[發明專利]車輛中的包括伺服電機的轉向系統

無效

• 申請號: 201310574035.1
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103921835A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: G·賴曼
• 申請（專利權）人: ZF操作系統有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;F16H3/44;F16H3/091
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種在車輛中的包括伺服電機的轉向系統用以產生支持轉向運動的伺服力矩。

背景技術

DE10032120A1中描述一種用于車輛的轉向系統，其包括電動的轉向支持（EPS-電力轉向）。該轉向支持具有伺服電機，借其產生伺服力矩用以支持司機的轉向運動。

在伺服電機失效時，支持的伺服力矩也取消，從而司機被迫施加明顯提高的轉向力矩，以便可以實施要求的轉向運動。如果在轉向運動過程發生伺服電機的失效，則司機必須突然地施加提高的轉向力矩，以便可以結束轉向過程。

發明內容

本發明的目的在于，在伺服電機失效時減小由司機在轉向系統中待施加的轉向力矩。

按照本發明利用權利要求1的特征達到該目的。各從屬權利要求說明符合目的的進一步構成。

按照本發明的轉向系統在車輛中用于調節可轉向的車輪。轉向系統包括轉向軸，司機經由轉向軸經由方向盤預定一轉向角。轉向軸連接于轉向傳動機構，經由轉向傳動機構將轉向角轉變為轉向直拉桿的運動和轉變成各轉向的車輪的車輪轉向角。轉向系統配備伺服電機（EPS-電力轉向），其與轉向傳動機構耦合并且向轉向系統中供給支持的伺服力矩。

為了在伺服電機失效時避免或至少減小要由司機施加的轉向力矩的增加，在轉向系統的轉向軸中整合轉換變速器，該轉換變速器設有轉換促動器，在操縱該轉換促動器時改變在方向盤與轉向傳動機構之間的傳動線路中的傳動比。這樣設計轉換變速器，即在配置的轉換促動器的無電流的狀態下與在轉換促動器的通電流的狀態下相比存在較為間接的傳動比。隨著較為間接的傳動比，出現減小的手動力矩或轉向力矩，該力矩必須由司機經由方向盤施加以調節到要求的轉向角。在轉換促動器的無電流的狀態下的較為間接的傳動比同時形成一附加的安全措施，因為在車載電網（該電網涉及不僅伺服電機而且電動轉換促動器）失效時確保了轉向力矩與在現有技術的實施形式中相比是較小的，后者在轉向軸中沒有轉換變速器。轉向力矩可選地可以通過傳動比的相應的增大而如此調節，使在電伺服支持失效時司機必須施加與利用伺服支持相同的手動力矩。

在通電流的狀態下轉換變速器符合目的地具有傳動比1:1，從而在該與運轉良好的伺服電機相對應的狀態下，不能感覺到轉換變速器在轉向系統中的影響。只在無電流連接的狀態下才實現向較為間接的傳動比（例如至少1:2、優選1:4）方向的改變，這隨之帶來由司機待施加的轉向力矩的相應減小。

為了在轉換變速器或轉換促動器的無電流連接的狀態下補償由于較為間接的傳動比所需要的較大的轉向角回轉，其必須由司機施加，轉向系統符合目的地設有疊加變速器，經由該疊加變速器可以給由司機預定的轉向角疊加一個疊加轉向角。疊加轉向角修改由司機在正方向或負方向上產生的轉向角，從而在轉向傳動機構上按照疊加變速器的設定出現一個與由司機預定的轉向角相比較大的、相同的或較小的轉向角。隨著轉換變速器的無電流連接并從而出現的較為間接的傳動比，符合目的地也調節疊加變速器、亦即如下：通過疊加變速器至少部分地、優選完全補償轉換變速器的改變的傳動比。因此盡管轉換變速器的較為間接的傳動比，司機比在正常情況下仍不必實施較大的轉向角回轉，所述正常情況的特征在于轉換變速器的通電流的狀態和起作用的伺服支持。通過疊加變速器和轉換變速器與這些變速器的上述控制的組合有可能，在伺服電機失效時一方面減小必須由司機產生的轉向力矩而另一方面盡管減小的轉向力矩仍保留相同的轉向角，有利地經由轉換變速器和疊加變速器的相應的設計不僅將轉向力矩而且轉向角保持在這樣的數值上，其與運轉良好的伺服電機的正常狀態相對應，從而司機覺察到不到轉向行為中的改變。

轉換變速器有利地處在（可預定疊加轉向角的）疊加變速器與將轉向軸與轉向直拉桿耦合的轉向傳動機構之間。也可能將轉換變速器整合到在轉向軸中的疊加變速器中。轉換變速器有利地在正好兩個傳動比之間轉換，這兩個傳動比配設于轉換促動器的通電流的和未通電流的狀態。兩個傳動比原則上是足夠的，因為由此覆蓋具有有效的伺服電機的正常狀態和具有失效的伺服電機的緊急情況。

轉換變速器例如設計成行星齒輪變速器，其中輸入軸與太陽輪連接并且輸出軸與內齒輪連接，其中太陽輪經由多個行星齒輪與內齒輪旋轉連接并且各行星齒輪支承在行星齒輪支架上。行星齒輪支架可以經由通電流的轉換促動器在殼體上固定地固定，或在松開的不通電的狀態下旋轉。按這種方式實現兩個不同的具有不同傳動比的工作模式。