[發明專利]具有滾珠絲杠的動力轉向系統

有效

• 申請號: 201310516273.7
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103786783B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 弗蘭克·皮特·恩格斯
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 李欽鵬

本發明介紹了一種具有滾珠絲杠的電動輔助動力轉向系統，該系統具有安置在轉向系統中的傳感器。該傳感器被設計用于檢測轉向角變化過程中轉向系統中的聲學振動或加速度信號，用于產生表現振動或加速度信號的傳感器信號，并且用于將傳感器信號傳輸給控制單元。在本發明的背景下，控制單元被設計用于比較傳感器信號與臨界值，以及用于在該傳感器信號大于該臨界值時檢測到故障狀態。本發明同樣涉及具有根據本發明的動力轉向系統的機動車。

技術領域

本發明涉及改進的具有滾珠絲杠的電動輔助動力轉向系統以及具有該動力轉向系統的機動車。

背景技術

在齒條和小齒輪轉向系統中，可能的是由于被損壞的外殼使水分和灰塵進入轉向齒輪，導致不希望的銹跡開始形成。在液壓轉向齒輪中，長期損害能夠發生在密封件上，其結果是最后轉向油泄漏。這導致轉向過程中駕駛員不再被輔助，這是轉向系統中缺陷的明顯指示。

具有滾珠絲杠(ball screw)的動力轉向系統——也被稱為齒條電力輔助轉向(REPAS)——使用電力輔助，其結果是消除了轉向油泄漏的可能性。然而，此時在轉向系統中仍然存在銹跡生成問題，尤其是在轉向齒條的球滾道上、循環球齒輪(recirculatingball gear)的球上以及循環球齒輪的滾道上，這增加了轉向系統的摩擦。然而，因為可以預期只有當銹跡的行成已經進行了很長一段并且摩擦力已經顯著增加時才會發生電力輔助設備的失效，對于駕駛員不會有不良影響。由于這一原因，對駕駛員迅速報警因此是有利的。

為了這一目的，用于檢測摩擦力的方法是已知的，然而這些方法不能從其他影響中單獨地確定轉向齒輪內的摩擦，其他影響例如與轉向齒輪連接的組件、例如樞轉軸承和減震器的摩擦。因此，采用這樣的解決方案，可能發生的是由于已經發現的增加的摩擦而替換整個轉向系統，甚至盡管轉向系統本身未顯示出任何銹跡生成或增加的摩擦，也就是說轉向系統本身未損壞。公知的用于檢測摩擦的方法因此會導致功能仍然可用的轉向齒輪被不必要地替換。

發明內容

因此本發明的目的是介紹一種用于檢測REPAS轉向系統的轉向齒輪中增加的摩擦的改進的可能性。

因此本發明的第一方面介紹一種具有滾珠絲杠的電動輔助動力轉向系統，該系統使用至少一個安置在轉向系統或車輛中的傳感器。在本發明的背景下，傳感器以這種方式設計，即，該傳感器檢測轉向角改變的過程中轉向系統的聲學信號(空氣傳播的噪音)或者加速度信號(振動，結構傳播的噪音)，并且產生表現該振動/噪音的傳感器信號并將其傳輸給控制單元。在此該控制單元被設計用于比較傳感器信號與臨界值，并且在該傳感器信號大于該臨界值時檢測到故障狀態。

本發明以持續轉向過程中摩擦伴隨著噪音的形成和/或加速度信號的認識為基礎，該摩擦通過銹跡的形成或灰塵顆粒的侵入而增加。因此本發明有利地使用采集轉向系統中聲學振動和/或加速度的傳感器。然后傳感器信號能夠輕易地被檢測，這是因為故障情況的出現，也就是說摩擦已經以不可接受的數量增加。因此只是間接地確定該摩擦。然而，可能由此引起的測量精度的降低是無關緊要的，因為對于期望的目的，摩擦或轉向齒輪狀態的粗略量化是足夠的。因為所述復雜問題涉及到長時間變化，同樣可能的是直到發現在特定時間段內或關于特定數量的轉向過程中臨界值已經被超過至少特定的次數才檢測到故障狀態。當前轉向角在控制單元中在任何情況下通常是已知的或者能夠由轉向角傳感器檢測，根據當前轉向角可以推斷出轉向角的變化。

傳感器優選地包含此處列舉的傳感器中的至少一個：加速度傳感器、聲傳感器、扭矩傳感器、位置傳感器和/或功耗傳感器。在本發明的背景下，來自為了其他原因安裝在車輛中傳感器的信號也能夠有益地用于使用目的。尤其同樣可能的是，在臨界值的比較過程中，應用具體說明的傳感器類型的組合并且聯合地考慮它們各自的傳感信號。表現振動的傳感器信號因此包含大量單個傳感器信號。同樣可以考慮來自周圍條件、例如溫度和空氣濕度的傳感器的數據。例如，這可以通過根據已測量的周圍條件設置的臨界值來完成。根據轉向系統的設計，摩擦強度因可以是隨溫度變化的，由于這個原因，相應地調整臨界值是有利的。