用于机电转向系统的、具有定位系统的方向盘单元技术方案

一种用于机动车的机电转向系统的方向盘单元(1)，方向盘单元具有：布置在方向盘(4)的方向盘轴(3)的区域中的转向运动传感器，用于检测方向盘位态；以及第一力产生器件(11、12)和第二力产生器件(10)。第一力产生器件用于在高度和倾斜度上调节与所述方向盘连接的转向柱(16)，而第二力产生器件(10)实施为用于给方向盘(4)加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或行驶状态。方向盘单元还包括第一电动机(13)和第二电动机(14)，第一电动机和第二电动机一方面能够与第一力产生器件机械连接，用于调节转向柱(16)，另一方面能够与第二力产生器件(10)机械连接，用于以给驾驶员的机械反馈力加载方向盘(4)。

【技术实现步骤摘要】
用于机电转向系统的、具有定位系统的方向盘单元
本专利技术涉及一种用于传感地检测机动车机电转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元。本专利技术也还涉及一种包括这种方向盘单元的机电转向系统。本专利技术的应用领域延伸到所谓的用于机动车的线控转向系统(Steer-by-Wire-Lenksystem)，在所述线控转向系统中，在机动车的方向盘和转向轮之间通常不存在直接的机械耦合。取而代之地，通过合适的传感装置检测转向角和必要时方向盘的转速和/或施加到方向盘上的转矩并且以电调节值的形式将其传递到机电的转向促动器单元上，所述转向促动器单元将以电的方式预给定的转向信号转化为能转向的车桥的轮的转向角(Lenkausschlag)的机械调节。因此，在该机电转向系统中取消关于轮的实际实施的转向角的直接机械反馈，该机械反馈在机械耦合的系统中通常以与行驶速度有关的方向盘回位转矩和与此叠加的振动形式以及通过方向盘的终端止挡位置能够被驾驶员感觉到。此外，本专利技术的应用领域涉及用于校准方向盘的倾斜度和高度的机电系统，所述机电系统通常实施为具有两个电动机，相应地用于方向盘的垂直和水平调节。
技术介绍
US2017/0320515A1公开了一种用于机动车的机电转向系统，所述转向系统从方向盘单元方面配备有特别的力产生器件，用于对方向盘加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和车辆状态。为此，方向盘单元具有电动马达，用于通过施加相应的转矩到方向盘轴上来产生反馈力。通过相应地操控电动机，通过方向盘给驾驶员传递真实的驾驶感受，如在机械耦合的转向系统中存在的那样。美国专利4901593公开了一种系统，用于机动车方向盘的分别彼此独立的伸缩运动和倾斜运动。为此目的，该系统配备有第一马达和第二马达。第二马达实施为用于使切换杆在第一切换位置和第二切换位置之间运动。当切换杆处于第一切换位置中时，切换杆与所述系统连接为使得第一马达的旋转引起方向盘的伸缩运动。然而相反地，在第二切换位置中，切换杆定位为使得第二马达的旋转导致方向盘倾斜度的改变。通过上述用于方向盘位置的机电地调节高度和倾斜度的系统，尤其由于电动机对车辆增加了质量。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种用于机动车的机电转向系统的方向盘单元，包括方向盘定位系统，所述转向系统能够是节省安装空间、节省能量、节省质量和/或故障安全的并且能够借助简单的技术手段将关于当前转向状态的机械反馈力传递给驾驶员。该任务由根据权利要求1的前序部分的方向盘单元结合其特征部分的特征来解决。关于包括这种方向盘单元的机电转向系统参见权利要求10。从属权利要求又给出本专利技术的有利扩展方案。本专利技术包含以下技术教导：提供用于机动车的机电转向系统的方向盘单元。该方向盘单元具有布置在方向盘的方向盘轴的区域中的转向运动传感器，用于检测方向盘位态。方向盘单元还包括第一力产生器件，借助该第一力产生器件，能在高度和倾斜度上调节与方向盘连接的转向柱。借助第二力产生器件，能够给方向盘加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或行驶状态。为此目的，方向盘单元包括第一电动机和第二电动机，它们能够与第一力产生器件机械连接。如果产生这种连接，则第一电动机和第二电动机与第一力产生器件一起允许转向柱的高度和倾斜度调节。因此，也能够调节方向盘的高度和倾斜度。此外，第一电动机和第二电动机能够与第二力产生器件机械连接。如果产生后一种配置，则该配置允许对方向盘加载机械回位力，用于给驾驶员反馈轮偏转相关的转向状态。根据本专利技术的解决方案的优点尤其在于，两个电动机被用于实现根据本专利技术的解决方案，所述电动机不但允许用于转向柱的高度和倾斜度调节而且允许与机电转向相关的使用。因此，能够减少总体上所需的马达数量、空间需求以及机电转向系统的重量。此外，通过使用两个电动机能够提高机电转向系统的故障安全性。此外，两个马达分别能够实施为较弱的马达、实施为通常在机电转向系统中所使用的马达，因为在根据本专利技术的解决方案中，两个马达与力产生器件耦合，用于以机械回位力加载方向盘。换言之，根据本专利技术的解决方案确保一方面两个电动机能够用于校准转向柱的位置并且另一方面相同的两个电动机能够用于以机械回位力加载方向盘。根据一个实施方式，由管状的转向柱产生所述转向柱，该管状的转向柱为了改变其高度借助第一力产生器件允许伸缩式地伸出和缩入。优选地，第一电动机和第二电动机轴向平行地在侧面布置在转向柱旁。例如，第一电动机能够轴向平行地在左侧定位在转向柱旁，而第二电动机相应地在右侧布置在转向柱旁，或反之亦可。这种配置有助于在方向盘单元内的重量平衡。此外，两个电动机的其它布置能够轴线平行与所述转向柱。根据一个优选的实施方式，第一电动机和第二电动机与切换器连接，该切换器能够置于第一切换器位置和第二切换器位置中。在第一切换器位置中，所述切换器允许两个电动机与第一力产生器件连接。在第二切换器位置中产生两个电动机与第二力产生器件的连接。优选地，上述切换器实施为联接装置、切换传动装置，液压切换器或电磁切换器，并且允许两个电动机分别与第一力产生器件或第二力产生器件的机械连接。根据另一优选的实施方式，方向盘单元包括马达控制装置，借助该马达控制装置能够在行驶状态中确定上述切换器在第二切换器位置中。由此确保两个电动机在行驶状态中仅在机电转向系统的框架内使用。这也防止了在行驶状态下调节方向盘的可能性。优选地，在切换器处于第二切换器位置中时，在第一电动机故障的情况下仍然能够通过第二电动机操控第二力产生器件，反之亦可。由此产生冗余的保险系统，该保险系统允许将方向盘单元在行驶状态下在一段时间内保持功能良好，并且例如在此期间给驾驶员传递相应的警告和/或必要的操作指示。根据另一优选的实施方式，切换器在第一电动机或第二电动机故障时仅能够被置于第二切换器位置中。由此不再能够进行方向盘调整，当然仍然存在(至少暂时地)方向盘单元的功能完好性。根据另一优选的实施方式，仅能够通过第一电动机和/或第二电动机操控第二力产生器件，用于以机械反馈力加载方向盘。换言之，方向盘单元不需要或不允许其它电动机。本专利技术的另一方面涉及一种用于机动车的机电转向系统，该转向系统具有包括前述特征的方向盘单元。此外，所述转向系统包括与该方向盘单元电连接的机电的转向促动器单元，所述转向促动器单元允许将由方向盘单元以电的方式预给定的转向信号转化为能转向的车桥的轮的转向角的机械调节。附图说明下面与本专利技术优选实施例的说明一起，根据附图详细地阐述其它改进本专利技术的措施。其示出了：图1用于机动车的机电转向系统的示意图，和图2根据图1的转向系统的方向盘单元的示意性示图。具体实施方式根据图1，用于机动车的机电转向系统基本上由方向盘单元1构成，在该方向盘单元的柱形壳体2中以能旋转的方式支承方向盘轴3。在方向盘轴3的远端方面安装用于被驾驶员操作的方向盘4。通过电连接装置5，方向盘单元1借助电子控制装置6与转向促动器单元7连接，该转向促动器单元在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于传感地检测机动车的机电转向系统的方向盘(4)的转向运动的方向盘单元(1)，所述方向盘单元包括：/n-布置在所述方向盘(4)的方向盘轴(3)的区域中的转向运动传感器，用于检测方向盘位态，/n-第一力产生器件(11、12)，用于在高度和倾斜度上调节与所述方向盘连接的转向柱(16)，以及/n-第二力产生器件(10)，用于给所述方向盘(4)加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或行驶状态，/n其特征在于，所述方向盘单元包括第一电动机(13)和第二电动机(14)，/n其中，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)能够与所述第一力产生器件(11、12)机械连接，用于调节所述转向柱(16)，/n其中，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)能够与所述第二力产生器件(10)机械连接，用于以机械反馈力加载所述方向盘(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于传感地检测机动车的机电转向系统的方向盘(4)的转向运动的方向盘单元(1)，所述方向盘单元包括：
-布置在所述方向盘(4)的方向盘轴(3)的区域中的转向运动传感器，用于检测方向盘位态，
-第一力产生器件(11、12)，用于在高度和倾斜度上调节与所述方向盘连接的转向柱(16)，以及
-第二力产生器件(10)，用于给所述方向盘(4)加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或行驶状态，
其特征在于，所述方向盘单元包括第一电动机(13)和第二电动机(14)，
其中，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)能够与所述第一力产生器件(11、12)机械连接，用于调节所述转向柱(16)，
其中，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)能够与所述第二力产生器件(10)机械连接，用于以机械反馈力加载所述方向盘(4)。


2.根据权利要求1所述的方向盘单元(1)，
其特征在于，所述转向柱(16)实施为管状的转向柱，所述管状的转向柱为了改变其高度能够借助所述第一力产生器件(11、12)伸缩式地伸出和缩入。


3.根据上述权利要求中任一项所述的方向盘单元(1)，
其特征在于，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)轴向平行地在侧面布置在所述转向柱(16)旁。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方向盘单元(1)，
其特征在于，所述第一电动机(13)和所述第二电动机(14)与切换器(17)连接，其中，所述切换器(17)在第一切换器位置(A)中允许与所述第一力产生器件(11、12)连接，在第二切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿基姆，M·科瓦奇，A·胡苏，MC·科斯塔凯，MN·韦莱亚，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE