CN102395504A - 驾驶控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种诸如汽车、船、飞行器和类似物的交通工具或诸如游戏机操纵台、模拟装置和类似物的驾驶模拟器的驾驶控制系统(1)，所述交通工具或模拟器具有方向控制装置(2)，诸如方向盘、方向舵或类似物，并具有定向装置(21′，22′，21″，22″)，所述系统(1)的特征在于，它包括用于探测所述方向控制装置(2)的位置的装置(6)，具有框架、与所述方向控制装置(2)机械联接、设有被动致动器和调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)的调节模块(7，7′，7″)，通过被动致动器或调节装置，该调节模块适于调节所述方向控制装置(2)的运动阻力，用于探测所述定向装置(21′，22′，21″，22″)的位置的一个或多个传感器(27)，以及至少一个中央控制单元(23)，该中央控制单元适于通过所述被动致动器或调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)在由所述探测装置(6)探测到的所述方向控制装置(2)的位置的基础上校准抵抗所述方向控制装置(2)运动的阻力，并通过所述定向装置和所述传感器(27)控制所述交通工具或模拟器的方向。

Description

驾驶控制系统
本发明涉及一种驾驶控制系统。
更具体地，本发明涉及一种上述类型的系统，特别研究和实现该系统以使诸如汽车、船、飞行器和类似物的交通工具以及电子游戏机或模拟装置的操控台的方向盘、方向舵或类似物的阻力变化，而后者总是更为频繁地用于发展中的汽车，从而修正驾驶员在驾驶交通工具时感受到的感觉。
下面，将根据具体情况，特别是对船或汽车的控制和驾驶提出说明书，但明显的是这不必考虑成限于该具体用途。
如已熟知，存在安装于不同种类交通工具中的不同种类的转向系统。如已熟知，转向系统是可用于不同操纵条件的驾驶辅助装置。
通常，转向系统一方面具有在不同驾驶情况下控制交通工具时减少体力的目的(例如，用于汽车的动力转向或用于卡车的液压导向)，另一方面，转向系统应当给出更为现实的控制感受，以向驾驶员的脑子给出关于被驾驶交通工具的姿势和稳定性的所有信息，以确保最大程度的控制和安全性。
目前在航海市场上但也在工业领域可购得的电气/电子转向系统施用DC无刷电动机。所述系统还设置有由复杂软件控制的电子控制单元(ECU)。
所述无刷DC电动机不安装在方向盘柱上，而是直接安装在方向盘支承体上，并且可满足许多驾驶舒适性的要求。然而，它们并不总是在每种操纵情况下都允许实际的和舒适的引导。
例如，在汽车领域，从很早前就可在市场上购得的传统的转向系统可由于使用液压泵而给出一种液压/机械型的反馈。
这种类型的系统的优点是由于没有电子系统的干预而仅进行机械控制传送，因此具有一种非常流畅的和持续的控制和导向的感觉。
在汽车领域中，所谓的现代/混合转向系统总是采用例如步进DC或电子无刷电动机作为附加模块，而变速齿轮直接安装在齿条上。然而，还在这种情况下，所获得的控制感觉不可能总是最佳的。
此外，必须记住在汽车领域中存在出于安全角度对去除方向盘和轮毂支架之间固定的机械部件进行适当调整的规则。
必须指出，这种限制性的规则不存在于航海领域，在航海领域中以及在诸如铁轨、起重机、提升装置、无车号牌的重型交通工具等的工业领域中存在不同种类的电子转向系统。
在航海领域中，所述电子系统一般具有电动方向盘，该电动方向盘例如由具有无刷DC电动机的单元和周转减速齿轮构成，该齿轮用于直接支承方向盘和作用于转动的和水下部分的步进电动机(步进机)。
已知的方案在不同导向情况下例如通过采用DC无刷电动机来适应方向盘的转动硬度。然而，所述系统具有不同的调节问题。事实上，如果在必须制动扭矩时(不论这是为了增加方向盘转动力或形成“虚/电气止动”而发生)会产生电动机过热，则在“惯性制动”的操作过程中产生的热量还会引起DC无刷电动机的热保护的问题。
鉴于上述，因此，本发明的目的在于建议一种用于控制任何类型的交通工具，诸如汽车、船和类似物的自适应式转向系统，该系统适于通过方向盘、方向舵或类似物提供一种该交通工具的控制感，并且可在不同的引导或操纵情况下进行调节。
本发明的目的还在于建议一种转向系统，其中，驾驶员在转向时产生转向扭矩，而不是根据已知技术，由驾驶员施加的扭矩与由诸如电动机的主动元件产生的扭矩相反。
因此，本发明的具体目的是一种诸如汽车、船、飞行器和类似物的交通工具驾驶控制系统，或者诸如电子游戏机操控台、模拟装置和类似物的驾驶模拟器的驾驶控制系统，所述交通工具或模拟器设置有诸如方向盘、方向舵或类似物的方向控制装置，所述系统的特征在于，它包括用于探测所述方向控制装置的位置的装置以及具有框架、与所述方向控制装置机械联接、设有被动致动器和调节装置的调节模块，通过被动致动器或调节装置，该调节模块在由所述探测装置探测到的所述方向控制装置的位置的基础上适当地调节对所述方向控制装置运动的阻力以及通过所述定向装置和所述传感器控制所述交通工具或模拟器的方向。
根据本发明，所述调节模块总可包括用于油性流体的双腔式主容器、固定于所述方向控制装置的一端处的蜗杆、与所述蜗杆配合的引导螺母、中空活塞，所述蜗杆定位在该中空活塞内，所述中空活塞设有容纳所述引导螺母的座，所述座设置在所述主容器内，从而将主容器分成通过通道连通的所述两个腔，因而，通过所述蜗杆由所述方向控制装置的运动引起的转动，所述引导螺母相对于所述蜗杆连同所述中空活塞和所述座纵向运动，从而使油性流体经过所述通道从一个腔移位到另一个腔，并且所述被动致动器或调节装置适于调节流经所述通道的油性流体流量。
还根据本发明，所述调节模块可包括第一腔和第二腔，腔内注有油性流体，主蜗杆和与主蜗杆配合的引导螺母以及中空活塞，所述主蜗杆和所述引导螺母放置在该中空活塞内，所述中空活塞具有对通过通道连通的两个腔划界的形状，因而，所述主蜗杆相对于所述引导螺母的运动和反之的运动引起所述中空活塞的纵向平移，从而使所述腔的体积变化、使油性流体经过所述通道从一个腔移位到另一腔，且所述被动致动器和调节装置可适于调节流经所述通道的油性流体的流量。
有利地，根据本发明，所述第一腔和第二腔可在主容器，较佳为缸内被划界。
此外，根据本发明，所述主蜗杆和所述引导螺母都是球循环型或地面梯形型(ground trapezoidal type)。
根据本发明，所述致动装置总包括适于调节流经所述通道的油性流体流量的至少一个阀。
还根据本发明，所述至少一个阀是开/关型；和/或所述至少一个阀是开/关双向型；和/或所述至少一个阀是比例型，该阀适于调节油性流体部分流经所述通道的流量；和/或包括打开/关闭和比例型的阀；和/或是包括喷嘴和/或手动操作的流量阀；和/或包括比例型的第一阀和打开/关闭(开/关)型的第二阀；和/或包括单向压力比例型的第一阀，相关的止回阀与该第一阀并联，该第一阀连接在所述腔和所述通道之间，单向压力比例型的第二阀，相关的止回阀与该第二阀并联，该第二阀连接在所述腔和所述通道之间，以及体积膨胀腔，在所述体积膨胀腔内滑动的体积补偿活塞，以及与所述体积补偿活塞连接的翘曲弹簧。
此外，根据本发明，所述主容器可在表面上包括阀座，以安装所述阀。
有利地，根据本发明，所述被动调节装置可包括至少一个喷嘴(gliceur)和/或至少一个手动调节流量阀。
较佳地，根据本发明，所述油性流体可以是液压油和/或ATF(自动传动液)和/或硅基液体。
根据本发明，所述主蜗杆总可固定到所述方向控制装置的一端和/或所述方向盘柱，且所述中空活塞设置有容纳所述引导螺母的座，所述座对通过所述通道连通的所述两个腔划界，因而，随着由所述方向控制装置的运动引起的所述主蜗杆的转动，所述引导螺母相对于所述主蜗杆连同所述中空活塞和所述座纵向运动，从而使油性流体经所述通道从所述腔中的一个移位到另一个，从而变化腔的容积。
还根据本发明，所述转向柱可固定到所述引导螺母，且所述主蜗杆固定到所述中空活塞。
此外，根据本发明，所述调节模块可包括第一返回弹簧和第一垫圈以及与第一返回弹簧相对的第二返回弹簧和第二垫圈，因而，当所述转向柱跟随所述方向控制装置的转动而转动时，所述主蜗杆平移，从而通过所述中空活塞修改所述腔的体积，且其适于替代地与所述两个垫圈中的一个相互作用，从而根据平移方向压缩对应的返回弹簧以在所述转向柱上产生返回弹力。
有利地，根据本发明，所述主蜗杆可具有穿透的纵向通道并包括所述穿透通道内的突出部，且所述转向柱具有内壳，且所述调节模块可包括调节轴，该调节轴在中间部分具有圆形突出部并被插入所述主蜗杆的所述纵向通道内，第一预加载环形螺母，其在内部通过螺纹与所述调节轴的第一端配合，以及第二预加载环形螺母，其设置在方向盘柱的所述内壳内，通过相对于所述第一环形螺母的螺纹相反的螺纹，所述第二预加载环形螺母通过螺纹与接近所述调节轴的第二端的一部分一体配合，所述第一返回弹簧和所述第一垫圈相对于所述第二预加载环形螺母和所述圆形突出部之间的所述调节轴同轴，所述第二垫圈插设在所述第二返回弹簧和所述圆形突出部之间，因而，当所述调节轴被转动时，所述预加载环形螺母彼此接近或远离彼此运动，从而调节所述环形螺母和所述圆形突出部之间的所述返回弹簧的压缩，且当所述转向柱跟随所述方向控制装置的转动而转动时，所述主蜗杆运动，从而通过所述中空活塞修改所述腔的体积，并且主蜗杆适于通过所述突出部与一个垫圈或另一个垫圈相互作用，从而根据运动方向压缩对应的返回弹簧，以在所述转向柱上产生返回扭矩，而使另一垫圈搁置在所述圆形突出部上。
根据本发明，所述主蜗杆总可具有纵向穿透的通道并包括所述穿透通道内的突出部，且所述转向柱具有内壳，且所述调节模块可包括另一蜗杆，较佳为球循环蜗杆，该蜗杆被插入所述主蜗杆的所述纵向穿透通道，另一引导螺母，较佳为球循环蜗杆，至少部分地插入所述蜗杆内并与其配合，电动机，较佳为无刷电动机，通过柔性联接件与所述另一蜗杆连接并通过所述中央控制单元控制，因而，当所述转向柱跟随所述方向控制装置的转动而转动时，所述电动机在由所述控制中央单元操作时在方向控制装置上施加返回扭矩。
还根据本发明，所述另一蜗杆具有小于所述主蜗杆的螺距，较佳地具有3.3与30之间的螺距比。
此外，根据本发明，所述系统可包括设置在所述中空活塞和所述调节模块的框架之间的补偿弹簧。
有利地，根据本发明，所述中央控制单元可通过调制电信号，较佳为PWM(脉冲宽度调制)信号来控制所述致动装置。
较佳地，根据本发明，所述中央控制单元可以是可编程单元，以允许用于校准与用于控制方向的装置的运动相对的阻力的不同程序，程序可由用户选择；所述系统设有接口装置，该接口装置包括用于选择所述程序的装置和控制显示器。
根据本发明，所述探测装置总可包括一个或多个动态角传感器。
还根据本发明，所述系统可包括用于所述容器腔的至少一个体积膨胀腔，该体积膨胀腔设有活塞和诸如预加载弹簧的保持装置，其设置成如果在变化外部温度时在所述腔内超过了设定的内压阈值，腔内的油性流体流入所述体积膨胀腔内，从而使所述活塞缩回，如果然后温度降低，所述油性流体通过所述活塞和所述保持装置的作用从所述体积膨胀腔返回到所述容器。
此外，根据本发明，所述定向装置可包括一个或多个转向室活塞—缸组件和一个或多个起重活塞—缸组件，它们分别用于控制一个或多个海面传送器和致动阀，这些致动阀与所述中央控制单元连接，以使所述转向室活塞—缸组件和一个或多个起重活塞—缸组件致动。
有利地，根据本发明，所述系统可包括一个或多个霍尔效应型或磁阻型传感器，这些传感器适于探测所述转向室活塞—缸组件和一个或多个起重活塞—缸组件的位置。
现根据本发明的较佳实施例并具体参见所附图的各视图以说明性和非限制性的方式来描述本发明，在附图中：
图1示出根据本发明的用于控制交通工具驾驶的转向系统的纵向剖视图；
图2示出根据本发明的系统的按钮板；
图3示出根据本发明的系统的连接框图；
图4示出用于控制交通工具驾驶的系统的调节模块组件的横向图；
图5示出根据图4的调节模块的组件的纵向图；
图6示出沿用于控制在极限位置驾驶的交通工具的系统的调节模块的第二实施例的X-X截面剖取的视图；
图7示出处于0°转向角位置的位置调节模块的第二实施例；
图8示出可调节模块的第二实施例的液压系统图；
图9示出沿用于控制在极限位置驾驶的交通工具的系统的调节模块的第二实施例的Y-Y截面剖取的视图；
图10示出沿用于控制在极限位置驾驶的交通工具的系统的调节模块的第三实施例的X-X截面剖取的视图。
在不同附图中，相似的部件将通过相同的附图标记来表示。
参见图1，可以观察到根据本发明的、用于控制诸如船或汽车的交通工具(未在图中示出)的驾驶的系统1的剖视图。
方向盘2固定至其自身的支承体3，该支承体通过球轴承5与转向柱4可转动地联接。
动态角传感器6安装在所述支承体上，该角传感器适于探测方向盘2的位置，即相对于参考位置的转动角度。
所述动态角传感器6通过电缆6′与中央控制单元(未在图中示出)连接，下面将更好地说明该中央控制单元的功能。
系统1还提供由附图标记7标示的调节模块的第一实施例，该调节模块与所述方向盘2机械连接。所述调节模块7设置有致动装置8′、8″，借助于致动装置，调节模块可以调节方向盘2转动的阻力，由此根据驾驶员控制交通工具所需的触感来进行变化。
此外，所述调节模块7包括蜗杆8或螺母(螺钉)9，该蜗杆或螺母固定到方向盘2的所述支承体3并通过螺纹与引导螺母10配合。
调节模块7还包括中空活塞11，该活塞在其基本上中间部分设置有圆柱形的底座11′，所述引导螺母10容纳于该底座内。
所述中空活塞11放置在由两个盖子12′、12″构成的双腔室或双联型的主容器或主缸12内，在这些盖子内设置有排油螺钉。所述底座11′将所述主容器12分成两个不同的腔室13a和13b，这两个腔室经由通道14连通。
所述主容器12内充填有油性流体，尤其是液压油或ATF(自动传动液)和/或硅基液体和/或合成流体。
最后，所述调节模块7包括第一阀座和第二阀座15和16，所述致动装置安装于阀座中，在本实施例中，所述致动装置包括第一阀8′和第二阀8″。所述阀8′和8″通过所述中央控制单元来连接和控制。
尤其是，在本实施例中，所述第一阀8′是比例阀型，且它适于逐步打开或关闭所述通道14，而所述第二阀8′适于关闭或打开所述通道(开/关模式)。
对于每个所述腔室13a和13b，主容器12可包括外膨胀腔(未在图中示出)，每个外膨胀腔都与相关腔室13a或13b连通。这允许补偿所述油性流体随着外部温度的变化而产生的膨胀。
此外，所述其它膨胀腔设置有活塞以及诸如预加载弹簧的保持装置，其设置成在油性和/或合成流体的压力超过一设定的阈值情况下，该流体的一部分可转移到所述外膨胀腔内。因此，可以在每个所述腔13a和13b内保持均匀的压力。相反，如果温度降低，所述油性流体通过所述活塞和所述弹簧的作用从膨胀腔被推回到所述主容器12的相关腔13a或13b。
还可以设置与两个腔13a和13b连通的单个外膨胀腔。
中央控制单元控制并管理交通工具的定向装置，诸如用于航海交通工具的起重活塞—缸组件和转向室活塞—缸组件，或用于汽车的齿条或其它致动装置。为了允许所述控制，所述中央控制单元通过一个或多个活塞探测传感器来探测所述定向装置的位置。
下面将对设置在航海交通工具上的、根据本发明的系统1的操作进行描述。
第一比例阀8′或第二开/关阀8″连接到交通工具上的供给系统和中央控制单元。
中央控制单元将频率信号，较佳为PWM(脉冲宽度调制)信号传递到阀8′或8″中的一个阀的螺线管，由此控制该阀内通道孔的位置/直径。
因此，以设定的最小量到设定的最大量来修改例如第一比例阀8′的穿透通道14的直径。这种方案允许流体在方向盘2的转动过程中以最大精度从主容器12的一个腔13a设法流到另一腔13b。
如果减小通道14的直径，方向盘2将获得较大的操作力(扭矩/转矩)，而增大通道直径，将获得较小的操作力。
必须予以考虑，可以阻止使用阀8′、8″，从而仅在通道14内引入一个喷嘴。在这种情况下，无法获得实际极限行程效应。
每种构造都能使制造商以及交通工具的驾驶员，例如在运动比赛中，可以选择必要的力(矩)来转动方向盘2。
动态角传感器6将方向盘2相对于转向系统的零位的位置实时地发送到中央控制单元，而所述中央控制单元与所述第一阀8′和第二阀8″相互作用，并且可能与集成在系统1的可动/机械/液压部分内的位置检测器和/或倾角计相互作用。
安装在中央控制单元内的软件调节所述阀8′、8″的打开和关闭。
如可观察到的，对所述第一阀8′和第二阀8″的控制，从而能够密封地停止油流经腔13a和13b之间的穿透通道14，将在方向盘通过同一软件映射(mapping)沿一个转动方向到达设定的最大角度值时确保方向盘2的“液压行程极限”。
中空活塞11以及由此方向盘2转动的“液压阻塞”发生，从而使主容器12的两腔13a、13b密封地分开。
由于所述主容器12内充满液压油或ATF，作用于方向盘2上、可手动施加的力/惯性将始终不足以压缩腔13a或13b中的一个腔内的流体，这是由于模块的可压缩性造成的。如果不减少所述腔13a、13b中的一个腔内的体积，中空活塞11将始终无法运动。
第一比例阀8′或替代地第二开/关阀8″或替代地手动流速调节阀的喷嘴允许油性流体仅在方向盘2的转动方向改变时流经通道14。
必须考虑的是，当中央控制单元校准对所述方向控制装置2运动的阻力时，它同时还通过所述定向装置调节所述交通工具的运动方向。
通过该动态角传感器6探测到方向盘转动的变化，因而中央控制单元处理从所述动态角传感器6接收到的数据，并通过所述阀8′和/或8″的作用又在几微秒内打开通道，由此释放中空活塞11，从而在选定的操作软件配置的基础上允许方向盘2转动到其行程极限。
系统1较佳地还包括诸如图2中所示的按钮板17，该按钮板设置有按钮18和用于选择调节模块7的不同操作配置20的选择器19，可预先在中央控制单元内对该调节模块进行编程。因此，可以获得方向盘2运动的许多变型，这些变型可直接或间接作用于每个种类和尺寸的船的传送器或转向室上，或者在所有其它转向系统和它们与轮、链、橇和类似物连接的轮毂保持件的各种连接杆上，由此允许与海面上、地面上或空气中的交通工具的运动方向相互作用。
此外，根据本发明的系统1非常灵活。事实上，所涉及的各个部件(转向室、轮毂保持件等)的运动还可由电气致动器和/或液压致动器来实现。所述电气致动器和/或液压致动器可通过电子单元和传感器组件来控制，以提供最实际的控制感觉。另一方面，将真实地保留驾驶感觉，这是因为这种感觉通过液压型装置来传递。
图3示出用于成对的海面传送器2和22的控制系统的连接的框图。每个所述海面传送器21和22都包括转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″作为定向装置。
如可观察到的那样，中央控制单元23(ECU)设置在系统1的中心并由两个供给电池24供电。
为了对所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″进行操作，动态角传感器6、所述第一阀8′和第二阀8″以及控制阀25a、25b、25c和25d连接到中央控制单元23。
因此，中央控制单元23连接到探测装置，即动态角传感器6、致动装置8′、8″、用于探测定向装置的位置的传感器以及该定向装置。
系统1还包括液压泵26，该液压泵通过所述中央控制单元23连接和控制，适于供给所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″。
霍尔效应传感器27设置在海面传送器21和22上、与中央控制单元23连接，每个传感器都适于探测所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″的位置。
最后，该系统1还设置有控制显示器28和按钮板17。
还在这种情况下，系统1允许调节液压行程极限的不同的可能性(在到达机械行程极限之前)并对可调节的方向盘2给出操作“硬度”。
如可观察到的那样，在这种情况下，中央控制单元可在对如下已选择的操作性程序的基础上：
—借助于所述第一阀8′和第二阀8″来控制驾驶员根据方向舵感觉的驾驶；
—通过所述霍尔效应传感器27探测所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″的位置；
作用于控制阀25a、25b、25c和25d以及液压泵26，以使所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″运动。
可在中央控制单元23内实施并且可如图3中所示具体应用于系统配置的调节程序的第一实施例具有如下要求：
—方向盘2转动：从零位开始，方向盘完美对中，向左和向右进行180°最大转动；
—转向室运动或偏移：转向室将必须从机械零位开始运动到最左侧和最右侧的转向室机械行程极限。
在此情况下，只要方向盘2一达到右侧180°或左侧180°位置，即，由中央控制单元23识别出的位置，中央控制单元2就致动第一比例阀8’和/或第二开/关阀8”，并仅通过切断阀8′或8″的电源使通道关闭。
因此，从零位开始，方向盘2无法沿每个转动方向转动超过180°，方向盘在该最终位置已到达其最大设定的转动角度，并因此到达其液压行程极限(明显不是其机械行程极限)。
在可于中央控制单元2内实施的调节程序的第二个例子中，参见图3，总是考虑以下要求：
—方向盘2转动：从零位开始，方向盘对中，向左和向右进行360°最大转动；
—转向室运动或偏移：转向室将必须从机械零位(转向室对中)开始运动到最左侧和最右侧的转向室机械行程极限(从邻接到邻接)。
在这种情况下，一旦方向盘2达到设定的360°向右或360°向左的最大位置并因此被中央控制单元23识别出，直接安装在主容器12上的第一比例阀8’(或第二开/关阀8”)就将关闭通道14。
从零位开始，方向盘2在两个方向上都无法转动超过360°，由此在最终位置，所实施的程序指出已达到方向盘的最大转动角度并因此已达到液压行程。
通过开始转动该方向盘2，考虑到已由按钮板17作出选择并且处理由不同传感器探测到的不同值，中央控制单元23根据设定的模式使液压泵26以及控制阀25a、25b、25c和25d致动，从而直接作用于所述转向室活塞—缸组件21′、22′以及起重活塞—缸组件21″、22″。
通过动态角传感器6、霍尔传感器27以及通过可能集成在系统1的可动/机械和液压部件内的倾角计探测到的不同的机械/液压组合结构的实时有效位置，将会被持续发送到所述中央控制单元23，以允许该中央控制单元处理数据、进行不同的安全控制以及管理闭合回路系统。
至于涉及到安全，通过软件对系统1编程的可能性允许预先设定/配置交通工具的方向盘的最大转动/角运动和随之引起的杆、缸以及可能的电气致动器的反应之比。因此，如果突然发生系统1的驾驶操纵，考虑到可能是速度、负载、倾斜度等的不同参数，可以：—使杆或电液致动器以适当的速度实现转向运动或操纵，以保持交通工具的安全。
这可防止重型卡车的倒转、侧滑、可能的负载损失以及通常所说的各种危险的情况。
最后，必须考虑到对机电的应用场合来说，例如代替控制阀25a、25b、25c和25d，安装带有齿轮的步进无刷DC电动机就足够了。
在另一实施例中，系统1允许不仅作用于通过制造商作用在软件上而设定的“方向盘硬度”，而且还可通过用户使用接口装置(显示器、键盘/按钮)来进行调节的反馈，借助于该接口装置可以调整PWM频率及由此方向盘的转动扭矩。
此外，这种硬度还可根据不同情况均匀变化，诸如由轮毂保持件在几何上达到行程极限。
换言之，如果系统1包括一个或多个用作定向装置并与轮子(例如交通工具的轮子)连接的电致动器，通过操作已致动的装置所耗的电流和能量可以作为附加信息发送到中央控制单元23，或总是将数据包发送到控制单元23，该数据包通过使用探测连接杆上惯性量的测压元件(强度计)获得，并由此调节比例阀8″，从而降低或增加操作方向盘所必要的转动扭矩。
下面将描述用于控制车辆驾驶的系统1的另一实施例。
附图4和5示出根据本发明的、用于控制车辆导向的系统的调节模块7′的相当紧凑的组件。从附图中可观察到方向盘柱4。
现参见图6和7，可观察到调节模块7′的第二实施例，其提供方向盘2返回机构(自对中趋势)，该返回机构在这种情况下不需要电能。
转向柱4通过销/球轴承29可转动地置于外壳30内。引导螺母10是球循环型，并且它通过紧固螺母31固定在转向柱4内，以防止所述引导螺母10和所述柱之间的转动。蜗杆9在转向柱4内。活塞11通过紧固螺母32固定到球循环蜗杆9。
活塞11的中心轴线对称转动并且相对于循环蜗杆9偏移定位。该定位防止蜗杆9转动，由此使蜗杆仅沿纵向轴线方向平移。
活塞11具有“壶”形的外壳30。活塞导向件33和液压密封件34放置在外壳30和活塞11之间。在底部观察到围绕活塞11、用于阀8的外壳35，并且实现可以彼此独立地通过液压密封件34产生液压力、分别为13a和13b第一腔和第二腔。
在此实施例中，返回弹簧36′和36″设置在具有纵向通道的中空蜗杆9内，如从附图中观察到，并且设置在也是中空的转向柱4内。
返回弹簧36′和36″在一侧上邻抵对应的垫圈37′和37″，这些垫圈与所述蜗杆9的中间部分内的圆形突出部39′上的相对两侧间隔开设置。返回弹簧36″具有邻抵于预加载螺母38″上的另一端，而返回弹簧36′具有与预加载螺母38′邻抵的另一端。所述预加载螺母38′和38″螺接到调节轴39上。尤其是，所述预加载螺母38′具有左螺纹，且如已述，它联接到调节轴上并拧到弹簧座盖上。通过转动调节轴39，预加载螺母38′和38″由于螺纹不同而对称地更改它们的位置。因此，可以对称地修改返回弹簧36′和36″的预载荷。返回弹簧36′和36″和预加载螺母38′和38″不与它们的座的内壁，即球循环蜗杆9和转向柱4配合，由此允许组件围绕返回弹簧36′、36″、预加载螺母38′、38″以及调节轴39自由转动。
上述弹簧36′和36″调节系统允许制造商对最合适的主动返回弹簧对单独控制。尤其是，一旦对较佳的弹簧对进行单独控制，可以消除所有可调节的部分(螺母38′、38″，有可能调节轴39等)，并使弹簧插设有固定调节装置。
集成的体积膨胀腔41放置在阀座35和圆筒形容器12之间。
所述体积膨胀腔41适于补偿不同环境或运行温度(如已熟知，机械摩擦产生较高的温度)下的液压流体的体积膨胀，以获得基本上总是均匀的运行压力。
体积补偿活塞42设置在体积膨胀腔41内，该活塞受到由弹簧43直接作用于体积补偿活塞42上形成的弹力。因此，系统处于闲置状态下的两个腔13a和13b内的压力仅取决于弹簧43的弹力，而不取决于环境或运行温度。
在示出转向致动器的液压系统图的图8和示出调节模块7′的另一截面的图9中，两个压力比例阀8a和8b以及两个单向阀8a′和8b′设置在在阀座35内。
转向轴外壳30、圆筒形容器12和外壳35以形成单个单元或组件的形式被组装。动态转向角传感器6设置在凸缘44内。
如果使转向柱4转动，通过球形循环引导螺母10来对蜗杆进行操作，以使其沿纵向轴线平移。引导螺母10固定到中空活塞11，该中空活塞通过具有不与引导螺母10的转动轴线重合的纵向轴线的圆筒形容器12进行引导。
根据转向柱4的转动方向，中空活塞11向前或向后运动，且腔13a和13b变化它们的体积。因此，如果中空活塞使腔13b减小，液压流体从该腔中流出并流经腔13a的相关的压力比例阀8a和单向阀8a′，液压流体同时增加腔13a的体积。通过压力比例阀8a，现在可以在主动转向步骤的过程中在对应的腔13b中形成压力。上述压力取决于激励比例阀8a的螺线管的电流量。
不论流体粘度及由此的温度如何，压力比例阀8a和8a′都允许保持恒定的扭矩。因此，在转向柱上形成相对的扭矩，该扭矩与转动方向相反。所述扭矩不取决于转向柱4的转动速度，且该扭矩与液压流体的热状态无关。扭矩仅取决于电流量。
相对于上述情况改变转向柱4的转动方向(例如，如果车辆驾驶员必须避让障碍物)使液压流体的流动方向改变。在这种情况下，腔13b增大，而腔13a将减小其体积。通过压力比例阀8b调节的、腔13a内的压力决定转向柱4上的扭矩。这意味着，压力比例阀8a和8b的更改转动方向的功能被同时修改并彼此独立。
如果例如所述转动是转弯的开始，将可以通过作用于压力比例阀8a来调节转动扭矩，该转动扭矩被认为是对于汽车或其它装置的轨迹来说合适的/理想的。转动方向的改变等效于将体积2带到笔直的轨道。在这种情况下，转动扭矩将比在弯曲的情况下所要求的低得多。通过作用于压力比例阀8b可预先设定这种较低的转动扭矩。这意味着，当转向柱4还在转弯方向的转动步骤过程中，并且通过压力比例阀8a记录/管理设定的转动扭时，可以通过压力比例阀10b来设定总是作用于转向柱4上的最佳返回扭矩。
在上述的基础上，系统1不需要与转向致动器共同作用的电子装置/ECU的实时干预，该电子装置/ECU通过动态角传感器6读出/探测到转向柱4的精确位置，以修改作用于转向柱4上的扭矩。可通过接下来由合适的软件映射来使转动反向来预见相关的压力比例阀8a、8b的这些调节。这将允许确保总可得到希望的返回扭矩，电子装置不会由于阀的控制而延误，该电子装置不是仅在反向转动过程中才开始控制，而是预见这种控制。
在大多数情况下，转向致动器的用户在反向转动期间期望有作用于方向盘上的转动扭矩的瞬时反应。这就是为什么本液压系统图是有利的的原因。
可以获得在转向柱4反向转动期间形成的许多转动瞬时扭矩，而没有将有可能通过不同的实时参数的获取和参数化而引起或调节的延迟。
如从附图中观察到，由于中空活塞11的形状，腔13a和13b具有不同的尺寸。腔13a比腔13b大。因此，随着腔13b体积的减小而流动的液压流体体积比同时增大的腔13a的体积大。
这种体积差保留在体积膨胀腔41内。
在转向柱4的反向转动期间，在体积膨胀腔41内积聚的这种体积差也在体积增大的腔13b内流动。
由于腔13a和13b的尺寸不同，即使转向致动装置处于闲置状态，转动扭矩也作用于转向柱4。下面将描述返回弹簧36′和36″的作用，当方向盘2被转动时，蜗杆6运动，从而如上所述更改腔13a和13b的体积，且同时所述蜗杆9通过在所述中空蜗杆内获得的内突出部9′拦截两个垫圈37′或37″中的一个垫圈，而使另一垫圈闲置。因此，所述蜗杆9按压两个返回弹簧36′和36″中的一个。具体来说，在图6中，蜗杆9拦截垫圈37″，从而压缩返回弹簧36″。
在方向盘2转动方向的基础上，已压缩的返回弹簧36′或36″施加“主动的”附加转动扭矩，即，与驾驶员作用于方向盘2上的动作无关，从而使方向盘返回到0°位置。
图10示出调节模块7′的第三实施例的截面X-X，该调节模块在此情况下设有方向盘2返回装置，在此实施例中该返回装置被供电。所述调节模块7″包括另一球循环型的蜗杆45，该蜗杆设置在球循环蜗杆9的内部。
所述另一蜗杆45与另一球循环型的引导螺母46配合。所述另一引导螺母46至少部分地插入所述蜗杆9并与其配合。另一蜗杆45可转动地容纳于轴承47内，从而使其座位于轴承盖48内。
弹性连结件49连接较佳为无刷型电动机50的输出轴(未在附图示出)，并借助于另一蜗杆45安装在支承体50′上。
蜗杆9和45的螺距限定了转向柱4和电动机50之间的传动比。
假定蜗杆9螺距为10到30毫米之间，所述另一蜗杆45螺距为1到3毫米之间，获得转向柱4和电动机50之间可能的传动比在i＝3.3和i＝30之间。
此外，必须考虑到闲置时液压系统内的压力是相同的。这意味着相同压力在腔13a和13b内作用于具有不同尺寸的表面上。因此，形成作用于中空活塞11和由此转向柱4上的自由力。该力可引发转向柱4上的转动运动。摩擦力与上述力相反，所述摩擦力由弹性密封件、引导螺母摩擦扭矩10和蜗杆9以及由补偿弹簧51产生的弹性力引起，该摩擦力将适应于上述力，以防止转向柱4在调节模块7″的闲置模式下可自行转动。弹簧51一方面容纳于在中空活塞11的外侧部分上获得的合适的圆形座内，另一方面容纳于轴承盖48内获得的圆形弹簧的朝向轴承的另一座内。
由于所述蜗杆9和所述另一蜗杆45之间的上述传动比，以及通过对所述中央控制单元23适当地进行可编程控制，电动机50允许在方向盘2上施加“主动的”返回扭矩(正如第二实施例的返回弹簧36′和36″所施加的返回扭矩)，但在此情况下，根据所述中央控制单元23的可编程控制，所述扭矩可以是线性(如弹簧的作用)或非线性的，以实现任何其它驾驶模拟效果。
因此，考虑到参见图6到9所述的第二和第三实施例，作为对液压产生的扭矩的补充，可获得作用于转向柱4上的扭矩，并且该扭矩仅能具有被动效果，这意味着仅当操作者引起转动时液压才产生扭矩，并且获得有由无刷电动机50和返回弹簧36′和36″产生的扭矩，而它们是主动扭矩。
被动扭矩由液压产生、作用于转向柱4上及因此作用于方向盘2上、适合模拟在转弯驾驶过程中或在虚拟行程极限的模拟过程中驾驶员希望感到的高转动扭矩。在这些情况下，可以用有限的能量模拟较大的扭矩。
无刷电动机50和返回弹簧36′和36″特别适于产生主动扭矩，并且可以在转向柱4上模拟/产生相反的扭矩。
在通过转向柱4引入转动运动的过程中，两个返回弹簧36′和36″中只有一个在转动方向的基础上被致动。由于返回弹簧36′或36″可装有预载荷，因此即使转向角减小也可以产生相当高的相反/返回扭矩。
返回弹簧36′或36″仅产生返回扭矩，而调节模块7″的第三实施例的无刷电动机50可在转向柱4上沿两个转动方向都产生可调节的较大扭矩。
通过使用两个球循环引导螺母9和45可形成减速单元，与齿轮系统相反，该减速单元产生不形成机械间距触感的扭矩。通过对球的适当选择，可相当容易地且无轴向间隙地实现蜗杆和引导螺母。本发明的优点因此在于，通过传感器和主动反馈，可以真实地再现任何交通工具的驾驶条件。
已经根据本发明的较佳实施例出于说明性而不是限制性的目的描述了本发明，但是应该理解，熟悉本领域的技术人员可引入修改和/或变化，而不脱离由所附权利要求书限定的保护范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种诸如汽车、船、飞行器和类似物的或诸如游戏机操纵台、模拟装置和类似物的驾驶模拟器的转向控制系统(1)，所述交通工具或模拟器设有定向装置(21′，22′，21″，22″)，
所述系统(1)包括
方向控制装置(2)，诸如方向盘、方向舵或类似物，所述方向控制装置包括转向柱(4)，
用于探测所述方向控制装置(2)的位置的探测装置(6)，
具有框架、能与所述方向控制装置(2)，较佳与所述转向柱(4)机械联接、设有致动器/调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)的调节模块(7，7′，7″)，通过所述致动器/调节装置，所述调节模块能够调节所述方向控制装置(2)的运动的阻力，
用于探测所述定向装置(21′，22′，21″，22″)的位置的一个或多个传感器(27)，以及
至少一个中央控制单元(23)，所述中央控制单元能够通过所述致动器/调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)在由所述探测装置(6)探测到的所述方向控制装置(2)的所述位置的基础上校准抵抗所述方向控制装置(2)的运动的阻力，并且通过所述定向装置和所述传感器(27)控制所述交通工具或模拟器的方向，
其特征在于，所述调节模块(7，7′，7″)包括
第一腔和第二腔(13a，13b)，所述腔内充填有油性流体，
主蜗杆(9)以及与所述主蜗杆(9)配合的引导螺母(10)，以及
中空活塞(11)，所述主蜗杆(9)和所述引导螺母(10)放置在所述中空活塞内，所述中空活塞(11)具有对通过通道(14)连通的所述两个腔(13a，13b)划界的形状，因而，所述主蜗杆(9)相对于所述引导螺母(10)的运动和反之的运动引起所述中空活塞(11)的纵向平移，从而使所述腔(13a，13b)的体积变化、使油性流体经过所述通道(14)从一个腔(13a，13b)移位到另一腔(13b，13a)，
且所述致动器/调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)适于调节流经所述通道(14)的油性流体的流量。
2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括与所述腔(13a，13b)液压连接的至少一个体积膨胀腔(41)，所述体积膨胀腔(41)能够在不同的环境或运行温度下补偿所述油性流体的体积膨胀，以获得均匀的运行压力。
3.如权利要求2所述的系统(1)，其特征在于，用于所述容器腔(13a，13b)的所述至少一个体积膨胀腔(41)设有活塞(42)和诸如预加载弹簧的保持装置(43)，所述体积膨胀腔设置成，如果在变化外部温度时在所述腔(13a，13b)内超过设定的内部压力阈值，则所述腔内的油性流体流入所述体积膨胀腔(41)内，从而使所述活塞(42)缩回；如果然后温度降低，所述油性流体通过所述活塞(42)和所述保持装置(43)的作用从所述体积膨胀腔(41)返回到所述容器(12)。
4.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述第一腔(13a)和所述第二腔(13b)在主容器(12)，较佳为缸内被划界。
5.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述主蜗杆(9)和所述引导螺母(10)是球循环型或地面梯形型。
6.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述致动装置包括至少一个阀(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)，所述阀适于调节流经所述通道(14)的油性流体流量。
7.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于：
—所述至少一个阀(8′)是开/关型；和/或
—所述至少一个阀(8′)是开/关双向型；和/或
—所述至少一个阀(8″)是比例型、适于调节部分流经所述通道(14)的油性流体流量；和/或
—它包括打开/关闭和比例型的阀；和/或
—它包括喷嘴和/或手动操作流量阀；和/或
—它包括比例型的第一阀(8′)和打开/关闭(开/关)型第二阀(8″)；和/或
—它包括单向压力比例型的第一阀(8a)，相关的止回阀(8a′)与所述第一阀并联，所述第一阀连接在所述腔(13b)和所述通道(14)之间，单向压力比例型的第二阀(8b)，相关的止回阀(8b′)与所述第二阀并联，所述第二阀连接在所述腔(13b)和所述通道(14)之间，以及体积膨胀腔(41)，在所述体积膨胀腔(41)内滑动的体积补偿活塞(42)，以及与所述体积补偿活塞(42)连接的翘曲弹簧(43)。
8.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述主容器(12)在表面上包括阀座(15，16)，以安装所述阀(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)。
9.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述调节装置包括至少一个喷嘴和/或至少一个手动调节流量阀。
10.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述油性流体是液压油和/或ATF(自动传动液)和/或硅基液体。
11.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于
—所述主蜗杆(9)固定到所述方向控制装置(2)的端部和/或所述转向柱(4)，以及
—所述中空活塞(11)设有容纳所述引导螺母(10)的座(11′)，所述座(11′)对经所述通道(14)连通的所述两个腔(13a，13b)划界，因而，随着由所述方向控制装置(2)或所述转向柱(4)的运动引起的所述主蜗杆(9)的转动，所述引导螺母(10)相对于所述主蜗杆(9)连同所述中空活塞(11)和所述座(11′)纵向运动，从而使油性流体通过所述通道(14)从所述一个腔(13a，13b)移位到所述另一个腔(13b，13a)，从而变化所述腔的体积。
12.如权利要求1至10中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述控制装置(2)的所述转向柱(4)固定到所述引导螺母(10)，且所述主蜗杆(9)固定到所述中空活塞(11)。
13.如权利要求12所述的系统(1)，其特征在于，所述调节模块(7′)包括
第一返回弹簧(36′)和第一垫圈(37′)，以及
第二返回弹簧(36″)和第二垫圈(37″)，所述第二返回弹簧与所述第一返回弹簧(36′)相对，
因而，当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述主蜗杆(9)平移，从而通过所述中空活塞(11)修改所述腔(13a，13b)的体积，且所述主蜗杆交替地与所述两个垫圈(37′，37″)中的一个相互作用，从而根据平移方向压缩对应的返回弹簧(36′，36″)，以在所述转向柱(4)上产生返回弹力。
14.如权利要求13所述的系统(1)，其特征在于，
所述主蜗杆(9)具有穿透的纵向通道并包括所述穿透的通道内的内突出部(9′)，且所述转向柱(4)具有内壳，
所述调节模块(7′)包括
调节轴(39)，所述调节轴在中间部分具有圆形突出部(39′)并被插入所述主蜗杆(9)的所述纵向通道，
第一预加载环形螺母(38′)，所述第一预加载环形螺母在内部通过螺纹与所述调节轴(39)的第一端配合，以及
第二预加载环形螺母(38″)，所述第二预加载环形螺母设置在所述方向盘柱(4)的所述内壳内，通过相对于所述第一环形螺母(38′)的螺纹相反的螺纹，所述第二预加载环形螺母(38″)通过螺纹与接近所述调节轴(39)的第二端的一部分一体配合，
所述第一返回弹簧(36′)和所述第一垫圈(37′)相对于所述第一预加载环形螺母(38′)和所述圆形突出部(39′)之间的所述调节轴(39)同轴，所述垫圈(37′)插设在所述第一返回弹簧(36′)和所述圆形突出部(39′)之间，以及
所述第二返回弹簧(36″)和所述第二垫圈(37″)相对于所述第二预加载环形螺母(38″)和所述圆形突出部(39′)之间的所述调节轴(39)同轴，所述第二垫圈(37′)插设在所述第二返回弹簧(36″)和所述圆形突出部(39′)之间，
因而，当所述调节轴(39)被转动时，所述预加载环形螺母(38′，38″)彼此接近或彼此远离运动，从而调节所述环形螺母和所述圆形突出部(39′)之间的所述返回弹簧(36′，36″)的压缩，以及
当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述主蜗杆(9)平移，从而通过所述中空活塞(11)修改所述腔(13a，13b)的体积，且所述主蜗杆适于通过所述内突出部(9′)与一个垫圈或另一个垫圈(37′，37″)相互作用，从而根据运动方向压缩所述对应的返回弹簧(36′，36″)，以在所述转向柱(4)上产生返回扭矩，而使所述另一垫圈搁置在所述圆形突出部(39′)上。
15.如权利要求12所述的系统(1)，其特征在于，所述主蜗杆(9)具有纵向穿透的通道并包括所述穿透通道内的内突出部(9′)，且所述转向柱(4)具有内壳，且
所述调节模块(7″)包括
另一蜗杆(45)，较佳为球循环蜗杆，所述另一蜗杆被插入所述主蜗杆(9)的所述纵向穿透的通道，
另一引导螺母(46)，较佳为球循环蜗杆，所述引导螺母至少部分地被插入所述蜗杆(9)并与所述蜗杆配合，
电动机(50)，较佳为无刷电动机，所述电动机通过弹性联接件(49)与所述另一蜗杆(9)连接并由所述中央控制单元(23)控制，
因而，当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述电动机(50)在通过所述控制中央单元(23)进行操作时在所述方向控制装置(2)上施加返回扭矩。
16.如权利要求15所述的系统(1)，其特征在于，所述另一蜗杆(45)具有小于所述主蜗杆(9)的螺距，较佳地具有3.3与30之间的螺距比。
17.如权利要求15或16的任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括补偿弹簧(51)，所述补偿弹簧设置在所述中空活塞(11)和所述调节模块(7″)的所述框架之间。
18.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述中央控制单元(23)通过调制的电信号，较佳为PWM(脉冲宽度调制)信号来控制所述致动装置。
19.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述中央控制单元(23)是可编程单元，以允许用于校准与用于控制方向的所述装置(2)的运动相对的阻力的不同程序，所述程序可由用户选择；所述系统(1)设有接口装置(17)，所述接口装置包括用于选择所述程序的装置(18，19，20)和控制显示器(28)。
20.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述探测装置包括一个或多个动态角传感器(6)。
21.如前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述定向装置包括一个或多个转向室活塞—缸组件(21′，22″)和一个或多个起重活塞—缸组件(21，22)，它们分别用于控制一个或多个海面传送器(21，22)和致动阀(25a，25b，25c和25d)，所述致动阀与所述中央控制单元(23)连接，以使所述转向室活塞—缸组件(21′，22′)和所述起重活塞—缸组件(21″，22″)致动。
22.如权利要求21所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括一个或多个霍尔效应型或磁阻型传感器(27)，所述传感器适于探测所述转向室活塞—缸组件(21′，22′)和所述起重活塞—缸组件(21″，22″)的位置。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
             
                   根据19条(1)的声明
下述声明涉及关于申请人为帕尔马里克斯有限公司的国际申请PCT/IT2010/000022所建立的国际检索机构的国际检索报告和书面意见。
关于涉及到不清楚的异议，根据书面意见中审查员的意见重新阐释了权利要求书。
关于实质性的修改，重新撰写了新的权利要求1，以使其前序部分引用在原权利要求1中所述的特征，同时特征部分包含了在原从属权利要求3中所述的特征。删除了原权利要求2，而新的权利要求2是基于第17页第5-9行中所述和图8中所示主题内容。新的权利要求3是基于权利要求21的内容。所有剩下的权利要求都进行了相应地重新编号。
可以看到提出的修改并未对原始公开内容增加新的主题内容。
可以相信，上述新的权利要求1现在与检索报告中所引用的现有技术文献D1、D2和D3的公开内容明显不同，因为这些文献都没有描述权利要求1的所有技术特征的组合。
在上述特征的新组合的基础上，请审查员注意，所要求保护的本发明对于所引用的现有技术是有创造性的，这是因为它解决了如下问题，即，提供一种具有能够允许更为真实的对交通工具的控制感的液压部分的转向控制系统，所述问题无法以任何方式通过所涉及的现有技术得以解决。
实际上，D1和D2缺少液压调节模块。而D3并未公开活塞缸组29如何操作，以及具体地，活塞30如何配合以及配合至哪个部件。换言之，文献缺少描述活塞缸组29的机械结构和操作。
此外，D3涉及一种液力真空转向装置，且其中所述的线控转向的机构设置成与液力真空转向装置一起操作。事实上，液力真空转向装置的活塞缸组的腔室与活塞缸组29液压连接。因此，后者根据特定的连接结构进行操作并且与所述特定的液力真空转向在功能上进行协作。
此外，如果活塞缸组29通过真空转向装置被液压隔离，则系统不能单独操作。事实上，油性流体将从腔36或36’的一个腔流到储存器9，该储存器设 置在液压回路中并与所述阀36、36’连接。
此外，D3在[0065]段中公开了阀36和36’是常闭型。这与实际上起作用的设置是相反的。这意味着，系统不能仅用真空转向来工作。
因此，申请人的观点是，本领域技术人员将不会往结合权利要求1的技术特征的方向上想，这是因为没有一篇所引用的现有技术的文献给出可以通过中央控制单元进行控制的、液压关闭的液压转向控制系统的暗示并注意到该系统。
现在，新的权利要求相对于所引用的文献D1-D3是新的且具有创造性的。预防起见，对任何先前权利要求的任何删除或修改并不相当于提交的申请中的主题内容的放弃。
    此致
敬礼！
Figure QPA00001431309300031
& Zanardo Roma S，p.A.
Carlo Luigi Iannone

Claims (23)

1.一种诸如汽车、船、飞行器和类似物的交通工具或诸如游戏机操纵台、模拟装置和类似物的驾驶模拟器的驾驶控制系统(1)，所述交通工具或模拟器设有方向控制装置(2)，诸如方向盘、方向舵或类似物，并设有定向装置(21′，22′，21″，22″)，
所述系统(1)的特征在于，所述系统包括
用于探测所述方向控制装置(2)的位置的装置(6)，具有框架、与所述方向控制装置(2)机械联接、设有被动致动器和调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)的调节模块(7，7′，7″)，通过所述被动致动器和调节装置，所述调节模块适于调节所述方向控制装置(2)的运动的阻力，
用于探测所述定向装置(21′，22′，21″，22″)的位置的一个或多个传感器(27)，以及
至少一个中央控制单元(23)，所述中央控制单元适于通过所述被动致动器或调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)在由所述探测装置(6)探测到的所述方向控制装置(2)的所述位置的基础上校准抵抗所述方向控制装置(2)的运动的阻力，并且适于通过所述定向装置和所述传感器(27)控制所述交通工具或模拟器的方向。
2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述调节模块(7)包括
双腔(13a，13b)式主容器(12)，所述主容器内充填有油性流体，
蜗杆(9)，所述蜗杆固定在所述方向控制装置(2)的一端处，
引导螺母(10)，所述引导螺母与所述蜗杆(9)配合，以及
中空活塞(11)，所述蜗杆(9)定位在所述中空活塞内，所述中空活塞(11)设有容纳所述引导螺母(10)的座(11′)，所述座(11′)设置在所述主容器(12)内，从而将所述主容器分成通过通道(14)连通的所述两个腔(13a，13b)，因而，通过由所述方向控制装置(2)的运动引起的所述蜗杆(9)的转动，所述引导螺母(10)相对于所述蜗杆(9)连同所述中空活塞(11)和所述座(11′)纵向运动，从而使油性流体经过所述通道(14)从一个腔(13a，13b)移位到另一个腔(13b，13a)，
并且所述被动致动器或调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)适于调节流经所述通道(14)的油性流体的流量。
3.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述调节模块(7，7′，7″)包括第一腔和第二腔(13a，13b)，所述腔内充填有油性流体，
主蜗杆(9)以及与所述主蜗杆(9)配合的引导螺母(10)，以及
中空活塞(11)，所述主蜗杆(9)和所述引导螺母(10)放置在所述中空活塞内，所述中空活塞(11)具有对通过通道(14)连通的所述两个腔(13a，13b)划界的形状，因而，所述主蜗杆(9)相对于所述引导螺母(10)的运动和反之的运动引起所述中空活塞(11)的纵向平移，从而使所述腔(13a，13b)的体积变化、使油性流体经过所述通道(14)从一个腔(13a，13b)移位到另一腔(13b，13a)，
且所述被动致动器和调节装置(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)适于调节流经所述通道(14)的油性流体的流量。
4.如权利要求2或3中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述第一腔(13a)和所述第二腔(13b)在主容器(12)，较佳为缸内被划界。
5.如权利要求2至4中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述主蜗杆(9)和所述引导螺母(10)是球循环型或地面梯形型。
6.如权利要求2至5中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述致动装置包括至少一个阀(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)，所述阀适于调节流经所述通道(14)的油性流体流量。
7.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于：
—所述至少一个阀(8′)是开/关型；和/或
—所述至少一个阀(8′)是开/关双向型；和/或
—所述至少一个阀(8″)是比例型、适于调节部分流经所述通道(14)的油性流体流量；和/或
—它包括打开/关闭和比例型的阀；和/或
—它包括喷嘴和/或手动操作流量阀；和/或
—它包括比例型的第一阀(8′)和打开/关闭(开/关)型第二阀(8″)；和/或
—它包括单向压力比例型的第一阀(8a)，相关的止回阀(8a′)与所述第一阀并联，所述第一阀连接在所述腔(13b)和所述通道(14)之间，单向压力比例型的第二阀(8b)，相关的止回阀(8b′)与所述第二阀并联，所述第二阀连接在所述腔(13b)和所述通道(14)之间，以及体积膨胀腔(41)，在所述体积膨胀腔(41)内滑动的体积补偿活塞(42)，以及与所述体积补偿活塞(42)连接的翘曲弹簧(43)。
8.如权利要求2至7中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述主容器(12)在表面上包括阀座(15，16)，以安装所述阀(8′，8″，8a，8a′，8b，8b′)。
9.如前述权利要求中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述被动调节装置包括至少一个喷嘴和/或至少一个手动调节流量阀。
10.如权利要求2至9中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述油性流体是液压油和/或ATF(自动传动液)和/或硅基液体。
11.如权利要求3至10中每一项所述的系统(1)，其特征在于
—所述主蜗杆(9)固定到所述方向控制装置(2)的端部和/或所述方向盘柱(4)，以及
—所述中空活塞(11)设有容纳所述引导螺母(10)的座(11′)，所述座(11′)对经所述通道(14)连通的所述两个腔(13a，13b)划界，因而，随着由所述方向控制装置(2)的运动引起的所述主蜗杆(9)的转动，所述引导螺母(10)相对于所述主蜗杆(9)连同所述中空活塞(11)和所述座(11′)纵向运动，从而使油性流体通过所述通道(14)从所述一个腔(13a，13b)移位到所述另一个腔(13b，13a)，从而变化所述腔的体积。
12.如权利要求3至10中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述转向柱(4)固定到所述引导螺母(10)，且所述主蜗杆(9)固定到所述中空活塞(11)。
13.如权利要求12所述的系统(1)，其特征在于，所述调节模块(7′)包括
第一返回弹簧(36′)和第一垫圈(37′)，以及
第二返回弹簧(36″)和第二垫圈(37″)，所述第二返回弹簧与所述第一返回弹簧(36′)相对，
因而，当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述主蜗杆(9)平移，从而通过所述中空活塞(11)修改所述腔(13a，13b)的体积，且所述主蜗杆适于交替地与所述两个垫圈(37′，37″)中的一个相互作用，从而根据平移方向压缩对应的返回弹簧(36′，36″)，以在所述转向柱(4)上产生返回弹力。
14.如权利要求13所述的系统(1)，其特征在于，所述主蜗杆(9)具有穿透的纵向通道并包括所述穿透的通道内的内突出部(9′)，且所述转向柱(4)具有内壳，
且所述调节模块(7′)包括
调节轴(39)，所述调节轴在中间部分具有圆形突出部(39′)并被插入所述主蜗杆(9)的所述纵向通道，
第一预加载环形螺母(38′)，所述第一预加载环形螺母在内部通过螺纹与所述调节轴(39)的第一端配合，以及
第二预加载环形螺母(38″)，所述第二预加载环形螺母设置在所述方向盘柱(4)的所述内壳内，通过相对于所述第一环形螺母(38′)的螺纹相反的螺纹，所述第二预加载环形螺母(38″)通过螺纹与接近所述调节轴(39)的第二端的一部分一体配合，
所述第一返回弹簧(36′)和所述第一垫圈(37′)相对于所述第一预加载环形螺母(38′)和所述圆形突出部(39′)之间的所述调节轴(39)同轴，所述垫圈(37′)插设在所述第一返回弹簧(36′)和所述圆形突出部(39′)之间，以及
所述第二返回弹簧(36″)和所述第二垫圈(37″)相对于所述第二预加载环形螺母(38″)和所述圆形突出部(39′)之间的所述调节轴(39)同轴，所述第二垫圈(37′)插设在所述第二返回弹簧(36″)和所述圆形突出部(39′)之间，
因而，当所述调节轴(39)被转动时，所述预加载环形螺母(38′，38″)彼此接近或彼此远离运动，从而调节所述环形螺母和所述圆形突出部(39′)之间的所述返回弹簧(36′，36″)的压缩，以及
当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述主蜗杆(9)平移，从而通过所述中空活塞(11)修改所述腔(13a，13b)的体积，且所述主蜗杆适于通过所述内突出部(9′)与一个垫圈或另一个垫圈(37′，37″)相互作用，从而根据运动方向压缩所述对应的返回弹簧(36′，36″)，以在所述转向柱(4)上产生返回扭矩，而使所述另一垫圈搁置在所述圆形突出部(39′)上。
15.如权利要求12所述的系统(1)，其特征在于，所述主蜗杆(9)具有纵向穿透的通道并包括所述穿透通道内的内突出部(9′)，且所述转向柱(4)具有内壳，且
所述调节模块(7″)包括
另一蜗杆(45)，较佳为球循环蜗杆，所述另一蜗杆被插入所述主蜗杆(9)的所述纵向穿透的通道，
另一引导螺母(46)，较佳为球循环蜗杆，所述引导螺母至少部分地被插入所述蜗杆(9)并与所述蜗杆配合，
电动机(50)，较佳为无刷电动机，所述电动机通过弹性联接件(49)与所述另一蜗杆(9)连接并由所述中央控制单元(23)控制，
因而，当所述转向柱(4)跟随所述方向控制装置(2)的转动而转动时，所述电动机(50)在通过所述控制中央单元(23)进行操作时在所述方向控制装置(2)上施加返回扭矩。
16.如权利要求15所述的系统(1)，其特征在于，所述另一蜗杆(45)具有小于所述主蜗杆(9)的螺距，较佳地具有3.3与30之间的螺距比。
17.如权利要求15或16的每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括补偿弹簧(51)，所述补偿弹簧设置在所述中空活塞(11)和所述调节模块(7″)的所述框架之间。
18.如前述权利要求中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述中央控制单元(23)通过调制的电信号，较佳为PWM(脉冲宽度调制)信号来控制所述致动装置。
19.如前述权利要求中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述中央控制单元(23)是可编程单元，以允许用于校准与用于控制方向的所述装置(2)的运动相对的阻力的不同程序，所述程序可由用户选择；所述系统(1)设有接口装置(17)，所述接口装置包括用于选择所述程序的装置(18，19，20)和控制显示器(28)。
20.如前述权利要求中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述探测装置包括一个或多个动态角传感器(6)。
21.如权利要求2至20中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括用于所述容器腔(13a，13b)的至少一个体积膨胀腔(41)，所述体积膨胀腔设置有活塞(42)和诸如预加载弹簧的保持装置(43)，所述体积膨胀腔设置成如果在变化外部温度时在所述腔(13a，13b)内超过设定的内部压力阈值，则所述腔内的油性流体流入所述体积膨胀腔(41)内，从而使所述活塞(42)缩回；如果然后温度降低，所述油性流体通过所述活塞(42)和所述保持装置(43)的作用从所述体积膨胀腔(41)返回到所述容器(12)。
22.如前述权利要求中每一项所述的系统(1)，其特征在于，所述定向装置包括一个或多个转向室活塞—缸组件(21′，22″)和一个或多个起重活塞—缸组件(21，22)，它们分别用于控制一个或多个海面传送器(21，22)和致动阀(25a，25b，25c和25d)，所述致动阀与所述中央控制单元(23)连接，以使所述转向室活塞—缸组件(21′，22′)和所述起重活塞—缸组件(21″，22″)致动。
23.如权利要求22所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括一个或多个霍尔效应型或磁阻型传感器(27)，所述传感器适于探测所述转向室活塞—缸组件(21′，22′)和所述起重活塞—缸组件(21″，22″)的位置。
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