[发明专利]具有线控转向系统和机械后备系统的车辆转向系统

说明书

本发明涉及具有线控转向功能的机动车转向系统，机动车转向系统包括：上转向轴，其安装在转向柱中并且能够以旋转固定的方式连接到方向盘；下转向轴，其连接到转向齿轮以用于使得至少一个能够转向的车轮枢转；手动转矩调节器，其连接到所述上转向轴；致动驱动器，其连接到所述下转向轴；以及离合器，其在闭合状态下使得所述方向盘和所述转向柱以旋转固定的方式彼此联接。所述致动驱动器布置在所述转向柱上。

技术领域

本发明涉及机动车转向系统以及涉及用于机动车转向系统的联接器。

背景技术

线控转向的转向系统是方向盘和转向齿轮之间为刚性机械联接的转向系统，在无法操作期间该刚性机械联接对于常规车辆是强制性的。由驾驶员引入方向盘的转向运动之后由传感器检测、由控制器处理并且由致动驱动器根据控制转换为方向盘的转角。就驾驶员而言，手动转矩通过手动转矩调节器施加到方向盘，以模拟安全行驶需要的作用力和反作用力。

对于这种转向系统，例如可以执行自动横风校正、反向转向和其他转向操作而方向盘不需要跟随这些转向运动。自动驾驶的操作还可以在该过程中方向盘没有旋转的情形下执行。

这种转向系统的故障安全方面的要求特别高。因此，在发生故障的任何可能情形下都需要确保车辆的可转向性。为此，例如在具有机电致动驱动器和机电手动转矩调节器的系统的情形下，设置冗余和后备标准。对于这些系统，转向轴通过机械联接器在两个驱动器之间断开连接，以在操作期间使得线控转向功能成为可能。在发生故障的情形下，闭合联接器以在方向盘和转向齿轮之间建立刚性的机械联接，因此，转向系统之后与常规转向系统类似保持为可致动，并且车辆可以至少安全地停止。

从文献WO2014/038452A1中获知通用机电线控转向的转向系统。这里，手动转矩调节器布置在方向盘附近的转向柱上。转向柱通过转向轴联接到转向齿轮，如机电动力转向一样，机电致动驱动器也布置在转向齿轮上。转向轴可以通过布置在上部分和下部分之间的联接器选择性地断开连接或进行连接。在该情形下，具有打开的联接器的断开连接的状态是操作状态，而具有闭合的联接器的连接状态表示机械后备标准。

这种布置在制造和组装方面是复杂的，这是因为具有手动转矩调节器的转向柱、具有致动驱动器的转向齿轮和具有联接器的转向轴是分开的组件，这些组件需要制造和组装，以及首先这些组件在操作期间需要以实现特别高的发生障碍和故障安全性的方式通过电线彼此连接。在轻质和经济型的车辆(例如，小而紧凑的车辆)中使用这种转向系统被认为是昂贵的。

发明内容

因此，本发明的目的是构造制造和组装均不太昂贵的线控转向的转向系统。

本发明的目的通过本发明的机动车转向系统以及用于机动车转向系统的联接器实现。

在具有线控转向功能的机动车转向系统中，该机动车转向系统包括上转向轴、下转向轴、手动转矩调节器、致动驱动器和联接器，上转向轴安装在转向柱中并且能够以旋转固定的方式连接到方向盘，下转向轴连接到转向齿轮以用于使得至少一个能够转向的车轮枢转，手动转矩调节器连接到上转向轴，致动驱动器连接到下转向轴，以及联接器在闭合状态下使得方向盘和转向齿轮以旋转固定的方式彼此联接，此外还设置为致动驱动器布置在转向柱上，转向柱、联接器、手动转向调节器和致动驱动器可以制造、提供和组装为共同的组件。之后，车辆侧上的控制仅仅需要连接到该组件使得可以预计该连接是特别操作安全的。因此，机动车转向系统还变得更易于组装。库存保管和组装变得不太昂贵。

当致动驱动器包括布置在转向柱的侧方的电动机时，该驱动电动机可以更容易地冷却。因此简化制造具有不同电力的不同电动机。优选地，电动机设计为同步电动机。