KR20070100886A - 능동형 섀시 안정화 시스템 - Google Patents

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KR20070100886A
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KR1020077015268A
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디르크 케셀그루버
해리 에이 허니커트
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티알더블유 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유압 공급 유닛(2), 전방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체(4), 후방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체(5) 및 제어 유닛(6)을 포함하는 능동형 섀시 안정화 시스템에 관한 것이다. 이 능동형 섀시 안정화 시스템은 2-채널 시스템을 포함한다.

Description

능동형 섀시 안정화 시스템{ACTIVE CHASSIS STABILIZATION SYSTEM}
본 발명은 유압 공급 유닛, 전방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체, 후방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체 및 제어 유닛을 구비하는 능동형 섀시 안정화 시스템에 관한 것이다.
대부분의 차량 제조업자는 더 많은 수의 모델에 고유의 능동형 섀시 안정화 시스템을 사용하고 있다. 주행 시의 안락함 증가, 강화된 안전 요건, 점진적으로 발전하는 센서 장치에 대한 요구로 인하여, 섀시의 수동 부품(passive component)을 지지하기 하는 데에 능동형 섀시 안정화 시스템이 점점 일반적인 것으로 되고 있다. 스프링 요소 또는 댐퍼와 같은 수동 부품은 차량에 작용하는 하중 또는 힘에 대해 단지 반응하기만 한다. 능동형 섀시에 있어서는, 섀시의 수동 부품과 결합되는 유압 또는 공압 액추에이터가 일반적으로 설치된다. 이들 액추에이터는 차량의 차축 또는 그 외에 차량의 개별 휠에 관련한 것일 수 있다. 다양한 센서에 의해 수신된 차량 데이터는 차량의 전자 장치에 의해 액추에이터용 작동 신호로 전환된다. 그 후, 이들 데이터는 각각의 주행 상황에 따라 섀시의 거동에 능동적으로 영향을 끼친다.
지금까지의 선행 기술에 따른 이러한 섀시 안정화 시스템은 WO 03/101768에 개시되어 있다. 여기에 개시된 섀시 안정화 시스템은 유압 액추에이터를 각각 전방 차축 및 후방 차축과 연관시킨다. 액추에이터는 통합된 제어 유닛을 통하여 작동하고, 제어 유닛은 차량의 센서 장치와 섀시 안정화 시스템의 유압 회로 사이의 인터페이스를 제공한다. 여기서, 통합된 제어 유닛은 컴팩트한 부품으로, 유압 회로의 모든 제어 밸브와 이들 밸브의 전환을 위한 전자 장치 모두를 수용한다.
현재까지 공지되어 있는 섀시 안정화 시스템에 있어서는, 액추에이터/전방 차축의 액추에이터와 액추에이터/후방 차축의 액추에이터를 평행하게 또는 교차하게 전환시킬 가능성이 존재하며, 전방 차축과 후방 차축은 항상 동일한 압력으로 제어된다.
능동형 섀시 안정화 시스템은, 예컨대 곡선 도로를 주행할 때에 발생하는 롤링 운동, 즉 차량의 종축을 중심으로 하는 모멘트를 상쇄시킨다. 경우에 따라서는, 차량의 피칭(pitching), 즉 차량의 횡축을 중심으로 하는 운동을 상쇄할 수 있다. 이제, 예컨대 롤링 운동을 상쇄시키는 제어 모멘트가 전방 차축과 후방 차축의 사이에서 강제로 반으로 나누어지지 않도록 능동형 섀시 안정화 시스템의 조절 자유도를 크게 하는 것이 유리할 수 있다. 일반적으로 전방 차축의 응력이 더 크기 때문에, 이 응력을 후방 차축에서보다 더 높은 압력으로 상쇄하는 것이 또한 적합할 수 있다.
전방 차축과 후방 차축에 대하여 2개의 개별 제어 유닛을 사용하는 것이 제안되었다. 경제적인 측면은 무시하더라도, 즉 그러한 섀시 안정화 시스템에 소요되는 이중의 노력은 무시하더라도, 그러한 해법에 있어서는 가용 공간의 부족이 문 제로 될 수 있다. 또한, WO 03/101768에 개시된 바와 같이, 컴팩트한 제어 유닛을 채용하는 통합 해법은 생각할 수도 없는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 추가의 기술적 지출을 최소로 하면서 전방 차축의 제어와 후방 차축의 제어를 분리하여 실시하는 능동형 섀시 안정화 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따른 능동형 섀시 안정화 시스템은 2-채널 시스템으로서 구성된다. 여기서, 제1 채널(A)은 전방 차축의 안정기 조립체와 관련되어 있고, 제2 채널(B)은 후방 차축의 안정기 조립체와 관련되어 있다. 후방 차축의 안정기 조립체는 적절한 유압 밸브와 관련하여 두 제어 채널(A, B)을 통하여 전방 차축의 안정기 조립체와 독립적으로 어드레스될 수 있다.
능동형 섀시 안정화 시스템의 제어 유닛은 2개의 제어 채널에 대한 관류 경로를 결정하는 8/2 웨이 밸브를 구비할 수 있다. 안정기 조립체 사이의 기본적 협력(coordination)과 관련해서는, 즉 여러 주행 상황에서 액추에이터의 일반적 이동 방향과 관련해서는 선행 기술과 비교하여 아무것도 변하지 않았다. 8/2 웨이 밸브로 인하여, 이전과 같이, 하나의 부품에 의해 본 발명에 따른 2-채널 시스템을 위하여 그러한 기본적인 섀시 협력을 또한 조정할 수 있다.
제어 유닛은 8/2 웨이 밸브를 전환하기 위하여 전자기적으로 작동하는 2개의 서보 밸브를 구비할 수 있다. 안정기 조립체를 제어하기 위한 유체의 전체 용적이 8/2 웨이 밸브를 통과하여 흐름에 따라, 이러한 밸브의 직접적인 전환에는 어려움이 수반된다. 전자기 제어를 위해서는 비교적 큰 코일이 필요할 수 있으며, 이러한 코일은 또한, 작동 시에 차량으로부터 상응하게 많은 양의 파워를 추출한다. 단지 소량의 관류만이 서보 밸브를 통과하며, 따라서 이러한 서보 밸브는 간단하게 전자기적으로 전환될 수 있다. 그 후, 서보 밸브에 의해 해제될 수 있는 압력 연결부를 매개로, 다량의 관류가 통과하는 밸브가 전환된다.
제어 유닛은 압력 제한 밸브를 구비할 수 있다. 이로써, 능동형 섀시 안정화 시스템의 유압 회로에 원치 않는 고압을 회피할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 압력 제한 밸브는 비례식 압력 제한 밸브이다. 비례식 밸브의 사용을 통하여, 이 밸브는, 센서 데이터의 결과로서 필요한 압력을 안정기 조립체에서 이용할 수 있도록 미리 정확히 제어된다.
제어 유닛은 바람직하게는 상기 압력 제한 밸브를 제어하도록 전자기적으로 작동하는 서보 밸브를 구비한다. 전술한 8/2 웨이 밸브에서와 마찬가지로, 압력 제한 밸브도 또한 다량의 관류가 통과한다. 따라서, 전술한 이유로 서보 제어가 적합하다.
여기서, 서보 밸브는 비례식 2/2 웨이 밸브일 수 있다. 마찬가지로, 비례 밸브의 서보 제어는 비례 밸브를 통하여 적절하게 실시되어야 한다. 전체적으로 크기가 작기 때문에, 비례식 2/2 웨이 밸브가 제공된다. 전자기 서보 제어의 기능(function)으로서, 이 밸브는 압력 연결부를 계속해서 자유롭게 하고, 그 후 마찬가지로 비례식 압력 제한 밸브를 계속적으로 전환시킨다.
일 실시예에서, 압력 제한 밸브는 전방 및 후방 차축의 안정기 조립체에 대한 압력 수준을 제어한다. 이로써, 밸브에 의해 전체 유압 회로에 필요한 최대 압력 레벨이 달성된다.
바람직하게는, 제어 유닛은 감압 밸브를 또한 포함한다. 이러한 감압 밸브의 설치는, 유압 회로 또는 그 일부에서 확립된 압력을 감소시키는 이점을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 감압 밸브는 비례식 감압 밸브이다. 이는, 감압 밸브의 영향을 받는 유압 회로 또는 그 일부에서의 압력을 연속적으로, 그리고 요구에 따라 제어할 수 있다는 이점을 제공한다.
마찬가지로, 감압 밸브의 제어를 위하여 전자기적으로 작동하는 서보 밸브가 제공된다. 감압 밸브는 또한 자체적으로, 전술한 이유로, 높은 용적 통과량으로 인하여 서보 제어를 제공한다.
서보 밸브는 비례식 2/2 웨이 밸브일 수 있다. 압력 제한 밸브의 경우와 동일한 이유로, 감압 밸브, 특히 비례식 감압 밸브에 대하여 비례식 서보 제어가 제공된다.
바람직한 실시예에서, 감압 밸브는 후방 차축의 안정기 조립체에 대한 압력 수준을 제어한다. 이로써, 전방 차축과 후방 차축의 유리한 결합 해제 효과가 구현된다. 이 경우에는, 단지 후방 차축의 압력 수준만이 소정의 압력 수준에 비교하여 낮아질 수 있다.
압력 제한 밸브와 감압 밸브의 서보 밸브는 동일할 수 있다. 이로 인하여, 제조업자가 보다 적은 수의 개별 부품을 저장하면 된다는 이점이 제공된다.
능동형 섀시 안정화 시스템의 제어 유닛은, 바람직하게는 고장 방지용 안전 밸브인 4/2 웨이 밸브를 구비할 수 있고, 이 밸브는 기본 위치에서 감쇠식으로 4개의 연결부를 연결한다. 이러한 조처를 통하여, 본 발명에 따른 2-채널 섀시 안정화 시스템은 시스템의 파괴 시에 소정의 상태로 되고, 차량은 작동 준비 상태로 계속해서 유지된다.
제어 유닛은 상기 4/2 웨이 밸브를 전환하기 위하여 전자기적으로 작동하는 2개의 서보 밸브를 구비할 수 있다. 여기서는, 관류량이 크기 때문에 직접적인 전환은 곤란하다. 따라서, 전자기적으로 간단하게 제어될 수 있는 작은 서보 밸브가 4/2 웨이 밸브에 대한 전환 기능을 담당한다.
4/2 웨이 밸브는 수동 작동을 위한 장치를 구비할 수 있다. 이러한 기능으로 인하여, 유압 회로를 용이하게 유체로 채울 수 있다.
바람직하게는, 8/2 웨이 밸브와 4/2 웨이 밸브를 전환하는 서보 밸브는 동일하다. 또한, 이들 밸브가 제동 시스템의 ABS 밸브와 구성면에서 동일할 수 있으므로, 이러한 조처를 통하여, 제조업자에게 있어서 저장해야 할 개별 부품의 다양성은 작아지게 된다.
능동형 섀시 안정화 시스템의 일 실시예에서, 제어 유닛은 제어 채널당 적어도 하나의 압력 센서를 구비한다. 이러한 압력 센서는 차량 전자장치에 대응 제어 채널에서의 인가 압력의 표시를 제공한다. 그 후, 차량의 전자장치는 대응 실제 압력과 공칭 압력을 비교하고, 그에 따라 반응할 수 있다.
바람직하게는, 8/2 웨이 밸브의 전환 위치를 확립하기 위하여, 압력 센서 또는 위치 센서가 제공된다. 이 밸브는 또한 시스템을 검사하는 기능을 갖고, 여기서 밸브 위치, 압력 상태 및 센서 데이터를 연속적으로 비교한다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 제어 유닛은 전자기적으로 작동하는 적어도 하나의 밸브와, 제어 유닛의 모든 유압 밸브를 수용하고 결합하는 밸브 하우징을 구비한다. 이로써, 유압 회로의 모든 제어 유닛은 하나의 부품, 즉 밸브 하우징 내에 컴팩트하게 조합된다. 이는, 고장 발견, 수리 및 유지 보수 등에 특히 유리하다.
이 밸브 하우징은 각각 압력 공급 유닛과 결합하는 2개의 압력 연결부와, 안정기 조립체와 결합하는 2개의 작동 연결부를 구비할 수 있다. 이로써, 제어 유닛의 전체 유압 기기가 하나의 컴팩트한 부품 내에 조합되고, 고장이 난 경우에는 가용 연결부에 의하여 매우 용이하게 완벽하게 교체될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 유닛은 전자식 전환 장치를 구비한다. 이로써, 제어 유닛은 차량의 전자 기기와 섀시의 유압 기기 사이의 인터페이스 내로 제공된다.
전자식 전환 장치는 바람직하게는 전류 공급 및 센서 데이터의 수신을 위한 연결부를 구비한다. 대부분의 경우에, 전자식 전환 장치는 전자기적으로 작동하는 밸브를 작동시키는 코일 또한 구비한다. 이로써, 제어 유닛은 센서 데이터의 수집 및 평가, 유압 제어 명령으로의 변환, 유압 밸브의 전환을 위한 중앙 위치이다. 이러한 제어 유닛은, 장치 및 공작물 등의 고장에 대한 조사를 상당히 단순화시킨다.
바람직한 실시예에서, 전자식 전환 장치는 밸브 하우징에 분리 가능하게 연결된다. 이로 인하여, 유압 회로와의 인터페이스를 구비할 필요 없이 전자 기기를 용이하게 교환할 수 있다.
능동형 섀시 안정화 시스템은 안정기 조립체를 위한 용적 유량을 제어하는 최대 4개의 메인 밸브를 구비할 수 있다. 서보 밸브 또는 파일러 밸브와는 반대로, 본 설명에서는 용적 통과량이 큰 밸브를 메인 밸브로서 지칭한다. 바람직한 실시예에서, 이들 4개의 메인 밸브는, 압력 제한 밸브, 감압 밸브, 고장 방지용 안전 밸브 및 8/2 웨이 밸브이다. 이로써, 공지의 1-채널 시스템에 비교하여 기술적 지출이 거의 추가되지 않으며, 그러면서도 전방 차축과 후방 차축의 결합 해제가 가능하다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 첨부 도면을 참고로 하는 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 능동형 섀시 안정화 시스템용 유압 회로의 회로도를 도시하고,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 능동형 섀시 안정화 시스템용 8/2 웨이 밸브의 3가지 변형예와 선형 액추에이터를 관통하여 도시한 개략적인 종단면도이고,
도 3은 안정기 조립체의 제1 변형예를 도시하고,
도 4는 안정기 조립체의 제2 변형예를 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 능동형 섀시 안정화 시스템용 컴팩트한 구조의 제어 유닛의 사시도를 도시한다.
도 1은 유압 공급 유닛(2; 도 1a), 전방 차축(도 1c)과 관련된 유압 안정기 조립체(4), 후방 차축(도 1d)과 관련된 유압 안정기 조립체(5) 및 제어 유닛(6; 도 1b)을 구비하는 능동형 섀시 안정화 시스템의 회로도를 도시한다. 유압 공급 유닛(2)은 유압 유체(hydraulic fluid)를 압력 연결부(P)를 매개로 유압 회로에 펌핑하는 유압 펌프(8)와, 유압 펌프(8)에 의해 유체가 인출되는 무압 저장조(10)를 구비하고, 이 무압 저장조는 압력 연결부(T)를 매개로 유압 회로의 복귀 유체를 수용한다.
도 1의 좌측에서 2개의 안정기 조립체(4, 5)를 볼 수 있다. 각각의 안정기 조립체는 차량의 차축과 관련되어 있고, 도 1c 및 도 1d의 안정기 로드(12)와 선형 액추에이터(14)를 구비한다. 선형 액추에이터(14)는 복동식의 실린더/피스톤 유닛이고, 피스톤은 실린더를 2개의 압력 챔버로 분리한다. 각 압력 챔버에는 작동 연결부가 관련되어 있다. 또한, 대응 유압 라인을 갖는 안정기 조립체의 2개의 작동 연결부를 이하에서는 제어 채널로서 지칭한다.
도 1c는 전방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체(4)를 도시하고, 그 제어 채널(A)은 작동 연결부 A1 및 A2를 구비한다. 도 1d는 후방 차축에 대하여 동일한 구조를 도시하며, 여기서 제어 채널(B)은 작동 연결부 B1 및 B2를 구비한다.
도 1의 중앙 영역에 있는 도 1b는 본 발명에 따른 능동형 섀시 안정화 시스 템의 제어 유닛(6)을 도시한다. 제어 유닛(6)은 압력 연결부(P, T)를 매개로 압력 공급 유닛(2)에 결합되어 있고, 작동 연결부(A1, A2, B1, B2)를 매개로 전방 차축 및 후방 차축에 대한 안정기 조립체(4, 5)에 결합되어 있다.
제어 유닛(6)은, 기본적으로 일군의 메인 밸브와 일군의 서보 밸브로 분리될 수 있는 복수의 유압 밸브를 구비한다. 여기서 메인 밸브의 특징은, 안정기 조립체(4, 5)의 능동적 작동을 위하여 유체 용적의 통과량(throughput)이 크다는 것이다. 이들 밸브를 통과하는 용적 유량이 크기 때문에, 이들 밸브를 전환하는 데에는 비교적 큰 힘이 요구된다. 따라서 메인 밸브를 직접적으로 전자기적으로 제어하기 위해서는 비교적 큰 코일이 필요하다. 코일의 사이즈는 별개로 하고, 이들 코일은 또한 메인 밸브를 직접 제어하기 위하여 차량의 전자 기기로부터 바람직하지 않게 많은 파워를 추출한다. 이를 피하기 위하여, 소위 서보 밸브 또는 파일럿 밸브가 개재된다. 서보 밸브는 용적 유량의 통과량이 작고, 이에 따라 전자기적으로 전환하기가 용이하다. 실제의 메인 밸브는 압력의 인가에 의해 작동하고, 압력의 인가는 파일럿 밸브에 의해 제어된다.
메인 밸브 중 하나는 예비 제어식 비례 압력 제한 밸브(16)이다. 압력 제한 밸브(16)는 스프링에 의해 작동하여 폐쇄 위치로 이동한다. 스프링을 지지하기 위하여, 밸브는 추가로 압력에 따라 반응할 수 있고, 압력의 크기는 서보 밸브(18)의 위치에 따라 정해진다. 압력 제한 밸브(16)는 유압 펌프(8)의 펌프 압력에 의해 개방 위치의 방향으로 추가로 반응한다. 압력 제한 밸브(16)는 제어 유닛(6)의 전체 유압 시스템의 전방에 연결되어 있고, 이에 따라 전체 시스템의 압력을 인가 압 력의 함수로서 연속적으로 조정하고, 특히 작동 연결부(A1, A2, B1, B2)에서의 압력을 조정한다. 이 경우에, 압력 제한 밸브(16)와 관련되어 있는 서보 밸브(18)는 전자기적으로 작동하는 비례 2/2 웨이 밸브이고, 이 밸브는 양측에서 압력에 의해 또한 반응할 수 있다. 휴지 위치에서, 서보 밸브는 저장조(10)와 연결되어 있고, 전자기적 작용에 의해 차단 위치로 변경될 수 있다. 유압 유체가 서보 밸브(18)와 스프링을 지지하는 압력 제한 밸브(16)의 압력 연결부에 도달하기 전에, 유압 유체는 스로틀(20)을 통하여 흐른다. 이 스로틀(20)은 통과 유량을 감소시키며, 결국에는 압력 제한 밸브(16)의 압력 작동 연결부에 압력차를 제공할 수 있다. 서보 밸브가 개방된 초기 위치에 있으면, 유압 유체는 스로틀(20)을 통과한 후에 무압력 상태로 있다. 그러나, 압력 제한 밸브(16)의 스프링은, 인가된 펌프 압력에 저항하여 압력 제한 밸브(16)를 차단 위치로 이동시킬 수 있을 정도로 자체적으로 충분히 강하지 않다. 서보 밸브(18)를 전자기적으로 연속적으로 작동시킬 수 있기 때문에, 서보 밸브(18)는 점진적으로 폐쇄된 위치로 될 수 있다. 이로써, 압력은 스로틀(20)의 뒤에서 상승하고, 또한 이에 따라 스프링을 지지하는 압력 제한 밸브(16)의 압력 작동 연결부에서의 압력을 상승시킨다. 서보 밸브(18)에 의해 제어되는 증가 압력은 이제 펌프 압력에 저항하여 스프링과 함께 작동한다. 이에 따라, 압력 제한 밸브(16)는 점진적으로 차단 위치로 이동한다. 비례 압력 제한 밸브(16)와 비례 서보 밸브(16)를 통하여, 궁극적으로 모든 작동 연결부의 최대 압력 레벨이 달성된다. 이들 2개의 밸브는 조립체를 형성할 수도 있고, 밸브 하우징 내에 개별적으로 내장될 수도 있다.
비례식 밸브에 대한 대안으로서, 다양한 주파수에 의해 제어되어 압력을 소정의 레벨로 제한할 수 있는 비-비례 밸브(non-proportional valve)를 사용할 수도 있다.
유사하게 메인 밸브와 서보 밸브(21)로 구성되는 조립체는, 위에서 설명한 압력 제한 밸브(16)와 서보 밸브(18)의 조립체와 매우 유사하다. 여기서 메인 밸브는 비례식 감압 밸브(22)이고, 서보 밸브(21)는 비례식 2/2 웨이 밸브이다. 감압 밸브(22)의 서보 밸브(21)는 압력 제한 밸브(16)의 서보 밸브(18)와 동일하므로, 감압 밸브(22)의 예비 제어는 압력 제한 밸브(16)의 예비 제어와 유사하게 기능한다. 서보 밸브(21)와 감압 밸브(22)로 구성되는 이러한 밸브 조립체는 물론 2개의 개별 밸브의 형태로 설치될 수도 있다.
감압 밸브(22)는 제어 채널의 분기점의 뒤에 설치되어, 후방 차축에 관련된 채널 B의 압력 레벨에만 영향을 끼칠 수 있다. 감압 밸브(22)의 기능은, 후방 차축의 안정기 조립체에 대하여 압력 제한 밸브(16)에 의해 결정되는 시스템의 압력을 필요에 따라 더욱 줄이는 것이다.
두 제어 채널의 압력 레벨은 압력 제한 밸브(16)와 감압 밸브(22)에 의해 확립된다. 제어 채널의 어떤 연결부 또는 액추에이터의 어떤 작동 챔버가 가압 상태로 놓이는가 하는 것은 추가의 메인 밸브에 의해 제어된다. 이는 궁극적으로 차량이 좌측 커브를 통하여 진행하는가 우측 커브를 향하여 진행하는가에 따라 결정된다. 두 제어 채널의 이러한 제어는 단일의 8/2 웨이 밸브(24)에 의해 실행된다. 이 밸브는 스프링에 의해 기본 위치로 작동하여, 작동 연결부(A1, B1)는 유압 펌 프(8)와 연결되고, 작동 연결부(A2, B2)는 저장조(10)와 연결된다. 8/2 웨이 밸브는 두 서보 밸브(26, 28)의 전환을 통하여 압력에 의해 작동할 수 있고, A2와 B2가 펌프와 연결되고 A1과 B1이 저장조(10)와 연결되는 위치에 있는 것을 예상할 수 있다. 서보 밸브(26, 28)는 각각 블로킹 위치와 관류 위치 사이에 전자기적으로 전환되는 2/2 웨이 밸브이다. 서보 밸브(26)는 기본 위치에서 차단되어 있고, 서보 밸브(28)는 기본 위치에서 개방되어 있다. 두 서보 밸브(26, 28)는 8/2 웨이 밸브의 압력 작동 연결부를 무압 저장조(10) 또는 압력 제한 밸브(16)에 의해 확립되는 압력 시스템에 동시에 연결하도록 전환된다.
따라서 두 서보 밸브(26, 28)는 단지 8/2 웨이 밸브(24)의 온-오프 위치, 즉 작동 위치와 기본 위치에서 발생한다.
소위 고장 방지 안전 밸브(30)는 제어 유닛(6)의 추가의 메인 밸브를 구성한다. 고장 방지 안전 밸브(30)는 예비 제어식 4/2 웨이 밸브이고, 8/2 웨이 밸브와 유사하게 예비 제어되고, 바람직하게는 동일한 서보 밸브(26, 28)를 구비한다. 고장 방지 안전 밸브(30)는 전방 차축과 관련된 제어 채널(A) 내에 설치된다. 초기 위치에서, 이 밸브는 작동 연결부(A1, A2), 즉 유압 펌프(8)의 연결부와 저장조(10)에 대한 연결부를 스로틀링 방식으로 서로 연결하도록 스프링에 의해 작동한다. 이 위치는 시스템의 고장을 위해 제공되고, 스로틀에 의해 감쇠된 능동형 섀시 안정화 시스템이 소정의 초기 상태로 다시 복귀시키고, 섀시 안정화 시스템의 특정의 수동 효과가 유지된다. 일반적으로는 물론, 고장 방지 안전 밸브(30)의 서보 밸브(26, 28)가 작동하고 고장 방지 안전 밸브(30)를 유압 펌프(8)와 저장 조(10)가 각각 작동 연결부(A1 또는 A2)와 접촉하게 되는 위치로 되게 한다.
서보 밸브(26, 28)는, 서보 밸브(26)가 기본 위치에서 폐쇄되고, 서보 밸브(28)가 기본 위치에서 개방된다는 차이를 제외하고는 기능과 구성의 유형이 동일하다. 또한, 서보 밸브(26, 28)는 차량 제동 시스템의 ABS 밸브와 동일할 수 있다.
전자 부품이 고장나면, 전체 섀시 안정화 시스템은 고장 방지 안전 밸브(30)에 의해 단락되는데, 즉 유압 펌프(8)의 압력 연결부(P)가 저장조(10)와 연결된다. 이러한 단락은 사실 고장 방지 안전 밸브에 합체된 스로틀에 의해 발생하지만, 이 스로틀은 시스템의 압력이 최소 "잔류 압력"으로 강하되도록 하는 그러한 고용적 유량을 가능하게 한다. 잔류 압력은 후방 차축의 안정기 조립체(5)에는 중요하지 않으며, 전방 차축에서는 이러한 잔류 압력은 작동 연결부(A1, A2)의 스로틀 링크와 관련하여 수동의 감쇠된 안정기 성능을 제공한다. 시스템의 상태는 "블로킹 위치", 즉 액추에이터 챔버의 차단 위치와 "부동 위치", 즉 액추에이터 챔버의 스로틀-프리 단락 위치 사이에 놓인다.
유압 펌프(8)를 포함한 시스템이 고장나면, 유압 회로는 완전히 무압력 상태로 된다. 작동 연결부(A1, A2)는 이전과 같이 고장 방지 안전 밸브에 의해 스로틀과 결합되어 있다. 따라서 이 경우에, 전방 차축에 대하여 수동 감쇠된 안정기 성능이 유지된다.
능동형 섀시 안정화 시스템의 정확한 작동을 모니터링하고 차량 전자 부품과 유압 회로의 센서 데이터를 균형을 이루기 위한 센서 시스템이 제공된다. 센서 시 스템은 제어 채널과 각각 관련되어 있는 2개의 압력 센서(32)를 구비하고, 8/2 웨이 밸브의 위치를 인식하는 위치 센서(36) 또는 압력 센서(34)를 구비한다. 유압 회로의 유압 데이터와 차량 전자부품의 센서 데이터 사이에 불일치가 있는 경우에, 이는 경고 램프에 의해 차량의 운전자에게 표시되고, 능동형 섀시 안정화 시스템은 소위 "고장 방지 안전" 상태로 전환된다. 이 상태는 전자부품이 고장난 상태에 실질적으로 대응하고, 이 상태에서 모든 밸브는 기본 위치에 있다.
도 1c 및 도 1d는 각각 안정기 조립체(4, 5)를 도시하고, 여기서 선형 액추에이터(14)가 각각 차축과 관련되어 있다. 이들 안정기 조립체에 대한 공지의 대안은 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3은 선형 액추에이터(14)가 차량 차축의 양 휠과 관련되어 있는 안정기 조립체를 도시하고, 차축의 선형 액추에이터는 교차(cross-over) 연결되어 있다. 도 4는 회전 액추에이터(37) 또는 로터리 드라이브가 차량 차축과 관련되어 있는 안정기 조립체의 다른 변형예를 도시한다.
이들 안정기 조립체의 발전 및 조합에 따르면, 도 2a 내지 도 2c는 8/2 웨이 밸브(24)의 관련 변형예를 도시한다. 도 2d는 선형 액추에이터(14)의 단면도를 개략적으로 도시하고, 2개의 표면(A1, A2)이 식별되고, 이들은 8/2 웨이 밸브(24)의 실시예에 중요한 것이다. 여기서 표면 A2는 피스톤 표면을 나타내고, 표면 A1은 피스톤 표면에서 피스톤 로드의 단면을 뺀 것을 나타낸다.
전방 차축 및 후방 차축에 대하여 면적비 A1:A2가 약 1:1인 선형 액추에이터(14) 또는 도 4에 따른 회전 액추에이터(37)를 각각 사용하는 경우에, 8/2 웨이 밸브(24)는 도 1b에 따라 사용된다.
양 차축에 대하여 도 3에 따라 각각 면적비 A1:A2가 1:2인 2개의 선형 액추에이터(14)를 사용하는 경우에, 밸브(24)는 도 2a에 따라 구성되도록 되어 있다.
전방 차축에 대하여 면적비 A1:A2가 약 1:1인 선형 액추에이터(14) 또는 도 4에 따른 회전 액추에이터(37)를 사용하고, 후방 차축에 대하여 면적비 A1:A2가 대략 1:2인 선형 액추에이터(14)를 사용하는 경우에, 도 2b에 따른 8/2 웨이 밸브(24)가 사용된다.
역으로, 즉 면적비 A1:A2가 약 1:2인 선형 액추에이터(14)가 전방 차축에 대하여 사용되고, 면적비 A1:A2가 약 1:1인 선형 액추에이터(14) 또는 회전 액추에이터(37)가 후방 차축에 대하여 사용되는 경우에, 도 2c에 따른 8/2 웨이 밸브(24)가 사용된다.
도 2a 내지 도 2c의 밸브 경로에 있어서의 차이는 복동식 선형 액추에이터(14)가 면적비 A1:A2가 약 1:2인 단동식 선형 액추에이터와 유사하게 제어될 수 있다는 점에서 발생한다.
도 5는 합체된 구조의 능동형 섀시 안정화 시스템의 제어 유닛(6)을 도시한다. 여기서 제어 유닛(6)은 밸브 하우징(38)과 나사(42)에 의해 밸브 하우징(38)에 분리 가능하게 연결되는 전자식 전환 장치(40)를 구비한다.
2개의 장착된 메인 밸브를 밸브 하우징(38)의 좌측에서 볼 수 있다. 우측의 개구는 압력 연결부(P, T)이고, 또한 작동 연결부(A1, A2, B1, B2)이다.
전자식 전환 장치(40)는 전류 공급 및 센서 데이터의 수신을 위한 연결부(44)를 구비한다. 작은 서보 밸브(18, 26, 28)는 마찬가지로 밸브 하우징(38) 에, 즉 전자식 전환 장치(40)의 근처에 합체된다. 서보 밸브를 작동시키기 위한 코일은 실제로 전자식 전환 장치에 합체된다. 유지보수 및 고장에 관해서 보다 철저한 전자 기기는 밸브 하우징(38)과 전자식 전환 장치(40) 사이에서 유압 회로에 대한 간섭 없이 분리 가능한 연결부를 통하여 어려움 없이 교환될 수 있다.
능동형 섀시 안정화 시스템을 2-채널 시스템으로서 구성하더라도 제어 유닛(6)의 컴팩트한 구조가 가능하다. 이로써, 이러한 능동형 섀시 안정화 시스템에서의 고장에 대한 조사는 센서 데이터가 수신되고 전자적으로 처리되는 부품으로 크게 제한되고, 그에 따라 전자기 코일은 서보 밸브를 제어하고, 여기서 모든 메인 밸브는 서보 밸브 옆에 또한 합체된다.

Claims (28)

  1. 유압 공급 유닛(2), 전방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체(4), 후방 차축과 관련된 유압 안정기 조립체(5) 및 제어 유닛(6)을 포함하는 능동형 섀시 안정화 시스템으로서,
    2-채널 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 양 제어 채널에 대한 관류 경로(through-flow path)를 결정하는 8/2 웨이 밸브(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 8/2 웨이 밸브(24)를 전환하기 위하여 전자기적으로 작동하는 2개의 서보 밸브(26, 28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 압력 제한 밸브(16)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력 제한 밸브(16)는 비례식 압력 제한 밸브인 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 압력 제한 밸브(16)를 제어하기 위하여 전자기적으로 작동하는 서보 밸브(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서보 밸브(18)는 비례식 2/2 웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 압력 제한 밸브(16)는 전방 및 후방 차축의 안정기 조립체(4, 5)에 대한 압력 수준을 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 감압 밸브(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 감압 밸브(22)는 비례식 감압 밸브인 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 감압 밸브(22)를 제어하기 위하여 전자기적으로 작동하는 서보 밸브(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 서보 밸브(21)는 비례식 2/2 웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 감압 밸브(22)는 후방 차축의 안정기 조립체(5)에 대한 압력 수준을 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  14. 제6항 및 제11항에 있어서, 상기 압력 제한 밸브(16) 및 감압 밸브(22)의 서보 밸브(18, 21)는 동일한 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 4/2 웨이 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 4/2 웨이 밸브는, 기본 위치에서 4개의 연결부를 감쇠식으로 연결하는 고장 방지용 안전 밸브(30; failure safety valve)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 4/2 웨이 밸브를 전환하 기 위하여 전자기적으로 작동하는 2개의 서보 밸브(26, 28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 4/2 웨이 밸브는 수동 작동을 위한 장치인 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  19. 제3항 및 제17항에 있어서, 8/2 웨이 밸브(24)와 4/2 웨이 밸브를 전환하기 위한 서보 밸브(26, 28)는 동일한 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 제어 채널당 적어도 하나의 압력 센서(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  21. 제2항에 있어서, 8/2 웨이 밸브(24)의 전환 위치를 확립하기 위하여 압력 또는 위치 센서(34; 36)가 제공되는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 전자기적으로 작동하는 적어도 하나의 밸브와, 제어 유닛(6)의 모든 유압 밸브를 수용하고 결합하는 밸브 하우징(38)을 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 밸브 하우징(38)은 압력 공급 유닛(22)과 결합되는 2개의 압력 연결부(P, T)와, 각각의 안정기 조립체(4, 5)에 결합되는 2개의 작동 연결부(A1, A2, B1, B2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제어 유닛(6)은 전자식 전환 장치(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 전자식 전환 장치(40)는 전류 공급 및 센서 데이터 수신을 위한 연결부(44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 전자식 전환 장치(40)는 전자기적으로 작동하는 밸브의 작동을 위한 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  27. 제22항 및 제24항에 있어서, 상기 전자식 전환 장치(40)는 밸브 하우징(38)과 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 2개의 안정기 조립체(4, 5) 에 대한 용적 유량을 제어하는 최대 4개의 메인 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 능동형 섀시 안정화 시스템.
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