CN1122613C - 汽车电驱动助力转向机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车的电驱动助力转向机构，包括一与方向盘(4)工作连接的输入轴(2)。输入轴(2)用于传递要转向的车轮转向所需的转向扭矩。输出部分与要转向的车轮工作连接。通过它可将助力施加在输入轴(2)或输出部分上的电动机(7)设在助力转向机构上。为了获知当时存在的汽车设计方案的特征值设一识别单元(10)。获知的特征值输入用于匹配控制电动机(7)的电子单元(9)。当时存在的汽车设计方案的特征值包括涉及汽车前轴负荷的数据和/或轮胎特征数据。

Description

汽车电驱动助力转向机构
本发明涉及一种汽车电驱动助力转向机构。
例如由DE-C2-4407729已知一种电驱动的助力转向机构。该助力转向机构包括一输入轴，它与方向盘工作连接并用于传递要转向的车轮转向所需的扭矩。输出部分与要转向的车轮工作连接。通过它将助力施加在输入轴或输出部分上的电动机，设在助力转向机构上。为了检测作用在输入轴上的转向扭矩的方向和大小以及其他与转向有关的参数采用检测单元。电子单元用于处理与转向有关的参数和用于控制电动机。在这种助力转向机构中，电动机根据扭矩通过电子控制单元控制。
传统的液压或液电转向系统借助于阀特征线-特性曲线与任何一种汽车设计方案匹配。这种阀特性曲线结合行驶机构的设计、轴运动学、底盘部件的弹性运动学和设计(例如弹簧特性，减震特性)，基本上决定了汽车的转向和行驶性能。
因此，在每种汽车的发展阶段，由汽车与转向机构制造商共同确定理想的阀特征线，即所谓的“额定特征线”。
然而，已知的液压和液电系统的阀构件不可能无公差制造。因此，人们不得不接受在这些系统中存在阀特征线的制造分散带，即“公差带”，它通常围绕“额定特征线”对称布局。
汽车制造商为一种汽车型号提供不同设计方案的宽托盘。属于此的例如有不同的机械化装置，通常它们会造成差别很大的前轴负荷。这些不同的前轴负荷在理想情况下必然导致不同的转向额定特征线。然而由于方案的多样性以及成本过高的原因额定特征线大多未加变换。
对伺服转向机构额定特征线设计的另一个影响来自汽车的轮胎特性。然而在正常情况下阀特征线只是与当前实际轮胎类型的平均轮胎特性相匹配。
若例如在备品购置时原始的轮胎用特性不同的轮胎替代，则由此可能显著改变转向特性。在这种情况下司机能感觉到这种转向特性不令人满意。
本发明的目的是对此类型的电驱动助力转向机构作如下的改进，使之在汽车不同的设计方案的情况下始终获得令人满意的转向特性。
为实现上述目的，按本发明提供了这样一种汽车电驱动助力转向机构，它具有下列特征：输入轴与方向盘工作连接，以传递要转向的车轮转向所需的转向扭矩；输出部分与要转向的车轮工作连接；通过电动机可将助力施加在输入轴或输出部分上；检测单元用于检测作用在输入轴上的转向扭矩的方向和大小以及其他与转向有关的参数；电子单元用于处理与转向有关的参数和控制电动机，其特征为：设一识别单元，用于获知当时存在的汽车设计方案影响转向特性的那些特征值；以及，被获知的这些影响转向特性的特征值输入电子单元，用于匹配地控制电动机。
若当时存在的汽车设计方案的特征值包括汽车有关的前轴负荷，则转向特性可与不同的汽车发动机匹配。
附加地或替代汽车有关前轴负荷的特征值，当时存在的汽车设计方案的特征值可包括汽车轮胎特性的数据。因此在确定转向特性时可以考虑不同的轮胎类型和尺寸。在这里，轮胎特性的数据可以包括有关轮胎歪斜-刚度和/或力-变形特性的数据和/或用于规定轮胎类型的特征值。
当时存在的汽车设计方案的特征值可例如通过条型码标志读入识别单元。恰当的是识别单元在汽车制造厂中组合在传送带计算机(装配传送带编程单元)内，除此之外还组合在据点车间的试验器内，或在特殊情况下也组合在电子单元内。
在电子单元中可存储多种转向特性，通过当时存在的汽车设计方案的特征值可活化其中当时匹配的特性。
下面借助于附图中表示的实施例进一步说明本发明。唯一的图示意表示电驱动助力转向机构的结构。
在图示的实施例中，电驱动助力转向机构包括一形式上为齿条式转向装置1的转向器转向机构。这种齿条转向是众所周知的，因此不进一步说明。齿条转向的图中未表示的主动齿轮装在输入轴2上，输入轴例如借助于有十字轴万向节的转向柱3与方向盘4工作连接。取代齿条转向也可以采用其他转向器转向机构，例如滚珠轴承螺母转向装置。
没有画出的齿条转向装置1的齿条与两根转向直拉杆5和6组成输出部分，它与没有表示的要转向的车轮工作连接。此外，齿条构成转向机构的从动部分。
借助于这种助力转向机构可将转向扭矩从方向盘4传递到要转向的车轮。
通过电动机7可在输入轴2上施加一助力。在图1的实施例中，电动机7按这样的方式布置，即它的轴垂直于输入轴2的轴线并因而与主动齿轮的轴线垂直。它的轴线也可以与输入轴的轴线成另一个角，例如成60°至130°角。
具有同样的或类似的作用，电动机7也可以布置成使它的轴线平行于输入轴2的轴线并因而平行于主动齿轮或转向柱3另一个部分的轴线。
在这两种至此已说明的电动机7配置方式中，电动机作用在输入轴2和齿条转向装置1的主动齿轮上。同样，电动机7也可以布置为它的轴线平行于齿条转向装置1齿条的轴线或与之成一角度或同轴。
检测单元8用于检测作用在输入轴2上的转向扭矩的方向和大小以及其他涉及转向的参数。在本实施例中，检测单元8装在输入轴2上。但它也可以设在转向机构的其它位置。
电子单元9用于处理涉及转向的参数和用于控制电动机7。
按本发明设识别单元10，它用于确定当时存在的汽车设计方案的特征值。获知的特征值输入电子单元9，用于匹配地控制电动机7。以便使转向特性能与对应的汽车设计方案匹配。以此方式，仅仅借助于储存在电子单元9软件内的调节规则便可以产生与“额定特征线”完全一致的转向特性曲线。与已知的液压转向系统不同，在这里不必为了进行识别而忍受制造分散带。
合乎目的的是，当时存在的汽车设计方案的特征值包括汽车有关的前轴负荷值，借此例如可考虑不同的发动机方案。
为了考虑不同的轮胎类型，所述的这些类型的轮胎在汽车寿命期间可安装在同一辆汽车上，则应检测轮胎特性的数据。这些数据例如包括有关轮胎歪斜-刚度和力-变形特性的数据和/或用于确定轮胎类型的特征值。在这里多种不同的其最重要的行驶特性类似的轮胎结构综合在一些特性组内。
当时存在的汽车设计方案的特征值可例如通过条型码标记读入识别单元内。在这里，例如不同的条型码标记赋予不同的发动机方案或轮胎类型。
合乎目的的是识别单元10在汽车制造厂组合在传送带计算机(装配传送带编程单元)内，除此之外组合在据点车间的试验器内或在特殊情况下还组合在电子单元9内。然后特征值通过为此所设的汽车接口读入电子单元9内。
电子单元9内可读入多种转向特性，通过当时存在的汽车设计方案的特征值可活化其中当时匹配的特性。
采用按本发明的设计方案，甚至在汽车寿命期间行驶特性(例如由于换轮胎、更换减震器等)可能改变时，也能持续保持由汽车制造商与转向机构制造商的专家们规定的理想的汽车转向特性。
          符号表
1  齿条式转向装置
2  输入轴
3  转向柱
4  方向盘
5  转向直拉杆
6  转向直拉杆
7  电动机
8  检测单元
9  电子单元
10 识别单元

Claims (9)

1.汽车电驱动助力转向机构有下列特征：
输入轴(2)与方向盘(4)工作连接，以传递要转向的车轮转向所需的转向扭矩；
输出部分与要转向的车轮工作连接；
通过电动机(7)可将助力施加在输入轴(2)或输出部分上；
检测单元(8)用于检测作用在输入轴(2)上的转向扭矩的方向和大小以及其他与转向有关的参数；
电子单元(9)用于处理与转向有关的参数和控制电动机(7)，
其特征为：设一识别单元(10)，用于获知当时存在的汽车设计方案影响转向特性的那些特征值；以及，被获知的这些影响转向特性的特征值输入电子单元(9)，用于匹配地控制电动机(7)。
2.按照权利要求1所述的电驱动助力转向机构，其特征为：当时存在的汽车设计方案的影响转向特性的特征值包括涉及汽车前轴负荷的数据或与不同前轴负荷有关的当时的行驶机构弹性。
3.按照权利要求1所述的电驱动助力转向机构，其特征为：当时存在的汽车设计方案的影响转向特性的特征值包括汽车轮胎特性的数据。
4.按照权利要求3所述的电驱动助力转向机构，其特征为：汽车轮胎特性的数据主要包括有关轮胎歪斜-刚度和/或力-变形特性的数据和/或规定的轮胎类型的特征值。
5.按照权利要求3或4所述的电驱动助力转向机构，其特征为：多种不同的其最重要的行驶性能类似的轮胎结构综合在一些特性组内。
6.按照权利要求1所述的电驱动助力转向机构，其特征为：当时存在的汽车设计方案的影响转向特性的特征值可通过条型码标记读入识别单元(10)。
7.按照权利要求1至4之一所述的电驱动助力转向机构，其特征为：电子单元(9)包括一汽车接口，在此接口上可连接上述识别单元(10)，该识别单元(10)位于汽车外部。
8.按照权利要求1至4之一所述的电驱动助力转向机构，其特征为：识别单元(10)组合在电子单元(9)内。
9.按照权利要求1至4之一所述的电驱动助力转向机构，其特征为：在电子单元(9)内组合多条转向特征曲线，其中当时匹配的特征曲线可通过当时存在的汽车设计方案的特征值活化。
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