机动车辆动力转向系统技术方案

本发明专利技术涉及一种机动车辆动力转向系统(1)，包括：转向手柄(2)，具有用于检测转向手柄(2)的手柄位置(α)的至少一个手柄传感器(3)；电子地控制的转向调节器(4)，具有用于根据检测到的手柄位置(α)提供调节扭矩的电动马达(M)；机械力转移装置(5)，用于将调节扭矩转移至转向车轮(6)；以及位置传感器(7)，用于检测转向车轮(6)的车轮位置(dX)，还设置有监测装置(8)，该监测装置设计成将由位置传感器(7)检测到的车轮位置(dX)与机械力转移装置(5)的至少一个输入变量(β，Rp，T)设定成相关联，至少一个输入变量由电动马达(M)预先限定，以便监测机械力转移装置(5)的功能。测机械力转移装置(5)的功能。测机械力转移装置(5)的功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机动车辆动力转向系统


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的机动车辆动力转向系统。

技术介绍

[0002]在机动车辆动力转向系统中，经由驾驶员在转向手柄、例如方向盘处的控制干预、通过所选择的手柄位置来指定转向车轮的目标转向角度。借助于转向致动器在转向车轮处设置该目标转向角度。转向致动器的致动扭矩通常由电动马达提供。例如，齿条可以借助于转向致动器而移位，以实现所需的车辆转向角度。在常规的机电机动车辆动力转向系统的情况下，在转向手柄与致动元件之间存在机械联接以用于调节转向车轮，使得转向致动器仅提供对驾驶员的控制干预进行支持的辅助转向力。
[0003]作为进一步的发展，已知机动车辆动力转向系统被称为线控转向式转向系统，并且在该机动车辆动力转向系统中，在转向手柄与转向车轮之间不再存在机械联接。特别是在线控转向式转向系统中，因为没有机械回退层级，驾驶员可以借助于该机械回退层级在转向系统万一发生故障时接管转向功能，因此对电子系统的故障安全性提出了很高的要求。
[0004]因此，EP1190936A1公开了一种线控转向式动力转向系统，该线控转向式动力转向系统即使在至少一个电气部件发生故障的情况下、特别是在用于确定转向手柄的位置的角度传感器中的一个或所有角度传感器发生故障的情况下也允许借助于转向手柄给出转向角度。由此提供的是，在发生错误的情况下，手动扭矩调节器的电动马达的定子绕组切换成无源电阻网络，测量手动扭矩调节器的端子电压和/或端子电流，并且由这些测量值确定马达的电动势(EMF)。从EMF又可以计算角速度，该角速度的积分给出旋转角度。借助于手动扭矩调节器，可以相应地确定转向手柄角度或角速度，而无需额外的传感器。
[0005]由EP3254932A1已知，借助于角度传感器在扭力杆上游和下游获取转向柱的转向角度，以便基于这些传感器信号在转向系统的转向状态与保持状态之间进行区分。
[0006]与转向系统的所有部件一样，转向致动器的电动马达与转向车轮之间的机械动力传输也经历了老化过程，这使得在动力传输中将发生老化和/或故障现象是可以想象和可能的。例如，影响从电动驱动马达到用于转向车轮的调节致动器、比如例如主轴驱动器的扭矩传递的齿形带随着时间的推移会表现出增加的拉伸或其他磨损。
[0007]虽然在常规的机动车辆动力转向系统中，这种老化现象可能会在转向感觉发生变化时让细心的驾驶员变得能够注意到，这是即将发生故障的迹象，但在线控转向式系统中驱动器根本不可能在早期阶段检测到动力传输中的老化现象。因此，上述两种转向系统具有的缺点在于无法检测到机械动力传输中的变化，这会带来由于突然转向故障而导致的严重事故的风险。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种机动车辆动力转向系统，该机动车辆动力转向系
统的操作安全性得到提高。
[0009]该目的通过具有权利要求1的特征的机动车辆动力转向系统来实现。有利的进一步发展根据从属权利要求得出。
[0010]因此，提供了一种机动车辆动力转向系统，该机动车辆动力转向系统包括：转向手柄，该转向手柄具有用于检测转向手柄的手柄位置的至少一个手柄传感器；电子地控制的转向致动器，该电子地控制的转向致动器具有用于根据检测到的手柄位置提供致动扭矩的电动马达；机械动力传输装置，该机械动力传输装置用于将致动扭矩传输至转向车轮；以及位置传感器，该位置传感器用于检测转向车轮的车轮位置。根据本专利技术，机动车辆动力转向系统还包括监测装置，该监测装置构造成使由位置传感器检测到的车轮位置与由电动马达给出的机械动力传输装置的至少一个输入参数相关联，以便监测机械动力传输装置的功能。
[0011]根据本专利技术的解决方案提供了一种机动车辆动力转向系统，该机动车辆动力转向系统包含转向机构的电子监测。通过将机械动力传输装置的输入参数、比如例如电动马达的转子位置或扭矩与受机械动力传输装置影响的转向车轮的调节进行比较，能够以简单的方式监测机械动力传输装置的功能变化、比如例如老化现象。通过随着时间检测车轮位置，也可以关于达到的调节速度和/或调节加速度来监测转向车轮的调节。
[0012]可以直接在车轮处进行转向车轮的车轮位置的检测。然而，替代性地，也可以间接地检测车轮位置，例如通过将位置传感器布置在转向系统的齿条上来检测车轮位置。然而，优选地，至少机械动力传输装置的所有传输部件布置在电动马达与位置传感器之间。因此，确保最有可能受到老化现象影响的机械部件在其功能方面得到有效监测。
[0013]根据优选的实施方式，可以规定的是，所检测的车轮位置和/或从该车轮位置导出的参数与机械动力传输装置的至少一个输入参数和/或从该输入参数导出的参数的组合的至少一个允许值范围被存储在监测装置中，在偏离该允许值范围的情况下，能够在监测装置的输出端处输出警告信号。通过在监测装置中存储允许值范围，可以借助于阈值监测来评估机械动力传输装置中的变化。也可以存储多个允许值范围，这允许将在动力转向系统中出现的错误分为不同的严重程度。优选地，可以规定的是，对出现的错误数目进行计数并且将该数目提供给机动车辆的车载诊断系统，例如经由警告信号来提供。根据错误的严重程度，还可以经由警告信号要求驾驶员立即将车辆驾驶到道路的旁边并在规定的公里数后停车或寻找维修店。
[0014]优选地，监测装置还可以构造成定量地确定和监测动力传输装置的至少一种机械特性。这种机械特性可以例如是动力传输装置的刚度、动力传输装置中的自由转向游隙和/或摩擦损失。
[0015]对于每个被监测的机械特性，可以将单独的值范围存储在监测装置中。因此可以借助于监测装置获得详细的诊断信息，该诊断信息促使服务技术人员确定错误源。
[0016]根据优选实施方式，规定的是，电动马达配备有转子位置传感器，该转子位置传感器连接至监测装置，以便检测电动马达的转子位置，该转子位置作为由电动马达给出的机械动力传输装置的输入参数。以这种方式，电动马达的转子轴的角度和转向车轮的车轮位置被连续地测量并相互关联。由于这两个参数经由传动级彼此机械联接，因此在考虑到传动级的弹性的正常运行中，相应地经转换的角度值彼此对应。在特别优选的实施方式中，机
动车辆动力转向系统包括由电动马达的转子驱动并与齿条接合的转向小齿轮。转向小齿轮的旋转因此导致齿条的移位，并且该移位影响车辆车轮的枢转——即调节转向车轮的车轮位置。机动车辆动力转向系统的监测装置然后可以构造成监测机械动力传输装置的刚度。
[0017]当考虑电动马达的转子位置时，必须确保优选地利用控制电动马达的电极的因数仅测量占据360度角的倍数的电位置(electrical position)。通过转换和校准，可以由此确定电动马达的转子的机械角位置并且因此在存在的情况下由此来确定转向小齿轮的机械旋转角位置。
[0018]在其他实施方式中，监测装置可以连接至扭矩检测装置，以便检测由电动马达传递的扭矩，该扭矩作为由电动马达给出的机械动力传输装置的输入参数。扭矩检测装置尤其可以呈用于测量由电动马达消耗的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机动车辆动力转向系统，所述机动车辆动力转向系统包括：转向手柄(2)，所述转向手柄(2)具有用于检测所述转向手柄(2)的手柄位置(α)的至少一个手柄传感器(3)；电子地控制的转向致动器(4)，所述电子地控制的转向致动器(4)具有用于根据检测到的所述手柄位置(α)提供致动扭矩的电动马达(M)；机械动力传输装置(5)，所述机械动力传输装置(5)用于将所述致动扭矩传输至转向车轮(6)；以及位置传感器(7)，所述位置传感器(7)用于检测所述转向车轮(6)的车轮位置(dX)，其特征在于，还设置有监测装置(8)，所述监测装置(8)构造成使由所述位置传感器(7)检测到的所述车轮位置(dX)与由所述电动马达(M)给出的所述机械动力传输装置(5)的至少一个输入参数(β，Rp，T)相关联，以便监测所述机械动力传输装置(5)的功能。2.根据权利要求1所述的机动车辆动力转向系统，其特征在于，检测到的所述车轮位置(dX)和/或从所述车轮位置(dX)导出的参数与所述机械动力传输装置(5)的所述至少一个输入参数(β，Rp，T)和/或从所述至少一个输入参数(β，Rp，T)导出的参数的组合的至少一个允许值范围(B1，B2)被存储在所述监测装置(8)中，在偏离该允许值范围的情况下，能够在所述监测装置(8)的输出端(11)处输出警告信号。3.根据权利要求1或2所述的机动车辆动力转向系统，其特征在于，所述监测装置(8)构造成定量地确定和监测所述动力传输装置(5)的至少一种机械特性。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：