线控结构形式的车辆转向系统技术方案

本发明专利技术涉及一种线控结构形式的车辆转向系统，在驾驶者的方向盘和转向机构之间没有机械的连贯传动机构，在该转向机构上游设置由电子控制单元控制的执行器，该转向系统配有液压返回平面，该液压返回平面具有与方向盘耦联的液压输送单元以及与所述的转向机构耦联的液压执行单元，液压输送单元和液压执行单元能经过两个液压线路彼此相连，使得在执行器不能运转的情况下，能将方向盘旋转角经过液压输送单元和液压执行单元转换成相应的车轮转向角。两个液压线路能经过可切换的转向控制阀彼此相连，所述的转向控制阀设计为连续阀，其通流横截面能基本上连续地在两个极端位置“完全关断”和“完全开启”之间调节。该转向控制阀在执行器能运转的情况下也不保持在其完全开启位置上，而是保持在关断的位置上，或者被置于一个部分开启位置上，此时应取消在方向盘旋转角和车轮转向角之间基本上刚性的相配。执行器至少在完全关断的转向控制阀的情况下是如此加以控制的，使得对于相关转向过程在方向盘上设定出一个对于驾驶者可觉察到的、所谓的手力矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种线控结构形式的车辆转向系统，在驾驶者的方向盘和启动至少 一个可转向车轮的由驾驶者经过该方向盘所预定的转向运动的转向机构之间没有机械的 连贯传动机构(Durchtrieb)，能作用于该转向机构的是一个利用方向盘预定信号由电子控 制单元加以控制的执行器，该转向系统具有一个液压返回平面(Riickfallebene)，该液压 返回平面有一个与方向盘耦联的液压输送单元及一个与所谓的转向机构耦联的或者形成 该转向机构的液压执行单元，依此，液压输送单元和液压执行单元能经过两条液压线路 彼此相连，使得在执行器不能运转的情况下，一个以方向盘预定的方向盘旋转角则经过 液压输送单元和液压执行单元而转换到一个相应的方向盘转向角；在液压输送单元和液 压执行单元之间那两个所述的液压线路可经过一个可切换的所谓转向控制阀(Lenkventil) 彼此相连。就现有技术而言，例如可参考DE 198 01 393 Al。
技术介绍
所谓的转向线控系统，依此系统，由车辆的驾驶者在方向盘等上(代替方向盘 也可以配置一个可谓的旁操纵杆或其它所谓的转向把手，下面为了简明起见就只谈有关 方向盘以及针对方向盘的操作而言只谈方向盘旋转角的问题)所确定的转向愿望不是按 直接的机械方法即如当前普通的车辆上那样经过所谓的转向柱或转向轴以及与之相联的 转向机构(例如齿条转向机构)加以传递到可转向车轮的，而是用电的或液压的方法加以 传递的，这些所谓的转向系统就车辆上各系统部件的安装可能性而言都是有利的。有利 之处是，利用这些转向线控系统，也可不依赖于驾驶者的预定而调整可转向车轮上的转 向角，例如这样加以调整，使得可反制不稳定的行驶状态。一般地说，在采用转向线控 系统的情况下，在一个在方向盘上所设定的转向预定值(即方向盘旋转角)和根据这一转 向预定值而在可转向车轮上所实施的转向运动(即车轮转向角)之间没有刚性的相互关 系，所以有利的是可以在方向盘旋转角和车轮转向轮之间实现一种所谓的可变转向传动 比，这种传动比也可根据行驶速度加以改变。由于在转向线控系统中，不同用途的传感器，特别是还有由方向盘预定信号加 以控制地枢转可转向车轮的所述及的执行器，都可能发生故障，所以配置了一个所谓的 返回平面，该返回平面针对所要求的结构空间灵活性例如是设计成液压式的，而且可能 包含在权利要求1的前序部分中就此所列出的特征，即一个与方向盘相耦联的液压输 送单元；一个与所述及的转向机构相耦联的、在一特定实施形式中本身就形成转向机构 的液压执行单元；以及一个将这两个单元以液压方式彼此连接起来的液压回路。该液压 回路具有至少两条液压线路，液压执行单元经由这两条液压线路通过液压输送单元便能 将可转向的车轮朝一个方向或另一个方向枢转，因此无论液压输送单元或液压执行单元 例如从一个中点或零位出发都具有两个彼此逆向的“工作方向”。当然，只有当液压执 行单元可按一个方向或另一方向运行所经由的两条液压线路之间不存在短路的情况下， 液压输送单元才能够经过液压执行单元促使可转向的车轮实现枢转运动。按现有技术状况，当液压返回平面不应起作用的时候，那种短路是经过一条所谓的、在其上配有一个 简单的既可关断又可完全开启的截止阀的短路线路，由于该截止阀的开启而造成的。在 此情况下，在操作液压输送单元时，液压介质只能从该液压输送单元的一边经过开着的 短路线路而被循环到该液压输送单元的另一边。相反地，当液压返回平面例如由于所述 执行器的功能故障之故或者由其控制之故而须起作用的时候，以下(及在权利要求1的前 序部分中)称之为转向控制阀的该截止阀则被关断或者保持关断状态。此外，已知的转向线控系统具有一个所谓的转向力矩模拟器，利用该模拟器可 将一个与由驾驶者所采取的转向力矩相逆的力矩施加到转向盘上，借以使驾驶者获得一 个正常的转向感觉，从而好像对车行道有一种触觉的接触感。在现有技术状况中，这种 转向力矩模拟器是由一个作用于方向盘的电动机所形成的，该电动机被一个电子控制单 元适宜地如此加以控制，使得可以根据各种须加以考虑的边界条件在方向盘上设定出一 个所谓的手力矩或所谓的手力。
技术实现思路
这样一种以控制复杂的电动机为形式的独立的转向力矩模拟器当然有希望避免 的复杂性，因此提出一种相对较简单的如权利要求1的前序部分所述的车辆转向系统， 利用该转向系统便可有针对性地设定一个使驾驶者能在其方向盘上觉察出的手力矩(即 本专利技术的目的)。上述目的的解决方案的特征在于所述转向控制阀设计为连续阀，其通流横截 面可基本上在两个极端位置“完全关断”和“完全开启”之间连续地调节；该转向控 制阀在执行器能运转的情况下也不是被保持在其完全开启位置上，而是保持在关断位置 上，或者将之置于一个部分地开启位置上，此时应取消在关断的转向控制阀情况下方向 盘旋转角和车轮转向角之间的基本上刚性的相配，执行器至少在完全关断的转向控制阀 的情况下在一定程度上加以控制，使得为了有关转向过程可在方向盘上设定出一个按照 至少一个边界条件所希望的、对驾驶者可感觉到的所谓手力矩。其它有利设计和发展是 从属权利要求的内容。因此，本专利技术提出的转向系统，也就是说所谓的线控结构形式转向系统，在最 正常的工作点而言不作为单纯形式的线控系统加以操作，而应按照线控运转和激活的返 回平面之间的一种混合形式加以操作。依此，根据对转向控制阀的控制，将液压返回平 面完全地或部分地加以接通，与此同时所谓的线控范围的各元件都是起作用的。在驾驶 者的现有转向愿望的情况下，所述液压输送单元和所述执行器为了转换上述转向愿望而 彼此并联地工作，于此，驾驶者通过液压输送单元在其转向盘上基本获得一个手力矩， 执行器总归在关断的转向控制阀情况下并从而在完全激活的返回平面的情况下有助于上 述手力矩获得某个(合乎愿望的)值。当能够促成或阻止在返回平面的所述两个液压线路之间的短路的这种转向控制 阀在执行器能运转的情况下仍保持在其关断位置上时，便可经过该返回平面相应于一个 预定的方向盘旋转角而设定出一个车轮转向角，从而与此同时可通过适当控制执行器而 在方向盘上设定出一个所希望的手力矩。于此，后者可如此加以控制，使得在通过驾驶 者旋转方向盘和通过转向机构设定车轮转向角的情况下，可在所述的两个液压线路之间形成液压压差，这种液压压差是由于对可转向车轮在其转向过程中所施加的相反阻力所 引起的并通过液压输送单元加以转换的，该液压压差导致在方向盘上获得一个所希望的 手力矩。该手力矩可能与边界条件有关，因而特别是与车辆的行驶速度有关。也就是说，由于安全原因反正要使用已存在的为产生在方向盘上的手力矩所需 的液压返回平面，所以就不需要复杂的独立的转向力矩模拟器了。于此，在关断的转向 控制阀情况下，除了由于液压输送单元和液压执行单元之间的液压传递的弹性所产生的 偏差之外，获得了方向盘旋转角和车轮转向角之间的固定的相配。此外依本专利技术提出的转向系统，也可以保持刚才所述及的那种在方向盘旋转角 和车轮转向角之间的固定相配，从而可利用转向线控系统的另一有利性质，即可以设定 出一个与驾驶者的预定相偏离的车轮转向角，这一点大家都知道例如可以用来稳定一种 不稳定的行驶状态。按本专利技术提出的转向系统可通过以下措施达到上述目的所述及的 转本文档来自技高网...

【技术保护点】
线控结构形式的车辆转向系统，在驾驶者的方向盘（１）（一般性而言：转向把手）和促成至少一个可转向车轮（２０）的由驾驶者经过方向盘（１）预定的转向运动的转向机构（１９）之间没有机械的连贯传动机构，在该转向机构上游直接或间接地设置利用来自方向盘预定的信号而由电子控制单元（１７）控制的执行器（９、１０、１０′），该车辆转向系统配有液压返回平面，该液压返回平面具有与方向盘（１）耦联的液压输送单元（７）以及与所述的转向机构（１９）耦联的或形成该机转向机构的液压执行单元（１３），液压输送单元（７）和液压执行单元（１３）能经过两个液压线路（５、６）彼此相连，使得在执行器（９，１０，１０′）不能运转的情况下，能将利用方向盘（１）所预定的方向盘旋转角经过液压输送单元（７）和液压执行单元（１３）转换成相应的车轮转向角，在液压输送单元（７）和液压执行单元（１３）之间的两个所述的液压线路（５、６）能经过可切换的所谓的转向控制阀（１５、１５′）彼此相连，其特征在于：所述转向控制阀（１５、１５′）设计为连续阀，所述连续阀的通流横截面能基本上连续地在两个极端位置“完全关断”和“完全开启”之间调节，并且该转向控制阀在执行器（９）能运转的情况下也不保持在其完全开启位置上，而是保持在关断的位置上，或者如果应取消在关断的转向控制阀（１５、１５′）的情况下在方向盘旋转角和车轮转向角之间基本上刚性的相配，则被置于部分开启位置上，执行器（９）至少在转向控制阀（１５、１５′）完全关断的情况下被如此控制，使得对于相关转向过程在方向盘（１）上设定出根据边界条件所希望的、对于驾驶者可觉察到的、所谓的手力矩。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·博茨，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：DE