[发明专利]车辆中的包括伺服电机的转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在车辆中的包括伺服电机的转向系统用以产生支持转向运动的伺服力矩。

背景技术

DE10032120A1中描述一种用于车辆的转向系统，其包括电动的转向支持（EPS-电力转向）。该转向支持具有伺服电机，借其产生伺服力矩用以支持司机的转向运动。

在伺服电机失效时，支持的伺服力矩也取消，从而司机被迫施加明显提高的转向力矩，以便可以实施要求的转向运动。如果在转向运动过程发生伺服电机的失效，则司机必须突然地施加提高的转向力矩，以便可以结束转向过程。

发明内容

本发明的目的在于，在伺服电机失效时减小由司机在转向系统中待施加的转向力矩。

按照本发明利用权利要求1的特征达到该目的。各从属权利要求说明符合目的的进一步构成。

按照本发明的转向系统在车辆中用于调节可转向的车轮。转向系统包括转向轴，司机经由转向轴经由方向盘预定一转向角。转向轴连接于转向传动机构，经由转向传动机构将转向角转变为转向直拉杆的运动和转变成各转向的车轮的车轮转向角。转向系统配备伺服电机（EPS-电力转向），其与转向传动机构耦合并且向转向系统中供给支持的伺服力矩。

为了在伺服电机失效时避免或至少减小要由司机施加的转向力矩的增加，在转向系统的转向轴中整合转换变速器，该转换变速器设有转换促动器，在操纵该转换促动器时改变在方向盘与转向传动机构之间的传动线路中的传动比。这样设计转换变速器，即在配置的转换促动器的无电流的状态下与在转换促动器的通电流的状态下相比存在较为间接的传动比。随着较为间接的传动比，出现减小的手动力矩或转向力矩，该力矩必须由司机经由方向盘施加以调节到要求的转向角。在转换促动器的无电流的状态下的较为间接的传动比同时形成一附加的安全措施，因为在车载电网（该电网涉及不仅伺服电机而且电动转换促动器）失效时确保了转向力矩与在现有技术的实施形式中相比是较小的，后者在转向轴中没有转换变速器。转向力矩可选地可以通过传动比的相应的增大而如此调节，使在电伺服支持失效时司机必须施加与利用伺服支持相同的手动力矩。

在通电流的状态下转换变速器符合目的地具有传动比1:1，从而在该与运转良好的伺服电机相对应的状态下，不能感觉到转换变速器在转向系统中的影响。只在无电流连接的状态下才实现向较为间接的传动比（例如至少1:2、优选1:4）方向的改变，这随之带来由司机待施加的转向力矩的相应减小。

为了在转换变速器或转换促动器的无电流连接的状态下补偿由于较为间接的传动比所需要的较大的转向角回转，其必须由司机施加，转向系统符合目的地设有叠加变速器，经由该叠加变速器可以给由司机预定的转向角叠加一个叠加转向角。叠加转向角修改由司机在正方向或负方向上产生的转向角，从而在转向传动机构上按照叠加变速器的设定出现一个与由司机预定的转向角相比较大的、相同的或较小的转向角。随着转换变速器的无电流连接并从而出现的较为间接的传动比，符合目的地也调节叠加变速器、亦即如下：通过叠加变速器至少部分地、优选完全补偿转换变速器的改变的传动比。因此尽管转换变速器的较为间接的传动比，司机比在正常情况下仍不必实施较大的转向角回转，所述正常情况的特征在于转换变速器的通电流的状态和起作用的伺服支持。通过叠加变速器和转换变速器与这些变速器的上述控制的组合有可能，在伺服电机失效时一方面减小必须由司机产生的转向力矩而另一方面尽管减小的转向力矩仍保留相同的转向角，有利地经由转换变速器和叠加变速器的相应的设计不仅将转向力矩而且转向角保持在这样的数值上，其与运转良好的伺服电机的正常状态相对应，从而司机觉察到不到转向行为中的改变。

转换变速器有利地处在（可预定叠加转向角的）叠加变速器与将转向轴与转向直拉杆耦合的转向传动机构之间。也可能将转换变速器整合到在转向轴中的叠加变速器中。转换变速器有利地在正好两个传动比之间转换，这两个传动比配设于转换促动器的通电流的和未通电流的状态。两个传动比原则上是足够的，因为由此覆盖具有有效的伺服电机的正常状态和具有失效的伺服电机的紧急情况。

转换变速器例如设计成行星齿轮变速器，其中输入轴与太阳轮连接并且输出轴与内齿轮连接，其中太阳轮经由多个行星齿轮与内齿轮旋转连接并且各行星齿轮支承在行星齿轮支架上。行星齿轮支架可以经由通电流的转换促动器在壳体上固定地固定，或在松开的不通电的状态下旋转。按这种方式实现两个不同的具有不同传动比的工作模式。