DE102008027988A1

DE102008027988A1 - Ausfallsicheres Ventil für aktive Rollsteuerung

Info

Publication number: DE102008027988A1
Application number: DE102008027988A
Authority: DE
Inventors: Everett Farmington Hills Hall; James West Bloomfield Keane
Original assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Current assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2009-01-08
Also published as: JP2008308160A; US20080309030A1; CN101327723A; CN101327723B; US7722055B2; JP4785894B2

Abstract

Eine Rollsteuereinrichtung enthält mindestens einen Aktuator mit ersten und zweiten Kammern. Eine Pumpe steht in Fluidkommunikation mit den ersten und zweiten Kammern und ist konfiguriert, Fluid zwischen ihnen zu transferieren. Ein Motor ist an die Pumpe angeschlossen und steht in Kommunikation mit einem Controller. Der Controller ist konfiguriert, dem Motor als Reaktion auf ein Rollsignal selektiv zu befehlen, die Pumpe anzutreiben und Fluid zwischen den ersten und zweiten Kammern in einer gewünschten Richtung zu transferieren. Ein ausfallsicheres Ventil ist bei einem Beispiel zwischen der Pumpe und den ersten und zweiten Kammern angeordnet. Das ausfallsichere Ventil enthält eine erste Position, in der die ersten und zweiten Kammern fluidisch miteinander verbunden sind und die Pumpe umgehen.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Rollsteuersystem und insbesondere eine ausfallsichere Einrichtung für das Rollsteuersystem.
Rollsteuersysteme werden zum Verbessern der Fahrzeugstabilität verwendet. Eine Art von Rollsteuersystem regelt den Fluidfluss zwischen mit gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs assoziierten Kammern. Während eines unerwünschten Rollzustands liefert das Rollsteuersystem mehr Fluid an eine der Kammern als an die andere der Kammern, um die Federung in der Richtung der Fahrzeugneigung zu versteifen. Ein Ausfall bei einigen Rollsteuersystemen kann zu einem Zustand führen, bei dem die Fahrzeugneigung nach dem Rollzustand aufrechterhalten wird, beispielsweise beim Geradeausfahren.
Es ist wünschenswert, eine ausfallsichere Ausschaltprozedur bereitzustellen, die eine unerwünschte Neigung bei einem Ausfall des Rollsteuersystems verhindert und dabei für effizienten Betrieb sorgt.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Rollsteuereinrichtung wird offenbart, die mindestens einen Aktuator mit ersten und zweiten Kammern enthält. Eine Pumpe steht in Fluidkommunikation mit den ersten und zweiten Kammern und ist konfiguriert, Fluid zwischen ihnen zu transferieren. Ein Motor ist an die Pumpe angeschlossen und steht in Kommunikation mit einem Controller. Der Controller ist konfiguriert, dem Motor als Reaktion auf ein Rollsignal selektiv zu befehlen, die Pumpe anzutreiben und Fluid zwischen den ersten und zweiten Kammern in einer gewünschten Richtung zu transferieren. Ein ausfallsicheres Ventil ist bei einem Beispiel zwischen der Pumpe und den ersten und zweiten Kammern angeordnet. Das ausfallsichere Ventil enthält eine erste offene Position, in der die ersten und zweiten Kammern fluidisch miteinander verbunden sind und die Pumpe umgehen. Bei einem Beispiel wird ein erster Elektromagnet als Reaktion auf einen Befehl von dem Controller während eines ersten Zustands betätigt, um die erste offene Position zu erreichen, die Dämpfungsverluste während eines Stoßereignisses von nur einem Radstoßereignissen verhindert, als Beispiel. Diese und weitere Merkmale der Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden Spezifikation und Beschreibungen verstehen, wobei folgendes davon eine kurze Beschreibung ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften aktiven Rollsteuersystems für ein Fahrzeug.
2 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts des aktiven Rollsteuersystems von 1 unter Verwendung von Rückschlagventilen anstelle eines Wechselventils.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 enthält eine beispielhafte Rollsteuereinrichtung 10 eine Pumpe 12 und ein Dreiwege-Wechselventil 14, als Beispiel, die in Verbindung mit einem Controller 16 zum Steuern eines Rollsteueraktuators genutzt werden. Der Rollsteueraktuator 18 arbeitet mit einem Rollsteuerstabilisator 16 zusammen, als Beispiel, zwischen Rädern 17 eines Fahrzeugs vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass die in 1 dargestellte Rollsteuerkonfiguration beispielhaft ist. Das heißt, diese Anwendung kann auf andere Rollsteuerkonfigurationen angewendet werden, wie etwa jene, die die Fahrzeugdämpfer zur Rollsteuerung verwenden und immer noch in den Schutzbereich der vorliegenden Ansprüche fallen.
Ein Motor 24, wie etwa ein Servomotor, treibt die Pumpe 12 an, um Fluid zwischen ersten und zweiten Kammern 29a, 29b auf der Basis von Rollzuständen in einer gewünschten Richtung zu transferieren. Bei Rollsteuersystemen, wo eine Rollsteuereinrichtung an jedem des Vorder- und Hintersatzes von Rädern verwendet wird, kann zum Antreiben beider Pumpen des Rollsteuersystems ein üblicher Motor verwendet werden. Bei einem Beispiel ist die Pumpe 12 eine bidirektionale Umlaufpumpe. Die Rollzustände werden von einem Rollsensor 46 überwacht, der mit dem Controller 16 kommuniziert. Fluid wird selektiv zwischen ersten und zweiten Ports 28a, 28b transferiert, die jeweils an erste und zweite Kammern 29a, 29b des Rollsteueraktuators 18 angeschlossen sind, um das Fahrzeug während des Rollzustands zu stabilisieren.
In dem Beispiel sind die Pumpe 12 und das Dreiwege-Wechselventil 14 so positioniert, dass das Dreiwege-Wechselventil 14 Ausgangsports 20a oder 20b der Pumpe 12 in einer der Positionen des Dreiwege-Wechselventils fluidisch an einen Behälter 22 koppelt. In einer Position ist keiner der Ausgangsports 20a, 20b an den Behälter 22 angeschlossen, und in jeder der übrigen zwei Positionen sind die Ausgangsports 20a, 20b jeweils an den Behälter 22 angeschlossen. Bei einem in 2 gezeigten anderen Beispiel kann ein Paar Rückschlagventile 15a, 15b anstelle des Dreiwege-Wechselventils 14 verwendet werden, um die Auslassports 20a, 20b selektiv mit dem Behälter 22 zu verbinden.
Die Pumpe 12 liefert Fluid an den Rollsteueraktuator 18 mit einem gesteuerten Differentialdruck, der durch aktuelle Polarität und Werte von Drehmoment, als Beispiel, von seinem Motor 24 als Reaktion auf die Steuerung davon durch den Controller 16 geliefert wird, bestimmt wird. Wenn eine präzisere Steuerung des Differentialdrucks gewünscht wird, sind erste und zweite Druckwandler 26a und 26b fluidisch an die Ausgangsports 20a und 20b der Pumpe 12 gekoppelt und Rückkopplungsdrucksignale werden an den Controller 16 ausgegeben. Die ersten und zweiten Druckwandler 26a, 26b können von dem Controller 16 verwendet werden, um ein unerwünschtes Druckdifferential zwischen den ersten und zweiten Kammern 29a, 29b zu detektieren. Der Controller 16 steuert dann den Motor 24 und die Pumpe 12, um gewünschten Differentialdruck auf geregelte Weise an den Rollsteueraktuator 18 zu liefern.
Bei einem Betriebsbeispiel gibt der Controller 16 ein steuerndes Signal an die Pumpe 12 aus, das bewirkt, dass sie kontinuierlich Fluid mit aktuell gewünschten Differentialdruckwerten, als Beispiel, an die Ports 28a und 28b des Rollsteueraktuators 18 liefert. Ausfallsichere Zustände werden von dem Controller 16 beispielsweise über das Deaktivieren des steuernden Signals an die Pumpe 12 und entweder Implementieren eines Fehlerzustands oder „Anschließen" der Anschlüsse 30 des Motors aneinander oder mechanisches Bremsen des Motors 24 über eine ausfallsichere Bremse implementiert, wodurch kein Fluid von der Pumpe 12 gepumpt werden kann. Wenn die beispielhaften ausfallsicheren Zustände initiiert worden sind, wird der Rollsteueraktuator 18 im wesentlichen hydrostatisch in seiner aktuellen Position verriegelt mit dem Ergebnis, dass der Stabilisator als ein standardmäßiger torsionsstabimplementierter Stabilisator arbeitet, als Beispiel.
Alternativ oder zusätzlich wird ein ausfallsicheres Ventil 42 in Verbindung mit der Pumpe 12 zum Steuern des Rollsteueraktuators 18 verwendet. Das ausfallsichere Ventil 42 ist beispielsweise zwischen der Pumpe 12 und dem Rollsteueraktuator 18 angeordnet. Das beispielhafte ausfallsichere Ventil 42 enthält mindestens drei Positionen. Das ausfallsichere Ventil 42 ist beispielsweise durch eine Feder in die normalerweise geschlossene Position 41 vorgespannt, was den Fluss von Fluid zwischen den ersten und zweiten Kammern 29a, 29b während eines Ausfalls der Rollsteuereinrichtung 10 verhindert.
Das ausfallsichere Ventil 42 wird als Reaktion auf ein erstes Signal zu einem ersten Elektromagneten 38, das von dem Controller 16 während eines ersten Zustands erzeugt wird, in eine erste offene Position 43 bewegt. Die erste offene Position 43 verbindet die ersten und zweiten Kammern 29a, 29b fluidisch, wodurch die Pumpe 12 umgangen wird. Dies verhindert Dämpfungsverluste und möglicherweise einen Umkehrantrieb der Pumpe 12, wozu es kommen würde, wenn die ersten und zweiten Kammern 29a, 29b durch die Pumpe 12 verbunden sind (was der unten erörterten zweiten offenen Position entspricht). Der erste Zustand entspricht einem vorbestimmten unerwünschten Druckdifferential zwischen den ersten und zweiten Kammern 29a, 29b, als Beispiel, während eines Radstoßereignisses.
Das ausfallsichere Ventil 42 enthält einen zweiten Elektromagneten 39, der verwendet wird, um das ausfallsichere Ventil 42 in eine zweite offene Position 44 zu bewegen, in der die Pumpe 12 Fluid mit dem durch die aktuelle Polarität und von dem Motor 24 gelieferten Drehmomentwerte, als Beispiel, bestimmten gesteuerten Druck Fluid an den Rollsteueraktuator liefert. Der Controller 16 befiehlt das ausfallsichere Ventil 42 in die zweite offene Position 44 als Reaktion auf einen zweiten Zustand, der beispielsweise einem Rollzustand während eines Wendemanövers entspricht.
Wenngleich ein Ausführungsbeispiel offenbart worden ist, würde ein Durchschnittsfachmann erkennen dass gewisse Modifikationen in den Schutzbereich der Ansprüche fallen würden. Aus diesem Grund sollten die folgenden Ansprüche untersucht werden, um ihren wahren Schutzbereich und Inhalt zu bestimmen.

Claims

Rollsteuereinrichtung, umfassend: mindestens einen Aktuator mit ersten und zweiten Kammern; eine Pumpe in Fluidkommunikation mit den ersten und zweiten Kammern und konfiguriert zum Transferieren von Fluid dazwischen und ein ausfallsicheres Ventil mit einer ersten Position, in der die ersten und zweiten Kammern miteinander fluidisch verbunden sind und die Pumpe umgehen.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 1, umfassend einen an die Pumpe angeschlossenen und mit einem Controller in Kommunikation stehenden Motor, wobei der Controller konfiguriert ist, dem Motor selektiv zu befehlen, die Pumpe als Reaktion auf ein Rollsignal anzutreiben und Fluid in einer gewünschten Richtung zwischen den ersten und zweiten Kammern zu transferieren.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei das ausfallsichere Ventil einen ersten Elektromagneten in Kommunikation mit dem Controller enthält, wobei der Controller konfiguriert ist, dem ersten Elektromagneten zu befehlen, das ausfallsichere Ventil als Reaktion auf einen ersten Zustand in die erste offene Position zu bewegen.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei das ausfallsichere Ventil einen zweiten offenen Zustand enthält, in dem die Pumpe mit den ersten und zweiten Kammern verbunden ist.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei das ausfallsichere Ventil einen zweiten Elektromageneten in Kommunikation mit dem Controller enthält, wobei der Controller konfiguriert ist, dem zweiten Elektromagneten zu befehlen, das ausfallsichere Ventil als Reaktion auf einen von dem ersten Zustand verschiedenen zweiten Zustand in die zweite offene Position zu bewegen.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste und zweite Zustand jeweils einem allgemeinen Geradeausfahrzustand und einem allgemeinen Wendefahrtzustand entsprechen.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Zustand einem unerwünschten Druckdifferential zwischen den ersten und zweiten Kammern entspricht.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das ausfallsichere Ventil einen geschlossenen Zustand enthält, der mindestens einem Ausfallzustand entspricht, wobei der geschlossene Zustand einen Fluidtransfer zwischen den ersten und zweiten Kammern verhindert.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 8, wobei das ausfallsichere Ventil eine Feder enthält, die das ausfallsichere Ventil normaleweise in den geschlossenen Zustand vorspannnt.
Rollsteuereinrichtung nach Anspruch 1, umfassend erste und zweite Räder, wobei die ersten und zweiten Kammern jeweils mit den esten und zweiten Rädern assoziiert sind.