KR20050047503A - 비틀림 강성력 제어장치 - Google Patents

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KR20050047503A
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다츠야 마사무라
신이치 하기다이라
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가야바코교 가부시기가이샤
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Abstract

압력실의 유체압력을 안정시킴으로써, 안정한 비틀림 강성력을 발휘하고, 차량에 탑재한 경우에서도 차량의 롤링(Rolling)시의 승차감을 향상하는 비틀림 강성력 제어장치를 제공한다. 안정기(Stabilizer, 1f)(1r)에 외부로부터 부하되는 외부 모멘트에 근거하여, 당해 모멘트에 대항하여 안정기(1f)(1r)에 부여되는 모멘트를 제어하는 비틀림 강성력 제어장치에 있어서, 안정기(1f)(1r)의 중간 또는 일단에 결합한 로터리 액츄에이터(2f)(2r) 또는 안정기(1f)(1r)의 일단에 결합한 실린더(51f)(51r)를 구동시키는 유체압원으로부터 공급되는 유체압을 조정함으로써 안정기(1f)(1r)에 부하하는 모멘트를 변화시키는 가변기구를 구비하고, 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터(2f)(2r) 또는 실린더(51f)(51r)를 구동하는 필요 유체압값을 산출하여, 로터리 액츄에이터(2f)(2r) 또는 실린더(51f)(51r)에 공급되어 있는 액체압값과 필요 유체압값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 유체압을 조절하여 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

비틀림 강성력 제어장치{Torsional Rigidity Control Device}
본 발명은 부재에 부하(負荷)되는 외부 모멘트(Moment)에 대항하여 부재에 모멘트를 부여하는 비틀림 강성력 제어장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 차량 등에 탑재됨과 함께 안정기(Stabilizer)에 연계(連繫)되어 안정기의 비틀림 강성력을 조절가능하게 하는 안정기의 비틀림 강성력 제어장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 형식의 비틀림 강성력 제어장치로서는, 예를들면, 일본국특개평 9-15633호 공보에 개시된 유압가변형의 안정기의 비틀림 강성력 제어장치가 알려져 있다.
즉, 이것은, 전후륜(前後輪)에서의 각 좌우의 차륜의 서스펜션 아암(Suspension Arm)을 연결하는 안정기를 각각 토션 바(Torsion Bar)의 중앙부분으로 2분할하고, 이들 2분할한 부분의 한쪽을 각 안정기의 강성력 가변용 유압식 로터리 액츄에이터(Rotary Actuator, 이하 '액츄에이터' 라 함)의 하우징(Housing)측에, 또한, 다른쪽을 로터(Rotor)측에 각각 고정하고 있다.
그리고, 전후륜측에서의 양쪽 액츄에이터의 각 대응하는 압력실은, 각각 관로(管路)에 의해 차압제어밸브에 연통되어 있고, 더욱이, 각 차압제어밸브에 연통하는 한쪽의 관로를 페일 세이프 밸브(Fail Safe Valve)와 분류(分流)밸브를 통하여 유압원(油壓原)에 연통시킴과 함께, 다른쪽의 관로를 페일 세이프 밸브를 통하여 유압원에 연통하여 있다.
또한, 차압제어밸브와 페일 세이프 벨브의 각 절환용 전자솔레노이드는, 차체측에 발생한 횡가속도의 방향과 크기에 대응하여 차체 횡가속도 신호를 출력하는 제어장치에 연결되어 있다.
상기 제어장치는, 차량의 주행중에 있어서 차체에 횡가속도가 작용한 때에 당해 횡가속도의 방향과 크기를 차체 횡가속도 신호로서 검출하고, 이 차체 횡가속도 신호에서 페일 세이프 밸브를 노말(Normal)위치에서 오프셋(Offset)위치로 절환함과 함께, 차체 횡가속도 신호의 방향과 크기에 대응하여 차압제어밸브를 절환 제어하도록 하여 있다.
그리고, 직진주행시와 같이 차체에 횡가속도가 작용하지 않은 때에는, 제어장치가 기준전류에 의해 차압제어밸브를 차압 영(零)의 상태인 중앙위치로 유지한 채로, 페일 세이프 밸브로의 통전을 차단하여 당해 페일 세이프 밸브를 노말위치로 유지하고, 페일 세이프 밸브가 전후륜용의 안정기에 설치한 액츄에이터를 차단하여, 각 안정기를 통상의 안정기로서 작용시키는 것이 된다.
그것에 대하여, 차량이 선회주행(코너링(Cornering))으로 들어가서 차체에 횡가속도가 작용하도록 되면, 제어장치에서 검출한 차체 횡가속도 신호에 근거하여 페일 세이프 신호에 근거하여 페일 세이프 밸브에 통전이 행해지고, 페일 세이프 밸브를 오프셋위치로 절환하여 유압원을 온-로드(On-Load) 상태로 함과 함께, 차압제어밸브를 각 액츄에이터로 연통한다.
또한, 그것과 겸하여, 제어장치가 당해 횡가속도의 방향과 크기에 대응하여 기준값으로부터 양(+) 또는 음(-)측으로 벗어난 제어신호전류를 발생한다.
이 제어신호 전류에 의해 차압제어밸브가 차체에 작용한 횡가속도의 방향과 크기에 대응하여 소정의 방향에 소정의 양만큼 절환 동작하고, 이들 차압제어밸브로 발생한 차압을 제어하여 전후륜의 안정기에 설치한 액츄에이터에 독립하여 가해진다.
이에 의해, 각 액츄에이터가 차체 횡가속도의 방향과 크기에 대응한 방향의 모멘트를 발생하고, 이들 모멘트에 의해 전후륜용의 안정기에 비틀림 강성력을 부여하여 그 때 원심력으로 차체에 작용하는 롤 모멘트(Roll Moment)와 대항하는 반대방향의 롤 모멘트를 차체에 가하여, 당해 차체에 발생하는 롤운동을 효과적으로 억제한다.
그러나, 상술한 비틀림 강성력 제어장치에서는, 기능면에서 문제가 있는 것은 아니지만, 이하의 불편함의 개선이 요망되고 있다.
즉, 상기 안정기의 비틀림 강성력 제어장치에서는, 각 압력실로의 유압공급을 차압제어밸브를 사용하여 제어하기 때문에, 각 액츄에이터가 발생하지 않으면 안되는 차체 횡가속도의 방향과 크기에 대응한 방향의 모멘트를 발생시키도록 하여도 발생할 수 없는 경우가 있다.
다시 말하여, 제어가능한 것은 각 압력실의 차압이고, 차압은 상대적인 것이므로, 노면으로부터의 입력에 의해 안정기에 접속되어 있는 액츄에이터의 각 압력실내의 유압은 변동하지 않아서 항시 발생 모멘트에 대응하는 각 압력실내의 차압을 유지제어할 필요가 있고, 또한, 이 경우 차압이기 때문에, 필요한 유압은 일시적으로는 결정되지 않으므로 제어가 번잡하게 되고, 그 결과 유압력이 불안정하게 될 염려가 있다.
도 1은, 본 발명에 의한 비틀림 강성력 제어장치를 계통적으로 나타내는 유압회로도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에서의 제2의 실시형태에서의 비틀림 강성력 제어장치를 계통적으로 나타내는 유압회로도이다.
도 3은, 액츄에이터의 종단면도이다.
따라서, 본 발명은 상기 불편함을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 압력실의 유체압력을 안정하게 함으로써, 안정한 비틀림 강성력을 발휘하고, 차량에 탑재한 경우에 있어서도 차량의 롤(Roll)시의 승차감을 향상하는 비틀림 강성력 제어장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기본적 수단은, 부재에 외부로부터 부하되는 외부 모멘트에 근거하여, 당해 외부 모멘트에 대항하여 부재에 부여되는 모멘트를 제어하는 비틀림 강성력 제어장치에 있어서, 부재의 중간 또는 일단에 결합한 로터리 액츄에이터 또는 부재의 일단에 결합한 실린더를 구동시키는 유체압원으로부터 공급되는 유체압을 조정함으로써 부재에 부하하는 모멘트를 변화시키는 가변기구를 구비하고, 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하여, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 액체압값과 필요 유체압값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 유체압을 조절하여 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 부재가 안정기로서 적용되는 구체적 수단은, 안정기에 외부로부터 부하되는 외부 모멘트에 근거하여, 당해 모멘트에 대항하여 안정기에 부여하는 모멘트를 제어하는 비틀림 강성력 제어장치에 있어서, 안정기의 중간 또는 일단에 결합한 로터리 액츄에이터 또는 안정기의 일단에 결합한 실린더를 구동시키는 유체압원으로부터 공급되는 유체압을 조절함으로써 안정기에 부하하는 모멘트를 변화시키는 가변기구를 구비하고, 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하여, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 액체압값과 필요 유체압값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 유체압을 조절하여 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 구체적 수단에 있어서, 안정기를 복수 설치하고, 각 안정기의 중간 또는 일단에 로터리 액츄에이터를 결합하거나, 또는 각 안정기의 일단에 실린더를 결합하고, 외부 모멘트에 대항하여 각 안정기에 부여하는 모멘트를 제어한다.
마찬가지로, 유체압원과 로터리 액츄에이터 또는 실린더 사이에 분류밸브를 설치함과 함께, 분류밸브에 의해 로터리 액츄에이터 또는 실린더측에 상기 가변기구를 각 부재마다 구비하여 있고, 각 부재마다 부하하는 모멘트를 제어한다.
마찬가지로, 가변기구가, 유체압원에 접속된 공급유로와, 리저버(Reservoir)에 접속된 배출유로와, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 설치한 2개의 압력실의 각각에 접속된 2개의 공급배출유로와, 공급유로와 배출유로 사이에 접속된 솔레노이드 압력제어밸브와, 상기 공급유로와 배출유로를 상기 2개의 공급배출유로중 어느 한쪽에 선택적으로 접속하는 솔레노이드 방향절환밸브로 구성되어 있다.
마찬가지로, 상기 압력제어밸브는, 솔레노이드에 통전되지 않은 상태에서는 개구면적이 최대로 되고, 통전(通電)상태에서는 인가전류에 따라 개구면적이 조절되고, 상기 방향절환밸브는 솔레노이드에 통전되지 않은 상태에서는 유체압을 차단하고, 통전한 때 유체압을 공급한다.
마찬가지로, 공급유로와 배출유로 사이에 압력제어밸브와 병렬로 공급유로측에서 배출유로측으로만 유체의 흐름을 허용하는 체크밸브(Check Valve)와 릴리프밸브(Relief Valve)를 설치한다.
마찬가지로, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 유체압값을 압력검출기로 검출하고, 컨트롤이 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하고, 검출한 유체압값과 필요 유체압값을 비교하여, 그 비교결과에 근거하여, 상기 압력제어밸브 및 방향전환밸브를 절환제어하여 상기 외부 모멘트를 제어한다.
마찬가지로, 차량 횡가속도, 차량 횡가속도와 차속과 조타각(Steering Angle), 또는 차량 횡가속도와 차속과 조타각과 요 레이트(Yaw Rate)중 어느 하나에 근거하여 외부 모멘트를 산출한다.
더욱이, 보다 구체적 수단은, 안정기의 중간 또는 일단에 서로 대향하는 2개의 압력실을 구비한 로터리 액츄에이터 또는 안정기의 일단에 서로 대향하는 2개의 압력실을 구비한 실린더를 결합하고, 각 압력실에 작동유(作動油)를 공급 또는 배출하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동시킴으로써 안정기의 비틀림 강성을 조정하는 안정기의 비틀림 강성력 제어장치에 있어서, 각 압력실을 공급유로 또는 배출유로에 선택적으로 연통 또는 차단시키는 솔레노이드 방향절환밸브와, 공급유로와 배출유로 사이에 설치된 통전되지 않은 상태에서 개구면적을 최대로 하고 통전상태에서 개구면적을 조절가능한 압력제어밸브와, 컨트롤러(Controller)를 구비하고, 상기 컨트롤러가 상기 압력실내의 압력과, 차량 횡가속도와, 조타각과, 차속과, 요 레이트에 근거하여, 상기 솔레노이드 방향절환밸브와 압력제어밸브에 전류를 인가하고, 전류에 비례하여 압력제어밸브의 개구면적을 조정함과 함께 솔레노이드 방향절환밸브를 연통 또는 차단위치로 절환하는 것을 특징으로 한다.
도 1은, 본 발명에 관계하는 비틀림 강성력 제어장치를 안정기의 제어에 적용한 일실시형태를 계통도로서 도시한 것이다.
즉, 부재인 전륜용의 안정기(1F)는, 토션 바의 부분을 중앙에서 2개로 분할하여 구성하고, 이 분할한 부분의 한쪽을 전륜측에서의 유압 로터리식의 액츄에이터(2f)의 하우징측에, 또한 다른쪽을 로터리측에 고정하여 구성하여 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 유체압은 유압이라는 것으로 된다.
마찬가지로, 부재인 후륜용의 안정기(1r)도 또한, 그를 토션 바 부분의 중앙에서 2분할하고, 이 분할한 부분의 한쪽을 후륜측에서의 로터리식의 액츄에이터(2r)의 하우징측에, 또한 다른쪽을 로터측에 결합함으로써 구성하여 있다.
본 실시형태의 경우, 상기한 전륜측의 로터리식 액츄에이터(2f)와 후륜측의 로터리식 액츄에이터(2r)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 내벽면에 180도의 간격을 유지하여 구성한 2개의 격벽(3a)(3b)을 갖는 하우징(4)과, 이 하우징(4)의 내부에 대하여 외주면에 마찬가지로 180도의 간격을 두고 구성한 2매의 베인(Vane, 5a)(5b)을 갖는 로터(Rotor, 6)를 회동자유롭게 수납하여 구성하여 있다.
로터(6)는, 중심부분의 외주를 하우징(4)의 내벽에 설치한 격벽(3a)(3b)의 선단에 접하고, 더욱이, 베인(5a)(5b)의 선단의 외주를 하우징(4)의 내벽에 접하게 함으로써, 하우징(4) 안을 로터(6)로써 4개의 압력실(7a)(7b)(8a)(8b)로 구획하여 있다.
이들 4개의 압력실(7a)(7b)(8a)(8b)중 대각(對角)위치에 있는 압력실(7a)(7b) 또는 압력실(8a)(8b)에 유체압인 유압을 가하는 것으로 안정기(1f)(1r)에 소정의 방향의 비틀림력을 부여한다.
이와같이 하여, 전륜측에서의 액츄에이터(2f)는, 전륜용의 안정기(1f)에 대한 강성력 가변용의 액츄에이터로서 작용함과 함께, 후륜측의 액츄에이터(2r)는, 후륜용의 안정기(1r)에 대한 강성력 가변용 액츄에이터로서 각각 작용하도록 하여 있다.
도 1로 돌아가서, 전륜용의 액츄에이터(2f)는, 각 압력실의 포트(Port, 10)(11)에 각각 접속된 공급배출유로(25)(26)을 통하여 푸쉬 풀형(Push-Pull Type)의 솔레노이드 방향절환밸브(12)에 접속되어 있고, 후륜측의 액츄에이터(2r)는, 각 압력실의 포트(10)(11)에 각각 접속된 상기 공급배출유로(25)(26)로부터 분기하는 공급배출유로(24)(28)를 통하여 방향절환밸브(12)에 접속되어 있다. 또한, 공급배출유로(25)(26)는 서로 바이패스로(Bypass, 27)를 통하여 연통되어 있고, 바이패스로(27)의 도중에는, 극소 직경의 오리피스(Orifice, 23)가 설치되어 있다.
그리고, 이들 액츄에이터(2f)(2r)의 각 포트(10)(11)는, 서로에 대응하는 것 끼리, 즉, 동일 방향의 롤 반력(反力)이 작용하는 것 끼리를 방향절환밸브(12)의 제어포트(A)(B)에 접속되어 있다. 다시말하여, 공급배출유로(25)(26)는, 각각 방향절환밸브(12)의 포트(A)(B)에 접속되어 있고, 또한, 방향절환밸브(12)를 통하여 공급유로(30)와 배출유로(29)와 선택적으로 연통 또는 차단되도록 되어 있다. 더욱이, 공급유로(30)와 배출유로(29) 사이에는 솔레노이드 압력제어밸브(15)와 체크밸브(16)와 릴리프밸브(17)이 설치되어 있다.
즉, 상기 방향절환밸브(12)에서의 공급포트(T)는, 공급유로(30)를 통하여 압력제어밸브(15)의 상류측에 연결되어 있고, 더욱이 공급유로(30)를 상류로 거슬러 올가가면 차례대로 공급유로(30)측으로부터의 작동유의 흐름을 저지하는 체크밸브(16)의 상류측, 릴리프밸브(17)의 상류측 및 유체압원인 유압펌프(20)로 통하여 있다.
또한, 방향절환밸브(12)의 배출포트(P)는 배출유로(29)를 통하여 압력제어밸브(15)의 하류측에 연결되어 있고, 더욱이 이 배출유로는 순서대로 체크밸브(16)의 하류측, 릴리프밸브(17)의 하류측 및 리저버(R)로 통하여 있다.
그리고, 리저버(R)와 유압펌프(20)는 흡입관로(31)와 연통되어 있고, 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유는, 최종적으로는 리저버(R)로 안내되어 각 유로(30)(29)(24)(25)(28)를 환류하는 것으로 된다.
또한, 방향절환밸브(12)는, 공급유로(30)에 접속되는 공급포트(T)를 제어포트(A)에, 배출포트(P)를 제어포트(B)에 연통하는 연통위치와, 각 포트를 차단하는 차단위치와, 공급유로(30)에 접속되는 공급포트(T)를 제어포트(B)에, 배출포트(P)를 제어포트(A)에 연통하는 연통위치인 3개의 위치를 구비한 3위치 4포트밸브이다. 이 방향절환밸브(12)의 양단에는 스프링이 설치되고, 더욱이 일단에는 한쪽의 스프링에 대향하는 솔레노이드(13)가 설치되어 있다. 이에 의해, 솔레노이드(13)의 한쪽의 코일(도시하지 않음)에 전류를 인가하면, 포트 T와 포트 A 및 포트 P와 포트 B를 각각 연통하고, 다른쪽의 코일(도시하지 않음)에 전류를 인가하면, 포트 T와 포트 B 및 포트 P와 포트 A를 각각 연통하고, 전류를 인가하지 않은 상태에서는 도시한 바와 같이 스프링력에 의해 각 포트 T, P, A, B를 차단하도록 되어 있고, 통상은 전류가 인가한 상태에서 상기한 어느쪽의 연통위치를 취하도록 설정되어 있다.
더욱이, 압력제어밸브(15)는, 공급유로(30)와 배출유로(29)를 연통하는 연통위치와 차단하는 차단위치를 갖고, 일단에 스프링(도시하지 않음)을 구비하고, 타단에 이 스프링에 대향하는 솔레노이드(14)를 구비하고 있고, 이 솔레노이드(14)가 여자(勵磁)되면, 차단위치로 절환하는 것이 가능하고, 솔레노이드(14)에 인가하는 전류에 비례하여 인가하지 않은 상태에서는, 스프링력에 의해 연통위치에 있고 밸브 개구면적은 최대로 되고, 통상은 솔레노이드(14)에 인가한 상태에서, 차단위치를 취하도록 설정되어 있다.
또한, 릴리프밸브(17)는, 공지와 같이 공급유로(30)와 배출유로(29)를 접속하는 연통로(36)의 도중에 설치되고, 연통로(36)를 연통하는 연통위치와 차단하는 차단위치를 갖고, 공급유로(30)의 내압이 이상하게 상승한 때 파일롯 압(Pilot Pressure)으로 개방되어 작동유를 리저버(R)로 퇴출시키도록 되어 있다. 더욱이, 연통로(36)는, 상기한 공급유로(30)와 배출유로(29)를 접속하도록 설치하는 대신에, 별도 독립하여 설치되어도 좋다.
더욱이, 체크밸브(16)로서는, 종래부터 각종의 유압기기에 있어서 광범위하게 일반적으로 사용되고 있는 것을 그대로 적용하면 좋고, 그들 구성에 대하여는 잘 알려져 있는 것이므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
더욱이, 액츄에이터(2f)(2r)에 부하되는 유압력을 검출하기 위한 압력검출기(22)가 공급유로(30)의 도중에 설치되고, 공급유로(30) 안의 유압력을 검출한다. 이와같은 위치에 압력검출기(2)를 설치하면 방향절환밸브(12)가 각 포트를 연통하여 있는 상태에 있어서 액츄에이터(2f)(2r)의 압력실(7a)(8a) 안의 압력을 검출하는 것이 가능하다.
따라서, 상술한 바에서는, 가변기구는, 공급유로(30)와 배출유로(29)와, 액츄에이터(2f)(2r)와, 방향절환밸브(12)와, 공급배출유로(25)(26)(27)(28)와, 압력제어밸브(15)로 구성되어 있는 것으로 된다.
한편, 이들과 겸하여, 차체에 작용한 횡가속도, 조타각, 차속 및 유압력 신호에 의해 압력제어밸브(15)의 밸브 개구면적을 조절함과 함께, 방향절환밸브(12)를 절환제어하면서 액츄에이터(2f)(2r)를 통하여 안정기(1f)(1r)의 비틀림 강성력을 제어하기 위한 컨트롤러인 ECU(21)가 설치되어 있다. 더욱이, 차량의 롤 제어를 목적으로 하는 경우에 있어서는, 횡가속도만에 근거하여 제어하는 것도 가능하다.
상기 ECU(21)는, 예를들면, 차체에 작용하는 횡가속도의 방향 및 크기를 횡가속도 신호로서 검출하는 횡가속도 검출기(도시하지 않았으나, 예를들면, 차체의 해당 부위에 설치한 횡가속도센서)와, 조타각을 신호로서 검출하는 조타각 검출기(도시하지 않음)와, 차속을 신호로서 검출하는 차속검출기(도시하지 않음)와 상술한 압력검출기(22)에 접속되고, 이들 횡가속도 신호, 조타각 신호, 차속 신호, 압력 신호를 처리하고, 전류를 각 솔레노이드(13)(14)에 인가하여 방향절환밸브(12)와 압력제어밸브(15)를 제어작동시킨다.
즉, ECU(21)는, 2개의 출력단자(도시하지 않음)를 구비하고, 이들의 출력단자를 신호선(33)(34)으로 방향절환밸브(12)의 솔레노이드(13)와 압력제어밸브(15)의 솔레노이드(14)에 연결하고, 당해 ECU(21)로 방향절환밸브(12)와 압력제어밸브(15)를 제어하도록 하여 있다.
다음에, 이상과 같이 구성한 본 발명의 실시형태인 비틀림 강성력 제어장치의 작동에 대하여 설명한다.
예를들면, 차량이 평탄로를 직진주행을 하고 있을 때, 즉, 횡가속도 검출기 및 조타각 검출기로부터의 검출신호(X)가 없을 때에는, 차체는 롤링(Rolling)하지 않으므로, 부재인 안정기의 비틀림 강성력을 높히면, 승차감이 나빠지게 된다. 그와같은 상태의 경우에는, ECU(21)는, 안정기의 기능을 감쇄하기 위해, 압력제어밸브(15)의 솔레노이드(14)로의 전류의 공급을 제어하여 밸브 개구면적을 크게 한다. 그 결과, 유압펌프(20)로부터의 작동유는 압력제어밸브(15)의 연통위치를 통하고, 밸브 개구면적에 따라 배출유로(29)에서 리저버(R)로 환류한다. 더욱이, 방향절환밸브(12)의 솔레노이드(13)으로 전류를 공급하여 상술한 각 포트를 연통하도록 한다. 이 때, 방향절환밸브(12)의 각 포트는 연통되어 있는 상태에서 하면 좋아지므로, 포트 T와 포트 A 및 포트 P와 포트 B를 각각 연통시켜도 좋고, 포트 T와 포트 B 및 포트 P와 포트 A를 각각 연통시켜도 좋다.
상술한 경우의 ECU(21)의 구체적 처리는, 이하와 같이 이루어진다. 먼저, 횡가속도 및 조타각이 영(零)인 것을, 각 검출기로부터의 신호의 입력이 없는 것을 취하여, ECU(21)는 차량이 평탄로를 직진주행하고 있는 것이므로, 안정기에 부하되는 모멘트가 영인 것을 인식하여, 상술한 바와 같이, 안정기의 기능을 감쇄하기 위해 비틀림 강성력을 낮춘다. 이 경우, 액츄에이터(2f)(2r)의 각 압력실에 하등의 유압력이 부하되지 않은 상태로 하여야 하는 것, 즉 필요 유압값이 영인 것을 산출한다. 그리고, ECU(21)는, 각 압력실에 유압력의 공급을 정지하기 위해, 상술한 바와 같이 압력제어밸브(15)로의 전류공급을 억제하지만, 이 때 압력검출기(22)로 검출한 유압력의 값과 상술한 산출한 유압력의 값을 비교하여, 검출한 유압력이 산출한 유압력의 값보다 큰 경우에는, 더욱이 압력제어밸브(15)에 공급하는 전류를 작게 하고, 압력제어밸브(15)의 밸브 개구면적을 크게 하고, 산출한 유압력값과 검출한 유압력값이 동일하게 되도록 제어한다. 또한, 한쪽에서는 방향절환밸브(12)를 상술한 바와 같이 각 포트가 연통하도록 전류공급을 행한다. 따라서, 이 경우에는, 상술한 바와 같이 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유는 압력제어밸브(15)를 우선적으로 통과하여, 리저버(R)에 유입하고, 액츄에이터(2f)(2r)에는 하등의 유압력이 부하되지 않는 상태로 제어할 수 있는 것으로 된다.
더욱이, 상술한 바와 같은 차량이 평탄로를 직진주행중의 경우에는, 압력제어밸브(15)에 전류를 일절 공급함이 없이 밸브 개구면적을 무조건으로 최대로 하도록 하여도 좋다.
이상으로써, 본 발명의 비틀림 강성력 제어장치에서는, 액츄에이터(2f)(2r)의 각 압력실에 부하되는 유압력을 영으로 할 수 있고, 차량이 직진주행중에 갑작스런 노면으로부터의 입력이 있어도 각 압력실의 유압력이 하등의 발생도 없는 상태로 되므로, 안정기의 기능이 발현하는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다. 이에 대하여, 종래의 비틀림 강성력 제어장치와 같이 차압제어밸브를 사용한 경우, 차압만 제어하게 되므로, 직진주행시에는 각 압력실내의 차압을 없게 하도록 제어하지만, 이 경우에 노면으로부터의 갑작스런 입력에 의해 액츄에이터가 강제적으로 작동하게 되면, 각 압력실의 유압력에 편차가 있을수 있게 되어, 안정기의 기능을 감쇠하여야 하나, 역으로 안정기의 기능이 발현하여 버려서 승차감이 나빠지게 된다. 즉, 본 발명의 비틀림 강성력 제어장치에 있어서는, 종래의 차압제어에 비교하여 승차감을 향상하는 것이 가능하다.
또다른 한편, 코너링시 나 차속이 고속으로서 조타각이 큰 때 등과 같이 차량이 선회주행으로 들어가서 차체에 횡가속도가 발생하면, ECU(21)에는 횡가속도 검출기, 조타각 검출기 및 차속 검출기가 검출한 각 신호(X)(Y)가 입력된다.
ECU(21)는, 이들 각 검출한 신호(X)(Y)에 근거하여 출력단자로부터 신호선(33)을 통하여 압력제어밸브(15)의 솔레노이드(14)에 공급하고 있는 전류를 크게 하도록 통전을 행하고, 당해 압력제어밸브(15)의 밸브 개구면적을 작게 하거나 크게 하도록 조절한다.
ECU(21)는, 횡가속도 검출기, 조타각 검출기 및 차속 검출기로부터의 각 신호에 근거하여, 그 때 차체에 작용하고 있는 안정기에 부하되는 외부 모멘트의 크기와 방향에 대응하여 안정기에 부하해야 할 모멘트와 그 방향을 연산하고, 이에 준한 제어신호를 전류로서 각 출력단자로부터 출력한다.
상기 ECU(21)의 각 출력단자로부터 개별적으로 출력된 제어신호전류는, 각각의 신호선(33)(34)을 통하여 대응하는 압력제어밸브(15)의 솔레노이드(14) 및 방향절환밸브(12)의 솔레노이드(13)로 통전되고, 이들 압력제어밸브(15) 및 방향절환밸브(12)를 개별적으로 제어한다.
이에 따라, 방향절환밸브(12)는, 안정기에 부하되는 외부 모멘트의 방향에 대응하여, 안정기에 그 외부 모멘트에 대항하는 방향에 모멘트를 부하하기 위해, 상기한 연통위치의 어느쪽으로 절환되고 포트 T와 포트 A 및 포트 P와 포트 B를 연통 또는 포트 T와 포트 B 및 포트 P와 포트 A를 연통하도록 절환동작하여 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유를 공급배출유로(25)(26)(24)(28)로부터 액츄에이터(2f)(2r)의 각각의 포트(10)(11)의 어느쪽으로 유입시킨다.
이렇게 하여, 액츄에이터(2f)(2r)에는, 각각의 포트(10)(11)의 어느쪽으로 유입시킨 작동유에 의해 작동유 유입측의 압력실의 유압력이 높아지고, 예컨대, 도 3에 있어서, 액츄에이터(2f)(2r)의 압력실(7a)(7b)에 작동유가 공급되면, 베인(5a)(5b)이 반시계방향으로 회전하고, 다른쪽의 압력실(8a)(8b)에 작동유가 공급되면, 베인(5a)(5b)이 반시계방향으로 회전하고, 그 결과 액츄에이터(2f)(2r)에는 시계방향 또는 반시계방향의 모멘트가 발생하고, 이들 모멘트에 의해 전후륜용의 안정기(1f)(1r)에 대하여 안정기에 작용한 외부 모멘트의 방향과 크기에 대항하는 비틀림 강성력을 가하는 것이 가능하게 되고, 더 나아가서는 차체의 롤을 억제하는 것이 가능하게 된다. 다시말하여, 차체에 롤이 발생하도록 하면, 전후륜용의 안정기(1f)(1r)가 횡가속도의 크기에 따라서 당해 차체를 반대측으로 경사지도록 하는 방향으로 비틀려진다. 이에 의해, 안정기(1f)(1r)는, 그 방향으로의 비틀림 강성력이 상승하여 차체에 발생하려고 하는 롤운동을 억제하는 것으로 된다. 더욱이, 이 비틀림 강성력 제어장치가 탑재되는 차량의 특성에 적합한 제어를 행하도록 하면 좋으므로, 외부 모멘트에 대하여 안정기에 부하하는 모멘트의 크기를 차량의 특성에 적합하도록 한 값으로 되도록 ECU로 산출시키면 좋다.
또한, 상술한 차체 롤시의 ECU(21)의 구체적 처리는, 이하와 같이 이루어진다. 먼저, 횡가속도, 차속 및 조타각에 근거하여, ECU(21)가 차체가 롤하여 있음을 확인하여, 상술한 바와 같이 안정기의 기능을 발현하기 위해 비틀림 강성력을 높게 한다. 이 경우 액츄에이터(2f)(2r)의 각 압력실의 어느쪽인가에 유압력을 부하하여 안정기에 모멘트를 부하하여야 하는 것, 즉 부하해야 할 모멘트의 발생에 필요한 유압값을 산출한다.
그리고, ECU(21)는, 액츄에이터(2f)(2r)의 각각의 각 유압실의 어느쪽에 필요시 되는 유압력을 공급하기 위해, 상술한 바와 같이 유압제어밸브(15)로의 통전공급을 크게하든지 작게하든지 간에, 이 때 압력검출기(22)로 검출한 유압력의 값과 상술한 산출한 유압력의 값을 비교하여, 검출한 유압력이 산출한 유압력의 값보다 큰 경우에는, 압력제어밸브(15)에 공급하여 있는 전류를 작게 하여, 압력제어밸브(15)의 밸브 개구면적을 크게 하고, 역으로, 검출한 유압력이 산출한 유압력의 값보다 작은 경우에는, 압력제어밸브(15)에 공급하여 있는 전류를 크게 하여, 압력제어밸브(15)의 밸브 개구면적을 작게 하고, 산출한 유압력 값과 검출한 유압력 값이 동일하게 되도록 제어한다. 또한, 한쪽에서는 방향절환밸브(12)를 상술한 바와 같이 각 포트가 연통하도록 전류공급을 행한다. 따라서, 이 경우에는, 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유는 압력제어밸브(15)를 통과하는 작동유와 액츄에이터(2f)(2r)로 유입하는 작동유로 나누어지고, 액츄에이터(2f)(2r)에는 ECU(21)가 산출한 유압력이 부하되는 상태로 제어할 수 있게 된다.
더욱이, 본 실시형태에 있어서는 압력검출기에서 액츄에이터의 압력실내의 유압력을 검출하고 있지만, 압력검출기를 사용하지 않더라도, 미리 유압펌프의 용량이 결정되면, 압력제어밸브의 밸브 개구면적에 의해 유압력이 어느정도 압력실에 부하되는지를 파악할 수 있으므로, 이 경우에는 압력제어밸브에 어느정도 전력을 공급하는지에 의해 유압력의 값을 ECU에 인식시켜도 좋다.
이상으로써, 본 발명의 비틀림 강성력 제어장치에서는, 액츄에이터(2f)(2r)의 각 압력실에 부하되는 유압력을 최적의 것으로 할 수가 있고, 또한 압력제어밸브는 개구면적을 변화시킬 수 있으므로, 각 압력실에 부하되어 있는 유압력을 미세하게 제어할 수 있다. 즉, 정밀도가 높은 제어가 가능하게 된다. 다시말하여, 종래와 같이 각 압력실의 차압 제어가 아니라, 직접 각 압력실에 부하되어 있는 유압력을 제어하고 있으므로, 노면으로부터의 갑작스런 입력에 의해 안정기에 접속되어 있는 액츄에이터의 각 압력실내의 유압은 변동하여도, 실시간(Real Time)으로 각 압력실내에 부하되어 있는 유압력을 파악할 수 있으므로, 부하해야 할 모멘트를 유지 제어하는 것이 가능하다. 또한, 그 제어도 제어하기 어려운 차압 제어가 아니어서, 제어가 간단하게 되고, 안정적으로 액츄에이터에 유압력을 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 액츄에이터에 안정적인 유압력을 공급하는 것이 가능하므로, 롤 억제 효과가 높고, 차량의 롤시의 승차감이 향상한다.
또한, 이 경우에, 노면입력에 의해 액츄에이터가 강제적으로 작동되면, 유압원의 토출량 이상의 작동유의 공급이 필요하게 될 경우가 있지만, 그 경우에는, 공급유로(30) 안이 부압(負壓)이 되고, 공급유로(30)와 배출유로(29)를 접속하는 체크밸브(16)를 작동유가 밀어서 열고, 부족되는 작동유를 공급유로(30)내에 공급하는 것이 가능하므로, 종래의 비틀림 강성력 제어장치에 있는 것 같은 이음(異音)을 발생할 일도 없고, 각 압력실의 유압력을 일층 안정한 것으로 하는 것이 가능하다. 즉, 안정한 안정기 기능을 발휘할 수가 있다.
더욱이, 이 비틀림 강성력 제어장치나 이것을 탑재하고 있는 차량에 어떠한 이상이 발생하여 제어불능의 상태가 된 경우나 방향전환밸브(12) 및 압력제어밸브(15)에 대하는 각각의 신호선(33)(34)의 단선등 제어 시스템에 이상이 발생하였을 때에는, 이를 ECU(21)가 검지하여 방향전환밸브(12)와 압력제어밸브(15)의 동작을 정지한다.
이러면, 압력제어밸브(15)는 스프링력에 의해 밸브 개구면적을 최대로 하고, 방향전환밸브(12)는 스프링력에 의해 각 포트를 차단하는 위치로 이행한다.
그리하면, 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유는 압력제어밸브(15)를 통과하여 리저버(R)로 유입하게 되고, 유압펌프(20)와 리저버(R) 사이를 환류하게 되고, 액츄에이터(2f)(2r)에는 일체 유압력이 부하되지 않는 상태로 된다. 이 상황하에서, 가령 액츄에이터(2f)(2r)의 각 압력실중 어느쪽에 유압력이 높아진 상태로 되고, 액츄에이터(2f)(2r)가 비틀린 상태로 되어도, 바이패스로(27)는 각 공급배출유로(25)(26)(24)(28)와 오리피스(Orifice, 23)를 통하여 접속하여 있어, 결국은 각 유압실의 유압은 동압화(同壓化)됨과 동시에, 차량이 직진상태로 되어도 기울어지거나 하지 않고, 통상의 차체자세를 유지할 수가 있다. 또한, 차체가 롤하였을 경우에 있어서도, 오리피스(23)를 바이패스로(27)의 도중에 설치하고 있으므로, 액츄에이터(2f)(2r)의 포트(10)로부터 포트(11)로의 작동유의 이동은 억제되어서, 안정기 기능을 발현하는 것이 가능함과 함께, 차체가 일방향으로 롤 하는 장면에 있어서도, 안정기(1f)(1r)가 전후륜측으로 역방향의 동작을 하는 것이 방지되고, 전후륜측의 안정기가 역방향으로 비틀려지는 부정노면(不整路面)에서도, 액츄에이터(2f)(2r)의 포트(10)(10) 및 포트(11)(11)는 서로 연통되어 있으므로, 안정기(1f)(1r)는 저항없이 자유롭게 비틀려지고, 차체에 노면으로부터의 입력을 전달하는 일이 없이 승차감도 확보된다. 더욱이, 통상의 상태에서는 상기 오리피스(23)는 극히 좁은 직경이므로, 작동유는 공급배출유로(25)(26)(24)(28)를 우선적으로 통과하여 바이패스로(27)를 통과하는 것이 방해된다. 그리고, 이상시에 있어서, 압력제어밸브(15)가 만일 오염 등에 의해 닫힌 상태로 되어도, 유압펌프(20)로부터 공급되는 작동유는 공급유로(30)내의 유압력이 높아지므로, 연통로(36)의 릴리프밸브(17)가 개방되어 리저버(R)로 유입하게 되므로, 비틀림 강성력 제어장치가 손상하는 것이 방지된다.
따라서, 안정기(1f)(1r)에 대하여 그들을 비틀려고 하는 외력이 작용하였더라도, 이들 안정기(1f)(1r)는, 방향전환밸브(12)에서 작동유의 흐름을 차단함으로써 강체화(剛體化)된 액츄에이터(2f)(2r)를 통하여 적어도 통상의 안정기로서의 기능을 유지하면서, 더욱이 보다 통상의 스티어링 특성에 가까운 상태를 유지하여 차체의 롤을 억제한다.
이와같이 하여, 코너링으로의 차체의 롤 제어중에서의 제어계의 이상발생에 있어서는, 액츄에이터(2f)(2r)를 블록(Block) 상태로 유지하여 전후륜용의 안정기(1f)(1r)의 비틀림 강성력을 제어중의 상태로 유지한다.
이렇게, 페일 세이프(Fail Safe)동작이 행하여졌다 하여도, 그 전후에서의 차체 롤 강성이나 스티어링 특성은 변하지 않고, 차량의 조종특성에 큰 변화를 초래하는 일 없이 확실하게 페일 세이프 동작이 행하여지게 된다.
계속하여, 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 도 2는, 본 발명에 의한 비틀림 강성력 제어장치의 다른 실시형태를 계통도로서 도시한 것이다. 더욱이, 상술한 실시형태와 동일한 부재에 대하여는 설명이 중복하므로, 동일한 부호를 부여하는 것만으로 하여, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 실시형태에서의 비틀림 강성력 제어장치는, 차량의 전후륜측에 설치된 부재인 안정기(50f)(50r)의 일단에, 예를들면 2개의 대향하는 압력실을 구비한 양쪽로드(Rod)형의 실린더(51f)(51r)를 접속하고, 상술한 실시형태와 동일한 가변기구를 각 실린더(51f)(51r) 마다 접속하고, 더욱이 공급유로(30f)(30r)를 분류밸브(35)에 접속하고, 분류밸브(35)의 상류를 유압펌프(20)에 접속하는 공급유로(40)에 접속함과 함께, 배출유로(29f)(29r)를 배출유로(41)를 통하여 리저버(R)에 접속하고, 공급유로(40)와 배출유로(41)를 연통하도록 연통로(36)을 설치하고, 그 연통로(36)의 도중에 릴리프밸브(17)를 설치한 것이다.
여기에서, 상술한 실시형태와 다른 점은, 가변기구가 전후륜측의 실린더(51f)(51r) 마다 대응하여 설치되어져 있는 것, 공급유로(30f) 가변기구의 상류에 분류밸브(35)가 설치되어 있는 것, 및 ECU(21)가 횡가속도, 조타각, 차속 이외에 요 레이트도 취입하여 안정기(50f)(50r)에 부하하는 모멘트를 산출하는 것이다.
이하, 상기한 다른 점에 대하여 상세하게 설명하면, 방향전환밸브(12f)(12r)에서의 각 포트(T)는, 각각으로부터의 각 공급유로(30f)(30r)를 통하여 분류밸브(35)의 출구포트(D)(E)에 연결되어 있고, 이 분류밸브(35)의 입구포트(C)가 공급유로(40)에서 유압펌프(20)로 통하고 있다.
더욱이, 해당 실시형태에 있어서는, 이상발생시의 페일 세이프를 행하기 위하여, 분류밸브(35)의 상류측에서의 공급유로(40)와 배출측인 배출유로(41)를 연결하는 연통로(36)의 도중에는, 릴리프밸브(17)가 설치되어 있다.
더욱이, 분류밸브(35)는, 종래부터 각종의 유압기기에 있어서 널리 일반적으로 사용되는 것을 그대로 적용하면 좋고, 그들의 구성에 대하여는 잘 알려져 있고 있는 것이므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
그런데 그 동작이지만, 기본적으로는 상술한 실시형태로 같지만, 본 실시형태에 있어서는, 유압펌프(20)로부터 공급된 작동유는, 분류밸브(35)에 의해 분류되어 방향전환밸브(12f)(12r)의 각각의 압력포트(T)로 보내지게 된다.
더욱이, 상기에 있어서, 분류밸브(35)는, 유압펌프(20)로부터 공급된 작동유를 일정한 유량비율하에서 분류하고, 이들 분류된 작동유를 각 방향전환밸브(12f)(12r)를 통하여 각각의 액츄에이터(2f)(2r)로 분배한다.
이 때, 분류밸브(35)에서 분류되는 유량비율은, 이 비틀림 강성력 제어장치가 사용되는 상황, 본 실시형태에 있어서는 실린더(51f)(51r)가 발생가능한 모멘트를 탑재되는 차량에 알맞도록 결정하면 좋다.
한편, ECU(21)는, 횡가속도 검출기, 조타각 검출기, 차속 검출기 및 요 레이트 검출기로부터의 각 신호에 근거하여, 그 때의 안정기(50f)(50r)에 부하되는 외부 모멘트(차체로부터 부하됨)의 방향과 크기를 산출하고, 이에 대응한 안정기(50f)(50r)에 부하해야 할 모멘트를 차례차례로 연산하고, 이들의 값을 제어신호전류로서 출력단자(도시하지 않음)부터 출력한다.
그리고, 상술한 실시형태와 마찬가지로 ECU(21)는, 부하해야 할 모멘트를 발생하는데에 필요한 실린더(51f)(51r)의 각 압력실의 어느쪽인가에 부하해야 할 전후륜측 각각의 유압력을 산출하고, 이 각 유압력의 값과 그것에 대응하는 각 압력검출기(22f)(22r)가 검출한 유압력의 값을 비교하고, 각 압력제어밸브(15f)(15r)및 방향전환밸브(12f)(12r)에 공급하는 전류를 증감하고, 산출한 각 유압력의 값과 검출한 각 유압력의 값을 동일하게 하도록 제어한다.
즉, 상술한 실시형태에서는, 전후측의 안정기(1f)(1r)에는 동일한 유압력을 부하하고 있으므로, 동일한 모멘트밖에 부하할 수 없었지만, 본 실시형태에서는, 상술한 실시형태의 작용효과를 이룰 수 있는 것에 덧붙여, 전후측을 독립한 제어가 가능하게 되므로, 보다 차량의 주행상태에 알맞은 모멘트를 안정기(50f)(50r)에 부하하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 차체에 롤이 발생하려고 하면, 전후륜용의 안정기(50f)(50r)가 횡가속도의 크기에 합쳐서 해당 차체를 반대측으로 기울이려고 하는 방향으로 비틀리고, 이에 의해, 안정기(50f)(50r)는, 그 방향으로의 비틀림 강성력이 상승하여 차체에 생기려고 하는 롤 운동을 억제하게 되는 것은, 상술한 실시형태와 동일하다.
또한, 상기한 바와 같이, 전후륜용의 안정기(50f)(50r)의 비틀림 강성력을 각각 독립하여 제어할 수 있으므로, 차체에 작용한 요잉(Yawing)에도 대처하여 코너링때에서의 차량의 회두성(回頭性)이나 수렴성(收斂性)을 향상시키면서, 스티어링 특성을 준민(俊敏)하게 유지하여 차량을 안정한 상태로 주행시키게 된다.
더욱이, 적재하중에 의해 후륜측의 부담하중이 증가하여 해당 후륜측의 하중이동량이 커졌다고 하더라도, 후륜측의 반력 모멘트가 부족하여 롤이 남게 되버리거나, 또는, 적재하중의 대소에 의해 스티어링 특성이 변하게 되버리거나 하는 것 같은 일도 없게 된다.
따라서, 분류밸브를 설치하고 가변기구를 전후 독립하여 설치하였으므로, 전후의 안정기를 독립하여 제어할 수 있으므로, 차량의 주행상태에 의해 알맞은 제어가 가능함과 함께, 유압펌프를 복수 필요로 하지 않으므로, 소비출력도 작게 하는 것이 가능하다.
또 한편, 직진 주행이나 코너링 때를 불문하고, 이 비틀림 강성력 제어장치나 이를 탑재하고 있는 차량에 어떠한 이상이 발생하여 제어불능의 상태로 되었을 경우나, 비틀림 강성력 제어장치의 이상이나 방향전환밸브(12f)(12r) 및 압력제어밸브(15f)(15r)에 대하는 각각의 신호선(33f)(33r)(34f)(34r)의 단선 등 제어 시스템에 이상이 발생하였을 때에는, 이를 ECU(21)가 검지하여 방향전환밸브(12f)(12r)와 압력제어밸브(15f)(15r)의 동작을 정지하므로, 상술한 실시형태와 마찬가지로 압력제어밸브(15f)(15r)의 밸브 개구면적은 최대로 되고, 방향전환밸브(12f)(12r)는 차단위치를 취한다.
본 실시형태에 있어서는, 각 실린더(51f)(51r)에 접속되는 각 공급배출유로(25f)(26f)(25r)(26r)를 각각 접속하는 바이패스로(27f)(27r)에 의해 실린더(51f)(15r)의 각 압력실의 유압이 평균화됨과 동시에, 안정기 기능을 발휘할 수 있다는 것은 말할 필요도 없지만, 각 실린더(51f)(51r)의 각 압력실은 전후측에서 완전하게 독립하여 있으므로, 안정기(50f)(50r)가 전후륜측에서 역방향으로 비틀려지는 상황에서도 안정기 기능이 발휘가능하게 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 부재인 안정기에 모멘트를 부하하기 위하여는, 로터리 액츄에이터(Rotary Actuator) 이외에도 실린더를 사용할 수 있음과 함께, 대략, 비틀림 강성력 제어장치는 외부로부터 부하되는 모멘트에 대하여, 부재의 비틀림 강성력을 변화시킬 필요가 있는 상황에서 사용가능하다는 것은 말할 필요도 없다. 그리고, 차량이외에 사용될 경우에는, 횡가속도, 차속 등으로 바꾸어서 다른 요소에 근거하여 부재에 부하하는 모멘트를 산출하도록 설정될 것이다.
더욱이, 본 실시형태에 있어서는, 본 발명의 비틀림 강성력 제어장치를 차량의 안정기로서 사용하였을 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 범위는 도시되고 또는 설명된 상세 그것에는 한정되지 않는다는 것은 물론이다.
본 발명에 의하면 다음 효과가 있다.
각 청구항의 발명에 의하면, 액츄에이터 또는 실린더의 각 압력실에 부하되는 유체압력을 영(Zero)으로 할 수 있고, 안정기 등의 부재에 갑작스런 입력이 있어도, 각 압력실의 유체압력이 전혀 생기지 않는 상태로 되어 있으므로, 부재는 저항없이 자유롭게 이동할 수가 있으므로, 종래와 같이 부재를 완전히 저항없이 자유롭게 이동시킬 수 없는 것에 비하여 유리하다.
또한, 종래와 같이 차압제어밸브를 사용하지 않고, 직접 유체압을 압력실에 공급하고, 또한, 압력실내의 유체압력을 실시간으로 파악할 수 있으므로, 압력실내의 유체압력을 안정시킬 수 있고, 양호한 비틀림 강성력을 발생시키는 것이 가능하다. 더욱이, 그 제어도 제어하여 벗어난 차압제어가 아니므로, 제어가 용이하게 되고, 안정적으로 액츄에이터나 실린더에 유체압력을 공급하는 것이 가능하다. 따라서, 부재에 안정한 모멘트를 부여할 수 있기 때문에, 안정한 비틀림 강성력을 발휘할 수가 있다.
복수의 부재의 비틀림 강성력을 1개의 유체압원(流體壓源)에서 제어가능하므로, 소비출력도 작게 하는 것이 가능하다.
분류밸브를 설치하여 가변기구를 전후 독립하여 설치하였으므로, 각 부재를 독립하여 제어할 수 있으므로, 각 부재에 독립한 모멘트를 부여하는 것이 가능하다. 따라서, 각 부재 마다 다른 비틀림 강성력을 작용시키는 것이 가능하다.
비틀림 강성력 제어장치에 이상이 생기고, 제어불능한 상태가 되고, 각 밸브에 통전할 수 없는 상태가 되어도, 압력제어밸브는 밸브 개구면적을 최대로 하여 방향전환밸브는 유체압을 차단하고, 2개의 압력실은 도중에 오리피스를 설치한 바이패스로로써 연통되어 있으므로, 부재자체가 갖는 비틀림 강성의 발휘를 방해하는 일은 없다. 또한, 압력제어밸브는 개구면적을 변화시킬 수 있으므로, 미세한 유체압의 조절이 가능하여, 정밀도가 높은 제어가 가능하게 된다.
부재에 큰 모멘트나 부재가 빠른 속도로 움직여서, 유체압원으로부터의 유체공급량이 부족한 경우에 있어도, 체크밸브측에서 유체를 공급하는 것이 가능하게 되므로, 공급유로가 부압으로 되는 일이 없고, 해당 장치가 이음(異音)을 발생하는 일이 억제됨과 동시에, 액츄에이터나 실린더의 압력실에 부하하는 유체압력이 안정한다. 즉, 부재에 부여하는 모멘트가 안정하므로, 일층 안정한 비틀림 강성력을 발휘할 수가 있다.
비틀림 강성력 제어장치에 이상이 생겨서, 제어 불능한 상태가 되고 각 밸브에 통전할 수 없는 상태가 된 경우로서, 압력제어밸브가 오염 등에 의해 닫힌 상태가 되어도, 유체압원으로부터 공급되는 유체는, 공급유로내의 유체압력이 높아지므로, 연통로의 릴리프밸브가 개방되어 리저버로 유입하는 것이 되므로, 비틀림 강성력 제어장치가 손상하는 것이 방지된다.
압력검출기가 실시간으로 액츄에이터 또는 실린더의 압력실내의 유체압력값을 검출하고, 컨트롤러(Controller)가 검출한 유체압력값을 인식하고, 필요유체압력값과 비교하면서 제어하므로, 보다 미세한 제어가 가능함과 함께, 종래의 비틀림 강성력 제어장치보다 일층 액츄에이터 또는 실린더의 압력실내의 유체압력을 안정시키는 가능하다.
이 비틀림 강성력 제어장치가 차량에 적용되어, 안정기의 비틀림 강성력을 변화시키므로, 차량의 롤을 억제 제어하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 상술한 바와 같이 액츄에이터 또는 실린더에 안정한 유체압력을 부하하는 것이 가능하므로, 안정기에 부여하는 모멘트를 안정시킬 수 있으므로, 종래에 비교하여, 차량의 롤 억제 효과가 높고, 승차감이 향상된다.
차량의 횡가속도에 근거하여 안정기에 주는 모멘트를 제어하여 안정기의 비틀림 강성력을 변화시키므로, 차체의 롤을 효과적으로 억제하는 일이 가능하게 된다. 또한, 종래의 비틀림 강성 제어장치에 비교하여, 액츄에이터 또는 실린더의 압력실내의 유체압력을 안정시킬 수 있으므로, 보다 일층 승차감의 향상이 가능하다. 더욱이, 소위, 페일 세이프 때에도, 이 비틀림 강성력 제어장치의 손상을 방지하면서, 적어도 안정기 기능을 유지 발휘하는 것이 가능하고, 또한, 보다 통상의 스티어링 특성에 가까운 상태를 유지하여 차체의 롤을 억제한다.
또한, 페일 세이프 동작이 행하여졌다고 하더라도, 그 전후로의 차체 롤 강성이나 스티어링 특성은 변하지 않고, 차량의 조종특성에 큰 변화를 초래하는 일 없이 확실하게 페일 세이프 동작을 행할 수 있다.
횡가속도뿐만 아니라 차속 및 조타각에 근거하여 안정기에 부하하는 모멘트를 산출하므로, 보다 차량의 주행상태에 알맞은 제어가 가능하게 되고, 차량의 승차감이 향상된다.
횡가속도, 차속, 조타각, 요 레이트에 근거하여 안정기에 부하하는 모멘트를 산출하므로, 전후륜용의 안정기의 비틀림 강성력을 각각 독립하여 제어하면, 차체에 작용한 요잉(Yawing)에도 대처하여 코너링 때에 있어서의 차량의 회두성(回頭性)이나 수렴성(收斂性)을 향상시키면서, 스티어링 특성을 준민하게 유지하여 차량을 안정한 상태로 주행시키게 된다. 더욱이, 적재하중에 의해 후륜측의 부담하중이 증가하여 해당 후륜측의 하중이동량이 커졌다고 하더라도, 후륜측의 반력 모멘트가 부족하여 롤이 남아버리거나, 또는, 적재하중의 대소에 의해 스티어링 특성이 변화하여 버리거나 하는것 같은 일도 없게 된다. 따라서, 보다 차량의 주행상태에 알맞은 제어가 가능하게 되고, 차량의 승차감이 향상된다.
횡가속도, 차속, 조타각, 요 레이트에 근거하여 안정기의 비틀림 강성을 변화시키므로, 차체의 롤을 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 종래의 비틀림 강성제어장치에 비교하여, 액츄에이터 또는 실린더의 압력실내의 유체압력을 안정시킬 수 있으므로, 일층 승차감의 향상이 가능하게 된다. 더욱이, 소위, 페일 세이프 때에도, 이 비틀림 강성력 제어장치의 손상을 방지하면서, 적어도 안정기 기능을 유지 발휘하는 것이 가능하고, 또한, 보다 통상의 스티어링 특성에 가까운 상태를 유지하여 차체의 롤을 억제한다. 또한, 전후륜용의 안정기의 비틀림 강성력을 각각 독립하여 제어하면, 차체에 작용한 요잉에도 대처하여 코너링 때에 있어서의 차량의 회두성(回頭性)이나 수렴성(收斂性)을 향상시키면서, 스티어링 특성을 준민하게 유지하여 차량을 안정한 상태로 주행시키게 된다. 더욱이, 적재하중에 의해 후륜측의 부담하중이 늘어서 해당 후륜측의 하중이동량이 커졌다고 하더라도, 후륜측의 반력 모멘트가 부족되어서 롤이 남아버리거나, 또는, 적재 하중의 대소에 의해 스티어링 특성이 변화해버리거나 하는것 같은 일도 없게 된다. 따라서, 보다 차량의 주행상태에 알맞은 제어가 가능하게 되어, 차량의 승차감이 향상된다.

Claims (10)

  1. 부재에 외부로부터 부하(負荷)되는 외부 모멘트(Moment)에 근거하여, 당해 외부 모멘트에 대항하여 부재에 부여되는 모멘트를 제어하는 비틀림 강성력 제어장치에 있어서,
    부재의 중간 또는 일단에 결합한 로터리 액츄에이터(Rotary Actuator) 또는 부재의 일단에 결합한 실린더를 구동시키는 유체압원(流體壓源)으로부터 공급되는 유체압을 조정함으로써 부재에 부하하는 모멘트를 변화시키는 가변기구를 구비하고, 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하여, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 액체압값과 필요 유체압값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 유체압을 조절하여 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  2. 안정기(Stabilizer)에 외부로부터 부하되는 외부 모멘트에 근거하여, 당해 모멘트에 대항하여 안정기에 부여하는 모멘트를 제어하는 비틀림 강성력 제어장치에 있어서,
    안정기의 중간 또는 일단에 결합한 로터리 액츄에이터 또는 안정기의 일단에 결합한 실린더를 구동시키는 유체압원으로부터 공급되는 유체압을 조절함으로써 안정기에 부하하는 모멘트를 변화시키는 가변기구를 구비하고, 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하여, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 액체압값과 필요 유체압값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 유체압을 조절하여 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    안정기를 복수 설치하고, 각 안정기의 중간 또는 일단에 로터리 액츄에이터를 결합하거나, 또는 각 안정기의 일단에 실린더를 결합하고, 외부 모멘트에 대항하여 각 안정기에 부여하는 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    유체압원과 로터리 액츄에이터 또는 실린더 사이에 분류(分流)밸브를 설치함과 함께, 분류밸브에 의해 로터리 액츄에이터 또는 실린더측에 상기 가변기구를 각 부재마다 구비하여 있고, 각 부재마다 부하하는 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  5. 제2항에 있어서,
    가변기구가, 유체압원에 접속된 공급유로와, 리저버(Reservoir)에 접속된 배출유로와, 로터리 액츄에이터 또는 실린더에 설치한 2개의 압력실의 각각에 접속된 2개의 공급배출유로와, 공급유로와 배출유로 사이에 접속된 솔레노이드 압력제어밸브와, 상기 공급유로와 배출유로를 상기 2개의 공급배출유로중 어느 한쪽에 선택적으로 접속하는 솔레노이드 방향절환밸브로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력제어밸브는, 솔레노이드에 통전되지 않은 상태에서는 개구면적이 최대로 되고, 통전상태에서는 인가전류에 따라 개구면적이 조절되고, 상기 방향절환밸브는 솔레노이드에 통전되지 않은 상태에서는 유체압을 차단하고, 통전한 때 유체압을 공급하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    공급유로와 배출유로 사이에 압력제어밸브와 병렬로 공급유로측에서 배출유로측으로만 유체의 흐름을 허용하는 체크밸브(Check Valve)와 릴리프밸브(Relief Valve)를 설치한 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  8. 제5항에 있어서,
    로터리 액츄에이터 또는 실린더에 공급되어 있는 유체압값을 압력검출기로 검출하고, 컨트롤이 상기 외부 모멘트의 값에 근거하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동하는 필요 유체압값을 산출하고, 검출한 유체압값과 필요 유체압값을 비교하여, 그 비교결과에 근거하여, 상기 압력제어밸브 및 방향전환밸브를 절환제어하여 상기 외부 모멘트를 제어하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  9. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 또는 제8항에 있어서,
    차량 횡가속도, 차량 횡가속도와 차속과 조타각, 또는 차량 횡가속도와 차속과 조타각과 요 레이트(Yaw Rate)중 어느 하나에 근거하여 외부 모멘트를 산출하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
  10. 안정기의 중간 또는 일단에 서로 대향하는 2개의 압력실을 구비한 로터리 액츄에이터 또는 안정기의 일단에 서로 대향하는 2개의 압력실을 구비한 실린더를 결합하고, 각 압력실에 작동유를 공급 또는 배출하여 로터리 액츄에이터 또는 실린더를 구동시킴으로써 안정기의 비틀림 강성을 조정하는 안정기의 비틀림 강성력 제어장치에 있어서, 각 압력실을 공급유로 또는 배출유로에 선택적으로 연통 또는 차단시키는 솔레노이드 방향절환밸브와, 공급유로와 배출유로 사이에 설치된 통전되지 않은 상태에서 개구면적을 최대로 하고 통전상태에서 개구면적을 조절가능한 압력제어밸브와, 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러가 상기 압력실내의 압력과, 차량 횡가속도와, 조타각과, 차속과, 요 레이트에 근거하여, 상기 솔레노이드 방향절환밸브와 압력제어밸브에 전류를 인가하고, 전류에 비례하여 압력제어밸브의 개구면적을 조정함과 함께 솔레노이드 방향절환밸브를 연통 또는 차단위치로 절환하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 비틀림 강성력 제어장치.
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