[發明專利]用于機動車輛的轉向系統

在審

• 申請號: 202110068872.1
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN113147886A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: E·斯潘;Y·德米爾
• 申請（專利權）人: ZF汽車德國有限公司
• 主分類號: B62D3/12
• 分類號: B62D3/12;B62D5/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

一種用于機動車輛的轉向系統(10)，該轉向系統(10)被配置為線控轉向式轉向系統，該轉向系統包括齒條(14)、用于使齒條(14)縱向移位的電動驅動器(16)、以及沿齒條(14)的縱向軸線與電動驅動器(16)間隔開的可旋轉地安裝的支撐元件(20)，并且可旋轉地安裝的支撐元件(20)與齒條(14)齒接合。

技術領域

本發明涉及一種用于機動車輛的轉向系統，該轉向系統被配置為線控轉向式轉向系統。

背景技術

轉向系統通常包括齒條，該齒條以可線性移位的方式安裝，以用于對車輪位置進行適配。此類型的齒條最初經由轉向桿聯接至方向盤，其結果是經由方向盤的旋轉來實現齒條的線性移位。

在現代機動車輛的情況下，可以使用所謂的線控轉向式轉向系統(SbW轉向系統)，在這種情況下，方向盤與齒條之間不再有機械連接。藉由電動驅動器來實現齒條的移位。這里可能會產生扭力，該扭力作用在齒條上，導致齒條發生不期望的旋轉。

與常規轉向系統相比，線控轉向式轉向系統中齒條的安裝和引導是不同的，因為在方向盤與齒條之間不再存在機械連接。

特別地，對齒條引導的要求發生了變化，因為在線控轉向式轉向系統的情況下，作為電動驅動器的結果，可能出現例如高于13kN的高剪切力，在齒條引導的情況下必須考慮該剪切力。

此外，力矩通過電動驅動器傳遞至齒條。這里可能會產生扭力，該扭力作用在齒條上，導致齒條發生不期望的旋轉。此外，從根本上說，要以盡可能小的摩擦來引導齒條，其結果是，在機動車輛轉向的情況下，齒條可以通過轉向系統相應地平滑滑動。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種堅固、低摩擦且便宜的轉向系統，可以通過該轉向系統來引導齒條，尤其是在線控轉向式轉向系統中。

根據本發明，所述目的通過用于機動車輛的轉向系統來實現，該轉向系統被配置為線控轉向式轉向系統。轉向系統包括齒條、用于使齒條縱向移位的電動驅動器、以及可旋轉地安裝的支撐元件，該支撐元件沿齒條的縱向軸線與電動驅動器間隔開。可旋轉地安裝的支撐元件與齒條齒接合。

通過可旋轉地安裝的支撐元件與齒條齒接合，齒條的縱向移位不會被支撐元件鎖定或阻止。而是，齒條相對于支撐元件以平移方式移動，其結果是，支撐元件相應地旋轉。齒條可以因此用來傳遞剪切力。同時，支撐元件阻止齒條的旋轉，因此可以對作用在齒條上的力矩反作用。以此方式，齒條以特別穩定的方式安裝在轉向系統上。

另外，通過支撐元件與電動驅動器間隔開的事實，可以避免齒條的偏轉。

支撐元件例如是在齒條的縱向移位的情況下旋轉的小齒輪。

支撐元件可以相對于關于齒條的移位方向垂直的軸線傾斜。傾斜角是銳角、特別小于45°、例如在5°到20°之間。以此方式，齒條通過支撐元件支撐的長度大于支撐元件相對于齒條垂直取向的情況。這使得齒條的支撐可以特別令人滿意。

作為替代方案，支撐元件可以相對于齒條的移位方向垂直布置。此布置在所需的安裝空間方面比傾斜布置更有利。

特別地，傳感器與評估單元一起被配置成確定齒條的位置。因此，當前車輪角度可以藉由傳感器來確定，并且可以與駕駛員的轉向請求進行比較。另外，可以藉由傳感器監測何時到達與轉向請求相對應的齒條的位置，并且可以關閉電動驅動器。在此方面，傳感器可以被配置為控制回路的一部分和/或可以作為閉環控制系統的一部分。

傳感器例如是角度傳感器或旋轉編碼器。角度傳感器或旋轉編碼器可以被配置成測量支撐元件的角位置，經由該角位置可以推測齒條的(相對)位置。相應地，角度傳感器或旋轉編碼器可以被配置成測量支撐元件的所執行的相對旋轉和/或轉數。特別地，齒條的線性位置可以藉由角度傳感器或旋轉編碼器來確定。