JP2008308161A - ダンパ作動の能動的ロール制御 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパ作動の能動的ロール制御を提供する。
【解決手段】それぞれ流体を有する第１および第２ダンパを含むロール制御システムが提供される。ポンプがこの第１および第２ダンパを相互に流体接続する。ポンプにはモータが連結される。モータには制御器が連絡する。制御器は、モータに指令して、ポンプを駆動し、第１および第２アクチュエータ間においてロール信号に応答して流体を所望の方向に移送するように構成される。ポンプは、モータによる駆動に応答して、第１および第２ダンパの一方から第１および第２ダンパのもう一方に流体を供給する。このロール制御システムは、車両の全体的な安定性を改善するために前車軸および後車軸に用いることができる。１つの実施例においては、それぞれ前車軸および後車軸に付属する第１および第２ポンプの駆動用として１個の共通のモータが用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は能動的ロール制御システムに関する。

ロール制御システムは、車両において、例えばコーナリング操縦時の車両の横方向の安定性を改善するために用いられてきた。１つの代表的なタイプの受動的ロール制御システムは自動車の車軸と組み合わされるスタビライザバーを組み込んでいる。スタビライザバーは自動車の運転中の過大な横方向ロールを防止する。車両の性能および操縦性を高めるために、半能動的および能動的ロール制御システムが、スタビライザバーと関連して用いられてきた。

半能動的および能動的ロール制御システムは、それが高コストであるために、通常高級顧客向け車両または豪華車両に搭載される。ロール制御システムをさらに多くの車両に組み込み得るようにそのコストを低減するために、ロール制御の構成部品が、流体ダンパのような既存の懸架装置の構成要素に組み合わされた。ダンパまたはショックアブソーバは、車輪を支持する懸架装置の構成要素と車体との間に配置される。しかし、これまでに提案されたダンパロール制御システムは所望の性能レベルを実現していない。さらに、提案されたダンパロール制御システムはかなり複雑で、多くの部品を使用しており、システムを過度に高コストのものにしている。

従って、性能が高められかつ低コストのロール制御システムが必要である。

ここに開示するロール制御システムは、それぞれ流体を有する第１および第２ダンパを含む。ポンプがこの第１および第２ダンパを相互に流体接続する。ポンプにはモータが連結され、モータには制御器が連絡する。制御器は、モータに指令して、ポンプを駆動し、第１および第２アクチュエータ間においてロール信号に応答して流体を所望の方向に移送するように構成される。ポンプは、モータによる駆動に応答して、第１および第２ダンパの一方から第１および第２ダンパのもう一方に流体を供給する。この方式によって、能動的ロール制御システムがダンパに組み込まれ、性能向上とコストの低下とが同時に実現される。

本開示のロール制御システムは、車両の全体的な安定性を改善するために前車軸および後車軸に用いることができる。１つの実施例においては、それぞれ前車軸および後車軸に付属する第１および第２ポンプの駆動用として１個の共通のモータが用いられる。

本出願のこれら並びに他の特徴は以下の説明および図面からよく理解できる。

図１にダンパロール制御システム１０の概略図を示す。ダンパロール制御システム１０は、車両の旋回操縦中の横方向の安定性を含む車両の全体的安定性を改善するために車両１２に使用できる。

車両１２は、車輪１４を支持する第１車軸１５を含む。１つの実施例においては、車輪１４ａ、１４ｂは左側前輪および右側前輪である。「車軸」という用語は、ソリッドアクスル以外の装置をも含むものと理解するべきである。例えば、車軸を、独立のマクファーソンストラット装置、制御アーム、または、車輪１４ａ、１４ｂ間に配置される単一車軸がない独立の懸架リンクによって構成することができる。

車両１２の車輪１４ａ、１４ｂとフレーム本体１６との間にはスプリング１８が設けられ、車軸１５とフレーム１６との間には、例えば、第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂがそれぞれスプリング１８に平行に配置される。第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂは、それぞれシリンダ２４の内部に配置されるピストン２２を含む。ピストン２２からは、周知のようにロッド２６が延び出ている。ピストン２２は弁２８を含んでおり、この弁２８は、車輪１４ａ、１４ｂからフレーム１６に伝達される入力Ｆからの減衰を提供するために、シリンダ２４内部のピストン２２の両側のチャンバ間に流体が流れることを選択的に可能にする。この実施例においては、過剰な流体を受け入れるために、アキュムレータ３０ａ、３０ｂがそれぞれ第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂと流体連絡される。

第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂは、操縦中の車両１２に安定性およびロール制御性の向上をもたらすために、かつ、上記の従来型の減衰機能をも供給するために用いられる。それぞれ第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂに属する第１チャンバ３２ａ、３２ｂを、流体流路３４が相互に流体接続する。１つの実施例においては双方向型の第１ポンプ３６が流体流路３４に流体接続されて、第１チャンバ３２ａ、３２ｂ間に流体を移送する。第１ポンプ３６は、それぞれ第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂに対応する第１および第２出口３８、４０を含む。１つの実施例においては、サーボモータとすることができる第１モータ４２が第１ポンプ３６を所望の方向に駆動する。具体的には、流体は、例えば旋回操縦中の車両１２を安定化するために、ロール状況に応じて第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂのいずれかからもう一方の方に移送される。例えば、第１ダンパ２０ａ側における車両の過度のロールを防止するために、第１モータ４２は、第１ポンプ３６を第１方向に駆動して、流体を、第１チャンバ３２ｂから第２出口４０および第１出口３８を経由して第１チャンバ３２ａに送り込むであろう。

第１モータ４２には制御器４４が連絡している。制御器４４は、好ましくないロール状況が存在する場合にロールセンサ４６からロール信号を受け取る。制御器４４は、車両１２を安定化させるために、第１モータ４２に指令して、ロール信号に応答して第１ポンプ３６を所望の方向に駆動する。この方法で、ダンパロール制御システム１０は、能動的に車両１２を安定化させ、好ましくないロール状況を最小化する。

ダンパロール制御システム１０の全体的な制御性を改善するため、第１および第２出口３８、４０に圧力センサ４８ａ、４８ｂを設けて、制御器４４にフィードバックする。制御器４４は、第１モータ４２および第１ポンプ３６を制御して、第１および第２チャンバ３２ａ、３２ｂ間の所望の差圧を閉ループ制御方式で実現する。

システム故障の場合には、車両１２のロール安定性を減殺する可能性がある第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂ間の流体の流れを防止するように、フェイルセーフ条件を設けることが望ましい。１つに実施例においては、第１モータ４２にブレーキ４９を装着して、第１ポンプ３６の回転を停止する。これによって、第１ポンプ３６が流体的に有効に閉止され、第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂ間の流体の移動が防止される。ブレーキ４９は、故障状態において制御器４４によって指令される。

同様のダンパロール制御システム１１０が図２に示される。しかし、この場合は追加的および／または代替的なフェイルセーフ機構が用いられる。図示の実施例においては、第１および第２出口３８、４０と第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂとの間に、それぞれフェイルセーフ弁５０ａ、５０ｂが配置される。フェイルセーフ弁５０ａ、５０ｂは、それぞれ、スプリング５６によって通常閉位置に付勢される弁５４を含む。ソレノイド５２が制御器４４と連絡している。ロール状況において第１モータ４２が第１ポンプ３６を駆動して第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂ間に流体を移送する時には、ソレノイド５２が指令を受けて弁５４を開位置に開く。故障が生じると、スプリング５６が弁５４を閉位置に付勢して、故障状況において第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂ間に流体が移送されるのを防止する。

また別の実施例のダンパロール制御システム２１０が図３に示される。これは、図２のダンパロール制御システム１１０に類似している。ダンパロール制御システム２１０は、交差流路５８ａ、５８ｂを追加的に組み込んでいるが、この交差流路５８ａ、５８ｂは、故障時に第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂの反対側のチャンバを流体接続して、第１および第２ダンパ２０ａ、２０ｂ間の流体を、車両１２が故障を生じやすい傾斜した潜在的不安定位置に留まらないように均等化する。具体的には、弁１５４がスプリング１５６によって閉位置に付勢される時に、第１ダンパ２０ａの第１チャンバ３２ａが、フェイルセーフ弁１５０ａを経由して第２ダンパ２０ｂの第２チャンバ６０ｂに流体接続される。同様に、第２ダンパ２０ｂの第１チャンバ３２ｂが、フェイルセーフ弁１５０ｂが閉位置にある時にはフェイルセーフ弁１５０ｂを経由して第１ダンパ２０ａの第２チャンバ６０ａに流体接続される。

４輪のダンパロール制御システム３１０の例が図４に示される。ダンパロール制御システム３１０は第２車軸６６を含み、第２車軸６６にはそれに付属する第３および第４ダンパ２０ｃ、２０ｄが設けられる。図示の実施例においては、第３および第４ダンパ２０ｃ、２０ｄは、それぞれ、付属のアキュムレータ３０ｃ、３０ｄおよび圧力センサ４８ｃ、４８ｄを含む。第２ポンプ６２は、制御器４４と連絡する第２モータ６４によって駆動される。必要な場合には、第１および第２モータ４２、６４は第１および第２ポンプ３６、６２を独立に駆動して、第１および第２車軸１５、６６に異なるロール制御を提供できる。

ダンパロール制御システム３１０の付属部品点数およびそのコストを低減するために、図５に示すダンパロール制御システム４１０のように、第１および第２の双方向ポンプ３６、６２の両方の駆動用として第１モータ４２を用いることができる。図６を参照すると、第１モータ４２を、第１および第２車軸１５、６６に共通の第１双方向ポンプ３６の駆動用として用いることができる。第１双方向ポンプ３６から後車軸（第２車軸６６）への流体流量を絞るために、例えば、比例弁７０ａ、７０ｂが、それぞれ、第１および第２車軸１５、６６の各側の間に配置される。流体流量を絞るために、他の可変または固定流体流れ装置を用いることもできる。

以上、実施例を開示したが、当業者は、いくつかの修正形態が特許請求の範囲内において生じることを認めるであろう。このため、本発明の真の範囲および内容を決定するには、特許請求の範囲を精査するべきである。

車両用ダンパ作動能動的ロール制御システムの実施例の概略図である。 フェイルセーフ弁を備えた図１に一般的に示すロール制御システムの概略図である。 ダンパのチャンバを相互接続する交差流路を備えた図２に一般的に示すロール制御システムの概略図である。 前車軸および後車軸の両方に用いられる図１に一般的に示すロール制御システムの概略図である。 第１および第２ポンプを駆動する共通モータを備えた図４に一般的に示すロール制御システムの概略図である。 共通ポンプを備えた図５に一般的に示すロール制御システムの概略図である。

Claims (14)

1. それぞれ流体を有する第１および第２ダンパと、
   前記第１および第２ダンパ間に相互に流体接続されるポンプと、
   前記ポンプに連結されるモータと、
   前記モータと連絡する制御器であり、前記モータに指令して、ロール信号に応答して前記ポンプを駆動するように構成される制御器であって、この場合、前記ポンプは、前記モータによる駆動に応答して、前記第１および第２ダンパの一方から前記第１および第２ダンパのもう一方に所望の方向に流体を供給する制御器と、
   を含むロール制御システム。
2. 懸架装置を含む請求項１に記載のロール制御システムであって、前記懸架装置は前記第１および第２ダンパを含み、前記第１および第２ダンパは車輪からの入力を受け入れるように構成されるロール制御システム。
3. 前記第１および第２ダンパのそれぞれが、シリンダ内部に配置されるピストンと、前記シリンダを通って前記ピストンから延び出るロッドとを含み、前記ピストンは前記シリンダを第１および第２チャンバに分離し、前記ポンプが、前記第１ダンパの第１および第２チャンバの一方から、前記第２ダンパの第１および第２チャンバの一方に流体を移送する、請求項２に記載のロール制御システム。
4. 前記第１および第２ダンパのそれぞれが、それに流体連絡されるアキュムレータを含む、請求項１に記載のロール制御システム。
5. 前記ポンプが第１および第２出口を含み、前記第１および第２出口のそれぞれに、前記制御器と連絡する圧力センサが連絡し、前記圧力センサは、前記第１および第２ダンパ間に所望の圧力差を実現するために圧力のフィードバックを提供するように構成される、請求項１に記載のロール制御システム。
6. 前記制御器と連絡するロールセンサを含む請求項１に記載のロール制御システムであって、前記ロールセンサは前記ロール信号を供給するロール制御システム。
7. 前記モータに付属するブレーキを含む請求項１に記載のロール制御システムであって、前記ブレーキは、前記制御器と連絡し、かつ、故障状態において前記制御器からの指令に応答して前記ポンプの作動を停止するように構成されるロール制御システム。
8. 前記ポンプと流体連絡されるフェイルセーフ弁を含む請求項１に記載のロール制御システムであって、前記フェイルセーフ弁は、故障状態において前記制御器からの指令に応答して前記第１および第２ダンパ間の流体の移送を停止するように構成されるロール制御システム。
9. 前記フェイルセーフ弁が、スプリングによって閉位置に付勢される弁と、前記制御器に連絡するソレノイドとを含み、前記ソレノイドは指令を受けて弁を開き、前記ロール信号に応答して前記第１および第２ダンパ間の流体の移送を可能にする、請求項８に記載のロール制御システム。
10. 前記閉位置において前記第１および第２ダンパの反対側の第１および第２チャンバをそれぞれ流体接続する第１および第２交差流路を含む、請求項９に記載のロール制御システム。
11. 第３および第４ダンパと、前記第３および第４ダンパ間に流体を選択的に移送するために前記第３および第４ダンパ間に相互に流体接続される第２ポンプとを含む、請求項１に記載のロール制御システム。
12. 前記第２ポンプに連結される第２モータを含む請求項１１に記載のロール制御システムであって、前記制御器は、前記第２モータと連絡し、かつ、前記ロール信号に応答して前記第２ポンプを別の所望の方向に駆動するように構成されるロール制御システム。
13. 第１および第２ダンパを含む第１組並びに第３および第４ダンパを含む第２組と、
    前記第１組および第２組にそれぞれ相互に流体接続される第１および第２ポンプと、
    前記第１および第２ポンプに連結される共通のモータと、
    前記モータと連絡する制御器であり、ロール信号に応答して前記モータに指令するように構成される制御器であって、この場合、前記第１および第２ポンプは、それぞれ、前記モータによる駆動に応答して、前記第１および第２ダンパ間および前記第３および第４ダンパ間において所望の方向に流体を供給する制御器と、
    を含むロール制御システム。
14. 前記第１組および第２組に対応する前車軸および後車軸を含む請求項１３に記載のロール制御システム。

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