JP2010508491A

JP2010508491A - 比例制御弁

Info

Publication number: JP2010508491A
Application number: JP2009535669A
Authority: JP
Inventors: フォルヒェ、マルクス; レンツ、レネ; クルト、クリスティアン; ニーダー−ファーレンホルツ、アクセル; ホフマン、ヤン; ビラー、ハラルト; クライン、ヨヒェン; ベイ、ファビアン
Original assignee: コンチネンタル・テベス・アーゲー・ウント・コンパニー・オーハーゲー
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2010-03-18
Also published as: WO2008052954A1; DE502007003353D1; EP2087264B1; ATE462915T1; KR20090083428A; US8151952B2; DE102007023716A1; US20100065765A1; EP2087264A1

Abstract

本発明は、ショック・アブソーバの減衰力を液圧で可変に調整するための比例制御弁に関する。液圧による調整のために、比例制御弁は、電流の強さＩの変化によって調整可能である絞り機能を有する。本発明は、電流の強さの瞬時のレベルＩ_ｉｓｔに基づいて、比例制御弁が、減衰力Ｆを変えるために、まず、最大の電流の強さ（Ｉ_ｍａｘ）へ短い時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の間に高めることによって、閉じられ、その後、電流の強さＩを所定の平均的な電流の強さ（Ｉ_ｍｉｔ）へ低下させることによって開かれ、後者の電流の強さでは、比例制御弁が、中間位置を占め、この中間位置は、減衰力Ｆの所望の変化に対応する体積流量（Ｑ）をもたらすことを提案する。
【選択図】図４

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の、ショック・アブソーバの減衰力を可変に調整するための比例制御弁に関する。

DE 10 2006 014 463 A1から、ショック・アブソーバの減衰特性曲線を可変に調整するための比例制御弁が公知である。このような弁を作動させるための方法が、システム全体のダイナミクスに、決定的な程度に影響を与えるのは、特に、ショック・アブソーバのピストン運動中に、短時間、弁における励磁電流に変化によって、緩やかな減衰曲線と険しい減衰曲線との間で切換をする必要があるとき、である。

従って、本発明の課題は、請求項１の特徴部分がシステム全体のダイナミクスへの高い要求に応じられるように、前記タイプの比例制御弁のための作動方法を提供することである。

上記課題は、本発明では、上記タイプの比例制御弁に関して、請求項１の特徴部分によって解決される。

本発明の他の特徴および利点は、図１ないし４を参照した以下の記述から明らかである。

従来の技術について、象徴的に表わされた比例制御弁を有するショック・アブソーバを、略図で示す。ショック・アブソーバの、比例制御弁によって望まれる減衰特性値を、特性曲線群の形態で示す。電流の強さＩ（電流ステップ）における種々の突然の変化に対する、ショック・アブソーバにおける減衰力Ｆの、比例制御弁の起動に依存する変化を明示するための測定図を示す。比例制御弁における電流の強さＩ_ｍａｘ，Ｉ_ｍｉｔに応じての、時間Ｔまたは時間ｔに亘る、減衰力Ｆの、本発明に特徴的な分布を明示する。

まず、図１は、従来の技術について、象徴的に表わされた比例制御弁２を有するショック・アブソーバ１を、略図で示す。この比例制御弁は、例として、ショック・アブソーバ管の側面に一例として一体的に設けられており、その隣に、拡大されて示されている。ショック・アブソーバ１の引張り応力および圧縮応力が生じるとき、所定の量の液圧が、比例制御弁２を介して不可避的に流れる。従って、比例制御弁２は、ショック・アブソーバ１の特性に影響を及ぼすように２つの移動方向で利用されることができる。比例制御弁２には、圧液が、移動方向に関係なく、常に、同一方向に貫流する。

比例制御弁の絞り機能は、ショック・アブソーバの減衰特性値に著しく影響を与えることを可能にする。このことは、引張り相および圧縮相で可能である。

この関連で、図２は、ショック・アブソーバの、比例制御弁によって望まれる減衰特性値を、特性曲線群の形態で示す。比例制御弁によって調整可能な減衰力Ｆまたは液圧ｐは、弁を通って流れかつ横座標に沿って示されている体積流量Ｑに応じて、縦座標に沿って示される。各々の個別特性曲線は、ショック・アブソーバに設けられた比例制御弁によって実施され、かつ比例制御弁における電流の変化によってその時々に調整される減衰特性値を表わすために用いられる。

体積流量Ｑが少ない場合、比例制御弁は、まず、スロットルの特徴を有する。体積流量Ｑが比較的多い場合、比例制御弁は、圧制限弁として作用する。絞り作用が増加すれば、比例制御弁は、限界圧力の増加のために、比例制御弁に属する限界圧力を調整する。

比例制御弁は、例として示した複数の特性曲線の間の如何なる任意の他の特性曲線も、適切な電流によって無段で得ることができるように、設計されている。

図３は、電流の強さＩ（電流ステップ）における種々の突然の変化に対する、ショック・アブソーバにおける減衰力Ｆの、比例制御弁の起動に依存する変化を明示するための測定図を例として示す。減衰力Ｆを変化するための値と、電流Ｉを変化するための値とは、縦座標から見て取れ、他方、時間ｔは、横座標に沿って描かれている。

図３から見て取れる特性曲線からは、電流ステップの大きさに従って、種々の圧力増加ダイナミクスおよび力増加ダイナミクスが、減衰液圧装置内で発生することが明らかになる。電流の僅かな変化（曲線３ａを参照せよ）の際に、力の変化（曲線３ｂを参照せよ）の速度は、大きな値（曲線３ｃ，３を参照せよ）の場合よりも小さい。この挙動は、基本的には、比例制御弁の挙動から生じる。印加された電流の強さＩに従って、比例制御弁における絞り断面従ってまた減衰挙動が変化する。この例では、電流の低い強さＩは、比例制御弁の大きな開口断面に対応し、励磁電流の増加と共に、比例制御弁の絞り効果が増大する。減衰速度が一定であるとき、測定図のこの例では、ピストン速度は、ｖ＝０．１６ｍ／ｓであり、電流の強さＩの変化に応じて、弁の開口断面従ってまたショック・アブソーバの減衰力Ｆが変化する。減衰力Ｆが最速に変化するのは、比例制御弁が完全に閉じられる場合である。何故ならば、この場合、流体が弁の横断面部分を通って流出しないからである。このことによって、ショック・アブソーバ・パイプにおける圧力増加ダイナミクスが遅くなる。

従って、減衰力Ｆの僅かな変化のためでも、高い力増加ダイナミクスを得るために、今や、本発明により提案されることは、比例制御弁を、高い電流の強さＩ_ｍａｘによって、まず、短い時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}の間に完全に閉じることである。その目的は、比例制御弁を、続いて、所定の平均的な電流の強さＩ_ｍｉｔへの低下によって再度開くためである。このことによって、比例制御弁は、その後、所望の中心位置に再度達する。この中心位置では、この比例制御弁が平均的な体積容量Ｑを調整する。このことから、高い力増加ダイナミクスをもって、低い減衰力Ｆから平均的な減衰力Ｆへの跳ね上がりが生じることは好都合である。

図３で選択された描き方を前提として、図４は、比例制御弁における電流の強さＩ_ｍａｘ，Ｉ_ｍｉｔに応じての、時間Ｔまたは時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}に亘る、減衰力Ｆの、本発明に特徴的な経過を明示する。ここでは、最大の電流の強さＩ_ｍａｘの時間経過が、短時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}によって定められている。この短時間の間に、比例制御弁には、まず、最大の電流の強さＩ_ｍａｘが給電される。次に、電流が、電流の強さＩ_ｍｉｔの、低い、所望の平均的な値に跳ね返る。

従って、本発明の決定的な点は、電流の強さのレベルＩ_ｉｓｔの瞬時値から出発して、電流ステップが、比例制御弁にＩ_ｍａｘを短時間給電することによって引き起こされ、この電流ステップには、所望の、低い電流レベルＩ_ｍｉｔへの突然のリセットが続き、このことによって、比例制御弁が短時間で閉じられることである。従って、ショック・アブソーバにおける、圧力の増加と、減衰力の所望の変化が、従来可能であったよりも著しく速くなされることが、特に利点である。

「オーバードライブ」の時間的長さによって、すなわち、最大の電流の強さＩ_ｍａｘが有効である間の時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}によって、従って、ショック・アブソーバのダイナミクスが、減衰挙動の変化に関し影響を受けることが可能である。しかしながら、ここでは、「オーバードライブ」が長すぎるとき、すなわち、時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}が長すぎるとき、減衰力Ｆが、短時間に、力の所望の値よりも大きい値に上昇することができること、すなわち、減衰力が「行き過ぎる」ことを顧慮する必要がある。この挙動は、種々の境界条件のために「オーバードライブ」の時間的長さを適合させることによって、防止されることができる。

この挙動に対する、車両の走行モード中に可変の影響パラメータは、以下の通りである。

−減衰速度：Ｖ_{ｄａｅｍｐｅｒ}
−電流ステップの高さ：Ｉ_{ｄｅｌｔａ}
(所望の減衰変化の高さに対応する)
−変化前の電流の高さのレベル：Ｉ_ｉｓｔ
従って、時間ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}に関しては、走行モードでの「オーバードライブ」の長さの永続的な適合に対する以下の要求が生じる。

ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}＝ｆ（Ｖ_{ｄａｅｍｐｅｒ}，Ｉ_{ｄｅｌｔａ}，Ｉ_ｉｓｔ）
「オーバードライブ」のこの適合は、制御ユニットに記憶された特性曲線群によって、または、ショック・アブソーバにおける力の経過のモデル制御型実時間シミュレーションによっても、実現される。

これに関連して、車両または車両の軸に従って異なることができる以下の統計的な影響パラメータを、「オーバードライブ」のモデルの形成のために、用いなければならない。

−ショック・アブソーバの寸法（ピストンの直径、プッシュ・ロッドの直径）
−ショック・アブソーバの弾性計数
−スロットルバルブの比例挙動
−ショック・アブソーバの流体の粘度。

Ｉ_ｉｓｔ電流の強さの瞬時のレベル
Ｉ_ｍａｘ最大の電流の強さ
ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ} 短い時間
Ｉ電流の強さ
Ｉ_ｍｉｔ所定の平均的な電流の強さ
Ｆ減衰力
Ｑ体積流量。

Claims

ショック・アブソーバの減衰力を液圧で可変に調整するための比例制御弁であって、液圧による調整のために、前記比例制御弁は、電流の強さの変化によって調整可能である絞り機能を有し、
電流の強さの瞬時のレベル（Ｉ_ｉｓｔ）に基づいて、前記比例制御弁は、減衰力（Ｆ）を変えるために、まず、最大の電流の強さ（Ｉ_ｍａｘ）へ短い時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の間に高めることによって、閉じられ、その後、電流の強さ（Ｉ）を所定の平均的な電流の強さ（Ｉ_ｍｉｔ）へ低下させることによって開かれ、後者の電流の強さでは、前記比例制御弁は、中間位置を占め、この中間位置からは、前記ショック・アブソーバの中で、前記減衰力（Ｆ）の所望の変化に対応する体積流量（Ｑ）が結果として生じることを特徴とする比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の期間は、前記ショック・アブソーバの中で直進に動かされるダンパ・ピストンのピストン速度（ｖ）に従って調整されることを特徴とする請求項１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の期間は、前記減衰力（Ｆ）の所望の変化の大きさに対応する、電流の強さの変化（Ｉ_{ｄｅｌｔａ}）の大きさに従って、調整されることを特徴とする請求項１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の期間は、電流の強さ（Ｉ）の変化前に支配的である、電流の強さの瞬時のレベル（Ｉ_ｉｓｔ）に従って、調整されることを特徴とする請求項１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の調整のために用いられるパラメータ、例えば、ピストン速度（ｖ）、電流の強さの変化（Ｉ_{ｄｅｌｔａ}）、電流の強さのレベル（Ｉ_ｉｓｔ）が、制御ユニットの特性フィールドに記憶されており、あるいは、ショック・アブソーバにおける力の経過の実時間シミュレーションによって検出されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の調整のために用いられるパラメータ、例えば、ピストン速度（ｖ）、電流の強さの変化（Ｉ_{ｄｅｌｔａ}）、電流の強さのレベル（Ｉ_ｉｓｔ）が、適切なモデル形成によって制御ユニットに記憶されており、モデル形成のためには、追加的に、前記ショック・アブソーバの流体の粘度が検出されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の調整のために用いられるパラメータ、例えば、ピストン速度（ｖ）、電流の強さの変化（Ｉ_{ｄｅｌｔａ}）、電流の強さのレベル（Ｉ_ｉｓｔ）が、適切なモデル形成によって制御ユニットに記憶されており、モデル形成のためには、追加的に、前記ショック・アブソーバの弾性計数が検出されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載の比例制御弁。
前記時間（ｔ_{ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ}）の調整のために用いられるパラメータ、例えば、ピストン速度（ｖ）、電流の強さの変化（Ｉ_{ｄｅｌｔａ}）、電流の強さのレベル（Ｉ_ｉｓｔ）が、適切なモデル形成によって制御ユニットに記憶されており、モデル形成のためには、追加的に、比例制御弁の動的挙動が検出されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の比例制御弁。