However, while the harmonic drive mechanism described in Non-Patent Document 2 described above is a single reduction mechanism, it is connected to the brushless motor 10 in this embodiment, and the flexible gear 62 and the ring gear 63 (and thus the stabilizer) are connected by the output. Since the bars 31 and 32) are relatively driven, the input / output relationship is different from that of NPL 2.

而して、図６及び図７に記載の実施形態によれば、スタビライザバー３１及び３２の端面間の間隙Ｄｈは極めて小さく、一体の（分割前の）スタビライザバーと略同じ全長を確保し得るので、スタビライザバー３１及び３２を、従来の（一体の）スタビライザバーと略同じ外径及び重量とすることができる。特に、本実施形態においては、その全長Ｌｈ（図６に示す）を、前述の実施形態における全長Ｌｆ（図３に示す）より更に短く構成でき、一層の小型化が可能となる。 Thus, according to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the gap Dh between the end faces of the stabilizer bars 31 and 32 is extremely small, and can have the same overall length as that of the integral (before dividing) stabilizer bar. Therefore, the stabilizer bars 31 and 32 can have substantially the same outer diameter and weight as the conventional (integral) stabilizer bar. In particular, in this embodiment, the total length Lh (shown in FIG. 6) can be configured to be shorter than the full length Lf (shown in FIG. 3) in the above-described embodiment, and further miniaturization becomes possible.

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車両の概要を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an outline of vehicles provided with a stabilizer control device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるアクチュエータの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the actuator in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるアクチュエータを示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるアクチュエータの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the actuator in one Embodiment of this invention. 図４のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA line cross section of FIG. 本発明の他の実施形態におけるアクチュエータを示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator in other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態におけるアクチュエータの具体的構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structural example of the actuator in other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に対する比較例として、アクチュエータの一部を従来と同様に構成した場合の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example at the time of comprising a part of actuator similarly to the past as a comparative example with respect to one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

ＳＢｆ前輪側スタビライザ
ＳＢｒ後輪側スタビライザ
ＦＴ，ＲＴアクチュエータ
ＳＷステアリングホイール
ＳＡ操舵角センサ
ＷＨfr, ＷＨfl, ＷＨrr, ＷＨrl 車輪
ＥＣＵ電子制御装置
Ｍモータ
ＲＤ減速機構
１０ブラシレスモータ
２０不思議遊星歯車機構
２５，２６リングギヤ
３１，３２スタビライザバー
１，１ｈ，１ｘハウジング
６０歯車機構
６１楕円ギヤ
６２可撓性ギヤ
６３リングギヤ
SBf Front wheel side stabilizer SBr Rear wheel side stabilizer FT, RT Actuator SW Steering wheel SA Steering angle sensor WHfr, WHfl, WHrr, WHrl Wheel ECU Electronic control unit M Motor RD Deceleration mechanism 10 Brushless motor 20 Mysterious planetary gear mechanism 25, 26 Ring gear 31 , 32 Stabilizer bar 1, 1h, 1x Housing 60 Gear mechanism 61 Elliptical gear 62 Flexible gear 63 Ring gear

Claims

車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーと、モータ及び減速機構を有し、該減速機構を介して前記一対のスタビライザバーが連結され、前記モータの駆動によって前記一対のスタビライザバーに対してねじり力を付与するアクチュエータとを備えたスタビライザ制御装置において、前記減速機構は、第１の歯車と、該第１の歯車に対して相対的に回転速度差を生じさせる第２の歯車とを備え、前記第１の歯車と前記第２の歯車は同軸で近接配置され、前記一対のスタビライザバーは、相互に対向する夫々の端面が、夫々前記第１の歯車と前記第２の歯車に接続されて、前記減速機構内で近接配置されており、且つ、前記モータと前記減速機構とが同一のハウジングに収容され、該ハウジング内において、前記モータを貫通して前記第１の歯車に接合される前記一対のスタビライザバーの一方が、前記モータと前記第１の歯車とを挟む両側にて両持ちで支持されていることを特徴とするスタビライザ制御装置。 A pair of stabilizer bars disposed between the left and right wheels of the vehicle, a motor and a speed reduction mechanism, the pair of stabilizer bars being connected via the speed reduction mechanism, and driving the motor to the pair of stabilizer bars In the stabilizer control device including an actuator that applies a torsional force, the speed reduction mechanism includes a first gear and a second gear that causes a rotational speed difference relative to the first gear. The first gear and the second gear are coaxially arranged close to each other, and the pair of stabilizer bars have end faces facing each other on the first gear and the second gear, respectively. is connected, the are arranged close in the reduction mechanism, and, between the motor and the speed reduction mechanism is accommodated in the same housing, within the housing, through said motor One of the pair of stabilizer bars to be joined to the serial first gear, the stabilizer control apparatus characterized by being supported canti both at both sides and the said motor first gear.

前記減速機構は、前記第１の歯車と前記第２の歯車が、歯数の異なる一対の内歯歯車から成り、該一対の内歯歯車に共通の遊星歯車を噛合して成る不思議遊星歯車機構で構成されてい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。 The reduction mechanism is a mysterious planetary gear mechanism in which the first gear and the second gear are composed of a pair of internal gears having different numbers of teeth, and a common planetary gear is meshed with the pair of internal gears. The stabilizer control device according to claim 1, comprising:

前記減速機構は、前記第１の歯車と前記第２の歯車が互いに噛合するように構成されてい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。 The stabilizer control device according to claim 1, wherein the speed reduction mechanism is configured such that the first gear and the second gear mesh with each other.

前記ハウジングの内側に前記第２の歯車が一体的に接合されると共に、前記一対のスタビライザバーの他方が前記ハウジングに一体的に接合されてい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。 Together with the second gear on the inside of the housing are integrally joined, the pair of stabilizer bars while the stabilizer control apparatus according to claim 1, characterized in that it is integrally joined to said housing .