ITRM990571A1 - Sistema di sterzo per veicoli. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

«SISTEMA DI STERZO PER VEICOLI»

normale, in cui il dispositivo di manovra dello sterzo azionato dal conducente e le ruote comandate del veicolo .sono collegati fra loro tramite un sistema regolato elettrico e rispettivamente elettronico (piano di steer-by-wire), e in un servizio di emergenza, in cui il dispositivo di manovra dello sterzo e le ruote comandate del veicolo sono accoppiati meccanicamente e/o idraulicamente in modo forzato (piano di reversione) .

Normalmente, un tale sistema di sterzo presenta un apparecchio di comando che sorveglia continuamente la funzionalità dei componenti di steer-by-wire del sistema di sterzo, in particolare verifica, dal punto di vista della plausibilità, le informazioni disponibili in modo ridondante. Non appena l'apparecchio di comando riconosce un errore, esso passa dal servizio normale al servizio di emergenza onde poter garantire una elevata sicurezza di esercizio per il veicolo. Il cosiddetto «piano di reversione» del sistema di sterzo, cioè l'accoppiamento meccanico e/o idraulico forzato, attivato nel servizio di emergenza tra il dispositivo di manovra dello sterzo e le ruote comandate del veicolo, può essere formato, ad esempio, da una tiranteria di sterzo tradizionale che contiene un giunto mediante il quale detta tiranteria di sterzo meccanica è attivabile per il servizio di emergenza. In alternativa a questa tiranteria meccanica di sterzo si può prevedere anche un accoppiamento idraulico forzato tramite una cosiddetta «asta idraulica». Una tale asta idraulica presenta un primo gruppo a pistone e cilindro del lato mani, il cui stantuffo viene spostato assialmente nel cilindro relativo mediante azionamento del dispositivo di manovra dello sterzo, laddove il mezzo idraulico viene dislocato da una camera formata dallo stantuffo nel cilindro e inviato ad un secondo gruppo a pistone e cilindro del lato ruote. Il mezzo idraulico dislocato dal primo gruppo a pistone e cilindro sposta, nel secondo gruppo a pistone e cilindro, lo stantuffo relativo che è accoppiato meccanicamente con le ruote comandate del veicolo in modo che queste si spostino.

Dalla DE 19622 731 Al è noto un dispositivo di sterzo idrostatico che possiede due sistemi di comando. Ciascuno di questi sistemi di comando presenta, in questo caso, una pompa di mezzo idraulico, una servovalvola e un servomotore. Le servovalvole vengono azionate tramite un volante di guida comune. Il noto dispositivo di sterzo presenta, inoltre, una valvola di commutazione che, nella sua posizione di servizio, collega idraulicamente fra loro le tubazioni del motore del secondo sistema di comando e, in una posizione di emergenza, collega idraulicamente fra loro le tubazioni del motore del primo sistema di comando. Inoltre è previsto un dispositivo di regolazione che reagisce quando si manifesta un errore nel primo sistema di comando e commuta la valvola di commutazione dalla posizione di servizio nella posizione di emergenza. Pertanto, nel noto dispositivo di sterzo, anche in caso di guasto del primo sistema di comando, è possibile un servizio di sterzo servoassistito. Un tale dispositivo di sterzo, che dispone di due sistemi di comando completi, operanti separatamente, è relativamente dispendioso.

La presente invenzione si occupa del problema di indicare una forma di realizzazione per un sistema di sterzo del tipo citato all'inizio che, con accorgimenti costruttivamente semplici, aumenta la sicurezza di funzionamento del sistema di sterzo.

Questo problema viene risolto, secondo l'invenzione, per mezzo di un sistema di sterzo con i particolari della rivendicazione 1.

L'invenzione si basa sul concetto generale di prevedere, per il piano di steer-by-wire (piano di sterzo mediante cavo), un primo apparecchio di comando (apparecchio di comando dell'angolo di sterzata) per l'azionamento di un regolatore di angolo di sterzata e un secondo apparecchio di comando (apparecchio di comando del- momento manuale) per la simulazione di momenti manuali sul dispositivo di manovra dello sterzo, laddove gli apparecchi di comando sono strutturati di volta in volta in modo che ciascun apparecchio di comando possa eseguire, inoltre, funzioni parziali oppure anche tutte le funzioni di ciascun altro apparecchio di comando in modo da poter disporre di un apparecchio di comando ridondante per ciascun apparecchio di comando. Siccome gli apparecchi di comando lavorano, preferibilmente, con l'assistenza di un calcolatore e quindi sono programmabili, è possibile integrare, senza grande dispendio, funzioni supplementari negli apparecchi di comando mediante una programmazione modificata. La sicurezza contro i guasti del sistema di sterzo viene migliorata nettamente grazie alla proposta secondo l'invenzione. Corrispondentemente ad una forma di esecuzione particolarmente vantaggiosa del sistema di sterzo secondo l'invenzione, gli apparecchi di comando e i sensori ad .essi associati sono collegati fra loro tramite un bus di dati. In questo modo, con poco dispendio si può eseguire uno scambio di informazioni completo tra gli apparecchi di comando e i sensori di volta in volta associati.

In una forma di esecuzione particolarmente vantaggiosa del sistema di sterzo secondo l'invenzione, detto sistema di sterzo può essere utilizzato in un servizio confortevole di emergenza in cui, per l'accoppiamento meccanico e/o idraulico forzato del piano di reversione, è prevista una servoassistenza mediante la quale ridurre i momenti manuali necessari per l'azionamento del dispositivo di manovra dello sterzo per facilitare, in questo modo, l'azionamento dello sterzo del dispositivo di manovra relativo. Preferibilmente, la servoassistenza viene realizzata, in questo caso, per mezzo di elementi ancora funzionali del piano di steer-by-wire del sistema di sterzo. Ad esempio, la servoassistenza può avvenire attraverso il regolatore di momenti manuali che, con un'adeguata modulazione mediante il suo accoppiamento con il dispositivo di manovra dello sterzo, riduce i momenti manuali necessari per un azionamento dello sterzo.

In un piano di steer-by-wire operante con un servomotore, ad esempio, idraulico e in un piano di reversione ad accoppiamento idraulico forzato, il circuito del mezzo idraulico previsto per l'azionamento del servomotore può fungere, tramite un accoppiamento adeguato, da servoassistenza per l'accoppiamento idraulico forzato del piano di reversione.

Il comportamento di guida del veicolo si differenzia, dal punto, di vista dei momenti manuali necessari da applicare da parte del conducente sul dispositivo di manovra dello sterzo durante il servizio normale, molto nettamente dal servizio di emergenza in modo che un cambio delle condizioni di servizio durante una marcia, in particolare durante una marcia in curva, è pericoloso. Attraverso il servizio confortevole di emergenza secondo l'invenzione, il sistema di sterzo mette a disposizione di un guasto (parziale) del piano di steer-by-wire un modo di funzionamento che corrisponde sostanzialmente ad un servosterzo tradizionale. In questo caso, il passaggio tra il funzionamento normale e il funzionamento confortevole di emergenza può essere realizzato in modo da non essere notato dal conducente. Però è opportuno dare al conducente un adeguato segnale di avvertimento con l'invito a cercare, dopo un pò, una officina.

Per la realizzazione di un tale servizio confortevole di emergenza servoassistito vanno eseguiti solo piccoli accorgimenti strutturali.

Un altro concetto importante del sistema di sterzo secondo l'invenzione va visto nel fatto che gli apparecchi di comando del sistema di sterzo si servono di parametri, dati, segnali e simili di altri componenti elettrici o elettronici del veicolo per generare informazioni, (valori di segnali) che sono ridondanti rispetto alle informazioni (valori di segnali) che vengono generate dai sensori associati agli apparecchi di comando. Questo flusso di informazioni può essere realizzato in modo particolarmente semplice per il fatto che gli apparecchi di comando sono collegati tramite un bus di dati con un calcolatore del veicolo in cui sono disponibili i parametri di funzionamento del veicolo citati e rispettivamente al quale vengono inviati questi parametri.

Altri particolari e vantaggi importanti del sistema di sterzo secondo l'invenzione emergono dalle rivendicazioni dipendenti, dal disegno e dalla relativa descrizione della figura con riferimento al disegno.

E' evidente che i particolari citati avanti e ancora da illustrare in seguito sono utilizzabili non soltanto nella combinazione di volta in volta indicata, ma anche in altre combinazioni oppure da soli senza discostarsi dal quadro della presente invenzione.

Un esempio di esecuzione preferito dell'invenzione è rappresentato nel disegno e viene illustrato più dettagliatamente in seguito.

La figura 1 mostra una rappresentazione schematica di principio di un sistema di sterzo secondo l'invenzione .

Corrispondentemente alla figura 1, il sistema di sterzo secondo l'invenzione presenta un apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata che serve ad azionare le ruote comandate 2 del veicolo. L'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata è collegato tramite un conduttore di segnali 3 con un rivelatore di valori nominali 4 dell'angolo di sterzata, il quale è accoppiato con un dispositivo di manovra dello sterzo realizzato come un volante di guida 5. Inoltre, l 'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata è collegato tramite un conduttore di segnali 6 con un rivelatore di valori reali 7 dell'angolo di sterzata. L'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata esegue un paragone tra i valori nominali e i valori reali e in funzione di questo, attiva una valvola regolatrice 8 con cui esso è collegato tramite corrispondenti cavi di connessione 9 e 10.

La valvola regolatrice 8 è allacciata, da un lato, tramite un tubo di riflusso 11 ad un serbatoio di mezzo idraulico 12 nonché, tramite un tubo idraulico 14, al lato di mandata di una pompa di mezzo idraulico 13 che, sul lato aspirante, è collegata pure con il serbatoio di mezzo idraulico 12. Nel tubo idraulico 14 è contenuto inoltre, tra la pompa 13 del mezzo idraulico e la valvola regolatrice 8, un filtro 15 sulla mandata nonché un manometro 16. Dall'altro lato, la valvola regolatrice 8 è allacciata, tramite condotte forzate 17 e 18, ad un servomotore 19 realizzato a guisa di gruppo a pistone e cilindro. In caso di caduta di pressione, la valvola regolatrice 8 assume la posizione di commutazione rappresentata nella figura 1 in cui tutti gli allacciamenti della valvola regolatrice 8 sono cortocircuitati.

Il servomotore 19 presenta due stantuffi 20 e 21 fissati ad uno stelo relativo 23 che attraversa assialmente un cilindro 22 del servomotore 19. Nel cilindro 22, tra gli stantuffi 20 e 21, è realizzata una parete divisoria 24 assiale attraversata dallo stelo 23 dello stantuffo, in modo che nel cilindro 22 del servomotore 19 si formano complessivamente quattro camere 25, 26, 27 e 28. Le camere 26 e 27 disposte su entrambi i lati della parete divisoria 24 vengono caricate, in questo caso, dalle condotte forzate 17 e 18 della valvola regolatrice 8 per spostare assialmente gli stantuffi 20 e 21 e quindi lo stelo di stantuffo 23. Lo stelo 23 dello stantuffo è accoppiato, tramite tiranti trasversali comando sterzo oppure tramite tiranti trasversali 29 e 30, con le ruote comandate 2 del veicolo, in modo che lino spostamento assiale dello stelo 23 dello stantuffo produca uno spostamento sterzante delle ruote comandate 2 del veicolo.

Inoltre, l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata è collegato, tramite una cavo di connessione 31, con una prima valvola di sicurezza 32 che, quando è priva di corrente, presenta la posizione di commutazione rappresentata nella figura 1 in cui le condotte forzate 17 e 18 sono cortocircuitate. Per il servizio di steer-by-wire del sistema di sterzo, l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata commuta la prima valvola di sicurezza 32 nell'altra posizione di comando in cui le condotte forzate 17 e 18 sono separate fra loro.

Affinchè l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata possa assolvere tutte le funzioni associate ad esso, esso è equipaggiato con un primo sistema di controllo 74 dell'angolo di sterzata. Questo può essere strutturato a guisa di circuito o programma.

Per dare al conducente un sensazione delle forze laterali che agiscono .sulle ruote comandate 2 del veicolo, il sistema di sterzo secondo l'invenzione presenta un apparecchio di comando di momenti manuali 33 che, attraverso una cavo di connessione 34, aziona un regolatore di momenti manuali 35 realizzato come motore elettrico. Questo regolatore di momenti manuali 35 è accoppiato, direttamente oppure tramite un meccanismo 36, con un albero 37 dello sterzo, supportato in 71, azionato dal volante di guida 5.

L'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali è allacciato inoltre, tramite conduttori di segnali 38 e 39, a due manometri 40 e 41, dei quali un manometro 40 comunica con una condotta forzata 17 e l'altro manometro 41 comunica con l'altra condotta forzata 18. L'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali può rilevare, in questo modo, differenze di pressione tra le camere 26 e 27 e determinare così le forze laterali che agiscono sulle ruote comandate 2 del veicolo. In funzione delle forze laterali rilevate, l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali genera un valore nominale del momento manuale che deve agire sul volante di guida 5. Per simulare questo momento manuale sul volante di guida 5 si aziona in modo opportuno il regolatore di momenti manuali 35. In questo caso, con l'albero 37 dello sterzo è accoppiato il rivelatore di valori reali 42 del momento manuale, il quale è collegato tramite un conduttore di segnali 43 con l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali. Attraverso un confronto tra i valori nominali e i valori reali dei momenti manuali si regola il momento manuale trasmesso dal regolatore di momenti manuali 35 al volante di guida 5.

Affinchè l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali possa assolvere tutte le funzioni associate ad esso, esso è equipaggiato con un primo sistema di controllo di momenti manuali 73 che, in questo caso, può essere strutturato come circuito oppure come programma .

Per il servizio di emergenza, cioè nel caso in cui il piano i steer-by-wire sia difettoso, il sistema di sterzo secondo l'invenzione presenta un piano di emergenza oppure un piano di reversione in cui è presente un accoppiamento forzato meccanico e idraulico tra il dispositivo di manovra 5 dello sterzo e le ruote comandate 2 del veicolo. A questo scopo, l'albero 37 dello sterzo, azionato dal dispositivo di manovra 5 dello sterzo, è accoppiato con il gruppo a pistone e cilindro 44. L'estremità assiale dell'albero 37 dello sterzo che coopera con il gruppo a pistone e cilindro 44 è realizzato, in questo caso, come una trazione a vite senza fine che coopera con uno stantuffo 45 del gruppo a pistone e cilindro 44 in modo che movimenti rotatori dell'albero 37 dello sterzo producano uno spostamento assiale dello stantuffo 45 in un cilindro 46 del gruppo a pistone e cilindro 44. Lo stantuffo -45 separa, nel cilindro 46, assialmente due camere 47 e 48 che sono collegate tramite tubazioni idrauliche 49 e 50 di volta in volta con una camera assiale esterna 25 e rispettivamente 28 del servomotore 19. Siccome il sistema idraulico di questo accoppiamento forzato tra il dispositivo di manovra 5 dello sterzo e le ruote comandate 2 del veicolo è chiuso e siccome il mezzo idraulico è sostanzialmente incompressibile, la camera destra 47 del gruppo a pistone e cilindro 44, la camera destra 28 del servomotore 19 nonché la tubazione idraulica destra che collega fra loro queste camere, corrispondentemente alla direzione di marcia simbolizzata con una freccia, vengono denominate «asta idraulica destra». Allo stesso modo, la camera sinistra 48 del gruppo a pistone e cilindro 44, la camera sinistra 25 del servomotore 19 e la tubazione idraulica sinistra 50 che le collega vengono chiamate «asta idraulica sinistra».

Il tubo idraulico sinistro 50 può comunicare tramite un tubo di collegamento 52 con la tubazione idraulica destra 49. A questo scopo si deve azionare però opportunamente una seconda valvola di sicurezza 53 e una terza valvola di sicurezza 54. La seconda valvola di sicurezza 53 e la terza valvola di sicurezza 54 sono collegate tramite cavi di connessione 55 e 56 con l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata e con l'apparecchio di comando 33 del momento manuale, nella figura 1, la seconda e la terza valvola 53 e 54 presentano la loro posizione di comando priva di corrente che esse assumono automaticamente per il servizio di emergenza. In questa posizione, i collegamenti delle valvole di sicurezza 53 e 54 sono chiusi in modo che le tubazioni idrauliche 49 e 50 non possano comunicare fra loro tramite il tubo di collegamento 52.

Per poter garantire la sicurezza di funzionamento del piano di reversione, al gruppo a pistone e cilindro 44 sono allacciati tre tubi di sfiato 57, 58 e 59. che formano, di volta in volta, i punti geodeticamente più alti del sistema idraulico del piano di reversione. Il tubo di sfiato 58, che comunica con uno spazio anulare 60 del cilindro relativamente privo di pressione, realizzato tra le camere 47 e 48, è collegato continuamente tramite un tubo di riflusso 61 con il serbatoio 12 del mezzo idraulico. Diversamente da questo, i tubi di sfiato 57 e 59, che comunicano con le camere 46 e 47 sotto pressione, sono collegabili soltanto tramite valvole di aerazione 62 e 63 con il tubo di riflusso 61. Le valvole di aerazione 62 e 63 possono essere azionate, da un lato, tramite cavi di connessione 64 e 65, dall'apparecchio di comando del momento manuale 33 nonché, tramite cavi di connessione 66 e 67 separati da questi, dall'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata.

Il caricamento a pressione delle aste idrauliche e rispettivamente dell'accoppiamento idraulico forzato del piano di reversione avviene tramite un tubo di accoppiamento idraulico 68, il quale è allacciato tra la seconda e la terza valvola 53 e 54 al tubo di collegamento 52 e lo collega con la condotta forzata 17. Attraverso opportuni azionamenti di comando delle valvole di sicurezza 53 e 54 nonché della valvola regolatrice 8 si può collegare, in questo modo, il tubo idraulico sinistro 50 oppure il tubo idraulico destro 49 o entrambi con il lato di mandata della pompa 13 del mezzo idraulico.

Con i tubi idraulici 49 e 50 comunicano dispositivi di misurazione 69 e 70 della pressione, mediante i quali gli apparecchi di comando 1 e rispettivamente 33 possono verificare la ermeticità del sistema idraulico del piano di reversione.

In una forma di esecuzione preferita, gli apparecchi di comando 1 e 33 nonché tutti i sensori (ad esempio i manometri, i rivelatori di valori reali/nominali) sono collegati fra loro tramite un bus di dati comune. In questo modo, da un lato, il sistema di conduttori di segnali diventa notevolmente più visibile e, dall'altro lato, ogni componente può servirsi, in questo modo, di tutte le informazione che vengono trasportate nel bus. Specialmente quando, per l'impiego dei componenti del sistema di sterzo, si impiega uno o più bus di dati, gli apparecchi di comando 1 e 33 opportunamente programmati o strutturati possono integrarsi e rispettivamente sostituirsi reciprocamente. A questo scopo, l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata contiene un secondo comando di momento manuale 75 in grado di eseguire tutte le funzioni dell'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali e, in questo modo, di essere strutturato come circuito o come programma. Inoltre, l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali contiene un secondo comando di angolo di sterzata 76 in grado di eseguire tutte le funzioni dell'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata e, allo stesso tempo, di essere strutturato come circuito oppure come programma. Affinchè gli apparecchi di comando 1 e 33 possano integrarsi e sostituirsi anche dal punto di vista delle loro funzioni di comando, sono previsti amplificatori preferibilmente separati per rendere disponibile la potenza di rottura per gli elementi da commutare, come ad esempio le valvole e gli organi di regolazione.

Conformemente allo scopo, l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali, insieme al regolatore di momenti manuali 35, forma un gruppo strutturale assemblabile che, ad esempio, viene montato vicino al dispositivo di manovra 5 dello sterzo in corrispondenza di un quadro di comando. Il rivelatore di valori reali 42 del momento manuale si trova poi anche nelle vicinanze spaziali di questo gruppo strutturale oppure è integrato in questo.

Soltanto gli apparecchi di misura della pressione 40 e 41 sono disposti vicino al servomotore 19 in modo che, per il collegamento con l'apparecchio di comando 33 del momento manuale, si debbono posare comunque cavi nel veicolo per i conduttori di segnali 38 e 39. Anche l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata è combinato, normalmente, con il servomotore 19 in modo da formare un gruppo strutturale comune che però è montato sul veicolo in corrispondenza della tiranteria di sterzo 20, 30 vicino alle ruote comandate 2 del veicolo. In questo caso, anche il rivelatore di valori reali 7 dell'angolo di sterzata è integrato vantaggiosamente in questo gruppo strutturale. Anche la valvola regolatrice 8 nonché tutto il circuito idraulico per l'azionamento del servomotore possono essere collocati nelle sue vicinanze. Soltanto il rivelatore di valori nominali 4 dell'angolo di sterzata è disposto nella zona del dispositivo di manovra 5 dello sterzo in modo che comunque, per il conduttore di segnali 3, nel veicolo dev'essere posato un cavo.

La ridondanza reciproca degli apparecchi di comando 1 e 33 proposta secondo l'invenzione può essere realizzata in modo particolarmente semplice senza grande dispendio costruttivo. Se per gli apparecchi di comando 1 e 33 si impiegano elementi strutturali programmabili, standardizzati per gli apparecchi di comando 1 e 33, dipende sostanzialmente dalla programmazione se l'apparecchio di comando 1 e rispettivamente 33 serve ad azionare il regolatore di momenti manuali 35 oppure ad azionare il regolatore di angolo di sterzata (servomotore 19). Di conseguenza, gli apparecchi di comando 1 e 33 possono essere strutturati, in particolare programmati, anche in modo da poter essere impiegati sia per l'azionamento del regolatore di momenti manuali 35 sia per l'azionamento del regolatore di angoli di sterzata 19. Siccome si debbono posare comunque cavi per i conduttori di segnali 38 e 39 per il collegamento degli apparecchi di misura della pressione 40 e 41 con l'apparecchio di comando 33 dei momenti manuali e per il conduttore di segnali 3 per il collegamento del rivelatore di valori nominali 4 dell'angolo di sterzata con l'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata, invece di questo, si può posare, senza dispendio supplementare, un bus di dati in modo che, da un lato, entrambi gli apparecchi di comando 1 e 33 possano richiamare i valori di segnali di tutti i sensori e, dall'altro lato, tramite cavi elettrici posati di volta in volta da entrambi gli apparecchi di comando 1 e 33 agli elementi di connessione, possano essere azionati di volta in volta tutti gli elementi di connessione oppure una parte di essi. In questo modo, gli apparecchi di comando 1 e 33 possono aiutarsi e sostituirsi reciprocamente. La sicurezza del sistema di sterzo viene aumentata grazie alla forma di realizzazione secondo l'invenzione.

In una forma di realizzazione preferita, gli elementi di connessione azionabili da entrambi gli apparecchi di comando 1 e 33, come ad esempio le valvole, il motore elettrico, la connessione elettrica in una catena di sterzo, sono equipaggiati con avvolgimenti separati, ciascuno dei quali è associato ad uno degli apparecchi di comando 1 e 33. Ad esempio, le valvole possiedono di volta in volta due magneti di azionamento congiungibili separatamente e indipendentemente. In questo modo si migliora la sicurezza di avaria, specialmente dal punto di vista della resistenza ai cortocircuiti.

Corrispondentemente ad una forma di esecuzione particolarmente vantaggiosa del sistema di sterzo secondo l'invenzione, gli apparecchi di comando 1 e 33, nel caso che lavorino senza difetto soltanto parti del piano di steer-by-wire del sistema di sterzo, possono azionare il sistema di sterzo in un servizio confortevole di emergenza che lavora sostanzialmente come uno sterzo tradizionale servoassistito con accoppiamento forzato tra il dispositivo di manovra 5 dello sterzo e le ruote comandate 2 del veicolo. Ad esempio, se la valvola regolatrice 8 si blocca, le valvole di sicurezza 32, 53 e 54 scattano nella posizione di commutazione rappresentata nella figura 1 in modo che l'azionamento dello sterzo delle ruote comandate 2 del veicolo avvenga in funzione dello spostamento assiale dello stantuffo 45 nel gruppo a pistone e cilindro 44 del lato mani. Affinchè il conducente non debba applicare a mano sul volante di guida 5 tutto il momento manuale necessario per uno spostamento dello sterzo delle ruote comandate 2 del veicolo, in questo servizio confortevole di emergenza, il regolatore di momenti manuali 35 viene impiegato come servoassistenza, al cui scopo esso viene attivato in modo opportuno dall'apparecchio di comando 33 del momento manuale tramite il cavo di connessione 34 e rispettivamente dall'apparecchio di comando 1 dell'angolo di sterzata tramite un cavo di connessione 72 .

In un altro caso di sinistro, la valvola regolatrice 8 e le valvole di sicurezza 53 e 54 possono essere pilotate dagli apparecchi di comando 1 e 33 in modo che l'aggregato a pistone e cilindro del lato ruote {servomotore 19) venga azionato idraulicamente in funzione dell'azionamento del dispositivo di manovra 5 dello sterzo, ottenendo, in questo modo, per lo spostamento assiale dello stantuffo 45 e rispettivamente per lo stelo 23 dello stantuffo del servomotore 19, una servoassistenza idraulica.

Giusto se si guastano anche i componenti del piano di steer-by-wire utilizzabili per la servoassistenza si deve azionare, senza servoassistenza nel servizio di emergenza, il sistema di sterzo secondo 1'invenzione.

Un altro punto di vista importante del sistema di sterzo secondo l'invenzione sta nel fatto che, durante il servizio normale del sistema di sterzo, da un lato, il sistema idraulico del piano di reversione (le aste idrauliche) viene disaerato a intervalli regolari tramite valvole di sfiato 62 e 63 in modo da poter escludere danni al funzionamento del piano di reversione. Dall'altro lato, vengono eseguite regolarmente prove di ermeticità dei componenti idraulici del piano di reversione, laddove l'asta idraulica sinistra può essere controllata indipendentemente dall'asta idraulica destra. In questo modo si possono localizzare, in modo relativamente esatto, eventuali perdite in atto. Se il sistema di sterzo e rispettivamente i suoi apparecchi di comando 1 e 33 individuano un funzionamento difettoso del piano di reversione, ciò può essere segnalato al conducente. Comunque, questo funzionamento difettoso viene segnalato in occasione della prossima ispezione del veicolo. A seconda della concezione di sicurezza, per questo caso si può anche prevedere di limitare la velocità massima del veicolo, la sua portata o simile. Ad esempio, il veicolo deve poter essere guidato ancora soltanto a bassa velocità fino alla prossima officina.

Se gli apparecchi di comando 1 e 33 comunicano, ad esempio, tramite un bus 77 con uno o più calcolatori 78 del veicolo, le informazioni rilevate ed elaborate da ciascun calcolatore possono essere sfruttate dagli apparecchi di comando 1 e 33 per eseguire prove di plausibilità oppure per ottenere segnali ridondanti per sensori guasti e rispettivamente per i loro segnali.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di sterzo per veicolo, il quale è azionabile in un servizio normale in cui un dispositivo di manovra (5) dello sterzo azionabile dal conducente, ad esempio il volante, e ruote comandate (2) del veicolo sono collegate fra loro tramite un sistema regolato elettrico e rispettivamente elettronico (piano di steer-by-wire) (piano di sterzo mediante cavo), e in un servizio di emergenza in cui il dispositivo di manovra (5) dello sterzo e le ruote comandate del veicolo sono accoppiate forzatamente in modo meccanico e/o idraulico (piano di reversione, con un apparecchio di comando (1) dell'angolo di sterzata per un regolatore di angolo di sterzata (19) che aziona le ruote comandate (2) del veicolo, ad esempio un servomotore elettrico oppure idraulico, che contiene un primo sistema di controllo dell'angolo di sterzata che confronta valori nominali di angoli di sterzata di un rivelatore di valori reali (7) dell'angolo di sterzata azionato con le ruote comandate (2) del veicolo con valori nominali di angoli di sterzata di un rivelatore di valori nominali (4) di angoli di sterzata azionato con il dispositivo di manovra (5) dello sterzo e, in funzione di questo confronto, aziona il regolatore di angoli di sterzata (19), e con un apparecchio di comando di momenti manuali (33) per un regolatore di momenti manuali (35) che aziona il dispositivo di manovra (5) dello sterzo per la simulazione di momenti manuali, il quale apparecchio contiene un primo sistema di controllo di momenti manuali che genera valori nominali di momenti manuali correlati con le forze che agiscono sulle ruote comandate (2) del veicolo e li confronta con valori di momenti manuali di un rivelatore di valori reali (42) del momento manuale azionato con il dispositivo di manovra dello sterzo e, in funzione di questo, aziona il regolatore di momenti manuali (35), laddove gli apparecchi di comando (1, 33) sorvegliano sè stessi e il sistema di sterzo dal punto di vista della sicurezza .di funzionamento e della plausibilità e, in funzione di questa sorveglianza, producono una commutazione tra il servizio normale e il servizio di emergenza del sistema di sterzo, laddove l'apparecchio di comando (1) dell'angolo di sterzata comprende un secondo sistema di controllo di momenti manuali, il quale è attivato in modo ridondante rispetto al sistema di controllo di momenti manuali dell'apparecchio di comando di momenti manuali (33) e laddove l'apparecchio di comando (33) dei momenti manuali comprende un secondo sistema di controllo dell'angolo di sterzata, il quale è attivato in modo ridondante rispetto al primo sistema di controllo dell'angolo di sterzata dell'apparecchio di comando (1) dell'angolo di sterzata.
2. 2. Sistema di sterzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è previsto uno o più bus di dati ai quali sono allacciati gli apparecchi di comando (1, 33) e sensori associati a questi.
3. 3 . Sistema di sterzo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che al bus oppure ai bus di dati è allacciato ancora almeno un altro apparecchio di comando del—veicolo.
4. 4 . Sistema di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che gli apparecchi di comando {1, 33), durante il servizio normale, verificano, dal punto di vista della plausibilità, l'accoppiamento meccanico e/o idraulico forzato del piano di reversione.
5. 5. Sistema di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che lo accoppiamento meccanico e/o idraulico forzato del piano di reversione presenta un gruppo a pistone e cilindro (44) del lato mani, il quale è azionato meccanicamente con il dispositivo di manovra (5) dello sterzo ed aziona idraulicamente un gruppo a pistone e cilindro (19) del lato ruote, il quale, a sua volta, aziona meccanicamente le ruote comandate (2) del veicolo.
6. 6. Sistema di sterzo secondo le rivendicazioni da 4 a 5, caratterizzato dal fatto che gli apparecchi di comando (1, 33) per il controllo della plausibilità del piano di reversione verificano un circuito idraulico dell'accoppiamento forzato dal punto di vista della ermeticità e/o del livello di pressione del sistema.
7. 7. Sistema di sterzo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento forzato presenta una tiranteria di sterzo meccanica, la quale è separabile mediante accoppiamento azionato meccanicamente o idraulicamente, laddove per la prova di funzionamento sono previsti commutatori di prossimità che reagiscono quando l'accoppiamento viene chiuso brevemente di routine e/o laddove, per la prova di funzionamento dell'accoppiamento elettrico, si verifica la sua alimentazione di corrente e/o di tensione e/o laddove, per la prova di funzionamento dell'accoppiamento idraulico, sono previsti sensori di pressione che sorvegliano la pressione di apertura minima consentita.
8. 8. Sistema di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che gli apparecchi di comando (1, 33) possono azionare il sistema di sterzo in un servizio confortevole di emergenza in cui per l'accoppiamento meccanico e/o idraulico forzato del piano di reversione è prevista una servoassistenza.
9. 9. Sistema di sterzo secondo le rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che il regolatore di angolo di sterzata è strutturato come un servomotore idraulico, il quale è azionato da una servovalvola (8) collegata con una pompa di mezzo idraulico (13) e dal fatto che la servoassistenza del servizio confortevole di emergenza avviene mediante il circuito del mezzo idraulico del servomotore (19) che, in questo caso, è accoppiato idraulicamente con i gruppi a pistone e cilindro (44, 19) dell'accoppiamento forzato e servoassiste il suo azionamento.
10. 10. Sistema di sterzo secondo la rivendicazione 8 oppure 9, caratterizzato dal fatto che la servoassistenza avviene tramite il regolatore di momenti manuali (35) che, in questo caso, aiuta gli azionamenti del dispositivo di manovra (5) dello sterzo.
11. 11 . Sistema di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che gli apparecchi di comando (1, 33) sono collegati tramite un bus di dati con un calcolatore del veicolo, al quale sono allacciati altri sensori, ed utilizzano parametri di funzionamento del veicolo ivi presenti per la produzione di segnali, i quali sono ridondanti rispetto a quelli che vengono generati con riferimento a valori misurati di almeno un sensore associato agli apparecchi di comando.
12. 12. Sistema di sterzo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che sono previsti cavi di connessione separati (64, 65, 66, 67, 34, 72) che collegano ciascun apparecchio di comando (1, 33) con uno o più elementi di connessione (62, 63, 35), i quali, in questo modo, sono azionabili mediante i due apparecchi di comando (1, 33).
13. 13 . Sistema di sterzo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (62, 63, 35) azionabili da entrambi gli apparecchi di comando (1, 33) presentano, di volta in volta, due avvolgimenti, i quali sono percorribili da corrente per l'azionamento di ciascun elemento di connessione (62, 63, 35) e dei quali uno è associato di volta in volta ad un apparecchio di comando (1) e l'altro è associato di volta in volta all'altro apparecchio di comando (33).