JP4076538B2 - 自動車用の油圧式安定化装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに反対の双方向に作用できるアクチュエータを有する自動車用の油圧式安定化装置、特に、請求項１の前段に従って、自動車の車軸に割り当てられたアクチュエータを有する安定化装置に関する。

上述の種類の油圧式安定化装置は特許文献１から知られており、この装置では、２つの４ポート−２位置弁が、一方で、減圧器から供給される圧力源としてのポンプと、他方で、反対側の方向に作用できるアクチュエータとの間の移行部に直列に配置され、これらの４ポート−２位置弁の一方は、直接導通位置と交差導通位置との間で切り換えるための切換器としてポンプに隣接して配置され、またアクチュエータへの移行部で切換器の下流に配置された他方の４ポート−２位置弁は、導通位置と基本位置を形成する遮断位置との間で切り換えることができる切換装置を形成する。この構成の目的は、切換器によってアクチュエータの片側に圧力を印加することを可能にし、同時に、切換器及び／又は切換装置に割り当てられた制御装置の故障の場合に、また同様に、例えば切換器が中間位置で動けなくなった場合に、アクチュエータが、圧力源及び減圧器から遮断され、この場合基本位置が遮断位置である切換装置によって遮断され、この結果、規定の機能状態が保証されることを切換装置によって確実にすることである。

すなわち、切換器の故障はアクチュエータの遮断を引き起こし、また能動的な安定化を不能にし、このことは、運転者がこの種類のアクティブ安定化システムに慣れている場合に快適性及び安全性の著しい損失と見なされ、修理工場を訪ねることを強要される。

独国特許出願公開第１９６２９５８２Ａ１号明細書

本発明の目的は、少なくとも移行期間の間アクチュエータが能動的に作動し続けることを可能にするため、安全性を失うことなく、切換器及び切換装置の両方の誤動作を常にシステム内で補正できるように、冒頭に記載した種類の安定化装置を開発することである。

本発明によれば、上記目的は請求項１に記載の特徴によって達成され、請求項１によれば、切換装置は、並列接続された２つの別個の切換弁によって形成され、これらの切換弁は、異なる導通位置と各々の場合に遮断位置とを有し、したがって４ポート−２位置弁として簡単に設計できる。ばねで負荷された基本位置としての直接導通位置を好ましくは有し、同様に、切換位置として直接導通位置と交差導通位置とを有する４ポート−２位置弁として簡単に設計できる切換器が故障した場合、どちら側のアクチュエータの作動も、切換装置を形成する切換弁の対応する作動によって保証できる。切換装置の切換弁の一方が故障した場合、アクチュエータの直接又は交差作動のみが切換装置の切換弁を介して可能であるが、切換器の適切な作動と組み合わせて、どちら側のアクチュエータの作動もなお可能である。すなわち、アクチュエータの遮断を強制するシステム故障の確率が相当低減され、また前もって設定された点検修理間隔の部分を形成する修理工場訪問のための、必要な修理作業を一般に低減できる。

さらに、本発明による解決手段は、機能性に制限を課すことなく、ポンプとアクチュエータとの間の移行部の切換器及び切換装置の構成に関し広範囲の選択を提供し、すなわち、これらを弁ブロック内で組み合わせることもできる。

本発明による油圧式安定化装置は、車軸の１つ、特に乗用車の前車軸にとって好都合であることが証明されており、この場合、設けられるアクチュエータは特に油圧モータであり、このモータによって、スタビライザの２つの半部が互いに変位できる。しかし、当然、２車軸又は多車軸、多軌道の車両のすべての車軸のために本発明による油圧式安定化装置を提供することも本発明の範囲内にある。しかし、例えば、パワーステアリングシステム内のアクチュエータの作動及び制御における他の用途範囲も本発明の範囲内にあり、この場合、油圧モータ及び油圧シリンダのようなリニアアクチュエータをアクチュエータとして設けることが可能である。

さらに、反対側の方向に作用でき、かつ第２の車軸用、好ましくは後車軸用の油圧モータとして特に設計されるアクチュエータも有する多車軸、特に２車軸の自動車の車軸に、本発明による油圧式安定化装置を使用することが有利であると証明されている。

本発明のさらなる詳細及び特徴は、特許請求の範囲から明らかになるであろう。さらに、例示的な実施の形態に基づき、本発明について以下により詳細に説明する。

図１は、ごく概略的に、２車軸の自動車用、特に乗用車用のアクティブロールスタビライザの油圧システムを示しており、前車軸及び後車軸にはそれぞれ、２車軸側に割り当てられたスタビライザ部分の間に配置された、油圧モータとして記号的に表されたアクチュエータ１と２が割り当てられ、このモータによって、スタビライザ部分が、印加されるそれぞれの油圧に従って互いに反対側の方向に回転される。図示した例示的な実施の形態では、アクチュエータ１はそれぞれの自動車の前車軸に特に割り当てられ、またアクチュエータ２はそれぞれの自動車の後車軸に特に割り当てられている。

アクチュエータ１と２はアクティブロールスタビライザの油圧システム内に組み込まれ、このスタビライザは、圧力源として、例えばラジアルピストンポンプとして設計されかつモータ４によって駆動されるポンプ３を有する。ポンプ３は、環流の出口がある減圧器としてのタンク５から供給され、すなわち、図示した例示的な実施の形態では、圧力を受けることがあるライン接続部は実線ですべて示され、一方、タンク５で終端する低圧側のライン区間は破線で示されている。

ポンプ３から始まり、圧力側ライン６には、基本位置に向かってばね及び圧力で負荷された２ポート−２位置の絞り弁７があり、そこでアクチュエータ２への圧力側接続が遮断され、また圧力によって作用できかつ方向制御弁７からアクチュエータ２に通じるライン８は、タンク５に出口を有する低圧側の環流ライン９に接続され、環流ライン９においてフィルタ１０がタンク５への出口に設けられている。直接導通接続が行われるばねで負荷された基本位置と、交差導通用の第２の切換位置とを有する４ポート−２位置弁１１が、ライン８を介して方向制御弁７に接続されている。切換位置に応じて、ライン１２又は１３の一方が、アクチュエータ２への方向制御弁１１の接続部で、圧力を受けることができるライン８に又は環流ライン９に接続される。ライン８には圧力センサ１４が割り当てられ、さらに圧力側において、圧力は圧力制限弁１５によって制限され、圧力制限弁１５及び方向制御絞り弁７の通過断面はそれらの作動磁石の電圧印加に応じて可変である。作動は、ロール安定化に関連するパラメータ及び／又は圧力センサ４によって記録される圧力値を考慮しつつ、簡単に切り換えできる方向制御弁１１と同様に制御ユニット（図示せず）によって行われる。

ポンプ３に接続され、かつ圧力制限弁１５を介して環流ライン９への接続部を有する圧力側ライン６は、前車軸に割り当てられたアクチュエータ１へのライン接続部１６を有し、切換器１７及び切換装置１８が互いに背後に、すなわち直列にライン接続部１６に設けられている。図１に示した例示的な実施の形態では、ポンプ３から始まって、切換器１７は、切換装置１８の上流に配置され、かつ４ポート−２位置弁１９によって形成され、この４ポート−２位置弁１９は、直接導通位置と交差導通位置との間で切り換えることができ、かつ基本位置としての直接導通位置に向かって予負荷、特にばねで負荷がかけられている。

圧力側の切換器１７の下流に、互いに独立しかつ遮断位置と導通位置とを各々が有する２つの４ポート−２位置弁２０と２１によって形成された切換装置１８があり、導通位置は方向制御弁の一方、本例では方向制御弁２０のために直接形成され、交差位置は方向制御弁２１のために形成される。したがって、ライン接続部１６は、切換位置の関数として、切換装置１８の方向制御弁２０と２１を介してライン２２又は２３の一方にそれぞれ接続され、この一方のラインを介して、アクチュエータ１は反対側の方向に調整するために選択的に圧力が作用する。方向制御弁２０と２１は、前記方向制御弁が負荷、特にばねで負荷された基本位置としての遮断位置を有し、反対側の方向に例えば磁気的に調整でき、この作動は、上に既述した制御ユニットによって再度行われる。作動の際、いずれの場合も方向制御弁２０と２１の一方のみが導通位置に切り換えられ、この結果、圧力側において、したがって低圧側においても、方向制御弁２０が作動されるときに直接導通接続が行われ、また方向制御弁２１が作動されるときに交差導通接続が行われる。

符号２４と２５は、ライン２２と２３に割り当てられた圧力センサを示し、またこのセンサは、図示されていないが制御ユニットに接続されている。さらに、方向制御弁２０と２１はそれらのライン接続部に対して並列接続されている。

方向制御弁１９によって形成された切換器１７と、方向制御弁２０と２１によって形成された切換装置１８との略述した組み合わせは、安全性及び得られるサービス要件について特定の利点を提供するが、その理由は、方向制御弁１９の切換機能の故障の場合にも、また方向制御弁２０又は２１の切換機能の故障の場合にも、完全な機能性が保証され続けるからである。方向制御弁１９が故障した場合、方向制御弁は、ライン２６及びそこから分岐するライン２７への圧力側ライン接続が行われる方向制御弁の基本位置をとる。したがって、弁２０と２１に関し、同一の接続部に圧力が作用する。これらの接続部を介して、弁２０が切り換えられるときにライン２２への接続が行われ、また弁２１が切り換えられるときにライン２３への接続が行われ、この結果、方向制御弁１９がその基本位置に留まることに関係なく、アクチュエータ１が反対側の方向に作用できる。方向制御弁１９が詰まった結果、方向制御弁がその交差導通位置で動けなくなった場合にも、同一のことが当てはまる。

方向制御弁２０又は２１の一方が故障した場合、完全な機能性がなお保証される。故障した弁、例えば弁２０はその遮断位置に留まり、この場合、他方の弁２１が作用されて、交差接続が行われる。このことにより、切換器１７を形成する方向制御弁１９の特定の切換位置の関数として、アクチュエータ１がいずれかの側に作用することが再度可能である。この可変性に関係なく、例えば切換装置１８の２つの方向制御弁２０と２１の電圧印加が不具合となった場合、遮断位置、すなわちアクチュエータ１の遮断が達成される。略述した構成と組み合わせて、方向制御弁１９又は２０又は２１の１つの機能は、他の方向制御弁１９又は２０又は２１による組み合わせの対応する切り換えによって実行できるという事実に鑑み、全体的に、故障全体に対する信頼性の向上が達成され、また特に完全な機能性が十分な安全的余裕で維持され、この結果、即座の修理が不要になり、任意の修理措置を標準の点検修理間隔に集中できる。

図２と図３は、前車軸側にアクチュエータ１を備える油圧式安定化装置に対して、切換器１７の組み込まれる位置が変更された構造を示しており、図１からの対応する部分のみが示されており、すなわち、同一部分には同一の符号が付与され、また図１に関して与えられた同一部分の機能の説明が参照される。

図１の変形として、図２と図３の切換器１７は上流に配置されず、むしろ切換装置１８の下流にまた切換装置１８からアクチュエータ１への移行部に配置され、図２では、切換器１７の方向制御弁１９は、別個の構成要素としてアクチュエータ１への直接供給路に配置され、適切であればアクチュエータ１に一体化することも可能であり、一方、図３では、切換器１７及びそれを形成する方向制御弁１９は、適切であれば上述の制御及び監視要素の組み込みが可能な弁ブロック２９に一体化される。したがって、本発明による油圧式安定化装置は、機能的のみならず設計構造においても大きな可変性を可能にする。

本発明で、使用可能なアクチュエータは油圧モータ及び油圧作動シリンダの両方を含み、さらに、アクチュエータに関する切換器１７及び切換装置１８の組み合わせによって、前車軸のみならず後車軸も作動すること、あるいは後車軸のみを作動することは、同様に本発明の範囲内にある。

アクティブロール安定化を有し、本発明による油圧式安定化装置が自動車の前車軸に割り当てられている、乗用車として特に設計された２車軸の自動車用の概略的な油圧回路図。 前車軸に割り当てられた本発明による油圧式安定化装置の様々な構造の概略を示す図。 前車軸に割り当てられた本発明による油圧式安定化装置の様々な構造の概略を示す図。

Claims (8)

1. 互いに反対の双方向に作用できるアクチュエータを有する自動車用の油圧式安定化装置であって、自動車の車軸に割り当てられたアクチュエータを有し、該アクチュエータは、前記双方向の作動方向に対応する作用側に出口がある接続ラインを有し、圧力源及び減圧器への前記接続ラインの接続部に、直接導通位置と交差導通位置との間で切り換えることができる切換器と、前記切換器と直列に、導通位置と基本位置としての遮断位置との間で切り換えることができる切換装置とを有する油圧式安定化装置において、
   前記切換装置（１８）が、互いに並列に配置された２つの別個の切換弁（２０、２１）を備え、該切換弁の一方の切換弁（２０）が遮断位置と直接導通位置とを有し、また他方の切換弁（２１）が遮断位置と交差導通位置とを有することを特徴とする油圧式安定化装置。
2. 前記切換器（１７）が４ポート−２位置弁によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の油圧式安定化装置。
3. 前記切換装置（１８）の切換弁（２０、２１）が４ポート−２位置弁によって形成されたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の油圧式安定化装置。
4. 前記切換器（１７）が前記切換装置（１８）の上流に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧式安定化装置。
5. 前記切換器（１７）が前記切換装置（１８）の下流に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧式安定化装置。
6. 圧力センサ（２４、２５）が、前記アクチュエータに通じるライン（２２、２３）の前記切換装置（１８）の下流に配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の油圧式安定化装置。
7. 圧力センサ（２４、２５）が切換装置（１８）と切換器（１７）との間に配置されたことを特徴とする請求項５あるいは６に記載の油圧式安定化装置。
8. 圧力センサ（２４、２５）が前記切換器（１７）の下流に配置されたことを特徴とする請求項５あるいは６に記載の油圧式安定化装置。

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