[發明專利]傳感器單元、方向盤子組件、齒條子組件、以及轉向系統

在審

• 申請號: 202010073297.X
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111469907A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: S·瓦倫托夫斯基
• 申請（專利權）人: TRW汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D1/04
• 分類號: B62D1/04;B62D3/12;B62D15/02
• 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: 李駿

本發明涉及一種用于轉向系統(10)、尤其是線控轉向式轉向系統(12)的傳感器單元(36)，該傳感器單元具有要監測的部件(38)并且具有多功能位置傳感器(40)，多功能位置傳感器具有至少一個彈簧元件(42)和至少一個壓電式傳感器(44)，壓電式傳感器與彈簧元件(42)相關聯并且設置在彈簧元件(42)的第一端部(46)處。彈簧元件(42)經由與第一端部(46)相反的第二端部(48)與要監測的部件(38)相關聯。還描述了一種方向盤子組件(14)、一種齒條子組件、以及一種轉向系統。

技術領域

本發明涉及一種用于轉向系統、尤其是線控轉向式轉向系統的傳感器單元。本發明還涉及一種方向盤子組件、一種齒條子組件、以及一種轉向系統。

背景技術

現代機動車輛具有各種功能，這些功能尤其需要與當前轉向角度或當前轉向位置有關的信息。轉向角度或轉向位置可以是方向盤的轉向角度或轉向位置，和/或前車橋、例如齒條的轉向角度或轉向位置。

因此，通常重要的是，能夠高度完整地、即可靠且正確地確定轉向角度或轉向位置。

通常，這些機動車輛包括機電伺服轉向系統，該機電伺服轉向系統具有相應的電動馬達和致動器，電動馬達和致動器中的每一者均有馬達位置傳感器與之相關聯，可以通過該馬達位置傳感器以自動方式至少檢測相對位置，即相對于開始時的零位置的位置。然而，由于所要求的高度完整性，因此需要第二傳感器，以便能夠可靠且正確地檢測至少開始時的零位置的絕對位置。為此目的，通常使用絕對位置傳感器，從而產生了轉向系統的額外成本。

在傳統轉向系統中，方向盤機械地聯接至車輪，并且因此檢測轉向系統的一個部件的絕對位置就足夠了，因為可以基于轉向系統的幾何關系來確定其他部件的位置。例如，基于檢測到的車輪的絕對位置或檢測到的與車輪相連接的前車橋、尤其是齒條的絕對位置來確定方向盤的位置。

然而，對于“線控轉向”式轉向系統來說這是不可能的，因為方向盤和車輪不再(必定)機械地聯接。

然而，在這種轉向系統中，存在兩個致動器。一方面，設有前車橋致動器，所述致動器控制前車橋的位置或齒條的位置并相應地測量該位置，即控制并測量車輪的轉向角度或轉向位置。另一方面，設有方向盤致動器，該方向盤致動器測量并控制方向盤的角位置。方向盤致動器可以測量方向盤的角位置，以便測量駕駛員在手動駕駛模式下設定的角度，從而獲得輸入信息，例如用于轉向的自動回正或對中，并且/或者用于(部分)自主駕駛模式下的角度控制。由于方向盤和車輪可以獨立于彼此移動或者彼此不再機械地聯接，所以必須對轉向系統的這兩個部件的位置都進行檢測，以便確保所期望的高度完整性。然而，由于設有兩個絕對位置傳感器，所以這產生了甚至更高的成本，從而導致轉向系統的總成本進一步增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉向系統，通過該轉向系統尤其可以以簡單且低成本的方式檢測絕對位置。

根據本發明，該目的是通過一種用于轉向系統、尤其是線控轉向式轉向系統的傳感器單元來實現的，所述傳感器單元具有要監測的部件并且具有多功能位置傳感器，所述多功能位置傳感器具有至少一個彈簧元件和至少一個壓電式傳感器，所述壓電式傳感器與所述彈簧元件相關聯并且設置在所述彈簧元件的第一端部處。所述彈簧元件通過與所述第一端部相反的第二端部與所述要監測的部件相關聯。

本發明的基本概念是提供新型傳感器單元，該新型傳感器單元可以以基于力或基于力矩的方式檢測轉向系統的轉向角度/位置、尤其是轉向系統的一個部件的轉向角度或轉向位置、即轉向系統的要監測的部件的轉向角度或轉向位置。通常，傳感器單元可以設置在轉向系統的不同部件上，從而與不同的使用位置相對應。取決于傳感器單元的使用位置，轉向角度或轉向位置可以是方向盤的轉向角度或轉向位置，或者是車輪的轉向角度或轉向位置，該轉向角度或轉向位置通過傳感器單元以相應的(間接)方式檢測。