[发明专利]用于检测机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元

说明书

本发明涉及一种用于以传感方式检测机动车的机电式转向系统的方向盘(4)的转向运动的方向盘单元(1)，其包括：布置在该方向盘(4)的方向盘轴(3)的区域中的转向运动传感器(21)，用于检测方向盘姿态；以及力产生装置，用于给该方向盘(4)加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或驾驶状态。所述力产生装置包括轴向可调节地布置在该方向盘轴(3)的外螺纹区段(10)上的转向轴螺母(11)，该转向轴螺母在端侧由分别至少一个与其同轴布置的线性弹簧(16a，16b)加载力，使得随着方向盘(4)偏离直线行驶的调节的增大，在方向盘(4)上所能产生的用于向驾驶员反馈与车轮转向角相关的转向状态的复位力上升。

技术领域

本发明涉及一种用于以传感方式检测机动车的机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元。此外，本发明还涉及一种包括这种方向盘单元的机电式转向系统。

背景技术

本发明的应用领域延伸至所谓的机动车线控转向系统，其中，在该机动车的方向盘和转向轮之间不存在直接的机械耦合。取而代之的是，通过适当的传感装置来检测方向盘的转向角度并且必要时也检测方向盘的转速和/或施加在方向盘上的转矩并且将其以电调节值的形式传送至机电式方向盘促动器单元，该方向盘促动器单元将以电方式预给定的转向信号转换为可操纵的车桥的车轮的转向角的机械调整。

因此，在这种机电式转向系统中取消了实际实施的车轮转向角的直接机械式反馈，该机械式反馈在机械耦合的系统中通常以方向盘上的取决于行驶速度的复位力矩和与此叠加的振动的形式以及通过方向盘的终端止挡位置能够被驾驶员感觉到。

由US 2017/0320515 A1公开了一种用于机动车的机电式转向系统，该转向系统在方向盘单元方面配备有专门的用于给方向盘施加机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和车辆状态的力产生装置。为此，该方向盘单元具有用于通过向方向盘轴施加相应的转矩来产生反馈力的电动马达。通过适当地操控该电动马达可以通过方向盘向驾驶员发送像机械式耦合的转向系统中那样的实际驾驶感觉。此外，为此所设置的力产生装置还包括可锁定的联接器，其用作制动器地通过电磁促动器操控，用于当车轮到达在相应的转动方向上预给定的终端止挡位置时禁止方向盘轴进一步转动。为了该目的，该联接器在上述状况中根据电子控制装置来固定方向盘轴。在该现有技术中，用于施加机械反馈力的电动马达是主动式构件，该主动构件因此也需要电子控制装置。

由US 2002/0189888 A1公开了另一种用于机动车的机电式转向系统，其也配备有用于在方向盘上产生机械反馈力的电动马达。为了该目的，该电动马达与方向盘轴以轴平行的方式布置并且通过皮带传动装置作用在该方向盘上。与上面提及的现有技术相比，该解决方案在相对于方向盘轴的横向方向上要求更多的结构空间。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种用于以传感方式检测机动车的机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元，其节省结构空间并且以简单的技术措施向驾驶员发送关于当前转向状态的机械反馈力。

以根据优选实施方式的前序部分结合其特征部分的方向盘单元为出发点来解决该任务。在包括这种方向盘单元的机电式转向系统方面请参见关于机电式转向系统的优选实施方式。可选实施方式给出了本发明的有利的进一步方案。

本发明包含的教导是，用于产生关于当前转向状态的机械反馈力的力产生装置包括轴向可调节地布置在方向盘轴的外螺纹区段上的非自锁转向轴螺母，该转向轴螺母在端侧由至少一个与其同轴布置的线性弹簧加载力，使得随着方向盘偏离直线行驶的调节的增大，在方向盘上可产生的用于向驾驶员反馈与车轮转向角相关的转向状态的复位力上升。

本发明的解决方案的优点尤其是在于，主要是使用被动式构件来实现本发明的解决方案，所述被动式构件不需要通过电子控制单元来操控。此外，被动式构件、尤其是转向轴螺母和两个配属的线性弹簧能够节省结构空间地以同轴方式围绕方向盘轴布置。