CN117465548A - 转向系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种转向系统(1)，该转向系统包括：具有供应端口(P)和回流端口(T)的供应端口布置、具有转向传感器(5)的转向命令装置、连接到转向传感器(5)的控制器(9)、由控制器(9)控制的电液转向阀(8)、以及具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置，其中，工作端口装置通过转向阀(8)连接到供应端口装置。这样的转向系统应该具有良好的舒适性。为此，转向命令装置包括连接到液压泵送单元(7)的转向盘(4)，其中，泵送单元(7)是具有用于产生流动阻力的装置的液压回路(11)的一部分。

Description

转向系统
技术领域
本发明涉及一种转向系统，该转向系统包括具有供应端口和回流端口的供应端口布置、具有转向传感器的转向命令装置、连接到转向传感器的控制器、由控制器控制的电液(electro-hydraulic)转向阀、以及具有两个工作端口的工作端口装置，其中，工作端口装置通过转向阀连接到供应端口装置。
背景技术
这种转向系统例如从DE 102007053024B4获知。配备有这种转向系统的车辆一方面可以在电液转向阀的控制下转向，另一方面也可以在传统转向单元的控制下进行转向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好舒适性的转向系统。
该目的通过如开头所述的转向系统来解决，其中，转向命令装置包括连接到液压泵送单元的转向盘，其中，泵送单元是具有用于产生流动阻力的装置的液压回路的一部分，其中，液压回路通过安全阀连接到转向阀，该安全阀建立或中断液压回路与转向阀之间的液压流动路径。
在这样的系统中，电液转向阀是用于控制进出工作端口装置的流量的主要装置，即，用于确定输送到连接到工作端口装置的工作端口的转向马达的液压流体的量的装置。液压回路用于两个用途：在未受干扰的情况下，它会产生一种“转向感觉”，因为由转向盘驱动的泵送装置将液压流体泵送通过回路，并且回路显示出被泵送的流体的一定流动阻力。因此，旋转转向盘必须克服一定的扭矩，并且驾驶员体验到与当车辆由机械转向单元转向时产生的感觉相比较的感觉。在正常情况下，来自泵送单元的流体不用于转向目的，并且该流体仅用于“被循环泵送”。
在本发明的实施例中，安全阀在供应端口处缺乏压力的情况下在液压回路和工作端口装置之间建立液压连接。因此，安全阀是自动操作的，因此配备有转向系统的车辆的转向始终是可能的。
在本发明的实施例中，安全阀经由转向阀连接到工作端口装置。因此，不需要到工作端口装置的额外连接。
在本发明的实施例中，用于产生流动阻力的装置具有可变的节流孔。可变的节流孔是用于产生流动阻力的主要元件。当节流孔可变时，流动阻力也可以变化。因此，转向感觉可以适应不同的驾驶情况。例如，当车辆的速度低时可以具有低的流动阻力，而当车辆的速度高时可以具有高的流动阻力。
在本发明的实施例中，用于产生流动阻力的装置至少部分地布置在安全阀中。因此，不需要额外的装置。
在本发明的实施例中，用于产生流动阻力的装置的流动阻力取决于安全阀的阀位置。例如，安全阀可以具有可在壳体中或在套筒内移动的阀芯。阀芯与对应的对应件限定至少一个节流孔，该节流孔的尺寸随后由阀芯的位置限定。
在本发明的实施例中，液压回路包括连接到供应端口装置的转向感觉阀。转向感觉阀能够向液压回路提供额外的液压流量。因此，这样的流量可以支持转向盘的旋转，或者可以产生较大的反向扭矩。此外，转向感觉阀可以用于车辆的自定中心，即，可以用于使转向盘的角位置和转向轮的角位置对齐。
在本发明的实施例中，液压回路包括在连接泵送单元的两个端口的管线中的泄压阀装置。泵送单元将液压流体从一个端口驱动到另一个端口，其中，流动的方向取决于转向盘旋转的方向。泄压阀装置可以用于限定转向盘的最大扭矩。此外，它可以模拟转向盘无法进一步旋转的端部停止转向盘位置。
在本发明的实施例中，泄压阀装置包括两个泄压阀，其中，每一个泄压阀由泄压阀上的压差控制，并且由在远离另一个泄压阀的方向上打开的止回阀桥接。因此，这两个泄压阀可以布置在公共管线中。每个泄压阀上游侧的压力对应于由泵送单元的输出侧产生的压力，并且泄压阀的相对侧的压力基本上对应于泵送单元的输入侧处的压力。在这种情况下，止回阀处的压降可以忽略不计。
在本发明的实施例中，转向命令装置除了转向盘之外还包括转向命令装置，其中，转向轮通过可释放的联接器连接到泵送单元。转向命令装置例如可以是操纵杆等。当车辆通过操纵杆进行转向时，转向盘不必在车辆转向时旋转。可以通过使用可释放的联接器来防止这种旋转。
在本发明的实施例中，转向阀包括连接到安全阀的安全阀端口，其中，转向阀包括为转向的每个方向布置的主流体路径和止回阀装置，止回阀装置允许液压流体根据转向阀的阀位置从安全阀流动到工作端口中的一个工作端口并且从另一个工作端口离开流动到安全阀。因此，如果需要，由转向盘的旋转产生的液压流体的流量可以用于增加输送到工作端口装置的流量并增加转向速度。
在本发明的实施例中，在转向阀的中性位置，止回阀装置断开安全阀端口和回流端口之间的连接。这是一项额外的安全措施。液压流体不可能泄漏到回流端口。在紧急情况下，通过转向盘的旋转和泵送单元产生的所有液压流体流都供应到工作端口装置。
在本发明的实施例中，安全阀包括允许安全阀的远程致动的致动装置。例如，安全阀可以通过螺线管装置进行电动操作，或者通过相应的压力进行液压操作。
在本发明的实施例中，泵送单元是测量马达。在这种情况下，转向系统可以配备有传统的机械转向单元。
在替代实施例中，泵送单元是液压泵，特别是呈转向器形式的液压泵。因此，在这种转向单元中仅使用传统转向单元的一部分。
附图说明
现在，将参考附图对本发明的实施例进行更详细的描述，其中：
图1示意性地示出了转向系统；
图2示意性地示出了转向系统的部件；并且
图3示出了液压转向系统的一部分的第二实施例。利用与图1和图2中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
图1示意性地示出了转向系统1，该转向系统包括具有供应端口P和回流端口T的供应端口装置。供应端口P连接到泵2，该泵可以通过例如待由转向系统转向的车辆的燃烧发动机进行操作。回流端口T与箱3相连。
转向系统1包括转向盘4，转向盘形成转向命令装置的至少一部分。转向盘4连接到转向传感器5和柱6，转向盘4通过柱6连接到泵送单元7。泵送单元7可以呈传统液压转向单元的测量马达形式，或者可以是简单的液压泵，例如呈转向器(orbitrol)的形式。
转向系统还包括由控制器9控制的电液转向阀8，其中，控制器9接收转向传感器5的传感器信号。转向阀8包括具有两个工作端口L、R的工作端口装置，这两个工作端口L、R连接到转向马达10。
转向阀8用于在供应端口P和工作端口L、R中的一个之间建立连接，同时在工作端口R、L中的另一个和回流端口T之间建立连接。从泵2到转向马达10的流体流动方向取决于由转向传感器5检测到的转向盘4的旋转方向。转向传感器5不仅能够检测转向盘4旋转的角度，而且检测旋转速度。
泵送单元7连接到液压回路11，该回路具有用于产生流动阻力的装置，尤其是节流孔，如图2所示。此外，液压回路11通过安全阀12与转向阀8连接。安全阀12在液压回路11和转向阀8之间建立或中断液压流动路径。
因此，在“正常”条件下，配备有根据图1所述的转向系统的车辆仅在转向阀8的控制下转向，转向阀8又根据转向盘4的旋转而被致动。仅在紧急情况下，例如，当泵2的压力不足以致动转向马达10时，经由安全阀12和液压回路11建立泵送装置7和转向马达10之间的连接，使得转向盘4的旋转以受控的方式将液压流体驱动到转向马达10。
转向系统1的更多细节如图2所示。相同的元件用相同的附图标记表示。图2未示出转向传感器5。
泵送单元7包括两个端口L1、R1；根据转向盘4的旋转方向，这两个端口用作泵送单元7的输入端口和输出端口。两个端口L1、R1连接到液压回路11。液压回路11包括布置在安全阀12中的可变的节流孔13。图2示出了安全阀12的位置，其中，液压回路11和转向阀8之间的液压连接中断。在这种情况下，在泵送单元7的两个端口L1、R1之间形成一个回路，该回路包含由节流孔13产生的流动阻力，因此液压流体仅被“循环泵送”，并产生与用于旋转转向盘4的扭矩有关的反扭矩。
应当注意的是，节流孔13可以是可变的节流孔。节流孔13的流动阻力可以通过改变安全阀12的位置来改变。为此，安全阀12可以例如配备有可在壳体中移位的阀芯。节流孔13可以由阀芯和壳体中的相应开口形成，使得该阀芯在壳体中的位移改变节流孔13的流动阻力。
安全阀12可以被电致动。为此，它包括一个或多个螺线管14、15，这些螺线管可以用于例如使阀芯在壳体中移位。在替代实施例中，安全阀12可以被液压地致动。
安全阀12的致动可以例如在泵2的压力降低到预定水平以下时自动进行。
液压回路11还包括转向感觉阀16，该转向感觉阀连接到供应端口P和回流端口T。转向感觉阀16可以例如用于车辆的自定中心，即用于转向盘位置的电跟随。此外，它可以用于改变液压回路11中的压力条件。例如，当供应端口P连接到泵送装置7的左手端口L1并且转向盘4向左手方向旋转时，驾驶员必须产生更大的扭矩来旋转转向盘4。另一方面，当驾驶员在相同的条件下将环形转向盘4旋转到右手侧时，他需要比以前更少的扭矩。因此，转向感觉阀16可以改变驾驶员在转向盘4处体验到的车辆的反馈。
此外，液压回路11包括连接泵送单元7的两个端口L1、R1的管线17中的泄压阀装置。泄压阀装置包括两个泄压阀18、19。每个泄压阀18、19在打开方向上分别通过与相应的泄压阀连接的泵送单元7的端口L1、R1处的压力加载。泄压阀18、19在关闭方向上由泄压阀18、19的相应出口处的压力加载。此外，每一个泄压阀18、19通过止回阀20、21桥接，止回阀在远离另一个泄压阀19、18的方向上打开。
因此，具有两个泄压阀18、19的泄压阀装置可以用于限定必须由转向盘5克服的最大扭矩。当超过该扭矩时，例如当泵送装置7的左端口L1处的压力过高时，安全阀18打开，并且允许流体经由另一个泄压阀19的止回阀21逸出至泵送单元7的右端口R1。
此外，它可以用于限制可以模拟端部停止转向盘位置的压力。
在图1中，示出了可释放的联接器22，它将转向盘4的柱6连接到泵送单元7。因此，例如，可以通过流经液压回路11的流量致动泵送单元7，而无需旋转转向盘4。
液压回路11还可以用于向工作端口装置的工作端口L、R供应额外的液压流量，例如，以提高转向速度。为此，安全阀12从图2所示的关闭位置移动到打开位置，在该打开位置，液压回路11和转向阀8之间建立了连接。
转向阀8包括与安全阀12连接的安全阀端口L2、R2。
转向阀8包括具有止回阀23-29的止回阀装置。转向阀8包括主流体路径装置，该主流体路径装置由用于转向的每个方向的两个流动路径32(30)、33(31)表示(一个流动路径通向左工作端口L并且从右工作端口R返回，而另一个流动路径通向右工作端口R并且从左工作端口L返回)。止回阀装置的止回阀23-29允许液压流体根据转向阀8的阀位置从安全阀12流到其中一个工作端口并且从另一个工作端口返回到安全阀2。
哪些止回阀处于激活状态取决于转向阀8的位置。安全阀端口L2连接到远离安全端口L2打开的止回阀23，或者连接到在朝向安全阀端口L2的方向上打开的止回阀25。根据转向阀8的位置，与止回阀24、26相连的另一个安全阀端口R2也是如此。在转向阀8的中性位置，左安全阀端口L2连接到止回阀27，右安全阀端口R2连接到止回阀28。两个止回阀27、28通过相应的安全阀端口L2、R2处的压力而关闭。此外，两个止回阀27、28之间的连接部连接到另一个止回阀29，该止回阀29在朝向回流端口T的方向上关闭。
图3示出了液压转向系统1的一部分的第二实施例。利用与图1和图2中相同的附图标记表示相同的元件。
泵送单元7’呈液压转向单元的形式，包括测量马达35和转向阀34。转向阀34以本领域中已知的方式包括阀芯和套筒，该阀芯和套筒布置在壳体中并且能够相对于彼此旋转。阀芯连接到转向盘的柱6。当转向盘旋转时，阀芯相对于套筒旋转，并且打开一些节流孔而关闭其他一些节流孔。此外，柱6连接到测量马达35，该测量马达35在本实施例中用作液压泵。这种泵送单元7’也被称为“转向器”。
安全阀12布置在测量马达35和转向盘34之间。因此，当安全阀没有“激活”时，即处于图示的将测量马达35短路的位置时，安全阀12仅用于在液压回路中产生流动阻力。

Claims (15)

1.一种转向系统(1)，包括：具有供应端口(P)和回流端口(T)的供应端口装置、具有转向传感器(5)的转向命令装置、连接到所述转向传感器(5)的控制器(9)、由所述控制器(9)控制的电液转向阀(8)、以及具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置，其中，所述工作端口装置通过所述转向阀(8)连接到所述供应端口装置，其特征在于，所述转向命令装置包括连接到液压泵送单元(7、7’)的转向盘(4)，其中，所述泵送单元(7、7’)是具有用于产生流动阻力的装置的液压回路(11)的一部分。
2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，用于产生所述流动阻力的所述装置具有可变的节流孔(13)。
3.根据权利要求1或2所述的转向系统，其特征在于，所述液压回路(11)通过安全阀(12)连接到所述转向阀(8)，所述安全阀建立或中断所述液压回路(11)与所述转向阀(8)之间的液压流动路径。
4.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述安全阀(12)在所述供应端口(P)处缺乏压力的情况下在所述液压回路(11)和所述工作端口装置之间建立液压连接。
5.根据权利要求3或4所述的转向系统，其特征在于，所述安全阀(12)经由所述转向阀(8)连接到所述工作端口装置。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的转向系统，其特征在于，用于产生所述流动阻力的所述装置至少部分地布置在所述安全阀(12)中。
7.根据权利要求6所述的转向系统，其特征在于，用于产生所述流动阻力的所述装置的流动阻力取决于所述安全阀(12)的阀位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述液压回路(11)包括连接到所述供应端口装置的转向感觉阀(16)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述液压回路(11)包括在连接所述泵送单元(7、7’)的两个端口(L1、R1)的管线(17)中的泄压阀装置，特别是包括两个泄压阀(18、19)，其中，每一个泄压阀(18、19)由该泄压阀(18、19)上的压力差控制，并且由在远离另一个泄压阀(19、18)的方向上打开的止回阀(20、21)桥接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述转向命令装置除了所述转向盘之外还包括转向命令装置，其中，所述转向轮(4)通过可释放的联接器(22)连接到所述泵送单元(7、7’)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的转向系统，其特征在于，转向阀(8)包括连接到所述安全阀(12)的安全阀端口(L2、R2)，其中，所述转向阀(8)包括用于每个转向方向的主流体路径(30、31；32、33)装置和止回阀装置(23-29)，所述止回阀装置(23-29)根据所述转向阀(8)的阀位置允许液压流体从所述安全阀(12)流到所述工作端口(L、R)中的一个工作端口并且从另一个工作端口(L、R)回流到所述安全阀(12)。
12.根据权利要求11所述的转向系统，其特征在于，在所述转向阀(8)的中性位置，所述止回阀装置(23-29)断开所述安全阀端口(L2、R2)与所述回流端口(T)之间的连接。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述安全阀(12)包括致动装置(14、15)，所述致动装置允许所述安全阀(12)的远程致动。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的转向系统，其特征在于，泵送单元(7)是测量马达。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述泵送单元(7’)是液压泵，特别是呈转向器形式的液压泵。
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