CN101304892A - 液压抗侧倾系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尤其用于车辆的抗侧倾系统，包括系统控制装置、用于液压流体的罐(4)和泵(3)和两个或更多稳定器，每个稳定器均包括驱动器(5，6)，驱动器(5，6)布置成依赖驱动器的终端处的液压控制相关稳定器的力矩。每个驱动器均使其终端(A，B)的一个或两个连接到压力控制模块(8)的第一终端(I)上，压力控制模块(8)具有连接到罐的入口侧上的第二终端(II)和连接到泵的出口侧上的第三终端(III)。控制装置和每个控制模块布置成在所述控制装置的控制下在其第一终端处供给流体压力。压力控制模块(8)可以包括串连连接的两个压力控制阀(1，2)，例如卸压阀或限压阀。作为可选方案，压力控制模块(8)包括三通压力控制阀(9)，例如三通减压阀。为了使中等拐弯和直线驾驶时泵的能量消耗最小，平行于三通压力控制阀设置了一个压力控制阀。

Description

液压抗侧倾系统

技术领域

本发明涉及用于车辆的液压抗侧倾系统。

背景技术

本发明尤其涉及被称为BMW的“主动侧倾稳定”(ARS)系统的液压抗侧倾系统，例如已在EP1175307和EP0992376中公开和讨论的液压抗侧倾系统。在已知的系统中，车辆的前和后抗侧倾杆或稳定器均分成两个半杆，它们由液压马达或旋转驱动器相互连接。这种现有技术的液压马达或旋转驱动器可以具有对称的输入/输出行为，即液压输入的值和机械输出的值之比对于液压输入的每个方向(符号)相等。与之相反，例如可以由US2005/0082781知道同样的配置，它显示了不对称的输入/输出行为，例如在应用包括活塞、活塞杆和缸的活塞型驱动器时。在该情形下，液压输入值和机械输出值之比对于液压输入的每个方向(符号)将不相等，这是因为由于存在活塞杆，在活塞杆一侧的活塞的有效表面积小于在另一侧的活塞的表面积，因此，在给定了特定(绝对)值的液压输入时，机械输出的(绝对)值将相应地表现。旋转驱动器被电液压控制系统控制，命令那些驱动器在很宽的范围上调节侧倾刚度。ARS是主动悬挂系统，汽车的侧倾倾斜角通过该主动悬挂系统可以在进入曲道时被抑制。

所以，液压侧倾稳定器(或抗侧倾杆)事实上是辊子或扭簧，可以利用液压旋转驱动器控制其扭转力矩。前轴和后轴的抗侧倾力矩设置成在进入曲道时，车辆底盘不会发生(或减少的)侧倾运动。为此目的，检测器和例如计算机控制系统将是必需的，控制驱动器中的液压并且因此控制各个抗侧倾杆的力矩。希望根据车辆速度控制抗侧倾力矩在前轴和后轴上的分布，因此这可以影响汽车的操纵性能。在较低速度下，抗侧倾力矩可以设置成大约相等，这会促进机敏的(可调动的或中性的)车辆行为。在较高的速度处，会希望更稳定的(或转向不足的)驱动特性。这可以通过抗侧倾力矩的分布来实现，由此前轴比后轴贡献的大很多。依照现有技术，这可以通过实现包括一个压力控制模块的液压回路来解决。图1a和1b显示了现有技术的电路的两个简化实施例，EP1175307和EP0992376中公开并且广泛地讨论了该电路。

现在翻到图1a，现有技术系统因此包括串连连接的两个压力控制阀1和2，由与罐4配合的泵3供给的液压容积流量可以引导通过压力控制阀1和2。会生成级联和可控的压力Δp₁和Δp₂，控制旋转驱动器5和6中的压力。后轴驱动器6的压力由阀2控制并且达到Δp₂。前轴驱动器5的压力由两个阀1和2控制并且达到Δp₁+Δp₂。旋转驱动器5和6把这些压力转换成期望的抗侧倾力矩。双方向阀7实现了当车辆进入曲道向左或向右时驱动器5和6的第一或第二室-各自经由第-或第二终端A或B-被提供可控压力。在前轴处可以应用所谓的故障保险阀(未显示在简化的图1中)，如果系统故障，故障保险阀可以液压地堵塞前轴，而后轴可以独立地啮合而没有压力。该会导致车辆的安全的转向不足的驾驶行为。此外，该阀会实现油几乎没有压力地从泵3循环到罐4，即使是在压力控制阀1和2关闭时。现有技术的电路的优点是所有可用的容积流量使它本身依照实际需要从泵(在压力形成过程中)到两个驱动器分布。由于这一点，泵的能量始终可以最优地使用。车辆的控制装置-例如单板计算机或处理器-可以连接到电路中的连接‘a’和‘b’来调节阀1、2和5。连接‘b’可以连接至压力传感器例如用于车辆的控制装置的反馈信息。

在图1a中，压力控制阀1和2串联连接并且一起形成压力控制模块8，在该现有技术的配置中，压力控制模块8独立地控制后轴驱动器6的液压(Δp₂)，然而，前轴驱动器5的液压(Δp₁+Δp₂)始终部分地依赖后轴驱动器6的压力(Δp₂)。

压力控制模块8的实施例显示在EP1175307中公开的图中和EP0992376公开的图2中。在该配置中，两个压力控制阀-它依赖于所用的符号可以是卸压阀或限压阀-串联连接并且它们的公共串连连接点，它们的“中间终端”，连接到后轴驱动器6的一个终端，而它的另一个终端与罐入口侧连接。串联连接阀的剩余终端与泵的出口侧和罐的入口侧相连。在该现有技术的配置中仅仅设置有一个压力控制模块8，控制后轴的驱动器6，而前轴驱动器5直接一围绕压力控制模块8-到泵出口和罐入口侧上。

EP0992376的图1、3和4公开了可选实施例，其中压力模块8包括三通压力控制阀(15)，它取决于那些图中的阀符号，可以是三通减压阀。三通控制阀的中间终端连接到后轴驱动器6的一个终端上，其另一个终端与罐入口侧相连。在该配置中，设置了另一个压力控制阀(14)，它依赖于使用的符号可以是卸压阀或限压阀，它与泵的出口侧和罐的入口侧相连并且可以用于保护系统-例如泵-避免过压。图1b以简化方式显示了压力控制模块8的该可选实施例，包括三通压力控制阀9-用于经由终端I控制后轴驱动器6的液压-和平行卸压阀10，布置用于保护泵3避免过压。此外，平行卸压阀10用于控制前轴驱动器5的压力并且阻止泵不会供给比所需更高的压力，因此节省了泵3的不需要的能量消耗。

现有技术的电路的缺点是它意味着对两个车轴的相互控制独立性的限制。在现有技术的系统中，后轴的压力始终小于或等于前轴的压力。这会降低布置成控制偏摆运动(围绕车辆的竖直车轴的旋转运动)的车辆控制器的性能。对于车辆行为的运动和敏捷渐增的特性，通常希望通过过度转向来进入曲道。这可以通过在后轴处临时地生成较大的抗侧倾力矩(或较大液压)实现。然而，这对于当前的现有技术的(ARS)系统是不可能的。

发明内容

本发明的目标是解决现有技术的缺点，而又保持现有技术的高能的优点，即对可用泵容积流量的最佳使用。为此目的，依照本发明的一个方面提供了一种尤其用于车辆的抗侧倾系统，包括系统控制装置、用于液压流体的罐和泵，罐和泵均具有流体入口和流体出口，抗侧倾系统还包括两个或更多稳定器，每个稳定器包括驱动器，驱动器设置成依赖供给驱动器终端的液压控制各自稳定器的稳定动作，所述两个或更多稳定器的每个驱动器连通地连接到各自的压力控制模块的至少第一终端上，每个压力控制模块包括相对于在泵的流体入口和流体出口之间设置的泵压力平行地连通地连接的第二终端和第三终端，所述控制装置和每个压力控制模块布置成在所述控制装置的控制下在其第一终端处供给流体压力。特别是，抗侧倾系统提供来尤其是用于车辆，包括系统控制装置、用于液压流体的罐和泵，罐和泵均具有流体入口和流体出口，抗侧倾系统还包括两个(例如用于客车)或更多(例如用于卡车)液压稳定器，那些稳定器中的每一个均包括驱动器，该驱动器布置成依赖施加到其终端的液压控制稳定器的力矩。

一个或多个所述压力控制模块可以包括串连连接的两个压力控制阀-例如卸压阀或限压阀或双通减压阀-，所述第一终端对应于它们的公共串连连接点(“中间终端”)并且所述第二和第三终端对应于它们的剩余的连接，以与泵(高压侧)和罐(低压侧)相连。

作为可选方案，一个或多个所述压力控制模块可以包括三通压力控制阀(例如三通减压阀)，所述第一终端对应于其中间(分支)连接并且第二和第三终端对应于它们的剩余的连接，以与泵(高压侧)和罐(低压侧)相连。如果有必要的话-例如当泵不具有它自己的(例如内部的)过压保护时-包括三通减压阀的一个或多个压力控制模块可以包括至少一个其终端连接到罐的入口侧和泵的出口侧上的卸压阀或限压阀。

附图说明

图2a和2b显示了两种版本的第一实施例。

图3a、3b和3c显示了三种版本的第二实施例。

图4a和4b显示了两种版本的第三实施例。

在下文中，图2是指图2a和/或图2b，图3是指图3a和/或图3b和/或图3c，并且图4是指图4a和/或图4b。

具体实施方式

所有的图都显示了在前段中概括论述的抗侧倾系统的示例性实施例，包括控制装置(未明确地显示)，控制系统经由控制终端a和c以及检测终端b连接到各个系统元件上。此外，各个实施例包括用于液压流体的罐4和泵3，它们每个均具有流体入口和流体出口。在图2至图4中所示的各个实施例中，系统控制两个车辆稳定器，即车辆的前和后抗侧倾杆，前和后抗侧倾杆均分成由液压马达或旋转驱动器相互连接的两个半杆。旋转驱动器，即前轴驱动器5和后轴驱动器6，布置成依赖驱动器的终端处的液压来控制相关稳定器的力矩并且优选地对称，避免了现有技术需要使用不对称的驱动器，这种不对称的驱动器使用压力缸中的横截面积，这些横截面及根据驱动方向而彼此不同。为了提供车辆的改进的抗侧倾行为，每个驱动器5和6均使其终端A/B中的一个(图2和3)或两个(图4)连接到压力控制模块8的第一终端I上，此外，它还使第二终端II连接到罐的入口侧并且使第三终端III连接到泵的出口侧上。控制装置-即经由终端a和b-并且每个控制模块8均布置成在控制装置的控制下在其第一终端I(分别连接至驱动器5或6的一个终端)处供给流体压力。图2和图3中显示的配置包括双向阀7，该双向阀7由控制装置通过其电控制终端c控制，它保证在车辆进入曲道向左或向右时驱动器5和6或者经由它们的第一终端A或者经由它们的第二终端B被提供相关的压力。

特别是，依照发明的一个方面，图中显示了尤其是用于车辆的抗侧倾系统，它包括系统控制装置、用于液压流体的罐(4)和泵(3)，罐(4)和泵(3)每个均具有流体入口和流体出口，抗侧倾系统还包括两个或更多稳定器，每个稳定器均包括驱动器(5，6)，驱动器布置成依赖驱动器终端处的液压控制相关稳定器的力矩，所述两个或更多稳定器中的每个驱动器使其终端(A，B)中的一个或两个连接到压力控制模块(8)的第一终端(I)上，此外，该模块(8)具有连接到罐的入口侧的第二终端(II)和连接到泵的出口侧的第三终端(III)，所述控制装置和每个控制模块布置成在所述控制装置的控制下在其第一终端处供给流体压力。

在该方面，稳定器的稳定动作可以特别是推断出施加在车辆上用于保持车辆稳定的抗侧倾力矩。另外，术语“连通地连接”暗示在相关的压力终端(A、B、I、II或III)和泵的入口之间的基本上单个压力管线。另外，术语“平行连接”是指平行于各自的压力控制模块提供基本上相同的压力。

在图2中，两个压力控制模块8均包括串联连接的两个压力控制阀1和2。控制模块的第一终端I对应于控制阀的公共串连连接点(中点)并且第二终端II和第三终端III对应于它们的剩余的外部连接。对于该串连连接的压力控制阀1和2，可以使用优选地电成比例地控制的(即，由控制装置经由终端A)卸压(限压)阀。一般而言，卸压阀可以实现两种不同的功能。作为安全阀，它将仅仅在紧急情况下打开，防止压力变成太高。在正常加工条件下，它将闭合。此外，它可以用作减压阀，即用于设置并保持相关压力恒定。在正常加工条件下它是打开的并且提供有限部分的泵流动的经过。在发明的本设施里中，两个功能是通过串联连接的卸压阀执行的，即作为安全阀，防止系统压力变得太高，并且作为减压阀，即控制-利用连接到电终端上的控制装置-供给相关驱动器5和6的液压流体的压力。

代替串连连接的卸压阀，可以使用串连连接的双通减压阀。在该情形下，泵3-当尚未由例如内部卸压阀保护时-应该由与泵的出口和入口连接(所以平行于泵3)或者与泵的出口侧和罐的入口侧(所以平行于串联连接的泵3和罐4)的卸压阀保护。

在图2中所示的实施例中，每个驱动器均具有它自己的串连连接以彼此独立地控制期望的特定压力。使用两个串连连接的限压阀，可以实现最高的请求控制压力(这可以是前轴和后轴)。图2a和2b的配置的差异在于，在图2a中两个驱动器具有公共低压侧，并且在图2b中两个驱动器具有公共高压侧。这可以导致在快速压力形成控制动作过程中不同的行为：在图2b中，压力最初将分布到两个轴上，并且在图2a的配置中，具有最高压力的车轴将会赢得竞争，因为对于具有最低压力的车轴，第一控制阀1将会临时地关闭。然而，图2b的配置的缺点是需要第三压力传感器用于精确的压力控制(反馈至控制装置)。

图3a、3b和3c显示了三种版本的第二实施例，其中一个或多个所述压力控制模块8包括三通压力控制阀。在本实施例中，压力控制模块8的第一终端I-与一个驱动器终端相连-对应于三通压力控制阀的中间连接，并且第二终端II和第三终端III对应于它们的剩余的“外部”连接。三通减压阀可以用作三通压力控制阀。

泵3-当未由例如内部卸压阀保护时-应该被保护避免过压。此外，泵3应该设置有节能装置，即通过将泵的压力限制为每个力矩处的请求压力。过压保护和能源节约均可以利用与泵的出口和入口(所以平行于泵3)或与泵的出口侧和罐的入口侧(所以平行于串连连接的泵3和罐4)连接的卸压阀实现。这种保护卸压阀可以包括压力控制模块8，或是可以与之分开。图3显示了三种版本。在每种版本中，每个驱动器5或6的一个终端与三通减压阀9的第一(中间)终端I相连，第一终端I又-使用其外部终端II和III-与泵3的出口侧和罐4的入口侧连接。

在图3a的版本中，每个压力控制模块8均包括平行于三通减压阀9的外部终端连接的卸压阀10。所以，该实施例包括两个平行的卸压阀9。

在图3b的版本中，只有一个压力控制模块8包括平行于三通减压阀9的外部终端连接的卸压阀10。所以，该实施例包括一个卸压阀9以将泵的压力限制为每个力矩处的压力需求，导致对泵的能量消耗的限制。

在图3c的版本中，任意压力控制模块8都不包括任何卸压阀，但是在该实施例中，外部卸压阀9可以保护泵3或是一个内部卸压阀(在泵3中)，在该情形中，外部卸压阀9是不必要的(参见虚连接线)。

减压阀具有它们将驱动器5或6连接到-经由中间(第一)终端I-泵出口(高压)侧或罐(低压)侧上的特性。一旦已经达到控制压力，就会生成或多或少堵塞的中间位置从而保持驱动器中的期望压力。该压力因此可以比另一个车轴的压力低。图3的实施例的优点是需要一个-具有一个控制电流线圈-的控制阀，它对于系统成本和车上电力供应的电负荷是一个优点。与此相反，这种三通减压阀更复杂。

图4a和4b显示了两种版本的第三实施例。在图4的两种版本中，每个旋转驱动器5、6的每个门(终端)连接到压力控制模块8(总共四个模块8)的第一(中间)终端I上。因为在这配置中每个驱动器终端A和B均设置有其自己的各自压力需要-在前述实施例中始终一个驱动器终端A或B取决于方向阀7的状态而连接至罐4的入口侧或泵3的出口侧-不再需要像前述实施例中那样使用方向阀7。由于该配置中每个车轴的冗余，可以省略对用于前轴的故障保险阀(它在以前的实施例中是需要的(但是并未显示))的需要。由于省略了故障保险阀和方向阀，可以期望驾驶舒适性的改进。驱动器由于道路崎岖不平的旋转运动将生成被推动经过阀和管的脉冲的容积流。该回路的较低阻力将会由于较少的压力脉动而导致改进的驾驶舒适性。同样，直线驾驶时的固定能量消耗将由于把泵的压力限制为每个力矩处的请求压力而降低(在直线驾驶时，请求压力将最小)。由于从泵3到罐4的四个平行槽，将会降低最低可实现的流体阻力，导致泵3处的液压基础压力的降低。

为了完整，应当指出，在上文所述的系统的实际实施例中，优选的是例如各个控制模块8-在各个图中已经显示为单独的项目-可以包含在一个公共的集成的控制模块区块中。通过这样做，例如，各种互相连接线和整个的外部体积就可以减小到最低。

如上所述的系统使得提供给两个车轴的驱动器的压力是独立地可控的(在后轴的压力可以高于前轴的压力)。全部的泵功率或流速可以始终最优地使用而不依赖于期望的压力分布。此外，与现有技术的系统相比，将会出现在直线驾驶过程中前轴处的驾驶舒适性和能量消耗的优点。

Claims (9)

1.一种尤其是用于车辆的抗侧倾系统，包括系统控制装置、用于液压流体的罐(4)和泵(3)，罐(4)和泵(3)均具有流体入口和流体出口，抗侧倾系统还包括两个或更多稳定器，每个稳定器包括驱动器(5，6)，驱动器(5，6)布置成依赖供给到驱动器的终端的液压控制各自稳定器的稳定动作，所述两个或更多稳定器中的每个驱动器连通地连接到各自压力控制模块(8)的至少第一终端(I)上，每个压力控制模块包括相对于泵的流体入口和流体出口之间设置的泵压力平行地连通地连接的第二终端(II)和第三终端(III)，所述控制装置和每个控制模块布置成在所述控制装置的控制下在其第一终端(I)处供给流体压力。

2.如权利要求1所述的抗侧倾系统，其特征在于，一个或多个所述压力控制模块(8)包括串连连接的两个压力控制阀(1，2)，所述第一终端(I)与它们的公共串联连接点对应并且所述第二和第三终端(II，III)与它们的剩余的连接对应。

3.如权利要求2所述的抗侧倾系统，其特征在于，所述串连连接的压力控制阀包括卸压阀或限压阀。

4.如权利要求1所述的抗侧倾系统，其特征在于，一个或多个所述压力控制模块(8)包括三通压力控制阀(9)，所述第一终端(I)与它的中间连接对应并且第二和第三终端(II，III)与它们的剩余的连接对应。

5.如权利要求4所述的抗侧倾系统，其特征在于，所述三通压力控制阀是三通减压阀。

6.如权利要求5所述的抗侧倾系统，其特征在于，一个或多个所述压力控制模块(8)均包括至少一个其终端(II，III)连接到罐的入口侧和泵的出口侧上的卸压阀或限压阀(10)。

7.如权利要求1至6中的至少一个所述的抗侧倾系统，其特征在于，每个驱动器(5，6)使其终端的第一个(A)连接到各自压力控制模块(8)的第一终端(I)上并且使其终端的第二个(B)连接到泵的出口侧上。

8.如权利要求1至6中的至少一个所述的抗侧倾系统，其特征在于，每个驱动器(5，6)使其终端的第一个(A)连接到各自的压力控制模块(8)的第一终端(I)上并且使其终端的第二个(B)连接到罐的入口侧上。

9.如权利要求1至6中的至少一个所述的抗侧倾系统，其特征在于，每个驱动器(5，6)使其两个终端(A，B)连接到各自的压力控制模块(8)的第一终端(I)上。

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