用于保护线控转向装置的构件的方法以及线控转向装置制造方法及图纸

一种用于保护线控转向装置的构件的方法，其中，所述线控转向装置具有带有自锁结构的主轴驱动器，其中，所述主轴借助于位置固定地得到支承的主轴螺母的旋转驱动器而线性地位移。根据车辆速度，主轴相对于主轴螺母的线性位移随时间持续地累加，直至达到第一阈值。直至达到第一阈值。直至达到第一阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护线控转向装置的构件的方法以及线控转向装置


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于保护线控转向装置的构件的方法。此外，本专利技术还涉及一种根据并列权利要求的用于实施所述方法的控制器、一种具有程序代码字段的计算机程序以及一种线控转向装置。

技术介绍

[0002]文献DE102018208199A1公开了一种用于机动车的具有线控转向装置的主轴驱动器的致动器。主轴驱动器包括具有主轴螺纹的主轴以及位置固定地支承的并且被旋转驱动的具有螺母螺纹的主轴螺母。在此，主轴螺纹和螺母螺纹构造为具有自锁结构的运动螺纹，以用于使主轴相对于位置固定地支承在致动器中的主轴螺母仅轴向位移。主轴螺纹和螺母螺纹在主轴的纵向方向上借助于螺纹环相对彼此张紧并且主轴和主轴螺母的侧面彼此持久地接触。通过自锁和张紧并且尤其通过作用到主轴上的、来自机动车的底盘的侧向力得到高的摩擦。润滑材料克服该摩擦，然而在线控转向装置的运行中，持续高的负荷引起主轴驱动器和周围构件以及润滑材料的强烈加热。机械和电气构件由此受到负荷并且润滑材料可能失去其摩擦学特性，这可能对线控转向装置的使用寿命产生负面影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的任务在于，减小线控转向装置在非临界范围中的热负荷。
[0004]该任务通过根据权利要求1所述的方法来解决。本方法的有利的改进方案在从属权利要求中给出。本专利技术的另外的方面利用用于实施方法的控制器、具有程序代码字段的计算机程序以及线控转向装置来说明。
[0005]本专利技术涉及一种用于保护线控转向装置的构件的方法，其中，所述线控转向装置具有带有自锁结构的主轴驱动器。所述主轴借助于位置固定地支承的主轴螺母的旋转驱动器线性地位移。所述旋转驱动器优选构造为电动马达并且要么直接借助于空心转子电动马达要么在优选的变型方案中借助于传动机构、优选齿形带传动机构驱动主轴螺母。电动马达在此与主轴和主轴螺母的共同的纵轴线同轴地布置。如果主轴螺母沿一个或其他方向旋转，则与主轴螺母持久嵌接的主轴沿其纵轴线沿一个或其他方向线性地位移。运动螺纹优选构造为梯形螺纹。优选地，使用根据DIN103的公制ISO梯形螺纹。该螺纹可以构造为自锁的并且与循环滚珠螺纹相比具有高的摩擦。
[0006]机动车的转向装置必须被构造成引导车轮。转向车桥的车轮必须保持所设定的车轮角度，以便车辆可以保持预设的轨迹，例如直线行驶或转弯行驶。转向装置因此不仅改变车轮角度而且转向装置也负责保持该车轮角度。在机动车中，尤其在转弯行驶时产生高的侧向力，所述侧向力作用到车轮上。该侧向力作用在线控转向装置的主轴上，因为主轴间接地通过转向杆或者直接地与轮架连接，在轮架上可旋转地支承有车轮。随着速度的增大并且根据弯道半径，侧向力提高。较高的侧向力引起在线控转向装置中的较高的调节力，所述调节力意味着在主轴驱动器中的摩擦的提高。但是即使在非常缓慢的行驶中，由此也产生
高的调节力并且在静止状态下才甚至产生最高的调节力。这是因为，产生了作用在每个轮胎上的法向力，由于车辆的质量，重力大致均匀地分布在多个轮胎上。轮胎以其接触面处于车道上。为了使轮胎转向，必须使轮胎围绕其竖直轴线旋转。这通过作用到轮架上的转向装置进行。因此必须作用有转矩，该转矩大到克服了摩擦和轮胎相对于车道的起作用的法向力。主轴在转向运动中压向轮架，以便使该轮架与车轮一起围绕车轮的竖直轴线转向。由此增大了主轴驱动器的运动螺纹中的摩擦。因此该作用如通过作用到主轴上的侧向力那样，其中，在车辆或轮胎的静止状态中的力是最大的。
[0007]因此作用在主轴上的较大的力增加了线控转向装置的主轴驱动器的运动螺纹中的摩擦。摩擦在运动螺纹中产生热。尤其是在大的转向角时，例如在车辆停放时，需要较长的线性位移，换句话说，需要主轴的调节行程。因此在大的调节行程的情况下的热输入还大于在小的调节行程的情况下的热输入。热输入在较长的时间段上会变得如此之大，以致润滑材料被如此强烈地加热，以致摩擦特性失效。必要时例如润滑材料甚至可能达到或超过其沸点并且润滑材料失效。在没有润滑材料的情况下，主轴驱动器的螺纹的侧面可能被强烈地磨损并且可能导致主轴驱动器的提前失效。另外的机械或者还有电气构件也可能被强烈地加热并且同样被损坏。
[0008]对于主轴驱动器并且最终对于线控转向装置，在其结构和设计中为了其运行确定最大热负荷。最大热负荷在一定时间段内例如是140摄氏度。为了避免上述热输入意味着超过最大热负荷，在线控转向装置中可以使用传感器来检测当前的温度。然而，由于主轴螺母旋转且主轴因此线性地运动，因此运动螺纹中的实际热负荷难以通过传感器测量或检测。因此直接在摩擦副上的测量几乎是不可能的。传感器或壳体中的传感装置引起的是，这些传感器或传感装置也必须与评估单元电连接。这在制造线控转向装置时产生了附加的成本。
[0009]令人惊讶地发现，最大热负荷可以通过估计非常良好地求取。根据本专利技术的第一方面，为了根据车辆速度估计最大热负荷，可以持续累加主轴相对于主轴螺母的随时间的线性位移。在此，也称为移动路径的线性位移随时间持续地积分。这可以以简单的方式通过移动路径随时间的积分来进行。在此，如此久地累加，直至达到第一阈值。换言之，形成温度积分。在假定在经过的调节行程和通过线性位移引入的热量之间的关联的情况下，因此可以非常准确地根据经过的调节行程来求取预计的温度变化曲线。在知道运动螺纹的材料及其摩擦系数以及最大可预期的作用到主轴上的力以及主轴的已知的最大位移的情况下，针对相应的线控转向装置确定该第一阈值。因此该阈值是表示待假定的最大热负荷的大小。在积分形成期间持续地进行与阈值的比较。在达到阈值时，减少主轴驱动器的运行并且因此减少线控转向装置的运行，这还将更详细阐述。
[0010]优选地，在位移期间，从温度积分的相应当前值中周期性地减去衰减值、也称作冷却值。衰减值尤其与行驶状况无关，因此不考虑所述行驶状况。衰减值优选以20至60ms的间隔、优选分别每40ms从温度积分的值中减去。因此考虑到在一定时间之后主轴驱动器或线控转向装置的自然冷却。这在物理上的原因在于，由于对流并且尤其是在高的车辆速度时更快地进行冷却。
[0011]在一种优选的实施方式中，在达到阈值时限制主轴的进一步位移和/或至少暂时地减小主轴螺母的驱动力矩。尤其，驱动力矩被降低到近似0Nm、优选零牛顿米，以便减小主
轴驱动器的另外的热负荷。受限制的位移可以意味着移动路径的减少。备选地或附加地，也可以适配主轴螺母的角速度。
[0012]根据另一种实施方式，在达到第一阈值之后在主轴的受限制的位移的情况下持续地将衰减值从温度积分中减去。在达到第二阈值时，解除激活受限制的位移。第二阈值也可以被称为重新激活阈值。在此考虑到，在线控转向装置的受限制的运行的一定时间之后，进行冷却，使得又可以返回到线控转向装置的不受限制的运行。在达到重新激活阈值之后，主轴又可以以最大调节行程s位移。
[0013]线控转向装置的受限制的和不受限制的运行之间的区别可以在强烈的功率区别中被注意到。这会被驾驶员或乘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于保护线控转向装置(20)的构件的方法，其中，所述线控转向装置具有带有自锁结构的主轴驱动器(21)，其中，所述主轴(22)借助于位置固定地得到支承的主轴螺母(23)的旋转驱动器而线性地位移，其特征在于，为了根据车辆速度(v_veh)估计最大热负荷，所述主轴(22)相对于所述主轴螺母(23)的线性位移(s)随时间(T)持续地作为温度积分(T_int)累加，直至达到第一阈值(T_max)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述位移期间，尤其与行驶状况无关地优选以20到60ms的间隔、优选相应地在40ms后周期性地从所述温度积分(T_int)中减去衰减值(T_safe)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在时刻(t_safe_s)达到所述第一阈值(T_max)时，限制所述主轴(22)的进一步位移和/或至少暂时减小所述主轴螺母(23)的驱动力矩，尤其将所述主轴螺母(23)的驱动力矩降低到0，以便减小进一步的热负荷。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在达到所述第一阈值(T_max)之后持续地执行所述主轴(22)的受限制的位移(s_red)，直到所述温度积分(T_int)借助于持续地减去所述衰减值T_safe而达到第二阈值(T_reactiv)，并且然后从所述时刻(t_safe_e)起取消所述受限制的位移(s_red)。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述主轴(22)从所述受限制的位移到不受...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：ZF腓特烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：