MXPA98008562A - Direccion para vehiculo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una dirección para vehículo con manubrio de dirección, en particular volante de dirección, accionado por el conductor, asícomo un agregado de ajuste motriz subordinado a las ruedas de dirección del vehículo, con el cual el manubrio de dirección estáunido en cuanto a acción a través de un trayecto de regulación, cuyo regulador, para una comparación de valor teórico y real, estáconectado del lado de la entrada con un emisor de valor teórico accionado por el manubrio de dirección, asícomo a un emisor de valor real que registra elángulo de dirección de las ruedas de dirección del vehículo, caracterizada porque se prevén un agregado de ajuste hidráulico y, para su accionamiento, dos circuitos hidráulicos separados, con respectivamente un agregado de válvula de control propio, de preferencia constructivamente diferente al correspondiente agregado del otro circuito hidráulico, y porque una disposición de válvula de seguridad puede conmutar entre un estado normal, en el cual estáactivo uno de los circuitos hidráulicos, asícomo un estado de emergencia, en el cual estáactivo el otro circuito hidráulico.

Description

DIRECCIÓN PARA VEH CULO La invención se refiere a una dirección para vehículo con un manubrio de dirección, en particular un volante de dirección, operado por el conductor, así como el agregado de ajuste motriz subordinado a las ruedas directrices del vehículo, con el que el manubrio de dirección está unido por acción a través de un trayecto de regulación, cuyo regulador, para una comparación de valor teórico y real, está conectado del lado de entrada a un emisor de valor teórico accionado por el manubrio de dirección, así como a un emisor de valor real que registra el ángulo de dirección de las ruedas de dirección del vehículo. Actualmente, los vehículos particulares y vehículos similares están equipados por lo regular con servodirecciones hidráulicas, en las que el volante de dirección está acoplado mecánicamente por fuerza con las ruedas de dirección del vehículo, es decir, existe una propulsión de paso mecánica entre volante de dirección y ruedas de dirección del vehículo. Además, éstas están unidas en cuanto a accionamiento con un agregado de ajuste motriz, el cual se controla según las fuerzas, o bien, los pares transferidos entre volante de dirección y ruedas de dirección del vehículo. Para ello, determinadas piezas, por ejemplo, piezas del eje, de la unión del accionamiento mecánico entre volante de dirección y ruedas de dirección del vehículo, están unidas entre sí de manera elástica, de modo que las piezas, o bien, piezas del eje citadas, según las fuerzas o los pares respectivamente actuantes, realizan relativamente entre sí una elevación de ajuste más o menos grande, o bien, un giro más o menos grande. Con esta elevación de ajuste o este giro relativo, se acciona después una servoválvula que controla el agregado de ajuste hidráulico. Eventualmente, mediante esta elevación de ajuste, o bien, este giro relativo, se puede controlar también un agregado de ajuste eléctrico. En el caso de aviones, es conocido unir únicamente en lo que respecta a la acción, las alas guía y las aletas de hipersustentación y similares, con manubrios asignados, a través de un trayecto de regulación, accionando el manubrio un emisor de valor teórico y las aletas de hipersustentación, o bien, las alas guía, un emisor de valor real, y procesando el regulador del trayecto de regulación las señales del emisor de valor teórico y real, en el sentido de una comparación de valor teórico y real y, dependiendo del resultado de dicha comparación, controla agregados de ajuste motriz para las alas guía, o bien, las aletas de hipersustentación. Este concepto, conocido también como "Fly by wire", es ahora tan confiable, que incluso los aviones de pasajeros se equipan de manera correspondiente.

En principio también es posible prever disposiciones comparables en las direcciones para vehículos, como lo muestra la Patente Europea 05 39 823 Al. En dicho documento no se renuncia por completo a una propulsión de paso mecánica entre el manubrio de dirección y las ruedas de dirección del vehículo. Más bien se prevé desactivar la propulsión de paso mecánica en el caso de que el trayecto de regulación trabaje perfectamente. De esta manera se tiene la posibilidad en el caso de funcionamiento normal, de efectuar una característica de dirección que depende de los parámetros y que varía de la propulsión de paso mecánica. El objeto de la invención es proporcionar una disposición ventajosa para una dirección del tipo citado al inicio. Dicho objetivo se logra de conformidad con la invención, previendo un agregado de ajuste hidráulico, y para su accionamiento, dos circuitos hidráulicos con respectivamente agregado de válvula de control propia, constructivamente diferente al agregado correspondiente del otro circuito hidráulico, y cuando una disposición de válvula de seguridad puede conmutar entre un estado normal conmutable mediante accionamientos de ajuste motrices libres de inhibición propia, en el cual está activo uno de los circuitos hidráulicos, así como un estado de emergencia que se puede conmutar mediante la fuerza antagonística permanentemente presente con los accionamientos de ajuste desactivados, en el cual está activo el otro circuito hidráulico. La invención se basa en la idea general de, al renunciar a una propulsión de paso mecánica entre manubrio de dirección y ruedas de dirección del vehículo y una unión sólo en cuanto a acción del manubrio de dirección y las ruedas de dirección del vehículo, emplear sistemas hidráulicos a través de un trayecto de regulación para el accionamiento de dirección de las ruedas de dirección del vehículo, cuyas partes esenciales también se utilizaron en servodirecciones convencionales y se caracterizaron ahí por una alta confiabilidad. Además, se garantiza una redundancia (asimétrica), previendo circuitos hidráulicos dobles con disposiciones de válvula de control diferentes, independientes entre sí. Convenientemente, los agregados de válvula de control poseen accionamientos de ajuste electromagnéticos, controlados del lado de la salida por el regulador, cuyo suministro de corriente eléctrica se efectúa en el caso normal mediante una batería principal del vehículo, la cual puede abastecer también a otros consumidores de corriente eléctrica del vehículo. Adicionalmente, se puede prever una batería de emergencia, para poder disponer eventualmente de un segundo abastecedor de corriente eléctrica.

Si además se prevén bombas hidráulicas dobles, pudiendo accionarse una bomba hidráulica por el motor del vehículo y la otra, eléctricamente, y si además, mediante una reticulación de los circuitos hidráulicos entre sí a través de válvulas de bloqueo, se crea la posibilidad de eventualmente utilizar partes del sistema de un circuito hidráulico también en el otro, se puede lograr en su totalidad una dirección para vehículo extremadamente segura, sin la necesidad de una propulsión de paso mecánica entre el manubrio de dirección y las ruedas de dirección del vehículo. De esta manera se logra asimismo, en comparación con vehículos con acoplamiento mecánico forzado entre el manubrio de dirección y las ruedas de dirección del vehículo, ofrecer la ventaja de que en caso de accidente la dirección tiene altas posibilidades de seguir funcionando y el manubrio de dirección no puede ser desplazado hacia el conductor por elementos de la propulsión de paso mecánica. Por lo demás, en lo que respecta a las características preferidas de la invención, se remite a las reivindicaciones, así como a la siguiente ilustración del dibujo, con base en el cual se describen variantes de realización particularmente preferidas. La Figura 1 muestra una representación tipo esquema de conexiones de una primera forma de realización, en la cual la bomba hidráulica del circuito hidráulico que actúa en el caso normal, en la posición central del agregado de válvula de control subordinado, está unida del lado de la presión con un depósito hidráulico relativamente sin presión. La Figura 2 muestra una variante de la forma de realización según la Figura 1, en la cual el agregado de válvula de control del circuito hidráulico que actúa en el caso normal, presenta un centro cerrado. Y la Figura 3 muestra una forma de realización, en la cual también el agregado de ajuste hidráulico de las ruedas de dirección del vehículo, está presente por duplicado. En todas las figuras, las válvulas se muestran en su posición asumida respectivamente durante su operación normal . Según la Figura 1, un vehículo no reproducido en detalle, posee en el ejemplo mostrado dos ruedas de dirección del vehículo 1, las cuales están dispuestas respectivamente en una suspensión de rueda 2, alojada elásticamente en el vehículo y, para dirigir las ruedas de dirección del vehículo 1, de manera giratoria alrededor de un eje superior del vehículo. Las suspensiones de ruedas 2 están unidas mediante barras de acoplamiento 3, con un agregado de ajuste hidráulico 4, el cual en el ejemplo mostrado está conformado como agregado de émbolo-cilindro hidráulico de acción doble. Las dos cámaras hidráulicas del agregado de ajuste 4, divididas entre sí por el émbolo del agregado de ajuste hidráulico 4, están conectadas a líneas de conexión 5 y 6, así como 7 y 8, de dos circuitos hidráulicos separados entre sí . Un primer circuito hidráulico subordinado a las líneas de conexión 7 y 8, posee una bomba hidráulica 10 accionada por el motor del vehículo 9, la cual está conectada del lado de aspiración con un depósito hidráulico 11 relativamente sin presión, y del lado de la presión, a través de una válvula de retención 12 siempre con carga de cerrado, la cual evita el flujo en dirección de la bomba 10, con una conexión de una válvula de bloqueo 13 conformada como válvula 4/2. Esta válvula de bloqueo 13 posee además una conexión con el depósito 11, así como dos conexiones unidas a un agregado de válvula de control 14. Este agregado de válvula de control 14 conformado como válvula proporcional, bloquea con respecto a afuera, en su posición central mostrada, las líneas de conexión 7 y 8 unidas a él y comunica las conexiones que llevan a la válvula de bloqueo 13. Al desviarse de la posición central, se liberan las uniones estranguladas de manera controlable entre las conexiones del agregado de válvula de control 14 que llevan a la válvula de bloqueo 13 y las líneas de conexión 7 y 8. El segundo circuito hidráulico posee una bomba hidráulica 16 accionable mediante un motor eléctrico 15, la cual está conectada del lado de la aspiración nuevamente con el depósito hidráulico 11, y del lado de la presión, a través de dos válvulas de retención 17 y 18 permanentemente cargadas en dirección del cerrado, las cuales sólo permiten un flujo hidráulico que se aleja de la bomba 16, comunica por un lado con el acumulador de presión hidráulico 19, y por el otro, con una conexión de un agregado de válvula de control 20 conformado como válvula 4/3. Las demás conexiones del agregado de válvula de control 20 son, por un lado, con el depósito 11, y por el otro, a través de una válvula de bloqueo 21 nuevamente conformada como válvula 4/2, con las líneas de conexión 5 y 6. Mediante una válvula de bloqueo 22, las líneas de unión entre el agregado de válvula de control 20 y la válvula de bloqueo 21, se pueden bloquear entre sí o unir entre sí, o bien, con el depósito 11. Entre las salidas de las válvulas de retención 12 y 17, se prevé una válvula de bloqueo 23. Un volante de dirección 24 accionado por el conductor, está unido en cuanto a accionamiento con un emisor de valor teórico 25 para el ángulo de dirección deseado de las ruedas de dirección del vehículo 1. Dicho emisor de valor teórico 25 está conectado a la entrada de una computadora 26, la cual está conectada a través de otra entrada con un emisor de valor real 27, el cual registra el ángulo de dirección real de las ruedas de dirección del vehículo 1. Además, la computadora 26 puede estar conectada del lado de la entrada con otros sensores, o bien, emisores de señales para parámetros adicionales . Del lado de la salida, la computadora 26 controla los imanes de ajuste de las válvulas 13, 14 y 20 a 23, así como el motor eléctrico 15, pudiendo estar subordinada a la computadora 26, así como a los imanes de ajuste y el motor eléctrico 15 controlados por ella, una batería adicional 28 separada de la batería principal del vehículo, para en caso de emergencia, poder garantizar un suministro de corriente eléctrica, incluso cuando la batería principal falle o dentro de la red de corriente suministrada por la misma aparezca una deficiencia. La disposición mostrada trabaja de la siguiente manera : En el caso normal, las válvulas 13 y 20 a 23 tienen las posiciones mostradas. Debido a una comparación del valor real y el teórico efectuada por la computadora 26 entre las señales del emisor de valor teórico 25 y las señales del emisor de valor real 27, la computadora 26 controla la válvula proporcional 14, es decir, si no existe diferencia entre el valor teórico y el real, la válvula proporcional 14 adopta la posición central mostrada, en la cual el émbolo del agregado de ajuste 4 está prácticamente bloqueado y las ruedas de dirección 1 mantienen sin variación el ángulo de dirección ajustado. La bomba 10 accionada por el motor del vehículo 9, impulsa en este estado de la válvula proporcional 14 sólo en circulación, pues el lado de presión de la bomba 10 está unido a través de la válvula proporcional 14 con el depósito 11, al cual también está conectado el lado de aspiración de la bomba 10. En cuanto aparece una diferencia entre el valor teórico y el real en el ángulo de dirección, la válvula proporcional 14 se desplaza de la posición central mostrada, más o menos lejos, en una dirección o en otra, con la consecuencia de que ahora, entre las líneas de conexión 7 y 8, y así, entre los dos lados del émbolo del agregado de ajuste 4, se produce una diferencia hidráulica más o menos grande, en una u otra dirección y lleva a un desplazamiento más o menos rápido del agregado de ajuste 4, y con ello, a una variación del ángulo de dirección de las ruedas de dirección del vehículo 1. Si la válvula proporcional 14 presentara una falla, el agregado de ajuste 4 se puede accionar sin problemas a través de la válvula de control 20. Para ello, se abre la válvula de bloqueo 21. En cuanto la computadora a26, debido a una diferencia entre valor teórico y real del ángulo de dirección, desplaza en una u otra dirección la válvula de control 20, fuera de la posición central completamente cerrada mostrada, el agregado de ajuste, en uno de los lados de su émbolo, se ve cargado más o menos fuertemente mediante presión del acumulador 19, el cual se mantiene siempre cargado, incluso durante la operación normal, y en la siguiente operación, según la posición de la válvula de bloqueo 23, se recarga mediante la bomba 16 y/o la bomba 10. Para hacer posible el recargado a través de la bomba 10, la válvula de bloqueo 13 eventualmente se cierra, de modo que el lado de presión de la bomba 10, a pesar del centro abierto de la válvula proporcional 14, no tiene comunicación con el depósito 11. De preferencia, las válvulas de control 14 y 20 son constructivamente diferentes, conformando, por ejemplo, la válvula proporcional 14 como válvula corrediza y la válvula de control 20 como válvula controlada por asiento. Si ambas válvulas están conformadas como válvulas corredizas, deben presentar un juego diferente entre corredera y alojamiento, para en el caso de un eventual ensuciamiento del medio hidráulico, evitar un bloqueo simultáneo de ambas válvulas 14 y 20. Al abrir las válvulas de bloqueo 21 y 22, eventualmente el agregado de ajuste 4 en cada estado de operación, se puede conmutar sin presión y, así, a movimiento libre. De esta forma existe la posibilidad de controlar las ruedas de dirección 1 eventualmente mediante otro sistema (no mostrado) , por ejemplo, a través de una acción de freno distinta en la rueda de dirección del vehículo 1 derecha e izquierda. A diferencia de la forma de realización mostrada, eventualmente entre la válvula proporcional 14 y el agregado de ajuste 4, se puede prever otra válvula de bloqueo, similar a la válvula de bloqueo 21, adoptando dicha válvula normalmente su posición abierta. Esta válvula de bloqueo adicional se puede cerrar en el caso eventual de que la válvula de control 14 bloquee, para así, independientemente de la posición de bloqueo de la válvula 14, evitar una fuga del medio hidráulico a través de la válvula 14 del agregado de ajuste 4 al depósito 11. La forma de realización de la Figura 2 se diferencia de la forma de realización según la Figura 1, en primer lugar sobre todo porque la válvula proporcional 14 presenta un centro completamente cerrado, que no permite ninguna fuga del medio hidráulico del lado de presión de la bomba 10 al depósito 11. Como la bomba 10 es accionada permanentemente por el motor del vehículo 9 y para que mueva continuamente medio hidráulico, en el lado de presión de la bomba 10 se prevé una válvula de circulación 29, la cual se abre en la posición central de la válvula proporcional 14, cuando el acumulador de presión hidráulico 19, en el ejemplo de la Figura 2 continuamente recargare también a través de la bomba 10, esté suficientemente cargado.

Además, en la Figura 2, entre la válvula proporcional 14 y el agregado de ajuste 4, se muestra la otra válvula de bloqueo 30 sólo citada en la descripción anterior de la Figura 1. Esta válvula 30 se cierra en caso de falla de la válvula 14, cuando el accionamiento del agregado de ajuste 4 después de abrir la válvula 21, deba efectuarse a través de la válvula de control 20. En la Figura 3 se muestra un sistema, en el que el agregado de ajuste 4 presenta dos órganos de émbolo-cilindro 4' y 4' ', de acoplamiento forzado entre sí, en una disposición paralela, los cuales pueden conmutar respectivamente de forma independiente de las posiciones de las válvulas proporcional, o bien, de control 14 y 20, mediante válvulas de bloqueo 31 y 32, a movimiento libre, es decir, a una comunicación de sus espacios de trabajo de émbolo entre sí, así como con el depósito 11. En el caso normal, la válvula de bloqueo 31 se mantiene abierta y la válvula de bloqueo 32, cerrada, de modo que sólo puede accionarse el agregado de émbolo-cilindro 4'1. Las válvulas de control, o bien, proporcional 14 y , están conformadas ambas con centro completamente cerrado. Cada una de las bombas 10 y 16 está asignada del lado de la presión a acumuladores de presión hidráulicos propios 19', o bien, 19 ' ' . Mientras que la bomba 16, como en las formas de realización de las Figuras 1 y 2, es accionada por un motor eléctrico 15 controlable y eventualmente desactivable, y así, siempre puede trabajar según las necesidades, la bomba 10 es accionada nuevamente por el motor del vehículo 9, independientemente de la respectiva necesidad de movimiento, controlándose después mediante el ajuste de la válvula de circulación 29, el flujo de movimiento real hacia el acumulador 19 ' ' , o bien, hacia la válvula proporcional 14. La línea de unión con la válvula de bloqueo 23, prevista de preferencia entre los acumuladores 19 ' y 19 ' ' , ofrece la posibilidad de poder cargar cada acumulador 19' y 19'' mediante cada una de las bombas 10 o 15. En caso de fallas del o en el circuito hidráulico en el lado del agregado de émbolo-cilindro 4' ', se abre la válvula de bloqueo 32 cerrando simultáneamente la válvula de bloqueo 31, de modo que ahora sólo se puede accionar el agregado de émbolo-cilindro 4 ' a través del control de la válvula de control 20. En todas las formas de realización mostradas, las bombas 10 y 16 pueden eventualmente trabajar también en operación tándem, pues ambas bombas 10 y 16 se pueden conectar o están conectadas respectivamente con cada una de las válvulas 14 y 20. Además, respectivamente la bomba 10 o 16 de uno de los circuitos hidráulicos se puede integrar en el otro circuito hidráulico. En todas las formas de realización, las válvulas pueden estar conformadas al menos parcialmente, de tal manera que en sus posiciones previstas para estados de emergencia son impulsadas por resortes de ajuste y, correspondientemente, los imanes de ajuste libres de auto-inhibición previstos para desplazar las válvulas contra los resortes de ajuste, sólo se deben desconectar del suministro de corriente eléctrica.

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera una novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Una dirección para vehículo con manubrio de dirección, en particular volante de dirección, accionado por el conductor, así como un agregado de ajuste motriz subordinado a las ruedas de dirección del vehículo, con el cual el manubrio de dirección está unido en cuanto a acción a través de un trayecto de regulación, cuyo regulador, para una comparación de valor teórico y real, está conectado del lado de la entrada con un emisor de valor teórico accionado por el manubrio de dirección, así como a un emisor de valor real que registra el ángulo de dirección de las ruedas de dirección del vehículo, caracterizada porque se prevén un agregado de ajuste hidráulico y, para su accionamiento, dos circuitos hidráulicos separados, con respectivamente un agregado de válvula de control propio, de preferencia constructivamente diferente al correspondiente agregado del otro circuito hidráulico, y porque una disposición de válvula de seguridad puede conmutar entre un estado normal, en el cual está activo uno de los circuitos hidráulicos, así como un estado de emergencia, en el cual está activo el otro circuito hidráulico.

2. Una dirección para vehículos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque un solo agregado de ajuste se puede conectar con ambos circuitos hidráulicos, pudiendo bloquearse las líneas de conexión asignadas a los circuitos hidráulicos, mediante el agregado de válvula de control asignado al respectivo circuito hidráulico y/o mediante válvulas de bloqueo por separado .

3. Una dirección para vehículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agregado de ajuste presenta dos agregados de accionamiento paralelos entre sí, los cuales están subordinados respectivamente a uno de los circuitos hidráulicos.

4. Una dirección para vehículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque se prevén bombas por duplicado y presentan accionamientos independientes entre sí.

5. Una dirección para vehículo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque una de las bombas se puede accionar mediante el motor del vehículo, y la otra mediante un motor eléctrico controlable.

6. Una dirección para vehículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los lados de presión de las bombas están conectados, o bien, se pueden conectar entre sí.

7. Una dirección para vehículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los agregados de válvula de control presentan una construcción diferente .

8. Una dirección para vehículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque adicionalmente a la red eléctrica del vehículo, se prevén un suministro de corriente de emergencia y una batería adicional .