[发明专利]机电式转向系统的用于感测方向盘转向运动的方向盘单元

说明书

本发明涉及一种用于机动车(10)的机电式转向系统的方向盘单元(1)和用于机动车(10)的具有这种方向盘单元(1)的机电式转向系统。方向盘单元(1)具有力产生器件，其用于以给驾驶员的、关于当前的转向状态和/或行驶状态并且机械反馈力来加载方向盘。力产生器件具有凸轮单元(16a,16b)、弹性元件(15)和预紧机构(11,12,13)，其中，弹性元件(15)布置在在方向盘轴(3)上布置的凸轮单元(16a,16b)与预紧机构(11,12,13)之间并且能通过凸轮单元(16a,16b)的轴向运动发生变形。力产生器件这样以力加载方向盘轴(3)，使得随着方向盘的增大的、与直线行驶偏离的调节能在方向盘上产生增大的复位力用于将与车轮偏转相关的转向状态反馈给驾驶员。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的机电式转向系统的方向盘单元。此外，本发明也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及至用于机动车的所谓线控转向系统(Steer-by-Wire)，在所述线控转向系统中，在机动车的方向盘与被转向的车轮之间不存在直接的机械耦合。替代于此，通过合适的传感装置感测转向角并且必要时也感测方向盘的转速和/或施加到方向盘上的转矩并且将所述转角和转速和/或转矩以电调节值的形式传递到机电式转向致动器单元上，该转向致动器单元将以电的形式预给定的转向信号转化成对能转向的车轴的车轮的转向角(Lenkausschlag)的机械调节。

因此，在所述转向系统中省去了对实际上实施的车轮转向角的直接机械反馈，该反馈在机械耦合的系统中通常能够以方向盘上的与车速有关的复位力矩形式并且与其叠加的振动形式被驾驶员感觉到。

由US 2017/0320515 A1已知一种用于机动车的机电式转向系统，该机电式转向系统在方向盘单元方面配备有专门的力产生器件用于以关于当前转向状态和行驶状态并向驾驶员传输的机械反馈力来加载方向盘。为此，方向盘单元具有用于通过将相应的转矩施加到方向盘轴上来产生反馈力的电动机。通过合适地操控电动机，驾驶员通过方向盘获得如在机械耦合的转向系统中那样的真实驾驶感。此外，为此设置的力产生器件也包括可锁定的离合器，该离合器以起到制动器作用的方式由电磁致动器操控，以便当车轮到达了在对应的转动方向上预给定的终端止挡位置时禁止方向盘轴继续转动。为此目的，所述离合器在前面所说的状况中按照电动控制来设定方向盘轴。在该现有技术中，用于施加机械反馈力的电动机构成主动构件，该主动构件因此也需要电操控。

由US 2002/0189888 A1已知用于机动车的另一种机电式转向系统，该机电式转向系统也配备有用于在方向盘上产生机械反馈力的电动机。为此目的，电动机以与方向盘轴轴线平行的方式布置并且通过皮带传动机构作用到该方向盘轴上。与前面讨论的现有技术相比，该技术解决方案在相对于方向盘轴的横向方向上需要更大的安装空间。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于机动车的机电式转向系统的方向盘单元，该机电式转向系统可以节省安装空间和/或节省能量并且可以借助简单的机械器件将关于当前转向状态的机械反馈力传输给驾驶员。

该任务从根据权利要求1前序部分的方向盘单元出发结合权利要求1特征部分的特征来解决。关于包括这种方向盘单元的机电式转向系统方面参考权利要求10。从属权利要求给出本发明的有利扩展方案。

本发明包括以下技术教导：提供一种用于机动车机电式转向系统的方向盘单元。所述方向盘单元具有力产生器件，该力产生器件用于以给驾驶员的、关于当前转向状态和/或行驶状态并且机械反馈力来加载方向盘。所述力产生器件包括凸轮单元，弹性元件和预紧机构，其中，弹性元件布置在在方向盘轴上布置的凸轮单元与预紧机构之间并且可通过凸轮单元的轴向运动发生变形。所述力产生器件这样以力加载方向盘轴，使得随着方向盘的增大的、与直线行驶偏离的调节可在方向盘上产生增大的复位力用于将与车轮偏转相关的转向状态反馈给驾驶员。