[发明专利]转向装置

说明书

本发明公开了一种用于模拟触觉反馈转向感觉的转向装置(1)。转向装置(1)包括转向柱(3)，该转向柱(3)连接到方向盘(2)。在转向柱(3)上布置有角度测量装置。该角度测量装置测量施加到方向盘的旋转角度。此外，转向装置(1)包括电动马达(5)，该电动马达与转向柱(3)同轴布置。电动马达(5)设计用于向转向柱(3)施加扭矩。电动马达(5)施加的扭矩的旋转方向通常与在方向盘(2)施加的旋转角度的旋转方向相反地定向。此外，扭矩的量取决于旋转角度和作为基础所使用的车辆模型。根据本发明，电动马达(5)通过扭转弹性元件(8)连接到转向柱(3)。

技术领域

本发明涉及一种用于模拟触觉反馈转向感觉的转向装置。

背景技术

机动车辆的转向至今一直是驾驶机动车辆的基本部分。然而，当前的机动车辆的发展导致方向盘和待控制的车轮之间的机械连接似乎已经过时。直到2008年5月，在方向盘和待控制的车轮之间安装机械连接是强制性的。放弃机械连接会产生被称为“线控转向”的构思。在这些条件下，机动车辆的驾驶员缺乏关于转向过程的反馈。因此，驾驶员更难以评估机动车辆是否被适当地控制、控制过度或不足。尽管驾驶员的视觉感知和布置离心力的方式有助于驾驶员正确地评估情况，首先转向过程提供了关于机动车辆控制的灵敏感。

US 6834261 B1公开了一种用于在机动车辆、在实验室模拟器中或在娱乐设备中模拟方向盘感觉的系统。这样做，该系统包括一个盘式伺服马达，其设计用于根据道路状况将扭矩传递到方向盘，并根据道路状况模拟转向感觉。此外，US 4830127描述了一种用于基于车辆模型模拟方向盘感觉的装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提供与现有技术相比有利的转向装置。

该目的通过根据权利要求1的转向装置实现。从属权利要求包含本发明的有利实施例。

本发明公开了一种用于模拟触觉反馈转向感觉的转向装置。转向装置包括转向柱，该转向柱连接到方向盘。角度测量装置设置在转向柱上。该角度测量装置测量施加到方向盘的旋转角度。例如，该角度测量装置可以包括磁环、用于记录移动经过传感器的磁环的磁体数量的装置和用于确定方向盘的旋转方向的装置。此外，转向装置包括与转向柱同轴布置的电动马达。电动马达尤其可以是伺服电动马达，其设计用于向转向柱施加扭矩。由电动马达施加的扭矩的旋转方向通常与应用于方向盘的旋转角度的旋转方向相反地定向。此外，扭矩的量取决于旋转角度和作为基础所使用的车辆模型。此外，该量可以取决于其它参数，特别是取决于车辆速度。根据本发明，电动马达通过扭转弹性元件连接到转向柱。

通过扭转弹性元件将电动马达与转向柱连接使得触觉反馈转向感觉的模拟仅受到小的转矩波动(Torque Ripple)的影响。由于电动马达中的线圈和磁体的数量有限，可能发生施加的扭矩的脉动。如果没有弹性元件，这些会导致明显的扭矩波动。电动马达和转向柱之间的扭转弹性元件导致转子相对于定子的平滑旋转运动，从而减小脉动。因此，扭转弹性元件导致很大程度上无波动的转向感(例如，在运动的、常规的或舒适的驾驶行为中)。

根据一个实施例，扭转弹性元件可以由橡胶环构造，或根据另一实施例，扭转弹性元件可以由彼此径向布置的弹簧组件构造。

根据一个实施例，转向装置具有扭矩测量装置。该扭矩测量装置布置在转向柱上。扭矩测量装置配置成测量由电动马达施加到转向柱的扭矩。