CN103963836A - 液压转向器和用于检测阀位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压转向器(1)，包括供给器连接装置、转向马达(2)、高压供给器(P)和布置在供给器连接装置(S)与转向马达(2)之间的转向单元(3)，所述供给器连接装置包括转向阀(9)和阀装置(27)。所述液压转向器的任务是相对于现有技术提高安全性和改进错误检测。为此目的，仅所述阀装置(27)被偏转，所述转向阀(9)才是可偏转的。

Description

液压转向器和用于检测阀位置的方法

技术领域

本发明涉及一种液压转向器，所述液压转向器包括供给器连接装置、转向马达、高压供给器和设置在供给器连接装置与转向马达之间的转向单元，供给器连接装置包括转向阀、截止阀和阀装置。本发明还涉及通过启动第二阀来检测至少一个第一阀的位置的方法。

背景技术

例如从DE102007053024B4已知这种液压转向器。装备有这种转向器的车辆可以通过包括定向部分的转向单元或者通过转向阀而被转向。那么，驾驶员通常将启动转向构件，例如转向手轮。当驾驶员通过转向单元使车辆转向时，在许多情况下所谓的反作用行为被预料到，即，驾驶员必然通过转向手轮感觉到力正作用在转向马达上。

然而，如果车辆通过转向阀而被转向，则这种反作用行为会导致问题。因此，在现有技术中，对于每个转向方向，定向部分包括第一出口和第二出口，第一出口通过第一管件连接至转向马达，第二出口通过第二管件连接至转向马达，在定向部分的中间位置或空挡位置，第一管件连接至测量部分，并且第一管件可以通过阀装置而被中断。

通过该技术方案，如果定向部分被启动，以及如果定向部分处于中间位置或空挡位置，则获得转向马达的反作用。作用在转向马达上的力通过第一管件传递到第一出口以及通过定向部分传递到测量马达。

在一些情况下阀会发生卡住，即，尽管有激励信号，阀也不会如激励信号所规定的那样改变它的位置。例如如果现在阀装置卡在闭合位置处并且中断了第一管件，则第二管件将绕过阀装置。这样，液压转向器仍然能够通过转向单元而被操作。这个技术方案的缺点在于，如果阀装置卡住，则转向阻力将更高。同时，在根据现有技术的液压转向器中，在正常操作期间不能直接检测到这样的错误阀位置。

发明内容

由此，本发明的根本任务是提供一种液压转向器，其允许至少对阀的一部分进行检测，检测它们是否在正确的位置。

所述的问题在上述类型的液压转向器中被解决，因为仅阀装置被偏转，转向阀才是可偏转的。

这样，转向阀能够被用于检测是否阀装置被卡在错误位置。然后，可以测试转向阀是否是可偏转的，结果将能够发现阀装置是否被偏转。与现有技术相比，这会提高系统的安全性，而不会引入新的部件，由此同时将不会增加生产成本。

优选地，供给器连接装置还包括截止阀，仅截止阀和阀装置两者都处于被偏转的位置，转向阀才是可偏转的。这样，通过测试转向阀是否是可偏转的，将可以检测在阀装置和关闭阀中的任一个或两者是否有错误位置。

在优选实施例中，液压转向器还包括液压桥回路，所述液压桥回路布置在阀装置与转向阀的至少一个先导供给器之间。这个桥回路允许向转向阀供给移位转向阀所需的液压。因此，如果桥回路布置在阀装置与转向阀的至少一个先导供给器之间，则阀装置能够中断供至桥回路的压力供给。在现有技术中，可以通过打开关闭阀而将桥回路连接至高压供给器，而不考虑阀装置的阀位置。

在还一优选实施例中，处于被偏转的位置的截止阀将阀装置的先导供给器连接至高压供给器。这样，仅在截止阀已经被移位的情况下，阀装置才能够被移位。

在另一优选实施例中，通过打开关闭阀能够液压启动阀装置。这样，打开关闭阀将也会自动地启动阀装置。

优选地，处于被偏转的位置的阀装置将液压桥回路连接至高压供给器。这样，仅在阀装置已经被移位的情况下，液压桥回路才能够将液压差供给转向阀。这会改进液压转向的故障保护。

优选地，转向阀能够通过阀装置连接至转向马达。优选地，在阀装置将转向阀连接至转向马达的阀位置中，阀装置还将液压桥回路连接至高压供给器，使得转向阀可以被移位。在阀装置的另一阀位置中，阀装置之后可以中断转向马达与转向阀之间的连接。在该阀位置中，转向阀之后还可以打开转向马达与转向单元之间的附加管件连接。

优选地，转向阀能够在死区(dead band)内偏转，而不改变阀位置。这样，可以检查是否转向阀是可偏转的，而不用将转向阀移动到不同的阀位置。这样，通过尝试着在转向阀的死区内移位转向阀，可以或者能够容易地检测关闭阀的阀位置的错误或者阀装置的阀位置的错误。

在还一优选实施例中，仅至少一个先导供给器中的一个被连接至高压供给器的情况下，转向阀才是可偏转的。在该实施例中，仅阀装置被偏转，才能够非常简单地确认转向阀是可偏转的。

附图说明

下面参考附图、基于优选实施例描述本发明，其中：

图1是根据本发明的液压转向器；

图2是根据本发明的阀装置；

图3是根据现有技术的液压转向器。

具体实施方式

在图1和图2中公开了根据本发明的液压转向器1。在图2中，如图1所示的阀装置被详细示出。在图3中，示出如在DE102007053024B4中所公开的根据现有技术的液压转向器。

在图1中，液压转向器1通过供给器连接装置被供以加压液压流体。供给器连接装置具有高压连接器P和低压连接器T。

液压转向器1用于使转向马达2转向的目的，其具有两个连接器L和R。

液压转向器1具有转向单元3，所述转向单元3具有定向部分4和测量部分5，其能够以本身已知的方式通过测量马达8形成。这里，转向单元3是“封闭中心”单元。然而，也可以使用“开放中心”单元。

定向部分4具有阀，这里简单示出为定向阀滑块6，所述定向阀滑块6能够移位到三个不同的位置，即，所示的中间位置(或空挡位置)和从中间位置(或空挡位置)移位的两个定向位置。实际上，定向部分4将常常具有两个能够相互转动的阀套筒，这两个阀套筒可转动地支撑在壳体中。这些套筒中的一个连接至转向手轮7。另一个阀套筒连接至测量部分5的测量马达8。这个转向单元3的原理性的实施方式在现有技术中是已知的。

此外，转向器1具有转向阀9，所述转向阀9具有转向阀滑块10。转向阀滑块10仅仅是示意性地被示出。它可以从所示的中间位置移位到两个定向位置。通过液压进行移位，该液压可以通过液压桥回路11被供给。液压桥回路11包括例如四个电动阀12至15。依赖于阀12至15中的那个被打开，转向阀滑块10被移位至左边或右边(相对于图1的视图)。滑块10的最终位置被传感器16检测并且被报告给控制电子装置17。

控制电子装置17和传感器16能够用于检查转向阀9的阀位置。这可以用于检查不包括传感器的液压转向器中的其他阀的错误阀位置。稍后将详细地对其进行解释。

高压连接器P连接至优先阀(或压力控制顺序阀)18，优先阀18的顺序动作出口或优先出口19通过止回阀20连接至转向单元。优先出口还连接至转向阀9的入口和压力控制阀21的入口。压力控制阀21可以在其出口处提供可调节的压力。在压力控制阀21与桥回路之间设置截止阀22和阀装置27。当截止阀22处于打开位置时，由压力控制阀21提供的压力将通过截止阀22传递到阀装置27的先导供给器PS3。这将启动阀装置27，并且将阀装置27移动到打开压力控制阀21与液压桥回路11之间的连接的中间位置之外。因此，如果截止阀22被关闭，则加压液压流体将被防止到达液压桥回路11。在这种情况下，由于缺少向液压桥回路11的液压压力的供给，转向阀9不能被启动。转向阀9可以是比例阀。

定向部分4具有五个入口E1、E2、E3、E4和E5。本文中，为了简便起见，采用术语“入口”。液压流体还能够通过入口从定向部分流走。入口E1连接至优先阀的优先出口19。入口E2、E3连接至测量部分5。入口E4连接至负载传感管件LS，入口E5连接至低压连接器T。

定向部分4具有四个出口A1L、A1R、A2L、A2R。因此，对于每个转向方向，设置第一出口A1L、A1R和第二出口A2L、A2R。第一出口A1L、A1R分别通过第一管件23、24连接至转向马达2。第二出口A2L、A2R还分别通过第二管件25、26连接至转向马达2。当阀装置27被转换时，第一管件23、24能够通过阀装置27被打开(所示位置)或中断。另外在本文中，为了简便起见，采用术语“出口”。液压流体还能够通过出口流入定向部分。

在所示的定向阀滑块6的中间位置，两个第一管件23和24通过定向阀滑块6连接至测量马达8。两个第二管件25、26被定向阀滑块6中断，即，它们既没有连接至测量部分5，也没有连接至供给器连接装置。在所示的阀装置27的位置处，这使得由于外力而发生在转向马达2上的压力变化将导致作用在转向马达8上的反作用或反作用力，由此将导致作用在转向手轮7上的反作用或反作用力。在许多情况下，这是期望的。当转向单元3被启动时，加压液压流体从优先阀19、通过转向阀滑块6而到达测量马达8，以及从那里(当转向至左边时)经由第一出口A1L进入第一管件23和从那里(当转向至左边时)经由第二出口A2L进入第二管件25。在本文中，两个管件彼此平行地设置。通过沿相反方向的转向移动，相同的情况适用于出口A1R、A2R和管件24、26。

通常，仅转向单元3被启动以移动车辆的被转向的车轮。只要它们到达它们的位置，转向单元3就再次被停止／去致动。如果在那时车轮相对于车辆转向轴线设定成一角度，则这也适用。然后，定向部分4返回至中间位置。

在转向单元3处于中间位置的情况下，如果车辆通过转向阀9被转向，则截止阀22被启动。然后，阀装置27的先导供给器PS3将被供给来自高压供给器P的高压，因此将被移到中间位置之外。在这个被移位的位置中，从压力控制阀21到液压桥回路11的液压路径将在阀装置27中打开。由此，压力控制阀21供给的高压将到达液压桥回路11，由此转向阀9能够沿着两个方向中的一个方向被移位。在被移位的位置中，阀装置27还将中断两个第一管件23和24。替代地，转向阀9的两个出口29和30连接至两个管件25和26，使得转向马达2现在还能够通过转向阀9被转向。

一旦截止阀22被关闭，阀装置27不再被供以先导压力，由此将移动回到中间位置。在阀装置27的中间位置中，液压桥回路11将不再被供以液压差，因此转向阀9将不再是可偏转的。同时，两个第一管件23和24再次打开。

如果车辆通过转向阀9被转向，则两个第一管件23和24被阀装置27中断。两个管件25和26被定向部分4中断。由此，如果外力作用在转向马达上，则至转向手轮7的反作用(力)不会发生。

如果车辆通过转向阀9被转向，则通过转向阀9供给至转向马达2的液压总是低于将源自转向单元3的压力。如果在车辆通过转向阀9被转向的情况中，驾驶员启动转向手轮7，则转向单元3首先供给比转向阀9稍微高的压力。该压力通过两个管件25和26中的一个传递到转向马达2上，即使两个第一管件23和24被中断。并且，当转向阀9仍然处于激活的或者阻塞阀装置27时，通过转向单元3进行的车辆的转向将是可能的。

两个第一管件23和24总是与阀装置27一样地被控制，即，它们实际上同时地被释放或者被中断。

阀装置27不仅切断反作用(力)功能，而且通常还使得转向器1更安全。

现在，可能有这样的情况：即，当液压转向器1的转向模式需要被改变时，但关闭阀22和／或阀装置27被卡住而不能改变位置。这将意味着车辆不能被转向阀9转向(如果阀22和27中的任一个被卡在中间位置)或者通过转向单元3进行的手动转向的转向阻力更大(如果阀22和27中的任一个或者两者被卡在被移位的位置中)。

通过根据本发明的液压转向器，现在可以通过转向阀9对截止阀22和／或阀装置27的这种错误位置进行测试。

这种测试可以以下面的方式进行应用：

◆启动控制电子装置17，以通过液压桥回路11向转向阀9供以液压，从而在死区内移位转向阀9；

◆使用传感器16测量转向阀9的实际位移；

◆比较转向阀的阀位置是否与转向阀的期望位置相一致；

◆如果实际的阀位置不与转向阀的期望的阀位置相一致，则给出错误信号。

通过该方法，如果转向阀9、关闭阀12和阀装置27中的任一个被卡在错误位置，则其能够被检测并且通过警报信号例如报告给驾驶员。

当然，这个方法可以基于更基础的水平而被使用，从而通过启动第二阀(在给定实施例中是转向阀9)检测至少一个第一阀(在给定实施例中是关闭阀22或阀装置27)的位置，其中仅在至少一个第一阀全部都处于被移位的位置的情况下，才可以移位第二阀。所述方法包括：

◆启动第二阀，以使第二阀的阀位置移位；

◆检查是否第二阀处于期望的位置中。

因此，可以通过仅仅检查一个阀是否可以被移位而检测多个阀中的一个阀中的错误。

在图2中，公开了根据现有技术的液压转向器，其中相同的部件用相同的附图标记表示。

这里，处于打开位置的关闭阀22直接连接至阀装置27的先导供给器和液压桥回路11。因此，打开关闭阀22将使阀装置27移位，从而将转向马达2连接至转向阀9，并且将向桥回路11供以液压。

现在，如果关闭阀22打开，但是阀装置27被卡在中间位置，则转向阀能够被移位，而没有转向阀9至转向马达2的连接，因此没有转向反作用。结果，在现有技术中，检查转向阀9是否是可移位的将不允许检测阀装置27是否处于错误的位置。因此，本发明中安全性被提高、错误检测被改进将变得清晰。

Claims (15)

1.一种液压转向器，包括供给器连接装置、转向马达和布置在供给器连接装置与转向马达之间的转向单元，所述供给器连接装置包括转向阀(9)和阀装置(27)，其特征在于，仅所述阀装置(27)被偏转时，所述转向阀(9)才是可偏转的。

2.根据权利要求1所述的液压转向器，其特征在于，所述供给器连接装置(S)还包括截止阀(22)，以及只有所述截止阀(22)和所述阀装置(27)两者都处于被偏转的位置时，所述转向阀(9)的至少一个先导供给器中的一个连接至高压供给器(P)。

3.根据权利要求1或2所述的液压转向器，其特征在于，所述液压转向器(1)还包括设置在所述阀装置(27)与所述转向阀(9)的至少一个先导供给器(PS1、PS2)之间的液压桥回路(11)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压转向器，其特征在于，处于被偏转的位置中的所述截止阀(22)将所述阀装置(27)的先导供给器(PS3)连接至高压供给器(P)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压转向器，其特征在于，所述阀装置(27)通过将关闭阀(22)打开而被液压启动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压转向器，其特征在于，处于被偏转的位置的所述阀装置(27)将所述液压桥回路(11)连接至所述高压供给器(P)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压转向器，其特征在于，所述转向阀(9)能够通过所述阀装置(27)连接至所述转向马达(2)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压转向器，其特征在于，所述转向阀(9)能够在死区内偏转，而不改变阀位置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的液压转向器，其特征在于，仅在所述转向阀(9)的至少一个先导供给器(PS1、PS2)中的一个连接至所述高压供给器(P)情况下，所述转向阀(9)才是可偏转的。

10.一种通过启动第二阀来检测至少一个第一阀的位置的错误的方法，其中仅在所述至少一个第一阀全部处于被移位的位置的情况下，所述第二阀才能够被移位，所述方法包括以下步骤：

·启动所述第二阀，以使所述第二阀的阀位置移位；

·检查所述第二阀是否处于期望的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个第一阀包括关闭阀(22)和阀装置(27)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，打开所述关闭阀能够启动所述阀装置(27)。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述第二阀是包括至少一个先导供给器(PS1、PS2)的转向阀(9)，其中，如果所述至少一个第一阀全部都处于被移位的位置，则所述至少一个先导供给器(PS1、PS2)连接至高压供给器(P)。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，所述第二阀的阀位置被传感器(16)检测，并且其中如果所述第二阀不处于所期望的位置，则错误信号被所述传感器(16)发送至控制电子装置(17)。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，所述第二阀仅仅被启动以在死区中移位，而不改变所述第二阀的阀位置。