SE0950895A1 - Anordning för aktiv styrning och servostyrning med sådan anordning - Google Patents

Abstract

SAM MAN DRAG Anordning (70) för aktiv styrning av ett fordon med en Servostyrning, innefattande enventilkropp (22) anordnad att omställas i motsatta riktningar genom ett rattutslag förfördelning av en trycksatt fluid till ett fluiddrivet ställdon i servostyrningen. Enligt upp-finningen är ventilkroppen (22) uppdelad i ett par i de motsatta riktningarna inbördesrörliga delar (50, 60), och ställorgan (72) verkar mellan delarna (50, 60) att omställaventilkropppen (22) oberoende av rattutslaget. (Flo. 3)

Description

15 20 25 30 2 naler, t.ex. för att korrigera eller assistera föraren med hjälp av sensorer som avkän- ner vägbanans sträckning.

Fastän delarna beroende på typ av servostyrning likväl även kan vara t.ex. axiellt rörliga, är i en utföringsform av uppfinningen delarna roterbart lagrade omkring en gemensam axel, såsom en styrkolonnaxel.

Nämnda ställorgan kan då verka i ett tangentiellt spelrum mellan delarna. De utnyttjar då obetydligt extra utrymme i servostyrningen.

Ställorganen kan vidare innefatta ett par element som vart och ett verkar mellan mot- satta ytor hos delarna. Med ett sådant par motsatta element möjliggörs att delarna kan omställas i båda riktningarna och återföras till ett overksamt mittläge.

Ställorganen kan exempelvis vara piezoelektriska element. Två sådana motsatta ele- ment kan anordnas för att självverkande även återföra delarna till mittläget genom sin inneboende elasticitet.

Ställorganen kan även innefatta en trycksättbar fluid, som kan ingå i samma hydraul- system som används i servostyrningen.

Ställorganen kan vidare innefatta elektromagnetiska element, såsom ett antal elek- tromagneter.

Andra särdrag och fördelar med uppfinningen kan framgå av patentkraven och föl- jande beskrivning av utföringsexempel.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING FIG. 1 är en schematisk sidovy av en servostyrning enligt känd teknik som kan vara försedd med en anordning enligt uppfinningen; 10 15 20 25 30 3 FIG. 2 är en schematisk perspektivvy av med isärdragna delar av en del av servostyrningen i FIG. 1; FIG. 3 visar i större skala en bortbruten del 3 i FIG. 2 med delvis isärdragna delar och försedd med en piezoelektrisk anordning enligt uppfinningen; FIG. 4 visar två tvärsnittsvyer i olika lägen genom ett axiellt överlappande parti hos en delad ventilkropp enligt FIG. 2 och 3; FIG. 5 visar två vyer motsvarande FIG. 4 med en hydraulisk anordning enligt uppfin- ningen; och FIG. 6 visar vyer motsvarande FIG. 4 och 5 av ett par olika elektromagnetiska anord- ningar enligt uppfinningen.

Delar med liknande funktion har genomgående inbördes lika hänvisningsbeteckning- af.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I exemplet i FIG. 1 visas en med 10 allmänt betecknad servostyrning av känd typ.

Servostyrningen 10 har ett styrhus 12, som bildar en sektion av en styrkolonn och som kan roteras fram och tillbaka med en fordonsratt 14.

Vid fall av utebliven servofunktion kan ratten 14 medbringa en kulskruv 16, som står i gängingrepp med en vridfast lagrad kulmutterbussning 18. Bussningen 18 stär i sin turi kuggingrepp med en hävstång 42 som är ledat förbunden med en tryck- och dragstång 44 hos en styrmekanism 40 för ett par fordonshjul 46.

När normalt servostyrningen 10 är i funktion medbringar ratten 14 en ventilkropp 22 (FIG. 2) i ett ventilhus 24 hos en i FIG. 1 schematiskt framställd hydraulventil 20.

Ventilen 20 är av ej närmare visad open-center-typ. Vid omställning av ventilkroppen 22 i ventilen 20 genom en styrrörelse frän ratten 14, matas hydraulvätska frän en 10 15 20 25 30 4 pump 28 in i den ena eller andra änden av ett ställdon i form av en hydraulcylinder 30 genom ledningar 32 resp. 34. Kulmutterbussningen 18 som är tätad mot cylinderns 30 väggar kan alltså nu tjänstgöra som en hydraulkolv, som förstärker det vridmo- ment som föraren utövar på ratten 14 för att svänga fordonshjulen 46.

Mellan ratten 14, ventilkroppen 22 och kulskruven 16 / ventilhuset 24 verkar dessut- om en torsionsstäng 26 (FIG. 2) som återför ventilkroppen 22 till sitt centrala öppna läge med avseende på ventilhuset 24 när inget vridmoment utövas på ratten 14.

Som framgår av FIG. 3, är ventilkroppen 22 försedd med en anordning 70 enligt upp- finningen för möjlighet att överlagra en yttre styrsignal till servostyrningen på ovan- nämnda styrrörelse från ratten 14 till ventilkroppen 22. Den yttre styrsignalen kan hämtas till en fordonsdator 80 från en ej visad sensor, såsom en sensor som överva- kar en vägbanemarkering, och avges av fordonsdatorn 80 till ventilkroppen 22 via en signalomvandlare 84 och signalförbindelser 82, 86. ventilkroppen 22 är för detta ändamål uppdelad i två roterbart lagrade delar 50 och 60, nämligen en del 50 som tillhandahåller ventilfunktionen och en del 60 som kan vara fast förbunden med ratten 14. Delarna 50, 60 är teleskopiskt upptagna i var- andra genom en instickskoppling och inbördes rörliga i ett tangentiellt spelrum, som i det visade exemplet tillhandahålls genom att instickskopplingen är begränsat vridbar genom en axiell bom 52 som är upptagen med spel i ett axiellt spår 62. Som särskilt framgår av FIG. 4 och 5 kan de tangentiellt motsatta radiella ytorna 54, 64 på vardera sidan av bommen 52 då tjäna som anslagsytor för ställorgan 72 inrymda mellan ytor- na 54, 64. Ställorganen 72 kan vara anordnade att, när de är overksamma, hålla de- len 52 i ett tangentiellt mittläge relativt delen 62, och att när de är verksamma rotera delen 52 i ena eller andra riktningen. Ställorganen 72 behöver inte nödvändigtvis vara placerade invid varandra, utan bommen 52 kan ha valfri utsträckning i omkrets- riktningen.

I utföringsformen enligt FIG. 3 och 4 är ställorganen piezoelektriska element 72, som kan selektivt uppladdas och expanderas med signalomvandlaren 84 (FIG. 3). Såda- na element kan vara lämpliga när endast små ställrörelser behövs för att omställa delen 50 relativt delen 60. För att åstadkomma större ställrörelser kan de naturligtvis 10 15 20 25 5 placeras närmare den gemensamma rotationsaxeln. När det ena elementet 72 ex- panderar vid uppladdning kan det andra elementet 72 vara anordnat att komprimeras genom sin inneboende elasticitet. Elementens elastiska återgång till sin ursprungliga utsträckning i vinkelled, när inget av dem är aktiverat, kan även utnyttjas för att själv- verkande återföra delen 50 till det overksamma mittläget som visas i FIG. 4A I utföringsformen enligt FIG. 5 innefattar ställorganen 72 en trycksättbar fluid, såsom hydraulfluid, som kan fördelas till utrymmena mellan ytorna 54, 64 via en ventil 84 (FIG. 5A), eller direkt med en dubbelverkande, motordriven pump 84 (FIG. 5 B), för att omställa delen 50. Återföringen till mittläget kan i detta fall på ej visat sätt åstad- kommas genom användning av fjäderretur, i ventilkroppen 22 eller i pumpen 84, eller av vinkelgivare som ger signaler till ventilen/pumpen 84 via fordonsdatorn 80.

I FIG. 6A antyds schematiskt möjligheten att använda magnetiska ställorgan, såsom par av attraherande elektromagneter 72 i utrymmena på vardera sidan av bommen 52. För delens 50 återgång till det visade mittläget kan på ej visat sätt användas yt- terligare magneter eller fjäderretur.

Som antyds i FIG. 6B, är det även åtminstone tänkbart att utforma delarnas 50, 60 axiellt överlappande partier 72A och 72B som rotor resp. stator med en mellanlig- gande luftspalt hos en elmotor, liksom en stegmotor eller en tachometerstyrd elmotor, för att åstadkomma önskad vinkelrörelse mellan delarna 50 och 60.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta förståelsen och några onödiga begränsningar av uppfinningen ska inte uttolkas därifrån. De modifika- tioner som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskrivningen kan genomföras utan avvikelse från uppfinningstanken eller omfånget av efterföljande patentkrav.

Claims (8)

PATENTKRAV

1. Anordning (70) för aktiv styrning av ett fordon med en servostyrning (10), innefat- tande en ventilkropp (22) anordnad att omställas i motsatta riktningar genom ett rattutslag för fördelning av en trycksatt fluid till ett fluiddrivet ställdon (30) i servostyr- ningen; kännetecknad av att ventilkroppen (22) är uppdelad i ett par i de motsatta riktningarna inbördes rörliga delar (50, 60); och av ställorgan (72) verkande mellan delarna (50, 60) att omställa ventilkropppen (22) oberoende av rattutslaget.

2. Anordning enligt krav 1, varvid delarna (50, 60) är roterbart lagrade omkring en gemensam axel.

3. Anordning enligt krav 2, varvid nämnda ställorgan (72) verkar i ett tangentiellt spel- rum mellan delarna (50, 60).

4. Anordning enligt krav 3, varvid nämnda ställorgan innefattar ett par element (72), vart och ett verkande mellan motsatta ytor (54, 64) hos delarna (50, 60).

5. Anordning enligt något av föregående krav, varvid nämnda ställorgan innefattar piezoelektriska element (72). 7

6. Anordning enligt något av krav 1-4, varvid nämnda ställorgan innefattar en tryck- sättbar fluid (72).

7. Anordning enligt något av krav 1-4, varvid nämnda ställorgan innefattar elektro- magnetiska element (72, 72A, 72B).

8. Servostyrning (10) försedd med en anordning (70) enligt något av föregående krav.