JP4785894B2 - 能動的ロール制御用のフェイルセーフ弁 - Google Patents

Description

本発明は、ロール制御システムに関し、さらに詳細にはロール制御システム用のフェイルセーフ装置に関する。

ロール制御システムは車両の安定性を高めるために用いられる。１つのタイプのロール制御システムは、車両の左右両側に属するチャンバ間の流体の流れを調整する。好ましくないロール状況が発生している間、ロール制御システムは、車両の傾きの方向の懸架を硬くするために一方のチャンバに他方のチャンバよりも多くの流体を供給する。ある種のロール制御システムに故障が生じると、ロール状況に続いて、例えば直進運転条件においても車両の傾斜が維持されるような状況に至ることがある。

従って、効率的な運転を可能にしながら、ロール制御システムの故障時の好ましくない傾斜を防止するような、フェイルセーフ機能を備えた停止手順の提供が望まれる。

第１および第２チャンバを有する少なくとも１つのアクチュエータを含むロール制御装置が開示される。ポンプが、第１および第２チャンバと流体連絡し、それらの間に流体を移送するように構成される。ポンプにはモータが連結され、そのモータは制御器と連絡する。制御器は、モータに選択的に指令して、ロール信号に応答してポンプを駆動し、第１および第２チャンバ間において所望の方向に流体を移送するように構成される。１つの例においては、ポンプと第１および第２チャンバとの間にフェイルセーフ弁が配置される。このフェイルセーフ弁は、第１および第２チャンバが相互に流体接続されてポンプをバイパスする第１開位置を含む。１つの例においては、第１状態において、制御器からの指令に応答して第１ソレノイドが操作されて第１開位置が実現され、これによって、例えば、ただ１つの車輪のバンプ事象というバンプ事象における減衰損失が防止される。

本開示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を参照すると、一例としてのロール制御装置１０がポンプ１２および３方シャトル弁１４を含み、ポンプ１２および３方シャトル弁１４は、例えばロール制御アクチュエータ１８を制御するために制御器１６と接続して用いられる。ロール制御アクチュエータ１８は、例えば車両の車輪１７間に設けられるロール制御スタビライザ１５と協動する。しかし、図１に示すロール制御の構成は例示的なものであることを理解するべきである。すなわち、本出願は、ロール制御用の車両ダンパを用いる場合のような他のロール制御の構成にも適用でき、それも本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

サーボモータのようなモータ２４がポンプ１２を駆動して、ロール状況に基づいて、第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂ間において所望の方向に流体を移送する。前車輪および後車輪の組のそれぞれにロール制御装置が用いられるロール制御システムにおいては、ロール制御システムの両方のポンプの駆動用として１つの共通モータを用いることができる。１つの例では、ポンプ１２は双方向型のロータリポンプである。ロール状況は、制御器１６と連絡するロールセンサ４６によって監視される。流体が、ロール制御アクチュエータ１８の第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂにそれぞれ繋がる第１および第２ポート２８ａ、２８ｂ間に選択的に移送され、ロール状況において車両が安定化される。

図示の例においては、ポンプ１２および３方シャトル弁１４が配置され、３方シャトル弁１４は、３方シャトル弁の１つの位置において、ポンプ１２の出口ポート２０ａまたは２０ｂを容器２２に流体接続する。１つの位置においては、出口ポート２０ａ、２０ｂのいずれも容器２２に接続されず、残りの２つの位置のそれぞれにおいて、出口ポート２０ａ、２０ｂがそれぞれ容器２２に接続される。図２に示すもう１つの例においては、３方シャトル弁１４の代わりに１対のチェック弁１５ａ、１５ｂを用いて、出口ポート２０ａ、２０ｂを容器２２に選択的に接続できる。

ポンプ１２は、流体を、制御された圧力差でロール制御アクチュエータ１８に供給する。この圧力差は、例えば、制御器１６によるモータ２４の制御に応答してポンプのモータ２４が供給するトルクのその瞬間の極性と値とによって決定される。さらに正確な圧力差の制御が望ましい場合には、ポンプ１２の出口ポート２０ａおよび２０ｂに第１および第２圧力変換器２６ａおよび２６ｂを流体連結し、フィードバック圧力信号を制御器１６へ発する。制御器１６は、第１および第２圧力変換器２６ａ、２６ｂによって、第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂ間の好ましくない圧力差を検知することができる。続いて、制御器１６は、ロール制御アクチュエータ１８に所望の圧力差を供給するために、モータ２４およびポンプ１２を閉ループ制御方式で制御する。

１つの操作例においては、制御器１６が、例えば、ポンプ１２にその瞬間の所望圧力差の値でロール制御アクチュエータ１８のポート２８ａおよび２８ｂに流体を連続供給させるような制御信号を、ポンプ１２に発する。制御器１６によってフェイルセーフ条件が実行されるが、これは、例えば、ポンプ１２への制御信号を停止し、かつ、モータの端子３０の相互の短絡または“接続”を実行しあるいはフェイルセーフブレーキ３２によってモータ２４を機械的に制動して、ポンプ１２が流体を送り出し得ないようにすることによって行われる。この事例によるフェイルセーフ条件が発動されると、ロール制御アクチュエータ１８はその瞬時位置に流体静力学的に実質的にロックされ、その結果、スタビライザが、例えば標準的な捩りバータイプのスタビライザとして作動する。

代替的または追加的に、ロール制御アクチュエータ１８の制御用として、フェイルセーフ弁４２が、ポンプ１２と接続して用いられる。フェイルセーフ弁４２は、例えばポンプ１２とロール制御アクチュエータ１８との間に配置される。例として示すフェイルセーフ弁４２は少なくとも３つの位置を含む。フェイルセーフ弁４２は、例えばスプリング３６によって通常閉位置４１に付勢され、この閉位置においては、ロール制御装置１０の故障時における第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂ間の流体の流れが閉止される。

フェイルセーフ弁４２は、第１ソレノイド３８に対する第１信号に応答して第１開位置４３に動かされる。この第１信号は、第１状態において制御器１６が発生する信号である。第１開位置４３は第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂを流体接続し、従ってポンプ１２をバイパスする。この位置は減衰損失を防ぎ、第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂがポンプ１２を介して接続される時（以下に述べる第２開位置に相当する）に生じる可能性があるポンプ１２の逆転駆動を防止する。第１状態は、例えば１つの車輪のバンプ事象時における第１および第２チャンバ２９ａ、２９ｂ間の予め定められた好ましくない圧力差に対応する。

フェイルセーフ弁４２は、フェイルセーフ弁４２を第２開位置４４に動かすのに用いられる第２ソレノイド３９を含む。この第２開位置４４においては、ポンプ１２が、流体を、例えばモータ２４が供給するトルクのその瞬間の極性と値とによって決定される制御された圧力で、ロール制御アクチュエータ１８に供給する。制御器１６は、例えば旋回操縦時のロール状態に対応する第２状態に応答して、フェイルセーフ弁４２に第２開位置４４を取るように指令する。

以上、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。

車両用の能動的ロール制御システムの例の概略図である。 シャトル弁の代わりにチェック弁を用いた図１の能動的ロール制御システムの一部分の概略図である。

Claims (20)

1. 側方に離間した第１車輪と第２車輪との間に設けられたロール制御スタビライザを制御する少なくとも１つのアクチュエータであって、前記側方に離間した第１車輪及び前記第２車輪にそれぞれが関連付けられて、前記ロール制御スタビライザによって車両を安定させるべく流体連通する第１チャンバ及び第２チャンバを有する少なくとも１つのアクチュエータと、
   前記第１チャンバ及び前記第２チャンバと流体連通してそれらの間に流体を移送するポンプと、
   前記第１チャンバと第２チャンバとの間の流体の流れが閉止される通常閉位置と、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが相互に流体接続されて前記ポンプをバイパスする第１開位置とを有するフェイルセーフ弁と、
   を含むロール制御装置。
2. 前記ポンプに接続されて制御器と連絡するモータを含み、
   前記制御器は、ロール信号に応答して前記ポンプを駆動するべく前記モータに選択的に指令し、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間で所望の方向に流体を移送する、請求項１に記載のロール制御装置。
3. 前記フェイルセーフ弁は、前記制御器と連絡する第１ソレノイドを含み、
   前記制御器は、前記車両の第１運転状態に応答して前記フェイルセーフ弁を前記第１開位置に動かすべく前記第１ソレノイドに指令する、請求項２に記載のロール制御装置。
4. 前記フェイルセーフ弁は、前記ポンプを前記第１チャンバ及び第２チャンバに接続する第２開位置を含む、請求項３に記載のロール制御装置。
5. 前記フェイルセーフ弁は、前記制御器と連絡する第２ソレノイドを含み、
   前記制御器は、前記車両の前記第１運転状態とは異なる前記車両の第２運転状態に応答して前記フェイルセーフ弁を前記第２開位置に動かすべく前記第２ソレノイドに指令する、請求項４に記載のロール制御装置。
6. 前記車両の前記第１運転状態及び前記第２運転状態はそれぞれ、一般直進運転状態及び一般旋回運転状態に対応する、請求項５に記載のロール制御装置。
7. 前記車両の前記第１運転状態は、前記第１チャンバと第２チャンバとの所定の圧力差に対応する、請求項３に記載のロール制御装置。
8. 前記フェイルセーフ弁の前記通常閉位置は前記ロール制御装置の少なくとも１つの故障状態に対応する、請求項１に記載のロール制御装置。
9. 前記フェイルセーフ弁は、前記フェイルセーフ弁を前記通常閉位置に通常付勢するスプリングを含む、請求項８に記載のロール制御装置。
10. 前記側方に離間した第１車輪及び第２車輪は、車両長手軸を横切る共通の側方回転軸を画定し、
    前記第１チャンバ及び前記第２チャンバの一方は前記側方に離間した第１車輪及び第２車輪の一方に関連付けられ、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバの他方は前記側方に離間した第１車輪及び第２車輪の他方に関連付けられる、請求項１に記載のロール制御装置。
11. 前記側方に離間した第１車輪及び第２車輪は、長手方向に相互に離間した車両用前車輪又は後車輪の組の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のロール制御装置。
12. 前記側方に離間した第１車輪及び第２車輪は１つの車軸を含む、請求項１に記載のロール制御装置。
13. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、制御器によりフェイルセーフ状態が発動された場合に前記ロール制御スタビライザが捩りバーとして動作するように流体静力学的にロックされる、請求項１に記載のロール制御装置。
14. 前記フェイルセーフ弁は、
    前記第１チャンバと第２チャンバとが相互に流体連通して前記ポンプをバイパスする前記第１開位置と、
    前記ポンプが前記少なくとも１つのアクチュエータに、前記モータにより送られたトルクのその瞬間の極性と値とによって決定される制御された圧力で流体を送る第２開位置と、
    前記ロール制御装置の故障時に前記第１チャンバと第２チャンバとの間の流体の流れが閉止される前記通常閉位置と
    を含む少なくとも３つの位置を含む、請求項２に記載のロール制御装置。
15. 前記ポンプは、
    第１ポンプ出口及び第２ポンプ出口と、
    前記ポンプを容器に流体接続する３方シャトル弁と
    を含み、
    前記３方シャトル弁は３つの位置を有し、１つの位置においては前記第１ポンプ出口及び前記第２ポンプ出口のいずれも前記容器に接続されず、残りの２つの位置のそれぞれにおいては前記第１ポンプ出口及び前記第２ポンプ出口がそれぞれ前記容器に接続される、請求項１に記載のロール制御装置。
16. 前記ポンプは、
    第１ポンプ出口及び第２ポンプ出口と、
    前記第１ポンプ出口及び第２ポンプ出口が選択的に容器に接続される１対のチェック弁と
    を含む、請求項１に記載のロール制御装置。
17. 共通軸まわりにともに回転可能な１対の側方に離間した車輪と、
    前記１対の側方に離間した車輪の間に設けられたロール制御スタビライザと協動する少なくとも１つのアクチュエータであって、相互に流体連通する第１チャンバ及び第２チャンバを有し、前記第１チャンバ及び第２チャンバのそれぞれが前記１対の側方に離間した車輪の１つの車輪に関連付けられた少なくとも１つのアクチュエータと、
    前記第１チャンバ及び前記第２チャンバと流体連通してそれらの間に流体を移送するポンプと、
    前記第１チャンバと第２チャンバとの間の流体の流れが閉止される通常閉位置と、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバが相互に流体接続されて前記ポンプをバイパスする第１開位置とを有するフェイルセーフ弁と、
    を含むロール制御装置。
18. 前記ポンプに接続されて制御器と連絡するモータを含み、
    前記制御器は、ロール信号に応答して前記ポンプを駆動するべく前記モータに選択的に指令し、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間で所望の方向に流体を移送する、請求項１７に記載のロール制御装置。
19. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記制御器によりフェイルセーフ状態が発動された場合に前記ロール制御スタビライザが捩りバーとして動作するように流体静力学的にロックされる、請求項１８に記載のロール制御装置。
20. 前記フェイルセーフ弁は、
    前記第１チャンバと第２チャンバとが相互に流体連通して前記ポンプをバイパスする前記第１開位置と、
    前記ポンプが前記少なくとも１つのアクチュエータに、制御された圧力で流体を送る第２開位置と、
    前記ロール制御装置の故障時に前記第１チャンバと第２チャンバとの間の流体の流れが閉止される前記通常閉位置と
    を含む少なくとも３つの位置を含む、請求項１９に記載のロール制御装置。

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