Sistema mejorado de dirección asistida con una bomba eléctrica auxiliar.

Método para aplicar un dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor (20),

reducido en tamañopara un camión (V), que comprende:

proporcionar un dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor (20) que está dimensionado para asíproporcionar menos que una potencia exigida a una unidad de dirección asistida (10) a velocidades de ralentí;

proporcionar un dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) que está adaptado para proporcionar al mismo tiempouna asistencia suplementaria a la asistencia desde dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado pormotor (20) a velocidades de ralentí, tal que dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor(20) junto con dicho dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) proporcionan una asistencia necesaria de ladirección a la unidad de dirección asistida (10) en el ralentí, caracterizado por

proporcionar un controlador (50) para controlar un flujo de salida del dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) altransmitir una señal sobre un medio de comunicación (50w) al dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) tal quea velocidades del motor más altas, el dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) proporciona una asistenciasuplementaria reducida a la asistencia desde dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor(20).

Sistema mejorado de dirección asistida con una bomba eléctrica auxiliar

Introducción La presente invención se refiere a sistemas y métodos para vehículos, y las realizaciones preferidas se refieren a, entre otras cosas, mejoras en sistemas y métodos de dirección asistida, y más preferentemente, a mejoras en dichos sistemas y métodos para camiones y/o vehículos comerciales.

Antecedentes de la invención Muchos vehículos modernos, incluyendo automóviles, camiones ligeros, camiones medios, camiones pesados, autobuses, furgonetas, camiones de reparto, camiones tractores de trailer, vehículos personales, vehículos 15 comerciales, etc. emplean asistencia para facilitar la dirección manual.

A pesar de que los automóviles y los vehículos pesados más ligeros emplean frecuentemente sistemas de dirección asistida, dichos sistemas de dirección asistida han aumentado su importancia en aplicaciones que implican camiones y vehículos comerciales más grandes. Entre otras cosas, las demandas de la dirección impuestas sobre el

conductor del vehículo aumentan sensiblemente a medida que el tamaño y el peso del vehículo aumentan (volviéndose muy sensibles para camiones y vehículos comerciales grandes comunes) , tal que en muchos casos incluso con una asistencia sustancial, las fuerzas de dirección exigidas pueden ser sustanciales.

A lo largo de los años, se han desarrollado una variedad de sistemas de dirección asistida. Estos sistemas han 25 utilizado numerosas metodologías de accionamiento, tales como, por ejemplo accionamiento hidráulico, accionamiento electrónico y/o similar.

A modo de ejemplo, se muestran numerosos sistemas ilustrativos de la técnica anterior en los siguientes documentos:

a) Patente americana U.S. No. 6, 041, 807, la cual muestra un “dispositivo de control de flujo de un aparato de dirección asistida”; b) Patente americana U.S. No. 5, 786, 674, la cual muestra un “control servo hidráulico, particularmente en sistema de dirección asistida hidráulica para vehículos a motor”;

c) Patente americana U.S. No. 5, 564, 516, la cual muestra un “sistema de dirección asistida eléctrica acoplado”; d) Patente americana U.S. No. 5, 192, 196, la cual muestra un “orificio de control de flujo para un suministro paralelo de flujo del fluido a un engranaje de dirección asistida”; e) Patente americana U.S. No. 4, 862, 366, la cual muestra un “sistema de dirección asistida accionado por motor para un vehículo”;

f) Publicación de patente japonesa No. 11107936 A, que muestra de forma aparente una “unidad hidráulica” en la cual “en un momento de funcionamiento a velocidad baja, la bomba hidráulica de aceite 7 está accionada sólo por el motor eléctrico 14, y en un momento de funcionamiento a velocidad alta, la bomba hidráulica de aceite 7 está accionada sólo por el motor 13”. g) Publicación de patente japonesa No. 2002/255052 A, que muestra de forma aparente un “dispositivo de 45 accionamiento de una máquina auxiliar para un vehículo” con “dos fuentes de bombas accionadas por el motor E y el motor M para accionar una bomba de fluido de la máquina auxiliar”. h) El documento americano US 5, 634, 527 A1 divulga un servo sistema con una primera bomba accionada mecánicamente y una bomba auxiliar que puede incluir una bomba motorizada. A velocidad baja del vehículo, el flujo de ambas bombas está combinado y se suministra al cilindro de fuerza de una servo válvula del aparato de dirección 50 asistida. Con un aumento de la velocidad del vehículo, una válvula de mariposa sensible a la velocidad separa el flujo de ambas bombas en proporción a la velocidad de la servo válvula principal y una servo válvula auxiliar.

La demanda que hace frente un vehículo varía significativamente dependiendo del tamaño y peso del vehículo. En relación a esto, hay una variedad de tipos de vehículo y clasificaciones. A modo de ejemplo, el sistema de 55 clasificación de vehículos (2001) de la Administración Federal de Carreteras (FHWA) del Departamento de Transportes de los Estados Unidos establece una metodología ejemplar para identificar los tipos de vehículo, incluyendo, por ejemplo: clase 1 (motocicletas) ; clase 2 (coches de pasajeros) ; clase 3 (otros vehículos unitarios sencillos con dos ejes y cuatro ruedas) ; clase 4 (autobuses) ; clase 5 (camiones unitarios sencillos con dos ejes y seis ruedas) ; etc., incluyendo clases de camiones hasta la clase 13 (camiones multi-trailer de siete o más ejes) .

Alternativamente, los camiones han sido clasificados en algunos ejemplos, en categorías de ligeros, medios y pesados, con algunas clases ilustrativas de pesos tal como se enumera a continuación en la Tabla 1 (por ejemplo, desde el Departamento de Transportes del Estado de Washington) .

Tabla 1: Clasificación de vehículos camiones Tradicionalmente, para vehículos camiones y similares, está dispuesta típicamente una bomba hidráulica única accionada por motor para la dirección asistida que está dimensionada para tener una suficiente salida en momentos de gran demanda (por ejemplo, cuando las velocidades del vehículo son cercanas a cero) . Sin embargo, en dichos sistemas convencionales de camiones y similares, aunque hay una demanda sensiblemente reducida de asistencia para la dirección en velocidades de carretera, los sistemas convencionales proporcionan realmente un nivel más alto de flujo del fluido de la dirección asistida a velocidades del motor más altas que a velocidades del motor más bajas. Esto reduce el rendimiento del sistema porque se requiere que el flujo del fluido extra se descargue a través de un dispositivo de control de flujo. A modo de ejemplo, tal como se describe en, por ejemplo, la patente americana U.S. No. 5, 192, 196 “tradicionalmente un dispositivo de control de flujo tiene una válvula de control de flujo que incluye un carrete deslizable en un cilindro, una abertura conectada a la salida de la bomba, una abertura de desviación, un resorte que empuja al carrete para cerrar la abertura de desviación, un orificio que conecta la salida de bomba y el engranaje de dirección, y un paso que conecta la presión del sistema de dirección asistida curso abajo del orifico a un extremo del carrete. Una fuerza de la presión desarrollada sobre el carrete debido a esta presión de retroalimentación, tiende a combinarse con la fuerza del resorte para cerrar la abertura de desviación. Estas fuerzas del carrete son opuestas a una fuerza sobre el carrete que resulta de la presión curso arriba desde el orificio que tiende a abrir la abertura de desviación. Por lo tanto, a medida que aumenta el caudal de la bomba, el diferencial de la presión a lo largo del orificio aumenta y se mueve el carrete en el cilindro de la válvula contra la fuerza del resorte para abrir progresivamente la abertura de desviación. A medida que la abertura de desviación se abre, “se reduce el flujo a lo largo del orificio y la presión diferencial se reduce tendiendo a cerrar la abertura de desviación y mantener un flujo de sistema controlado. En los sistemas tradicionales, el flujo del fluido excesivo proporcionado a estas 45 velocidades de motor más altas se descarga, de este modo, a través de dicha válvula de control de vuelta a un lado de entrada de la bomba, que resulta en cargas incrementadas sobre la bomba y un desperdicio de potencia del motor.

Hay una necesidad sensible de mecanismos mejorados de dirección asistida, y, en particular, para mecanismos mejorados para un uso con camiones y vehículos comerciales, los cuales superen los problemas mencionados anteriormente y/u otros en los sistemas existentes.

Sumario 55 Tal como se establece a continuación, los ejemplos preferidos de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones independientes 1, 3 y 10, proporcionan avances sobre los sistemas y dispositivos existentes.

En algunos ejemplos, está dispuesto un sistema que emplea tanto una bomba de dirección asistida accionada por motor como una bomba de dirección asistida accionada eléctricamente de tal manera para controlar y/u optimizar el flujo de dirección asistida y/o minimizar el flujo interno de la bomba. Más preferentemente, el sistema controla la salida de una bomba eléctrica, el cual funciona en combinación con una bomba accionada mecánicamente, de una manera para proporcionar un flujo controlado y/o optimizado de forma única.

En algunos otros ejemplos, está dispuesto un sistema de dirección asistida para un camión o vehículo comercial que 65 incluye a) una bomba de dirección asistida mecánica accionada por motor que bombea fluido hidráulico a una unidad de dirección asistida... [Seguir leyendo]

1. Método para aplicar un dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor (20) , reducido en tamaño para un camión (V) , que comprende:

proporcionar un dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor (20) que está dimensionado para así proporcionar menos que una potencia exigida a una unidad de dirección asistida (10) a velocidades de ralentí; proporcionar un dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) que está adaptado para proporcionar al mismo tiempo una asistencia suplementaria a la asistencia desde dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por

motor (20) a velocidades de ralentí, tal que dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor

(20) junto con dicho dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) proporcionan una asistencia necesaria de la dirección a la unidad de dirección asistida (10) en el ralentí, caracterizado por proporcionar un controlador (50) para controlar un flujo de salida del dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) al transmitir una señal sobre un medio de comunicación (50w) al dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) tal que a velocidades del motor más altas, el dispositivo de dirección asistida eléctrico (40) proporciona una asistencia suplementaria reducida a la asistencia desde dicho dispositivo de dirección asistida mecánico accionado por motor (20) .

2. El método de la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha asistencia suplementaria reducida es un 20 flujo de fluido hidráulico reducido.

3. Un sistema de dirección asistida (5) para un camión o vehículo comercial (V) , que comprende: una bomba de dirección asistida mecánica accionada por motor (20) que bombea un fluido hidráulico a una unidad de dirección asistida (10) ; y

una bomba eléctrica (40) adaptada para bombear fluido hidráulico a la unidad de dirección asistida (10) al mismo tiempo con la bomba de dirección asistida mecánica accionada por motor (40) para así optimizar un flujo de fluido hidráulico dentro de dicho sistema (5) ; caracterizado por un controlador (50) para controlar un flujo de salida desde dicha bomba eléctrica (40) al transmitir una señal sobre un medio de comunicación (50w) a la bomba eléctrica (40) tal que a velocidades del motor más altas, la bomba eléctrica (40) proporciona una asistencia suplementaria reducida a la asistencia desde dicha bomba de dirección asistida mecánica accionado por motor (20) .

4. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50)

está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base al flujo hidráulico dentro de dicho sistema 35 (5) .

5. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50) está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a la velocidad del motor.

6. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50) está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a la velocidad del vehículo.

7. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50)

está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a las demandas del conductor sobre un 45 volante.

8. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50) está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a la velocidad de la dirección.

9. El sistema de dirección asistida de la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicho controlador (50) está configurado para variar el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a un nivel de asistencia a impartir.

10. Un método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial, que comprende: bombear fluido hidráulico a una unidad de dirección asistida (10) a través de una bomba mecánica accionada por

motor (20) ; caracterizado por controlar un flujo de salida de una bomba eléctrica (40) al transmitir una señal desde un controlador (50) sobre un medio de comunicación (50w) a la bomba eléctrica (40) para bombear al mismo tiempo un fluido hidráulico hacia la unidad de dirección asistida (10) de una manera tal para así optimizar un flujo de fluido hidráulico dentro de dicho sistema (5) , tal que a velocidades del motor más altas, la bomba eléctrica proporciona una asistencia suplementaria 60 reducida a la asistencia desde dicha bomba mecánica accionada por motor.

11. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 10, caracterizado por incluir además proporcionar dirección asistida a un camión que tiene una categoría por peso de grandes vehículos superior a aproximadamente 10, 000 libras.

12. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 10, incluyendo además proporcionar dirección asistida a un camión de categoría de peso medio o más alto.

13. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11,

caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base al flujo hidráulico dentro de dicho sistema.

14. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11,

caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base 10 a la velocidad del motor.

15. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11, caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a la velocidad del vehículo.

16. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11, caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a las demandas del conductor sobre un volante.

17. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11, caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a la velocidad del volante.

18. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 11,

caracterizado por incluir además tener dicho controlador (50) que varía el flujo de dicha bomba eléctrica (40) en base a un cambio en el nivel de asistencia a impartir.

19. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 10, caracterizado por incluir además proporcionar una asistencia máxima de dirección auxiliar desde dicho motor

eléctrico (40) en velocidad baja de motor y reducir asistencia de dirección auxiliar desde dicho motor eléctrico (40) con la velocidad de motor en aumento.

20. El método para proporcionar dirección asistida a un camión o vehículo comercial de la reivindicación 19,

caracterizado por incluir además en velocidades de carretera que tener dicho motor eléctrico (40) que no 35 proporciona sensiblemente ninguna asistencia de dirección auxiliar.