CN107284522B - 液压转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压转向装置(1)，包括高压端口(P)、低压端口(T)、两个工作端口(CL，CR)、手动转向部分(3)和具有转向阀5的转向阀部分以及液压地调节所述转向阀的位置的液压驱动装置(6)。当手动转向部分直接受驾驶员影响时，应当可靠地确保从自动转向到手动转向的改变。为此，提供了切换阀(11)，该切换阀能够在第一位置和第二位置之间致动，在第一位置，所述驱动装置(6)被供应有压力下的液压流体，在第二位置，对所述驱动装置(6)的液压流体的供应被中断，其中所述切换阀(11)通过在致动所述手动转向部分(3)时产生的压力液压地致动到所述第二位置。

Description

液压转向装置
技术领域
本发明涉及一种液压转向装置，包括高压端口、低压端口、两个工作端口、手动转向部分和具有转向阀的转向阀部分以及液压地调节所述转向阀的位置的液压驱动装置。
背景技术
这种液压转向装置在例如DE 10 2006 010 695 B4中已知。配备有这种液压转向装置的车辆可以在自动模式通过液压转向阀转向，或者可以经由手动转向部分，例如使用类似方向盘的转向装置转向。
当车辆通过液压转向阀控制时，例如通过使用全球定位系统(GPS)的控制单元自动执行转向。这样的功能例如对于农用车辆是重要的。
车辆的操作者或驾驶员基本上可以自由地使用转向阀部分或手动转向部分。为此，可以使用选择阀，用户可以使用该选择阀来选择适当的操作模式。然而，出于安全原因，重要的是，例如在紧急情况下，驾驶员也可以使用手动转向部分来使车轮转向。
为此，在DE 10 2006 010 695 B1中提供了一种方向盘传感器，其能够检测方向盘是否已经被驾驶员转动。
然而，在方向盘上使用传感器具有缺点，即这种传感器不总是可靠的，并且增加了液压转向器的安装和维护的成本。
发明内容
本发明的任务是提供一种液压转向装置，其中当手动转向部分受驾驶员直接影响时，例如通过转动方向盘，可以可靠地确保从自动转向到手动转向的改变。
此目的通过开头所述的液压转向装置解决，该液压转向装置中设置有切换阀，该切换阀可在第一位置和第二位置之间致动，在第一位置中，所述驱动装置被供应压力下的液压流体，在第二位置，对所述驱动装置的液压流体的供应被中断，其中所述切换阀通过在致动所述手动转向部分时产生的压力被液压地致动到所述第二位置。
当例如通过转动方向盘致动手动转向部分时，自动产生压力。该压力对于致动连接到工作端口的转向马达是必要的。此压力或从该压力导出的压力现在可以用于将切换阀的位置从第一位置自动改变到第二位置。在第二位置中，用于转向阀的液压驱动装置从液压流体供应(源)断开，使得驱动装置不再能够致动转向阀。在这种情况下，转向阀不再能够将压力下的液压流体输送到两个工作端口中的一个，而是仅从手动转向部分输送液压流体。优选地，所述转向阀具有当没有外部压力驱动转向阀时将其移动到空档(中间)位置的装置。
优选地，在所述第二位置，所述切换阀将所述液压驱动装置的高压驱动端口连接到所述低压端口。液压驱动装置不仅从液压流体供应(源)断开。液压驱动装置的高压驱动端口连接到低压端口，这导致液压驱动装置的高压驱动端口和低压驱动端口基本上处于相同的压力水平的情况。因此，在转向阀上不会产生压力差。
优选地，在所述第二位置，当产生所述压力时，所述切换阀中断所述转向阀和所述工作端口之间的连接。这种实施例在转向阀需要一些时间返回到空档位置的情况下是有利的。切换阀中断转向阀和工作端口之间的连接，使得即使在该时间内，液压流体也不能从转向阀到达工作端口。
优选地，所述压力作用在辅助阀上，当产生所述压力时，所述辅助阀在所述手动转向部分和所述工作端口之间建立连接。当仅通过转向阀执行转向时，手动转向部分通过辅助阀与工作端口分离。手动转向部分不被转向阀产生的压力加载。然而，当需要通过手动转向部分使车辆转向时，辅助阀自动地建立这种连接。
在优选实施例中，所述转向阀包括两个驱动端口，其中每个所述驱动端口经由在所述切换阀的所述第二位置打开的阀装置连接到返回管线。驱动端口也连接到液压驱动装置。液压驱动装置例如可以是液压桥的形式。当需要中断转向阀的操作时，驱动端口处的压力被自动释放，使得转向阀可以例如返回到空档位置。
在这种情况下，优选地，当产生所述压力时，所述返回管线通过所述切换阀连接到所述低压端口。当产生压力时，切换阀移动到第二位置。在第二位置，其将返回管线连接到低压端口，使得转向阀的驱动端口被加载有低压端口处的压力，该压力通常是液压转向装置中的最低压力。
优选地，所述阀装置包括用于每个驱动端口的止回阀，所述止回阀远离所述驱动端口朝向所述返回管线打开。止回阀自动采取适当的操作条件。当止回阀出口处的压力低于止回阀入口处的压力时，止回阀打开。当压力关系相反时，止回阀关闭。当返回管线中的压力降低到低压，例如低压端口处的压力时，来自驱动端口的液压流体打开止回阀，使其可以逸出到返回管线。
优选地，所述返回管线通向所述驱动装置的供应管线，所述供应管线在所述切换阀的第二位置连接到所述低压端口。这意味着，通向低压端口的管线的至少一部分可以共同用于减小返回管线中的压力和供应管线中的压力。
优选地，所述转向阀连接到位置传感器，所述位置传感器连接到控制装置，所述控制装置将给定的设定值和由所述位置传感器检测到的位置值进行比较。当控制装置检测到在设定值和由位置传感器检测到的位置值之间的差异时，控制装置知道具有由手动转向部分引起的转向压力的“超控”。
在优选实施例中，所述转向阀包括在所述手动转向部分被致动时将转向阀元件返回到预定位置范围的装置。以这种方式，控制装置可以识别阀元件在良好限定的或预定的位置范围内的位置。在这种情况下，控制装置可以检测到手动转向部分已经被致动并且例如通过使用全球定位系统(GPS)的控制单元的自动转向功能可以被停止。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是液压转向装置的第一实施例的示意性液压回路图，和
图2是液压转向装置的第二实施例的示意性液压回路图。
具体实施方式
图1示意性地示出了液压转向装置1的液压回路图。
所述液压转向装置1包括高压端口P、低压端口T和两个工作端口CL和CR，其可以连接到转向马达2。
液压转向装置1包括本身已知的手动转向部分3。手动转向部分3包括能够借助于方向盘(未示出)旋转的方向盘轴4。在方向盘轴4旋转时，致动转向马达2。
此外，液压转向装置1包括具有转向阀5和液压驱动装置6的转向阀部分。如稍后将描述的，驱动装置6可以从供应管线6a接收压力下的液压流体。转向阀5包括在相反方向上作用在转向阀5的阀元件9上的驱动端口7、8。驱动端口7、8连接到驱动装置6。驱动装置6是液压桥的形式，具有以矩形形式布置的四个分支。在每个分支中安装有阀。矩形的一个对角线连接到驱动端口7、8，另一个对角线连接到高压端口PE和低压驱动端口TE。低压驱动端口TE连接到低压端口T。
液压驱动装置6可以有其它形式。
提供了选择阀10，驾驶员可通过该选择阀10选择操作模式。下面将说明选择阀10的操作。
在转向阀5和工作接口CL、CR之间连接有切换阀11。切换阀11可在第一位置和第二位置之间移动。图1示出了第二位置。
转向阀5连接到高压端口P和低压端口T。根据阀元件9的位置，转向阀5将高压端口P连接到工作端口CL、CR中的一个，并且如果切换阀11处于第一位置，则低压端口T连接到工作端口CL、CR中的另一个。
辅助阀12布置在手动转向部分3和工作端口CL、CR之间。辅助阀12可以在第一位置和第二位置之间移动。图1示出了辅助阀12的第二位置。在第二位置，辅助阀12将手动转向部分3连接到工作端口CL、CR。在第一位置，辅助阀中断手动转向部分3和工作端口CL、CR之间的连接。
已知冲击和吸入阀装置13布置在两个工作端口CL、CR之间。
切换阀11包括作用在切换阀11上以将其移动到第二位置的切换阀弹簧14。辅助阀12包括作用在辅助阀12上以将其移动到第二位置的辅助阀弹簧15。
切换阀11包括连接到选择阀10的第一控制端口16。辅助阀12包括也连接到选择阀10的第一控制端口17。控制端口16、17处的压力作用在与所述弹簧14、15相反的方向上。
辅助阀12在两个位置中的每一个中将手动转向部分3的负载感测端口LS连接到切换阀11的第二控制端口18和辅助阀12的第二控制端口19。第二控制端口18、19的压力作用在与弹簧14、15的力相同的方向上。
高压端口P连接到第一供应阀20和第二供应阀21。第一供应阀20包括连接到切换阀11的输出。当切换阀11处于第一位置时，该切换阀将第一供应阀20的输出连接到驱动装置6的高压驱动端口PE的供应管线6a。当切换阀11处于第二位置(如图1所示)时，该连接被中断，使得不向驱动装置6供应压力下的液压流体。
转向阀5的驱动端口7经由在朝向此返回管线22的方向上打开的止回阀23连接到返回管线22。转向阀5的另一个驱动端口8经由另一个也朝向返回管线22打开的止回阀24连接到返回管线22。
返回管线22连接到驱动装置6的高压驱动端口PE。返回管线22连接到供应管线6a。这意味着，当切换阀11处于第一位置时，返回管线22处于第一供给阀20的输出的压力水平，使得止回阀23、24自动关闭，以及当切换阀11处于第二位置(如图1所示)时，返回管线22处于低压端口T的压力水平，使得止回阀23、24自动打开。
第二供应阀21将压力端口P连接到选择阀11的输入。
两个供应阀20、21可以用于调整比压力端口P处的压力低的适当的输出压力，这是因为供应阀20、21的输出处的压力仅用于转向目的。
以本身已知的方式，泵25经由优先阀26连接到高压端口P，并且低压端口T连接到罐27。
转向阀5连接到位置传感器28，位置传感器28进而连接到控制液压驱动装置6的控制装置29。
液压转向装置1的操作可以描述如下：
当选择阀10处于图1所示的位置时，转向马达2的致动仅通过手动转向部分3执行。转向阀11和辅助阀12都处于其第二位置。在第一控制端口16、17处没有压力(或仅有低压端口T的压力)，并且弹簧14、15的力大于由控制端口16、17处的压力产生的力。
当选择阀10被致动时，其将第二供应阀21的输出端连接到切换阀11和辅助阀12的第一控制端口16、17，将这两个阀11、12移动到其第一位置。
如上所述，在辅助阀12的第一位置，手动转向部分3和工作端口CL、CR之间的连接被中断。转向阀5和工作端口CL、CR之间的连接由转向阀5建立。例如响应于从全球定位系统(GPS)获取的数据，控制装置29根据需要控制转向阀5的位置。
当选择阀10处于刚刚描述的位置以选择由转向阀5执行的转向模式并且操作者仍然操作手动转向部分3时，在负载感测端口LS处产生压力。该压力使辅助阀12自动移动到图1所示的第二位置，同时将切换阀11也移动到图1所示的第二位置。切换阀11的这种移动或切换具有以下效果：
转向阀5和工作接口CL、CR之间的连接被中断。此外，中断第一供应阀20和驱动装置6的高压驱动端口PE之间的连接，并且同时建立高压驱动端口PE和低压端口T之间的连接。这意味着液压驱动装置6不再接收压力下的液压流体，使得液压驱动装置6不再能够移动转向阀5的阀元件9。转向阀5配备有复位弹簧，复位弹簧使转向阀5的阀元件9移动到空档位置。同时，返回管线22中的压力和高压驱动端口PE处的压力下降到低压端口T处的压力，使得止回阀23、24打开以释放转向阀5的驱动端口7、8处的压力。这种释放或“排气”在转向阀5上非常快速地建立期望的压力状态。
在图1所示的实施例中，手动转向部分3包括闭合中心转向单元30或具有负载感测端口LS的任何其它转向单元。
图2示出了具有带有开放中心转向单元31的手动转向部分3的实施例。
与图1中相同的元件用相同的附图标记表示。
泵25连接到高压端口P。优先阀26布置在高压端口P和转向阀11之间。
当开放中心转向单元31处于空档位置时，从手动转向部分3的高压端口P到低压端口T存在永久流动。当方向盘轴4旋转时，该流动被节流，使得优先阀26的第二输出32处的压力增大。增大的压力到达切换阀11和辅助阀12的第二控制端口18、19，以将它们移动到第二位置。本实施例的操作与图1所示的实施例相同。
在两个实施例中，转向阀5连接到位置传感器28。位置传感器28检测转向阀5的阀元件9的位置，并将该位置值传送到控制装置29。控制装置29将通过位置传感器28检测到的位置与由自动转向系统给出的例如基于GPS数据的设定值进行比较。控制装置相应地控制液压驱动装置6。
当转向被手动转向部分3接管时，由位置传感器28检测到的值与给定的设定值之间将存在差异。该控制装置29检测到不能够将该差异最小化。这可靠地指示了转向是由手动转向部分3执行的。
转向阀5包括装置33、34以在致动所述手动转向部分3时将转向阀元件9返回到预定位置范围。通过使控制装置29识别阀元件9在明确限定的或预定位置范围内的位置，可以说手动转向部分3的致动已经发生，并且可以停止例如通过使用全球定位系统(GPS)的控制单元的自动转向功能。
返回装置33、34例如可以是弹簧的形式。
为了避免不清楚的情况，例如，转向阀元件9处于空档位置并且控制装置29不能确定手动转向部分3是否已经被致动，转向阀元件9被控制成具有离开空档位置一些距离的位置，但是不向转向马达2输出任何流量。如果转向阀元件9随后被置于实际的空档位置，则控制装置知道手动转向部分已经被致动。

Claims (10)

1.一种液压转向装置(1)，包括高压端口(P)、低压端口(T)、两个工作端口(CL，CR)、手动转向部分(3)和具有转向阀(5)的转向阀部分以及液压地调节所述转向阀(5)的位置的液压驱动装置(6)，其特征在于，设置有切换阀(11)，所述切换阀(11)能够在第一位置和第二位置之间致动，在第一位置中，所述驱动装置(6)被供应有压力下的液压流体，在第二位置中，向所述驱动装置(6)的液压流体供应被中断，其中所述切换阀(11)通过在所述手动转向部分(3)的致动时产生的压力被液压地致动到所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的液压转向装置，其特征在于，在所述第二位置，所述切换阀(11)将所述液压驱动装置(6)的高压驱动端口(PE)连接到所述低压端口(T)。
3.根据权利要求1或2所述的液压转向装置，其特征在于，在所述第二位置，当产生所述压力时，所述切换阀(11)中断所述转向阀(5)和所述工作端口(CL，CR)之间的连接。
4.根据权利要求1或2所述的液压转向装置，其特征在于，所述压力作用在辅助阀(12)上，当产生所述压力时，所述辅助阀(12)建立所述手动转向部分(3)和所述工作端口(CL，CR)之间的连接。
5.根据权利要求1或2所述的液压转向装置，其特征在于，所述转向阀(5)包括两个驱动端口(7，8)，其中每个所述驱动端口(7,8)通过在所述切换阀(11)的所述第二位置打开的阀装置(23,24)被连接至返回管线(22)。
6.根据权利要求5所述的液压转向装置，其特征在于，当产生所述压力时，所述返回管线(22)通过所述切换阀(11)连接到所述低压端口(T)。
7.根据权利要求6所述的液压转向装置，其特征在于，所述阀装置包括用于每个驱动端口的远离所述驱动端口(7,8)朝向所述返回管线(22)打开的止回阀(23,24)。
8.根据权利要求6所述的液压转向装置，其特征在于，所述返回管线(22)通向所述驱动装置的供应管线(6a)，所述供应管线(6a)在所述切换阀(11)的第二位置连接到所述低压端口(T)。
9.根据权利要求1或2所述的液压转向装置，其特征在于，所述转向阀(5)连接到位置传感器(28)，所述位置传感器(28)连接到控制装置(29)，所述控制装置(29)将给定设定值和由所述位置传感器(28)检测到的位置值进行比较。
10.根据权利要求1或2所述的液压转向装置，其特征在于，所述转向阀(5)包括用于在所述手动转向部分(3)启动时将转向阀元件(9)返回到预定位置范围的装置(33，34)。
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