用于车辆的转向装置的阀装置、转向装置和用于操控阀装置的方法和控制器与流程

1.本发明涉及一种用于车辆的转向装置的阀装置、一种转向装置以及用于操控阀装置的方法和控制器。


背景技术：

2.在车辆的转向系统、尤其在中型和重型商用车的前轴转向系统、也称为辅助力转向装置中，例如可以通过外部的单向液压泵运行滚珠循环转向传动装置。例如通过外部管路可以实现泵和转向传动装置之间的连接。因此，这样的转向系统的各个部件可以分布地布置在车辆中。


技术实现要素：

3.在此背景下，本发明的任务是实现用于车辆的转向装置的改进的阀装置、改进的转向装置、用于操控阀装置的改进的方法和改进的装置。
4.该任务通过具有装置权利要求1特征的阀装置、通过根据权利要求9的方法、通过根据权利要求10的控制器、通过根据权利要求11的计算机程序产品和通过根据权利要求13的转向装置来解决。
5.借助所提出的方案可实现的优点在于，例如能够实现快速的压降或线圈的均匀的热负载。
6.在此背景下提出一种用于车辆的转向装置的阀装置，该阀装置具有泵装置和阀和/或储存容器。泵装置又具有用于将工作介质泵送到泵装置的第一输出接头或第二输出接头的泵和用于驱动泵的马达。阀和附加地或替代地储存容器连接于泵装置的第一输出接头和泵装置的第二输出接头之间。
7.转向装置例如能够在车辆、例如商用车中使用。这意味着，可以是转向装置一部分的阀装置可以在车辆中使用。转向装置在此可以构造为用于辅助由车辆驾驶员确定的转向运动，因为车辆例如可以重达数吨。泵装置例如可以构造为用于泵送工作介质通过转向装置。马达例如可以作为电动机实现，并且泵可以作为双向液压泵实现。储存容器例如也可以称为膨胀器皿。工作介质例如可以是流体如液压油。
8.根据一个实施方式，阀装置可以具有至少一个止回阀，该止回阀连接于泵装置的第一输出接头与阀和附加地或替代地储存容器之间。附加地或替代地，止回阀和附加地或替代地一个另外的止回阀可以连接于泵装置的第二输出接头与阀和附加地或替代地储存容器之间。止回阀和附加地或替代地所述另外的止回阀有利地构造为用于确定或记忆工作介质的流动方向。
9.根据一个实施方式，止回阀可以构造为用于允许工作介质朝第一输出接头的方向通过，并且附加地或替代地，另外的止回阀可以构造为用于允许工作介质朝第二输出接头的方向通过。有利地，由此可以确定或记忆工作介质的流动方向。
10.根据一个实施方式，阀装置可以具有附加的止回阀，该附加的止回阀布置在第一输出接头和阀的第一阀接头之间。附加的止回阀在此可以构造为用于允许工作介质朝第一阀接头的方向通过。在这里也可以有利地由此确定或记忆工作介质的流动方向。
11.根据一个实施方式，阀装置可以具有另一止回阀，所述另一止回阀布置在第二输出接头和第一阀接头之间。在此，所述另一止回阀可以构造为用于允许工作介质朝第一阀接头的方向通过。由此可以确定或记忆流体的另一有利的流动方向。
12.根据一个实施方式，阀可以直接与储存容器连接。这意味着，阀与储存容器流体连接。有利地，工作介质和附加地或替代地工作介质中的部分可以由此借助阀排出到储存容器中。
13.根据一个实施方式，阀可以构型为比例阀。比例阀可以是连续阀，该连续阀借助比例电磁体允许阀打开的连续过渡。有利地，由此例如可以通过阀实现可变的体积流。
14.根据一个实施方式，阀可以构造为用于在车辆的至少一部分中已经识别到干扰和附加地或替代地识别到电流故障时完全打开。干扰例如可以是功能故障。有利地，阀的打开可以作为安全功能起作用。
15.此外，提出一种用于操控在之前提到的变型之一中的阀装置的方法，其中，所述方法包括一个输出步骤。在输出步骤中，输出阀打开信号，该阀打开信号代表至少部分地打开阀装置，并且附加地或替代地输出阀关闭信号，该阀关闭信号代表至少部分地关闭阀装置。
16.所述方法例如可以设置为用于转向装置的阀装置。在此可以有利地确定阀的打开程度。所述方法例如可以由转向装置的控制器执行。
17.该方法例如可以以软件或硬件或以由软件和硬件组成的混合形式例如在控制器中执行。
18.在此根据一个实施方式提出的控制器例如构造为用于将用于打开转向装置的阀装置的阀打开信号提供给阀装置，并且附加地或替代地将用于关闭阀装置的阀关闭信号提供给阀装置并且在相应的单元中执行所述方法的步骤。
19.因此，在此提出的方案实现一种控制器，该控制器构造为用于在相应的设备中执行、操控或实现在此提出的方法变型的步骤。通过方案的呈控制器形式的该实施变型也可以快速且有效地解决该方案所基于的任务。
20.为此，控制器可以具有至少一个用于处理信号或数据的计算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个到传感器或促动器的接口，用于从传感器读取传感器信号或用于将数据或控制信号输出给促动器和/或具有至少一个用于读取或输出数据的通信接口，所述数据嵌入到通信协议中。计算单元例如可以是信号处理器、微控制器等，其中，存储单元可以是闪存、eprom或磁性存储单元。通信接口可以构造为用于无线和/或有线地读取或输出数据，其中，能够读取或输出有线数据的通信接口可以例如以电或光学的方式从相应的数据传输线路读取这些数据或将其输出到相应的数据传输线路中。
21.当前，控制器可以理解为处理传感器信号并且据此输出控制和/或数据信号的电器。控制器可以具有能够以硬件和/或软件形式构造的接口。在硬件形式的构造方式中，接口例如可以是所谓的系统asic的一部分，该部分包含控制器的各种功能。然而也可以是，接口是本身的集成电路或至少部分由分立的结构元件组成。在软件形式的构造方式中，接口
可以是软件模块，该软件模块例如与其他软件模块一起存在于微控制器上。
22.在一个有利的构型中，通过控制器控制用于操控阀装置的方法。为此，控制器例如可以访问传感器信号如用于打开阀装置的阀打开信号和/或用于关闭阀装置的阀关闭信号。操控通过促动器如提供单元进行，该提供单元构造为用于提供阀打开信号和/或阀关闭信号。
23.此外，提出用于车辆的转向装置，该转向装置具有在之前提到的变型之一中的阀装置、传动装置和控制器。传动装置在此具有能够与方向盘耦合的输入轴和能够与转向摆杆耦合的输出轴，此外还具有为了将转矩从输入轴传递到输出轴上而沿第一方向和第二方向可运动的传动元件，以及第一工作介质接头和第二工作介质接头。在此，第一工作介质接头为了使传动元件在使用工作介质的情况下沿第一方向运动而与阀装置的第一输出接头连接，并且第二工作介质接头为了使传动元件在使用工作介质的情况下沿第二方向运动而与阀装置的第二输出接头连接。
24.转向装置例如可以在商用车中实现，以便辅助转向运动。传动装置例如也可以称为转向传动装置。
25.根据一个实施方式，马达可以构造为用于在阀装置打开时使转向杆不运动。有利地，由此将转向装置在车辆马达运转时例如保持在怠速中。
附图说明
26.在下面的说明中参照附图详细地阐述在此提出的方案的实施例。附图示出了：
27.图1：根据一个实施例的具有转向装置的车辆的示意性方框图；
28.图2：根据一个实施例的转向装置的示意图；和
29.图3：根据一个实施例的用于操控阀装置的方法的流程图。
30.在下面对本发明的有利实施例的说明中，对于在不同附图中所示的并且相似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中，省略了对这些元件的重复说明。
具体实施方式
31.图1示出根据一个实施例的具有转向装置102的车辆100的示意性方框图。车辆100例如能够作为商用车实现，该商用车构造为主要用于运输货物。因为车辆100可以重达几吨，所以车辆100具有转向装置102。转向装置102构造为用于辅助车辆100的乘员、例如车辆100的驾驶员的转向过程。转向装置102为此具有阀装置103、传动装置106和控制器110，所述阀装置具有泵装置104和阀105和/或储存容器108。在此，泵装置104包括泵112，用于将工作介质泵送到第一输出接头114或第二输出接头116；包括马达118、例如电动机，所述电动机构造为用于驱动泵112；以及包括壳体，第一输出接头114和第二输出接头116穿过所述壳体，并且所述壳体围绕着泵112和马达118布置。根据该实施例，泵112与马达118布置在共同的轴上。根据该实施例，马达118能够作为盘式转子马达实现。泵112例如能够作为双向液压泵实现。
32.传动装置106具有能够与方向盘耦合的输入轴120和能够与转向杆122耦合的输出轴124。此外，传动装置106具有为了将转矩从输入轴120传递到输出轴124上而沿第一方向126和第二方向128可运动的传动元件130。此外，传动装置106包括第一工作介质接头132和
第二工作介质接头134，其中，第一工作介质接头132为了使传动元件130在使用工作介质的情况下沿第一方向126运动而与第一输出接头114连接，并且第二工作介质接头134为了使传动元件130在使用工作介质的情况下沿第二方向128运动而与第二输出接头116连接。根据该实施例，输入轴120构造为用于例如将转矩从车辆100的在此未示出的转向柱引入到转向装置102中，输入轴120与所述转向柱已连接或能连接。通过输入轴120引入的转矩也可以称为输入转矩。根据该实施例，输入轴120通过转向系统的转向柱与车辆100的在此未示出的方向盘连接或者说机械耦合。根据该实施例，输出轴124构造为用于从转向装置102导出转矩或者说将转矩输出给转向杆122。通过输出轴124导出的转矩也可以称为输出转矩或输出力。根据该实施例，传动元件130构造为用于将转矩从输入轴120机械地传递到输出轴124上和/或用于将输入转矩转换为输出转矩。
33.根据该实施例，阀105和/或储存容器108连接于泵装置104的第一输出接头114和第二输出接头116之间。这意味着，根据该实施例，阀105相应地具有第一阀接头136和第二阀接头138。根据该实施例，阀105作为比例阀实现。根据该实施例，第一阀接头136布置在第一输出接头114和第一工作介质接头132之间。与此类似地，根据该实施例，第二阀接头138布置在第二输出接头116和第二工作介质接头134之间。然而，根据一个替代的实施例，阀105的布置是可变化的，如在下面的附图之一中详细阐述的那样。根据该实施例，阀105构造为用于当在车辆100的至少一部分中已经识别出干扰和/或电流故障时完全打开。根据该实施例，阀装置103具有至少一个止回阀137，该止回阀连接于第一输出接头114与阀105和/或储存容器108之间。在此，止回阀137和/或一个另外的止回阀139连接于泵装置104的第二输出接头116与阀105和/或储存容器108之间。根据该实施例，止回阀137构造为用于允许工作介质朝第一输出接头114的方向通过。在此，另外的止回阀139构造为用于允许工作介质朝第二输出接头116的方向通过。
34.转向装置102还具有控制器110，该控制器构造为用于给阀105提供阀打开信号140以打开转向装置102的阀108和/或用于给阀105提供阀关闭信号142以关闭阀108。可选地，控制器110构造为用于给马达118提供马达信号144，以运行转向装置102的马达118。这意味着，当阀105打开时，马达118不使转向杆122运动。反过来这意味着，当阀105关闭时，阀105阻止工作介质流过阀105，使得根据该实施例，工作介质被泵送通过传动装置106并且将由车辆100的驾驶员预给定的转向方向146通过转向拉杆148传递给车轮150。
35.根据该实施例，控制器110可选地响应于指示温度的温度信号152操控马达118。根据一个实施例，温度信号152由温度传感器154、例如温度计提供给控制器110。根据该实施例，温度传感器154作为泵装置104的一部分实现或能够实现。替代地，温度传感器154也能够布置在车辆100中的其他位置。可选地，泵装置104还具有输入接头156，根据该实施例，泵装置104通过所述输入接头与用于储存工作介质的储存容器108连接。
36.换言之，提出一种具有多功能阀105、也称为备用阀的阀装置103。根据该实施例，阀装置103设置为应用于呈车辆100、例如载重车的转向装置102形式的转向装置。根据该实施例，转向装置102通过双向工作的泵112、例如液压泵操控。
37.在此，泵112与传动装置106连接。根据该实施例，阀装置103在紧急情况下连接布置在传动装置106中的双重作用的缸的两个缸室，并且因此能够在例如功能故障或在液压增强失效时实现车辆100的转向。在正常的行驶运行中，通过短暂或很小的打开能够实现不
同功能的改善。因此，在此提到的方案能够在例如系统失效时实现安全相关的系统的紧急功能。
38.为了能够构成任意的切换横截面，阀105构型为比例阀，该比例阀在无电流时形成允许工作介质完全通过。在识别到干扰的情况下或在电流故障时，阀105完全打开。为了改善转向装置102的动态运行性能，该快速打开的阀105能够在对应的缸室中实现更快的压降。当在两个缸室之一中较长地保持恒定的高压力时，阀105例如借助阀打开信号140略微打开，使得马达118缓慢转动和从而马达118的所有线圈都均匀地受热负载。
39.图2示出根据一个实施例的转向装置102的示意图。在此所示的转向装置102可以相应于在图1中所描述的转向装置102并且因此能够使用在如图1中已经描述的车辆中。根据该实施例，阀装置103除了止回阀137和另外的止回阀139外具有附加的止回阀200，该附加的止回阀布置在第一输出接头114和阀105的第一阀接头136之间，其中，附加的止回阀200构造为用于允许工作介质朝第一阀接头136的方向通过。此外，根据该实施例，阀装置103也具有另一止回阀202，所述另一止回阀布置在第二输出接头116和第一阀接头136之间。在此，所述另一止回阀202构造为用于允许工作介质朝第一阀接头136的方向通过。根据该实施例，阀105直接与储存容器108例如借助第二阀接头138连接。由此，工作介质例如可以在膨胀时进入到储存容器108中。
40.换言之，根据该实施例，阀105如此布置，使得工作介质能够从传动装置的两个缸中对应的一个缸排出到储存容器108中。这意味着，在通过打开阀105快速地降低压力时，由于可压缩性而增大的工作介质的体积被导出到储存容器108中。由此例如能够避免缸室中的残余压力。在仅很小的转向偏转时，例如在车辆行驶期间，阀105可选地仅略微打开，以便实现更高的泵转速。由此，能够形成油膜和由此实现泵的较小的摩擦。
41.图3示出根据一个实施例的用于操控阀装置的方法300的流程图。方法300例如可以在如图1或图2之一已经描述的转向装置中执行。方法300在此包括输出代表至少部分地打开阀装置的阀打开信号和/或代表至少部分地关闭阀装置的阀关闭信号的步骤302。
42.如果实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”连接，则这应解读为，该实施例根据一个实施方式不但具有第一特征而且具有第二特征，并且根据另一实施方式或者仅具有第一特征或者仅具有第二特征。
43.附图标记列表
44.100
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车辆
45.102
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转向装置
46.103
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阀装置
47.104
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泵装置
48.105
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阀
49.106
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传动装置
50.108
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储存容器
51.110
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控制器
52.112
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泵
53.114
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第一输出接头
54.116
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第二输出接头
55.118
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马达
56.120
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输入轴
57.122
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转向杆
58.124
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输出轴
59.126
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第一方向
60.128
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第二方向
61.130
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传动元件
62.132
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第一工作介质接头
63.134
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第二工作介质接头
64.136
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第一阀接头
65.137
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止回阀
66.138
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第二阀接头
67.139
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另外的止回阀
68.140
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阀打开信号
69.142
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阀关闭信号
70.144
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马达信号
71.146
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转向方向
72.148
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转向拉杆
73.150
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车轮
74.152
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温度信号
75.154
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温度传感器
76.156
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输入接头
77.200
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附加的止回阀
78.202
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另一止回阀
79.300
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用于操控阀装置的方法
80.302
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输出步骤

技术特征：
1.一种用于车辆(100)的转向装置(102)的阀装置(103)，其中，所述阀装置(103)具有以下特征：-泵装置(104)，所述泵装置具有泵(112)，用于将工作介质泵送至所述泵送装置(104)的第一输出接头(114)或第二输出接头(116)，并且所述泵装置具有马达(118)，用于驱动所述泵(112)，和-阀(105)和/或储存容器(108)，其中，所述阀(105)和/或所述储存容器(108)连接于所述泵装置(104)的第一输出接头(114)和所述泵装置(104)的第二输出接头(116)之间。2.根据权利要求1所述的阀装置(103)，具有至少一个止回阀(137)，其中，所述止回阀(137)连接于所述泵装置(104)的第一输出接头(114)与所述阀(105)和/或所述储存容器(108)之间，和/或，其中，所述止回阀(137)和/或一个另外的止回阀(139)连接于所述泵装置(104)的第二输出接头(116)与所述阀(105)和/或所述储存容器(108)之间。3.根据权利要求2所述的阀装置(103)，其中，所述止回阀(137)构造为用于允许工作介质朝所述第一输出接头(114)的方向通过，和/或，其中，所述另外的止回阀(139)构造为用于允许工作介质朝所述第二输出接头(116)的方向通过。4.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)，具有至少一个附加的止回阀(200)，所述附加的止回阀布置在所述第一输出接头(114)和所述阀(105)的第一阀接头(136)之间，其中，所述附加的止回阀(200)构造为用于允许工作介质朝所述第一阀接头(136)的方向通过。5.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)，具有至少一个另一止回阀(202)，所述另一止回阀布置在所述第二输出接头(116)和所述第一阀接头(136)之间，其中，所述另一止回阀(202)构造为用于允许工作介质朝所述第一阀接头(136)的方向通过。6.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)，其特征在于，所述阀(105)直接与所述储存容器(108)连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)，其中，所述阀(105)构型为比例阀。8.根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)，其中，所述阀(105)构造为用于当在所述车辆(100)的至少一部分中已经识别到干扰和/或电流故障时完全打开。9.一种用于操控根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)的方法(300)，其中，所述方法(300)包括以下步骤：-输出(302)阀打开信号(140)和/或阀关闭信号(142)，所述阀打开信号代表至少部分地打开所述阀装置(103)，所述阀关闭信号代表至少部分地关闭所述阀装置(103)。10.一种控制器(110)，所述控制器构造为用于将用于打开所述转向装置(102)的阀装置(103)的阀打开信号(140)提供给所述阀装置(103)，和/或，用于将用于关闭所述阀装置(103)的阀关闭信号(142)提供给所述阀装置(103)，和/或，用于在相应的单元中执行和/或操控根据权利要求9所述的方法的步骤(302)。11.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品设置为用于执行和/或操控根据权利要求9所述的方法(300)。12.一种机器可读的存储介质，在其上存储有根据权利要求11所述的计算机程序产品。13.一种用于车辆(100)的转向装置(102)，其中，所述转向装置(102)具有以下特征：-根据前述权利要求中任一项所述的阀装置(103)；
‑
传动装置(106)，具有：能够与方向盘耦合的输入轴(120)和能够与转向杆(122)耦合的输出轴(124)，为了将转矩从所述输入轴(120)传递到所述输出轴(124)上而沿第一方向(126)和第二方向(128)能运动的传动元件(130)，以及第一工作介质接头(132)和第二工作介质接头(134)，其中，所述第一工作介质接头(132)为了使所述传动元件(130)在使用工作介质的情况下沿所述第一方向(126)运动而与所述泵装置(104)的第一输出接头(114)连接，并且所述第二工作介质接头(134)为了使所述传动元件(130)在使用工作介质的情况下沿所述第二方向(128)运动而与所述泵装置(104)的第二输出接头(116)连接；和-根据权利要求10所述的控制器(110)。14.根据权利要求13所述的转向装置(102)，其中，所述马达(118)构造为用于在所述阀装置(103)打开时使所述转向杆(122)不运动。

技术总结
本发明涉及一种用于车辆(100)的转向装置(102)的阀装置(103)，其中，所述阀装置(103)包括泵装置(104)，所述泵装置具有泵(112)，用于将工作介质泵送至所述泵送装置(104)的第一输出接头(114)或第二输出接头(116)；和具有马达(118)，用于驱动所述泵(112)。此外，所述阀装置(103)包括阀(105)和/或储存容器(108)，其中，所述阀(105)和/或所述储存容器(108)连接于所述泵装置(104)的第一输出接头(114)和所述泵装置(104)的第二输出接头(116)之间。装置(104)的第二输出接头(116)之间。装置(104)的第二输出接头(116)之间。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：克诺尔商用车制动系统有限公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2023/10/11