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侧倾控制装置

阅读:471发布:2020-05-11

专利汇可以提供侧倾控制装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且披露了使用多个压 力 差值的一种侧倾控制装置(10,40,60,80,90),这些压力差值由一个 电动机 驱动的 泵 (12)传送到与一个第一稳定器(15)相关联的第一执行器(18)上。这些压力差值还从该电动机驱动的泵经过一个比例 阀 (62)被传送到一个第二稳定器(76)上。,下面是侧倾控制装置专利的具体信息内容。

1.一种侧倾控制装置,包括:
至少一个执行器,该执行器具有第一以及第二室;
一个,该泵流体连接在该第一与第二室之间;
一个连接到该泵上电动机;以及
一个控制器,该控制器与该泵联通并且被配置为指示该电动机响 应于一个所希望的侧倾稳定性信号来驱动该泵,用于在该第一以及第二 室之间传输流体以改变与该第一以及第二室中的至少一个相关联的差 值侧倾
2.根据权利要求1所述的侧倾控制装置,其中该泵是一个双向泵, 该双向泵具有分别与该第一以及第二室流体联通的第一以及第二输出 端口,该控制器指示该泵在一个所希望的方向上响应于该电动机的驱 动。
3.根据权利要求2所述的侧倾控制装置,包括分别与该第一以及 第二输出端口相关联的、并且被配置为感测与此有关联的多个压力的第 一以及第二压力传感器,该控制器与该第一以及第二压力传感器联通并 且被配置为接收所感测到的压力。
4.根据权利要求1所述的侧倾控制装置,包括与该第一以及第二 输出端口流体联通的一个梭,该第一以及第二输出端口分别包括与此 有关联的第一以及第二压力,该梭阀响应于在该第一与第二压力之间的 一个差值压力在多个位置之间移动。
5.根据权利要求4所述的侧倾控制装置,包括与该梭阀流体联通 的一个储存器,该第一以及第二压力中的一个是低于该第一以及第二压 力中的另一个,该梭阀以及储存器被配置为从该第一以及第二输出端口 中具有该第一以及第二压力中较低压力的一个接收流体。
6.根据权利要求1所述的侧倾控制系统,包括与该控制器联通的 一个侧倾传感器,用于将一个侧倾反馈信号提供给该控制器。
7.根据权利要求1所述的侧倾控制装置,包括连接到该执行器上 的一个稳定器,该泵响应于所希望的侧倾稳定性信号在该稳定器的一侧 上相对于该稳定器的相反侧增加该差值侧倾力。
8.根据权利要求7所述的侧倾控制装置,其中该稳定器是一根稳 定杆。
9.根据权利要求7所述的侧倾控制装置,其中该稳定器在多个横 向间隔的车轮之间被相互连接。
10.根据权利要求7所述的侧倾控制装置,包括具有第三以及第四 室的一个第二执行器,以及连接到该第二执行器上的一个第二稳定器, 该泵与该第三以及第四室流体联通,该泵响应于所希望的侧倾稳定性信 号在该第二稳定器的一侧上相对于该第二稳定器的相反侧增加一个差 值侧倾力。
11.根据权利要求10所述的侧倾控制装置,包括被安排在该泵与 该第二执行器之间并且与其流体联通的一个比例阀,以及与该比例阀流 体联通的一个储存器,其中该泵是一个双向泵,该双向泵具有分别与该 第三以及第四室流体联通的第一以及第二输出端口,该比例阀与该第一 以及第二输出端口流体联通,该第一以及第二输出端口分别包括与此相 关联的第一以及第二压力,该比例阀响应于该第一与第二压力之间的一 个差值压力在多个位置之间移动,该第一以及第二压力中的一个低于该 第一以及第二压力中的另一个,该梭阀以及储存器被配置为从该第一以 及第二输出端口中具有该第一以及第二压力中较低压力的一个接收流 体。
12.根据权利要求11所述的侧倾控制装置,包括被安排在该比例 阀与第二储存器之间的至少一个单向阀
13.根据权利要求11所述的侧倾控制装置,其中该比例阀包括一 个常闭合的位置以及与该控制器联通的一个螺线管,该控制器被配置为 响应于所希望的侧倾稳定性信号来打开该比例阀。
14.根据权利要求1所述的侧倾控制系统,包括与该泵联通的一个 故障安全阀,该故障安全阀响应于一个故障安全的状况防止在该第一以 及第二室之间的流体传输。
15.根据权利要求14所述的侧倾控制装置,其中该故障安全阀包 括一个常闭合的位置以及与该控制器联通的一个螺线管,该控制器被配 置为响应于所希望的侧倾稳定性信号来打开该故障安全阀。
16.根据权利要求1所述的侧倾控制装置,包括一个故障安全的定 中心装置,该定中心装置被配置为在一个故障安全的状况下容许流体在 该第一以及第二室之间流动,在一个定状态下的该泵响应于该故障安 全的状况防止在该第一以及第二室之间的流体传输。
17.根据权利要求1所述的侧倾控制装置,包括与该控制器联通的 一个制动器,该控制器被配置为响应于一个故障安全的状况对该电动机 发出指示并且解除从该电动机到该泵的驱动。

说明书全文

本披露要求对在2007年3月23日提交的美国临时申请号60/896,598 的优先权。

技术领域

本披露总体上涉及用于车辆悬架系统的稳定器,并且更具体地涉及 用于对多个侧倾控制执行器进行控制的方法及系统。

背景技术

用于选择性地对车辆悬架系统的侧倾特性进行控制的液压致动的 侧倾控制系统是已知的。在美国专利号3,197,233中披露了这样的一个 系统。该系统利用了液机械地连接第一与第二(例如,左和右)扭力 杆的一个侧倾控制执行器。该侧倾控制执行器包括一个旋转式液压缸, 该液压缸包括一个圆柱形的壳体,该壳体具有伸入一个壳体的圆柱形空 间中的两根径向定向的筋。一个叶片式摆动活塞具有两个叶片,并且这 些筋以及叶片将该圆柱形空间分隔为四个室。
在美国专利号6,361,033中披露了一个不同类型的侧倾控制执行器。 与一个旋转式液压缸相反,该侧倾控制执行器包括一个轴向移动的活 塞,用于驱动具有内部的滚珠花键的一个内部安置的环形构件。该滚珠 花键连接到一个第一扭力杆以及一个外部的大螺旋的滚珠丝杆上,该 滚珠丝杆连接到一个第二扭力杆上。施加在环形构件上的轴向推力导致 在该第一与第二扭力杆之间施加的扭矩。‘233与‘033号专利通用引用 被结合于此。
现有技术的侧倾控制执行器的简单化控制并没有得到良好地开发。 例如,一种类型的侧倾控制装置是复杂的没有必要,因为它将两个比例 螺线管控制的用于对沿着前部与后部稳定器侧倾控制执行器中的多 个差值压力值进行控制。还使用了两个螺线管控制的阀,其中的一个有 七个端口。此外,人们不希望的是使用这些比例螺线管控制的阀的 一种侧倾控制装置,这些比例螺线管控制的阀门是依赖于连续的流体流 动(该流体流动是从一个复合式发动机驱动的动力转向中引出的)的 开放中心式阀门。
人们所需要的是具有改进的性能特征的一种简化的侧倾控制装置。 人们还希望有一种更为直接的电子控制。
发明内容
在此披露了一种侧倾控制装置,该装置包括具有第一与第二室的至 少一个执行器。一个泵被流体地连接在该第一与第二室之间,并且一个 电动机被连接到该泵上。一个控制器与该泵联通,并且被配置为响应于 一个希望的侧倾稳定性信号以指示该电动机对该泵进行驱动。该泵在该 第一与第二室之间传输流体以改变与该第一以及第二室中的至少一个 相关联的一个差值侧倾力。
从以下说明书附图中可以最好地理解所披露的这些以及其他的 特征,以下是一个简要的说明。

附图说明

图1是代表第一实例侧倾控制装置的示意图。
图2是描绘了为第一实例侧倾控制装置提供故障安全操作的一种方 法的流程图
图3是代表第二实例侧倾控制装置的示意图。
图4是描绘了为第二实例侧倾控制装置提供故障安全操作的一种方 法的流程图。
图5是侧倾控制执行器定中心装置的截面视图。
图6是描绘了提供对在一个故障安全的状况之后可能发生的非零差 值压力的回漏提供控制的一种方法的流程图。
图7是描绘了对车辆的转向不足转向过度特征进行控制的一种方 法的流程图。
图8是代表了第三实例侧倾控制装置的示意图。
图9是描绘了为第三实例侧倾控制装置提供故障安全操作的一种方 法的流程图。
图10是代表了第四实例侧倾控制装置的示意图。
图11是代表了第五实例侧倾控制装置的示意图。
图12是描绘了为第四或第五实例侧倾控制装置中的任一个提供故 障安全操作的一种方法的流程图。

具体实施方式

参见图1,一个第一实例侧倾控制装置10包括一个电动机驱动的泵 12以及一个三通梭阀14,例如,它们连同用于控制一个侧倾控制执行 器18的一个控制器16一起被利用。在一个实例中,驱动该泵的电动机 是一个伺服电动机。一个或更多输入11与该控制器16联通。这些输入 11可以包括车速、车轮转角以及对车辆稳定性产生影响的其他参数。控 制器16包括一个或多个算法,这个或这些算法基于输入11来确定一个 所希望的抗侧倾稳定性。控制器16使用一个希望的侧倾稳定性信号来 指示该电动机,以便在对应于所希望的抗侧倾稳定性的装置之内实现一 个希望的力、压力或扭矩。
侧倾控制执行器18与在车辆的车轮17之间提供的一个侧倾控制稳 定器15协同工作。例如,该侧倾控制稳定器是在多个控制臂之间相互 连接的一个稳定杆,这些控制臂支撑着多个转轴(在这些转轴上安装了 车轮17)。然而,应该理解,在这些图中所展示的侧倾控制配置是示例 性的。即,这种应用可以应用在其他的侧倾控制配置上,并且仍落入本 申请的权利要求的范围之内。
泵12和三通梭阀14被定位为使三通梭阀14在该三通梭阀的一个 位置上将泵12的输出端口20a或20b流体地连接到一个储存器22上。 与这些阀每个位置有关的流体连接被示意性地展示出。三通梭阀14包 括一个第一位置(已示出),其中输出端口20a被阻塞而输出端口20b 与储存器22联通。在一个第二位置上,输出端口20b被阻塞而输出端 口20a与该储存器联通。第三位置对应于输出端口20a、20b均被阻塞。
一个侧倾传感器13与控制器16联通并且感测一个侧倾状态,对于 该侧倾状态一个侧倾信号被发送至控制器16,这样为装置10提供了反 馈。控制器16对执行器18进行控制以实现所希望的车辆侧倾稳定性。 更确切地说,泵12在一个受控的差值压力下将流体输送至侧倾控制执 行器18,该差值压力是由连接到泵12上的一个电动机24响应于由控制 器16对其进行的控制所提供的瞬时极性以及扭矩值所确定的。在一个 实例中,电动机24是一个可逆伺服电动机。如果希望有对该差值压力 的更为精确的控制,同样在图1中描绘的第一与第二压力传感器26a与 26b被流体地连接到泵12的输出端口20a与20b上,从这里将多个反 馈压力信号发送给控制器16。然后控制器16对电动机24以及泵12进 行控制,用于以一种闭环控制的方式将所希望的差值压力提供给侧倾控 制执行器18。
在运行中,控制器16将一个指令或控制信号发送给电动机24以驱 动泵12,该泵以瞬时所希望的差值压力值连续地将流体提供给例如该侧 倾控制执行器18的这些端口28a与28b。这些端口28a、28b与执行器 18的第一以及第二室29a、29b相关联。该差值压力在第一与第二室29a、 29b之间传输流体以便在一个车轮上相对于另一个车轮增加该差值侧倾 力。
参见图2,由控制器16来实施多种故障安全状况,例如,通过将到 达电动机24的控制信号解除启用并且或者是实施电动机的这些终端30 的错接(faulting)或它们的一个到另一个“插接(plugging)”、或者通 过一个故障安全制动器32对电动机24进行机械制动(在图1中示出), 由此使得没有流体能够从泵12中泵出。当一个故障安全的状况已经开 始时,侧倾控制执行器18基本上被静液压地定在它的瞬时位置,其 结果是,例如,稳定器15作为一种标准扭力杆所实施的稳定器来工作。
参见图3,一个第二实例侧倾控制装置40包括一个常闭合的故障安 全阀42(它连同泵12一起来使用)、三通梭阀14、以及用于控制侧倾 控制执行器18的控制器16。未示出稳定器15以及车轮17。例如,故 障安全阀42被安排在三通梭阀14与侧倾控制执行器18之间。故障安 全阀42包括一个阀门34,该阀门被例如弹簧36偏置到常闭合的位置上。 故障安全阀42在受控的压力下将流体输送至侧倾控制执行器18,该受 控压力例如是由电动机24的瞬时极性以及由其提供的扭矩值所确定。 一旦来自控制器16的一个指令信号被发送至一个螺线管38,泵12即能 够在第一与第二室29a、29b之间传输流体,该螺线管将阀34从该常闭 合的位置移动到一个开启位置(图3中所示),以此克服了弹簧36。
在图4所示运作的一个实例模式中,由控制器16通过将到达泵12 的控制信号以及到达故障安全阀42的供电信号解除启用来实施多个故 障安全状况,由此使得没有流体从泵12中泵出。在该实例中,侧倾控 制执行器18又额外地基本上被静液压地锁定在它的瞬时位置,其结果 是该稳定器作为一种标准扭力杆实施的稳定器来工作。
上述故障安全关闭过程的一个潜在的缺点在于它能够在任何时候 被启动,例如在存在着大的差值压力的期间中。其结果是,当引起该大 的差值压力的驾驶操作被终止时,该关闭过程能够导致车辆采取一个永 久的侧倾或“倾斜的”位置。如图5中示意性地示出,这个问题可通过 提供一个侧倾控制执行器定中心装置44来消除,该定中心装置包括与 侧倾控制执行器18的第一与第二室29a和29b流体地连接的一个通道 46以及孔口48。如图5中展示的实例中所描绘,通道46以及孔口48 被形成在侧倾控制执行器18的多个叶片52之一中。
例如,这样的一个侧倾控制执行器定中心装置44能够被提供在将 泵12的出入口20a和20b以及侧倾控制执行器18的出入口28a和28b 流体地连接液压管路中或者泵12之内的任何地方。本实例的安排容许 在第一与第二室29a、29b之间的任何非零差值压力逐步地均衡,而不 是太快以至于在任何期望的车辆驾驶操作之内可能会发生任何实质性 的回漏,其方法展示在图6中。该孔口相对较小以防止实质性的泄漏。 可以在侧倾控制装置的多种其他安排中利用本实例的侧倾控制执行器 定中心装置44。因此,车辆能够逐步地采取一种非侧倾状况,这是与一 个稳定器或多个稳定器的连续利用结合在一起,这个或这些稳定器以标 准扭力杆实施的一个稳定器或多个稳定器的方式来工作。
一个车辆上的单个侧倾控制装置10或40通过与车辆的车轮(图1 中17处所示)中的任一个相关联的稳定器(图1中15处示意性地示出) 的操纵能够进行转向不足或转向过度特性的控制。参见图7,它描绘了 对车辆的转向不足或转向过度特性进行控制的一种方法的流程图。该方 法包括利用车辆上的单个侧倾控制装置10或40通过与车辆的车轴或车 轮中的任一个相关联的稳定器的操纵来对转向不足或转向过度特性进 行控制。
在以性能为主的车辆的情况下,可能令人希望的是提供两个侧倾控 制装置10以便控制车辆的总的侧倾特性。一个第三实例侧倾控制装置 60在图8中示出,其中可以实现与车辆的前部与后部车轮均有关联的多 个主动控制稳定器。在侧倾控制装置60中,一个储存器22、一个泵12 以及一个三通梭阀14与以上参见第一侧倾控制装置10说明的用于控制 第一侧倾控制执行器18的一个控制器16一起被利用。然而除此之外, 第三实例侧倾控制装置60还包括一个比例阀62,该比例阀被流体地连 接到泵12的输出端口20a和20b上并且从其中提取液压动力。
在图8所示的实例中,两个压力传感器64a和64b是以与任选的压 力传感器26a和26b类似的方式来使用的。在本实例中,这些压力传感 器64a、64b被流体地连接到比例阀62的输出端口66a和66b上。在输 出端口66a或66b另外将受到的压力值小于储存器22压力值的情况下, 两个单向阀68a和68b被用于将储存器22流体地连接到比例阀62的输 出端口66a或66b上。比例阀62包括与控制器16联通的一个螺线管 69。比例阀62被弹簧71通常偏置到一个闭合的位置(图8中所示)。 比例阀62以及压力传感器64a与64b连同用于控制一个第二侧倾控制 执行器70的控制器16一起被利用,该第二侧倾控制执行器与用于车辆 上的第二组车轮77的一个第二侧倾控制稳定器76相关联。控制器16 指示螺线管69打开比例阀62以便在第二侧倾控制执行器70的第三与 第四室79a、79b之间传输流体从而在车轮77上提供相对的横向稳定性。 该流体能够分别在口72a、72b之间以及输出端口20a、20b之间直接进 行传输。可替代地,该流体能够在72a与20b以及72b与20a之间传输。
总体上,控制器16将一个控制信号发送给电动机24,这致使电动 机通过泵12以瞬时所希望的差值压力值连续地将流体提供给第一侧倾 控制执行器18的出入口28a与28b,其方式为以上参见第一控制装置 10所说明。一个闭环控制信号响应于多个反馈信号(这些反馈信号例如 是从压力传感器64a和64b发出的)的代数和被发送到比例阀62上, 并且由此以瞬时所希望的差值压力值连续地将流体提供给第二侧倾控 制执行器70的出入口72a与72b。然而在这种情况下,被提供到出入 口72a和72b的差值压力值被限制在小于或等于来自泵12的差值压力 值的那些差值压力的值。这样在总体上,车辆以及第一和第二侧倾控制 执行器18、70被配置为使得第二侧倾控制执行器70的工作压力值小于 第一侧倾控制执行器18的工作压力值。
参见图9,这里示出描绘了为第三侧倾控制装置60提供故障安全操 作的一种方法的流程图。该方法包括终止到达电动机24的控制信号、 将电动机的这些终端30错接(faulting)或使它们一个到另一个上“插 接(plugging)”,或者对电动机24进行机械制动。到达比例阀62的闭 环控制信号被终止。泵12停止流体的输送并且第一与第二侧倾控制执 行器18和70是大致上静液压地被锁定在一起。
参见图10,示出了一个第四实例侧倾控制装置80,在该装置中能 够实现与车辆的稳定器15、76(未示出)均有关联的多个稳定器的主动 控制。在侧倾控制装置80中,一个储存器22、一个泵12、一个三通梭 阀14以及一个故障安全阀42连同用于控制第一侧倾控制执行器18的 一个控制器16一起被利用,其方式与以上参见第二侧倾控制装置40所 解释的方式相同。然而除此之外,第四侧倾控制装置80同样包括与故 障安全阀42并联定位的一个比例阀62。比例阀62被流体地连接到泵 12的输出端口20a和20b上并且从其中提取液压动力。
总体上讲,控制器16将一个供电信号发送给故障安全阀42的螺线 管38,由此使该故障安全阀移动到它的开启位置。一个指令被发送给电 动机24,该指令使得泵12以瞬时所希望的差值压力值连续地将流体提 供给第一侧倾控制执行器18的出入口28a与28b,其方式为以上参见 第二控制装置40所说明。一个闭环控制信号响应于多个反馈信号(这 些反馈信号是从压力传感器64a和64b中发出的)的代数和而被发送到 比例阀62的螺线管69。流体以瞬时所希望的差值压力值被连续地提供 给第二侧倾控制执行器70的出入口72a和72b。然而同样在这种情况 下,被提供到出入口72a和72b的差值压力值被限制为小于或等于从泵 12发出的差值压力值的那些差值压力的值。
由控制器16实施相对于第一侧倾控制执行器18的多个故障安全状 况,以便将到达电动机24以及到达故障安全阀42的控制信号解除启用, 由此使得没有流体从泵12中泵出。其结果是,第一侧倾控制执行器18 基本上被静液压地锁定在它的瞬时位置中并且该第一稳定器再次作为 一种标准扭力杆实施的稳定器来工作。再次假定该第一稳定器连同前轴 一起被利用,那么可以使该车辆变成处于一种转向不足的方式,这是因 为第二侧倾控制执行器70仅根据比例阀62的故障安全位置而受到约 束。如果该转向不足的状态是所希望的,那么当控制器16将到达螺线 管69的闭环控制信号解除启用时比例阀62被配置为处于开启位置中, 第二侧倾控制执行器70即可以不受约束地反向驱动流体穿过泵12。如 果该转向不足的状态不是所希望的,那么当控制器16对该闭环控制信 号解除启用时比例阀62被配置为处于闭合位置,由此使得第二侧倾控 制执行器70被基本上静液压地锁定。
现在参见图11,这里示出了第五实例的侧倾控制装置90,在图中比 例阀62与故障安全阀42串联并且从其中提取液压动力。稳定器15、76 未示出。在工作中,控制器16将一个供能信号发送给故障安全阀42, 由此使该故障安全阀移动到它的开启位置。一个控制信号被发送给电动 机24,该控制信号使得泵12以瞬时所希望的差值压力值连续地将流体 提供给第一侧倾控制执行器18的出入口28a与28b,其方式为以上参 见第二以及第四控制装置40和80所说明。控制器16响应于多个反馈 信号(这些反馈信号是从压力传感器64a和64b发出的)的代数和将一 个闭环控制信号发送到比例阀62的螺线管69上,并且由此以瞬时所希 望的差值压力值连续地将流体提供给第二侧倾控制执行器70的出入口 72a与72b。被提供到出入口72a和72b的差值压力的值被限制在小于 或等于从泵12发出的差值压力值的那些差值压力的值。第五侧倾控制 装置90运作上不同于第四侧倾控制装置80之处在于它的工作故障安全 模式排除了以上提及的转向不足状况,因为无论何时控制器16对该控 制信号解除启用,故障安全阀42都使得第一与第二侧倾控制执行器18 和70被基本上静液压地锁定在一起。然而,通过在该闭合位置上额外 地配置比例阀62来使侧倾控制执行器18和70均能够被单独地基本上 静液压地锁定,以防止当控制器16额外地对该闭环控制信号解除启用 时在侧倾控制执行器18与70之间的流体传输。
参见图12,这里示出的是描绘了包括终止到达电动机24的控制信 号的一种方法的流程图。到达故障安全阀42以及比例阀62的这些信号 被终止。泵12停止流体的输送。第一与第二侧倾控制执行器18和70 被基本上静液压地锁定在一起。
尽管已经披露了举例的实施方案,本领域普通技术人员会认识到某 些修改将会落入权利要求的范围之内。对此原因,应该研究以下权利要 求以确定它们真正的范围和内容。
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