CN112703145A - 转向柱和线控转向系统 - Google Patents
转向柱和线控转向系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112703145A CN112703145A CN201980060304.8A CN201980060304A CN112703145A CN 112703145 A CN112703145 A CN 112703145A CN 201980060304 A CN201980060304 A CN 201980060304A CN 112703145 A CN112703145 A CN 112703145A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering
- steering shaft
- steering column
- sleeve
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
- B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
- B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/181—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/185—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable by axial displacement, e.g. telescopically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
- F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
- F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
本发明的目的是改进用于线控转向系统(1)的转向柱(2、200、300),转向柱包括可以连接至方向盘的转向轴(51、510),该转向轴以能够绕纵向轴线(104)旋转的方式安装在套壳单元(103)中,其中,设置有反馈致动器(114、115、116、117、120、301、302、303、305),反馈致动器操作性地联接至转向轴(51、510),其中,套壳单元(103)在纵向轴线(104)的方向上具有长度L2,并且转向轴(51、510)以长度L1突出到套壳单元(103)中,使得节省了安装空间体积并减轻重量。根据本发明,该目的由于长度L1小于长度L2而实现。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的线控转向系统的转向柱,该转向柱包括能够连接至方向盘的转向轴,该转向轴以能够绕纵向轴线旋转的方式安装在套壳单元中,其中,设置有反馈致动器,反馈致动器操作性地联接至转向轴,其中,套壳单元在纵向轴线的方向上具有长度L2,并且转向轴以长度L1突出到套壳单元中。
本发明还涉及线控转向系统。
背景技术
在线控转向系统中,与常规的转向系统相比,消除了方向盘与转向机构之间的机械强制联接。由车辆驾驶员引入到方向盘中的转向运动在线控转向系统中由传感器检测、由控制器立即处理、并且最终由致动驱动器根据相应的控制信号转换成转向轮的转向角度。借助于反馈致动器,力被施加至方向盘并且因此转向扭矩被施加至方向盘,以便模拟常规转向意义上的安全驾驶所需的致动力和反作用力。
前述线控转向系统通常包括引言中提到的类型的转向柱,该转向柱在多个实施方式中是已知的。在这种情况下,一般而言,下述转向柱是常见的:在该转向柱中,转向轴以可旋转的方式安装在套管中。套管本身以能够轴向调节的方式安装,特别地,套管可以以能够轴向调节的方式安装在第二套管中,该第二套管同样以能够轴向调节的方式安装并且是所谓的中间套管,由此,前述套管以能够可伸缩地轴向调节的方式相对于所谓的外套管安装,其中,该外套管以可枢转的方式安装在支架上,该支架可以紧固在车辆侧部上,以便允许调节转向轴的高度。为了所述的轴向调节和所述的高度调节,通常设置有马达操纵式致动驱动器,特别地,在每种情况下设置有主轴驱动器。
在引言中所提到的类型的转向柱的组装状态下,转向轴、特别是当其被设计为转向轴时可以由车辆驾驶员如在常规转向系统——即其中转向轴机械地联接至车辆转向系统的转向系统、即横拉杆与转向轴之间存在联接——中那样操作,其中,该部件在这种情况下优选地被设计为内套管,并且转向轴优选地被设计成下述转向轴:在组装状态下,转向轴在轴向方向上连续地布置在套管中。
在这种情况下,转向轴特别地设计成使得转向轴可以在与车辆驾驶员间隔开的部分上联接至反馈致动器。在这种情况下,反馈致动器可以具有驱动装置、特别是电动马达,由此,转向轴经由传动元件被驱动,使得在转向轴上提供相应的反作用力和致动力。
例如在DE 10 2015 007 280 A1中公开了引言中所提及的类型的转向柱。在这种情况下,转向轴连接至手动扭矩调节器,其中,转向轴以可旋转的方式安装在套管中。
在DE 10 2015 210 528 A1中公开了一种包括反馈致动器的转向装置。
在CN 10 800 1523 A中公开了一种用于转向轴的自动控制的传动装置,其中,该传动装置设计为带驱动器。
然而,现有技术的缺点在于,前述转向柱通常具有大的质量,并且前述类型的转向柱占用相对较大的安装空间体积。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种用于机动车辆的具有紧凑的、节省空间的构造且同时质量小的转向柱。
该目的通过权利要求1所述的特征来实现。在从属权利要求中公开了本发明的有利改进方案。
关于转向柱的该目的由于长度L1小于长度L2而实现。换言之,轴向方向上的转向轴比轴向方向上的套管更短。因此,转向轴突出到套壳单元中,其中,转向轴的端部在轴向方向上布置于套壳单元的各端部之间。转向轴的未布置在套壳单元的各端部之间的另一端部可以布置在套壳单元的外部。
转向轴突出到套壳单元中,换言之,转向轴沿着纵向轴线延伸到套壳单元中并在套壳单元中延伸。
轴向方向相当于纵向轴线的方向。
优选地,套壳单元可以包括套管。套管例如可以构造为整体部件。
此外,在优选实施方式中,套壳单元可以被接纳在相对于车辆底盘轴向固定的外套管中。也可以设想并且可以设置至少一个另外的中间套管,该中间套管以能够相对于外套管轴向移动的方式安装,其中,套壳单元以能够轴向移位的方式接纳在中间套管中。
套壳单元具有与由套壳单元径向封围出的中空空间相关的内径。中空空间例如是筒形的或至少是大致筒形的。
套壳单元优选地具有支承部分,转向轴以可旋转的方式安装在该支承部分中和/或该支承部分上。优选地,在套壳单元中接纳有轴承、优选地为滑动轴承或滚动轴承,转向轴以可旋转的方式安装在该轴承中。
优选地,套壳单元能够直接地或间接地、特别是经由支架连接至车辆。优选地,套壳单元构造为套管或者构造成具有这种套管,其中,套壳单元特别优选地以可移位的方式被接纳在外套壳中,该外套壳也被表示为外套管。
长度L1优选地是转向轴突出到套壳单元中的轴向方向上的长度。L2优选地是套壳单元的最大轴向长度。优选地,L1和L2能够限定在平行方向上。优选地,L2对应于从套壳单元的第一端部到套壳单元的第二端部的最短距离。优选地,套壳单元的第一端部和第二端部在每种情况下由套壳单元的前部面限定、特别是由套管的前部面限定。
优选地,L1对应于转向轴的从转向轴的第一端部延伸至转向轴的第二端部的总距离中的部分距离。优选地,转向轴的第一端部和第二端部在每种情况下由转向轴的前部面限定。
优选地,L1和L2的直角投影重合。
优选地,套壳单元被设计为内套管,该内套管以可移位的方式被接纳在根据本发明的转向柱所包含的外套管中。特别优选地,根据本发明的转向柱所同样包含的中间套管布置在内套管与外套管之间,因此,根据这样的措施,特别地提供了能够轴向伸缩的套管装置,其中,特别有利的是,通过根据本发明的教示,可以避免转向轴的相应地可伸缩的设计。在下述情况下是特别有利的:根据本发明的转向柱是可调节的、特别是能够借助于马达驱动器调节、特别是能够相对于套管的轴向移位和/或套管相对于支架单元可枢转移位进行调节,其中,套管以可枢转的方式安装在该支架单元上和/或该支架单元中。有利地,根据本发明的转向柱能够通过这些措施以具有成本效益并且节省重量的方式来制造。
由于长度L1小于长度L2,根据本发明的转向柱的安装空间体积和质量减小。转向轴仅突出到套壳单元的相对较小的部分中,据此,可以通过相应的短的转向轴来节省质量和安装体积。此外,例如,由于反馈致动器能够根据转向轴的长度而沿着转向柱安装,设计的自由度得以提高。另一优点在于,相对于现有技术,反馈致动器能够显著更紧密地安装在操作性地连接至转向轴的方向盘上。在可伸缩的转向柱的情况下、例如即内套管例如以能够轴向移位的方式安装在中间套管中、且其中中间套管以能够轴向移位的方式安装在外套管中的转向柱的情况下,通过根据本发明的教示而有利地避免了转向轴由下述多个元件组成:所述多个元件能够相对于彼此轴向移位;所述多个元件在前述套管的意义上还必须能够以可伸缩的方式拉开并被再次拉到一起。特别地,“尺寸”理解为套壳单元和转向轴的外部尺寸。特别地,“尺寸”理解为部件和转向轴的最大外部尺寸。特别地,“运动轴线”理解为转向轴的假想旋转轴线、即特别是转向轴的纵向轴线。
根据本发明的转向柱的有利实施方式,长度L1小于或等于长度L2的一半。特别地,以下情况相应地适用,例如L1=0.5·L2、L1=0.4·L2,L1=0.3·L2、L1=0.2·L2或L1=0.1·L2。这种措施使得安装空间体积和重量进一步减小。
根据本发明的转向柱的另一有利实施方式,反馈致动器被设计成在操作转向轴时向车辆驾驶员提供转向力。根据这种措施,反馈致动器特别地用于在转向轴的操作期间为车辆驾驶员产生现实的转向感觉,特别地,这是因为,根据本发明的转向柱在线控转向系统中的组装,在转向轴与车辆的车轮之间不存在机械联接,并且因此在转向轴与横拉杆之间、在转向轴与用于横拉杆的枢转运动的转向齿条之间、以及在转向轴与和转向齿条啮合的小齿轮之间都不存在机械联接。在这种情况下,特别地,由于前文提及的L1与L2之间的不相等和/或L1与L2之间的各种关系而产生了协同作用,这是因为,在线控转向系统中的转向柱的安装状态下,反馈致动器相对于现有技术的转向柱而言可以定位成显著更靠近车辆驾驶员、特别是定位在转向轴与操作性地连接至转向轴或被设计成能够连接至转向轴的方向盘之间的接合部附近。通过这种措施,有利的是,转向柱的安装空间体积进一步减小,并且相对于转向柱的布局而言的设计自由度进一步增强,并且因此相对于线控转向系统而言的设计自由度进一步增强。
在根据本发明的转向柱的另一有利实施方式中,反馈致动器具有用于驱动转向轴的驱动装置,其中,在转向柱的组装状态下,该驱动装置布置在套壳单元的外部。驱动装置例如可以是电动马达,该电动马达特别地具有输出轴,因此,通过将分配给输出轴的扭矩传递到转向轴上,转向柱被相应地驱动,其中,这种分配是根据下述内容而进行的:经确定的相互作用、特别是线控转向系统的车轮与道路之间的相互作用;和/或另外的车辆状态比方说例如车速、特别是转弯速度;以及前述的车轮和/或横拉杆和/或转向齿条的调节角度;和/或施加至其他转向轴的扭矩;和/或转向柱的其他部件的变形状态,因此,特别地,由车辆驾驶员施加的转向运动与由驱动装置施加的在由车辆驾驶员施加的转向运动的方向上或在相应相反方向上的另一转向运动相叠加。
在这种情况下,在根据本发明的转向柱的组装状态下,驱动装置、特别是在驱动装置被设计为电动马达时布置在套壳单元的外部,其中,套壳单元特别地可以是套管,转向轴以可旋转的方式安装在该套管中。
根据本发明的转向柱的另一有利实施方式,反馈致动器包括用于将驱动装置操作性地连接至转向轴的传动装置。因此,可以以特别有利的方式将例如由驱动装置提供的扭矩特别地转换成用于模拟现实的驾驶感觉的第二扭矩,然后将该第二扭矩施加至转向轴。此外,可以以特别有利的方式在下述情况下传递驱动装置的前述扭矩:在转向轴与驱动装置之间间隔地布置的情况下、特别是在驱动装置处于被驱动的状态下布置在套壳单元的外部时、特别是在将套壳单元被设计为套管并且转向轴以可旋转的方式安装在套壳单元中时。
在根据本发明的转向柱的另一有利实施方式中,传动装置被设计为带轮驱动器。根据这种措施,带轮驱动器特别地设计为带驱动器,该带驱动器例如具有紧固至前述输出轴的第一带轮、安装在转向轴上的第二带轮以及绕第一带轮和第二带轮卷绕的带,该带特别地是齿形带或平带或V型带,其中,第一带轮和第二带轮构造成对应于带的几何形状。有利地,可以通过相对简单的措施相应地驱动转向轴,同时节省安装空间。
在根据本发明的转向柱的另一有利实施方式中,传动装置被设计为齿轮传动装置。有利地,通过这些措施可以实施将由驱动装置、特别是当其被设计为电动马达时提供的扭矩特别精确地传递至转向轴。齿轮传动装置在这种情况下是单级或多级正齿轮单元,其中,在单级传动装置的情况下,第一齿轮紧固至电动马达的输出轴并且第二齿轮紧固至转向轴,其中,第一齿轮与第二齿轮啮合接合。优选地,可以使用直齿或螺旋齿。
在根据本发明的转向柱的另一有利实施方式中,套壳单元具有至少一个凹口,其中,传动装置的传动元件能够通过该凹口到达转向轴。凹口特别是在套壳单元具有中空空间的情况下可以特别地具有一个或更多个槽形开口,传动元件即例如相应的传动装置的带或齿轮穿过所述一个或更多个槽形开口突出到套管中,使得安装在套管中的转向轴可以通过驱动装置经由传动元件来驱动。有利的是,驱动装置、特别是当其被设计为具有输出轴的电动马达时可以在转向柱的几乎任何位点处操作性地连接,以用于驱动转向轴、特别地相对于套壳单元驱动转向轴、特别地在套壳单元被设计为套管的情况下驱动转向轴。因此,套壳单元可以被设计成更紧凑的,使得驱动装置布置在套壳单元的外部,并且因此套壳单元不用作用于驱动装置的壳体。因此,由于这种措施,可以进一步减小转向柱的质量和安装空间。
在另一有利实施形式中,转向轴在至少一个部分中构造为实心轴。这对于成本节省而言是有利的,因为实心轴和/或实心的转向轴的相应部分是特别简单的措施,并且实心轴可以被设计成紧凑的。此外,一部分是实心轴的设计允许转向轴有利地设计成与驱动装置操作性地连接,这特别地通过能够布置在转向轴的被设计为实心轴的部分上的齿轮和/或带驱动器的盘轮、借助于紧固装置或比方说例如舌槽连接、焊接连接、螺纹连接、形状配合连接的措施、特别地通过热收缩或通过简单的挤压而实现。在一种有利改进方案中,转向轴和齿轮和/或带驱动器的盘轮可以构造为一件式的整体构件。
在替代性的有利实施方式中,转向轴构造为中空轴。由于这种措施,转向柱的质量可以进一步减小。
关于线控转向系统的目的是通过具有根据所附权利要求和/或在本文中公开的各实施方式中的一者的转向柱而实现的,其中,套壳单元具有套管,并且转向轴绕旋转轴线安装在套管中并且转向轴突出到套管中。这是有利的,因为根据该措施,相比于现有技术实现了紧凑且重量节省的线控转向系统。转向轴在这种情况下突出到套管中。在这种情况下,转向柱以特别有利的方式包括具有驱动装置和传动装置的反馈致动器,其中,驱动装置被设计为电动马达,该电动马达布置在套管的外部,并且其中,套管具有至少一个凹口,带驱动器的带或齿轮传动装置的齿轮能够经由所述至少一个凹口而到达转向轴,使得转向轴被带所卷绕和/或与齿轮接合,从而使转向轴与电动马达连接,以便为车辆驾驶员提供转向反作用力。
附图说明
在下文中参照附图对本发明的示例性实施方式进行更详细的描述。在功能上相同的部件在这种情况下设有相同的附图标记。在附图中详细地示出:
图1:示出了根据本发明的根据第一实施方式的具有转向柱的线控转向系统的示意图;
图2:以立体图形式示出了根据图1的转向柱;
图3:以纵向截面形式示出了根据图1的转向柱;
图4:以沿着图3的箭头IV的观察方向观察到的横截面形式示出了根据图1的转向柱;
图5:以另一立体图的形式示出了根据图1的转向柱;
图6:以类似于图3的纵向截面形式示出了根据本发明的根据第二实施方式的转向柱的一部分;
图7:以类似于图3的纵向截面形式示出了根据本发明的根据第三实施方式的转向柱的一部分;
图8:以纵向截面的形式示出了类似于图3的转向柱。
具体实施方式
图1示意性地示出了线控转向系统1,线控转向系统1包括转向柱2,转向柱2经由电线3连接至电动转向驱动器4。转向驱动器4包括电动致动马达41,电动致动马达41连接至电动转向3,并且电动致动马达41将转向致动扭矩引入到转向机构42中。此处,转向致动扭矩经由转向齿条44中的小齿轮43转换成横拉杆45的平移运动,由此产生转向轮46的转向角。转向柱2包括转向轴51,方向盘52相对于未示出的车辆的行进方向附接在转向轴51的后端部处。转向柱2还包括外套管5,转向轴51以能够在转向轴1的纵向轴线的方向上轴向伸缩并因此能够在转向轴1的纵向轴线的方向上移位的方式安装在外套管5中。
图2以从上方到前述后端部倾斜地观察的示意性立体侧视图形式示出了转向柱2。转向柱2包括支架100,其中,支架100具有用于将支架100连接至未示出的车身并由此将转向柱2连接至该车身的紧固装置101。外套管5由支架100保持。中间套管102以能够在双箭头X的方向上轴向移位的方式布置在外套管5中。构造为内套管的套壳单元103又以能够在双箭头X的方向上轴向移位的方式布置在中间套管102中。转向轴51以能够绕假想的旋转轴线104旋转的方式安装在套壳单元103中。旋转轴线104对应于转向轴51的纵向轴线。转向轴51具有用于对根据图1的未在图2中示出的方向盘2进行紧固的紧固部分105。
相应地,外套管5、中间套管102和套壳单元103形成套壳式装置,其中,以可伸缩的方式布置的外套管5、中间套管102和套壳单元103使得转向轴51能够在双箭头X的方向中的一个方向上轴向移位。中间套管102、套壳单元103的轴向移位借助于主轴驱动器106实现,并且因此转向轴51的轴向移位借助于主轴驱动器106实现。主轴驱动器106包括齿轮箱107,在齿轮箱107中以可旋转的方式安装有主轴螺母,其在此未详细示出。主轴螺母通过电动马达108借助于在图2中不可见的蜗轮而驱动,因此,经由与同样由主轴驱动器106包围的螺纹主轴109的接合而设置成在电动马达108的驱动状态下进行平移运动,因此,借助于将螺纹主轴109紧固至套壳单元103的紧固件110,根据套壳单元103和/或转向轴51的伸展状态,该螺纹主轴根据此处不可见的主轴螺母的驱动方向而与中间套管102一起在双箭头X的方向中的一个方向上以平移的方式移动。外套管5具有第二支架111,其中,第二支架111在第二支架111的板状部分上具有紧固装置112,使得外套管105可以以类似于支架100的方式紧固至此处未示出的车身。
内套管103具有两个槽形凹口113。扁平带114被引导穿过槽形凹口113而使得该扁平带114绕转向轴51和电动马达116的输出轴115卷绕,因此,在电动马达116的驱动状态下,输出轴115能够在扁平带114被电动马达116驱动时绕旋转轴线140旋转,使得转向轴51被相应地驱动,以用于模拟转向力和反作用力、比如可能通常发生在与车辆的车轮机械联接的转向轴的情况下的转向力和反作用力。电动马达116、输出轴115、带114和带轮120形成反馈致动器,带轮120紧固至转向轴51和输出轴115,带114绕带轮120卷绕。反馈致动器也可以被认为是由电动马达116、输出轴115和带114形成的。此外,反馈致动器可以具有用于控制电动马达116的控制单元,该控制单元电联接至车辆的车载网络。从图2中可以看出,电动马达116布置在内套管103的外部并因此也布置在转向轴51的外部。经由图2中不可见的第二主轴驱动器,外套管5能够通过枢转机构枢转,并且中间套管102、套壳单元103以及转向轴51因此能够通过枢转机构枢转,使得前述部件能够在双箭头Z的方向上移动,其中,该枢转机构由外套管5与支架100之间的能够相应地枢转的连接件形成。
从图2中还可以看到,电动马达116经由安装元件304以在旋转方面固定的方式紧固至套壳单元103。
图3以沿着旋转方向104的纵向截面形式示出了根据本发明的转向柱2。在图3中可以特别清楚地看到,转向轴51在旋转轴线104的方向上比构造为中间套管的套壳单元103短,因此,以这种方式,为机动车辆的线控转向系统提供了紧凑的转向柱2并因此提供了重量减轻的转向柱2。从图3中还可以看到,在该实施方式中,套壳单元103具有管1030和轴承套筒118,管1030和轴承套筒118连接在一起并形成套壳单元103,其中,转向柱51通过套壳单元103中的围绕旋转轴线104的滚动轴承119以可旋转的方式安装在套壳单元103的轴承套筒118中。在这一点上,应当明确指出的是,轴承套筒118和管1030形成一件式部件,以提供套壳单元103。轴承套筒118和管1030也可以构造为一件式整体部件,以用于形成套壳单元103。从图3中还可以特别清楚地看到,由带114卷绕的带轮120以扭矩锁定的方式安装在转向轴51上,并且也由带114卷绕的带轮117安装在输出轴115上,使得,由于转向轴51的通过滚动轴承119所实现的可旋转的安装,转向轴51能够在输出轴115由电动马达108驱动并且因此带轮117由电动马达108驱动时以能够相对于内套管103旋转的方式而被驱动。
滚动轴承119优选地构造成使得滚动轴承119能够接收倾斜力矩。例如,这可以通过两个以X型布置结构或O型布置结构布置的角接触球轴承来实现。替代性地,可以使用X型轴承。
在未示出的替代性实施方式中,可以设置两个间隔开的轴承、优选地为滚动轴承或滑动轴承来支承转向轴,其中,在轴承之间布置有带轮和/或另外的传动构件、比如齿轮。在这种情况下,优选地,可以使用径向深沟球轴承或角接触球轴承。替代性地,也可以使用滚动轴承。
从图3中还可以看出,套壳单元103通过滚动轴承装置121安装在中间套管102中,以用于实施所描述的在双箭头X的方向中的一个方向上的调节运动。在这种情况下,相应的滚动体是球或筒体。然而,替代性地,也可以在中间套管102与套壳单元103之间设置滑动轴承装置。
从图3中还可以看到,转向轴51以长度L1突出到套壳单元103中。从图3中还可以看到,套壳单元103具有长度L2,其中,长度L1小于长度L2。
从图3中还可以清楚地看到,转向轴51还以缩短掉轴承套筒118的长度后的长度L1X突出到管1030中,其中,管1030具有长度L2X,其中,长度L1X小于长度L2X。
图4以沿着图3的箭头IV的观察方向观察的横截面的形式示出了转向柱2。从图4中可以特别清楚地看到带114怎样绕带轮120卷绕以便驱动转向轴51以及该带怎样绕在安装后状态下的、位于输出轴115上的带轮117卷绕。从图4中还可以看到致动驱动器122,该致动驱动器122设置成用于前述的套管5、102、103的上述的高度调节,其中,该致动驱动器与主轴驱动器106类似地提供相应的驱动运动。
图5以从上方倾斜地观察的另一立体图的形式示出了转向柱2。转向柱在此以部分剖开、即在带轮102的区域中剖开的视图示出。套壳单元103的管1030在此示出为剖开,使得带轮120和相应的带驱动器在立体图中是可见的。
从图6中还可以看到,转向轴510以长度L1突出到套壳单元103中。
图6以与图3的截面图类似的截面图的形式示出了根据本发明的根据第二实施方式的转向柱200的一部分。转向柱200设计成除了转向轴510之外与转向柱2类似、并且与电动马达116、输出轴115以及带轮117和120的布置结构类似。从图6中可以看到,转向轴510设计成比转向轴51更短,因此,所图示的转向轴510的驱动器布置成更靠近于紧固部分105。因此,转向轴510以长度L1突出到套壳单元103中,其中,长度L1小于套壳单元103的长度L2。这是有利的,因为转向柱200因此被设计成是甚至更加轻量的。
图7以类似于图3或图6的视图的形式示出了根据本发明的根据第三实施方式的转向柱300的一部分,其中,转向柱300设计成与转向柱200类似,不同之处在于,代替关于图6而描述的带驱动,电动马达116的输出轴115具有正齿轮301,正齿轮301与正齿轮302啮合接合,正齿轮302经由轮轴303以可旋转的方式可旋转地安装在安装元件304上,电动马达116也安装在安装元件304上,其中,安装元件304操作性地连接至套壳单元103的轴承套筒118。正齿轮303又与布置在转向轴510上的正齿轮305啮合接合,从而提供齿轮传动,其中,正齿轮303突出到开口113中,以便形成所描述的与正齿轮305的接合。以这种方式,提供了对转向轴510的替代性驱动并因此也提供了对转向轴51的替代性驱动,因此,在电动马达116的操作状态下,输出轴115被驱动并且布置在输出轴115上的正齿轮310因此被驱动,这又驱动了正齿轮300,正齿轮300又驱动正齿轮305并因此驱动转向轴510,因此,通过对电动马达116的相应控制,在转向轴510上提供了转向反作用力,以用于模拟车轮与道路之间的交互状态。作为齿轮构件的正齿轮305也可以与转向轴510一起构造为一件式的整体部件。
在图8中,以纵向截面的形式示出了与图3的转向柱类似的转向柱2的细节,其中,外套管5具有第二支架111,其中,第二支架111具有紧固装置112,该紧固装置呈位于第二支架111的板状部分上的孔的形式,使得外套管105可以借助于螺钉401紧固至此处未示出的车辆的车身,类似于支架100。第二支架111在正常操作下以及在发生碰撞的情况下均无法相对于车辆移位。为了改善相对于车辆的紧固,可以在螺钉401的螺钉头402与用作垫圈的第二支架111之间布置套筒403,并且,当第二支架111被拧紧在车辆中时,所述套筒被夹在螺钉头402与第二支架111之间。套筒403的厚度t被定尺寸为使得螺钉401可以根据其柄长和未示出的螺纹孔的深度而被最佳地拧紧在未示出的车辆上并且支架111可以固定至未示出的车辆。优选地,套筒403的厚度t被定尺寸成使得第二支架111的厚度和套筒403的厚度t对应于第一支架100的厚度,使得相同的螺钉可以用于固定第一支架100和第二支架111。通过这种措施,可以降低成本并且避免不正确的安装。这种套筒因此用作补偿元件。也能够设想并且可以在不同类型的转向柱中使用这种套筒,使得在将转向柱固定在车辆中时总是可以使用相同的螺钉。套筒403既可以由金属材料、比如钢或铝形成,也可以由非金属材料形成。此外,套筒既可以具有圆筒形横截面也可以具有偏离圆筒形形状的横截面。
第二支架111优选地可以构造为金属片材部件。然而,也能够设想并且可以使支架111形成为铸造部件或者由纤维复合材料形成。
套筒403在组装在车辆中之前既可以是松动的或者也可以借助于接合操作附接至支架。这种套筒403和对厚度t的选择也可以在具有操作性地连接至转向机构的常规转向轴的转向柱的情况下使用。因此,套筒403的用途不限于用于线控转向系统的转向柱。这种套筒403既可以用于可手动调节的转向柱中也可以用于可电动调节的转向柱中或者用于不可调节的转向柱中。
Claims (10)
1.一种用于机动车辆的线控转向系统(1)的转向柱(2、200、300),所述转向柱包括能够连接至方向盘的转向轴(51、510),所述转向轴以能够绕纵向轴线(104)旋转的方式安装在套壳单元(103)中,其中,设置有反馈致动器(114、115、116、117、120、301、302、303、305),所述反馈致动器操作性地联接至所述转向轴(51、510),其中,所述套壳单元(103)在所述纵向轴线(104)的方向上具有长度L2,并且所述转向轴(51、510)以长度L1突出到所述套壳单元(103)中,其特征在于,所述长度L1小于所述长度L2。
2.根据权利要求1所述的转向柱,其特征在于,所述长度L1小于或等于所述长度L2的一半。
3.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述反馈致动器(114、115、116、117、120、301、302、303、305)被设计成在操作所述转向轴(51、510)时为车辆驾驶员提供转向力。
4.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述反馈致动器(114、115、116、117、120、301、302、303、305)具有用于驱动所述转向轴(51、510)的驱动装置(116),其中,在所述转向柱的组装状态下,所述驱动装置(116)布置在所述套壳单元(103)的外部。
5.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述反馈致动器(114、115、116、117、120、301、302、303、305)包括传动装置(114、117、120、301、302、305),以用于将所述驱动装置(116)操作性地连接至所述转向轴(51、510)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述传动装置(114、117、120、301、302、305)被设计为带轮驱动器(114、117、120)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述传动装置(114、117、120、301、302、305)被设计为齿轮传动装置(301、302、305)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述套壳单元(103)具有至少一个凹口(113),其中,所述传动装置(114、117、120、301、302、305)的传动元件(114、303)能够通过所述凹口(113)而到达所述转向轴(51、510)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述转向轴(51、510)在至少一部分中构造为实心轴(51、510)。
10.一种包括根据前述权利要求中的一项所述的转向柱的线控转向系统(1),其中,所述套壳单元(103)具有套管(103),并且所述转向轴(51、510)绕旋转轴线(104)安装在所述套管(103)中并且突出到所述套管中。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018122767.1 | 2018-09-17 | ||
DE102018122767.1A DE102018122767A1 (de) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | Lenksäule und Steer-by-Wire Lenksystem |
PCT/EP2019/074021 WO2020058025A1 (de) | 2018-09-17 | 2019-09-10 | Lenksäule und steer-by-wire lenksystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112703145A true CN112703145A (zh) | 2021-04-23 |
CN112703145B CN112703145B (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=67928832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980060304.8A Active CN112703145B (zh) | 2018-09-17 | 2019-09-10 | 转向柱和线控转向系统 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3853107B1 (zh) |
CN (1) | CN112703145B (zh) |
DE (1) | DE102018122767A1 (zh) |
WO (1) | WO2020058025A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020209301A1 (de) | 2020-07-23 | 2022-01-27 | Thyssenkrupp Ag | Feedback-Aktuator für eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102021130291A1 (de) * | 2020-11-23 | 2022-05-25 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Axial einstellbare lenksäulenanordnung |
KR20230071286A (ko) * | 2021-11-16 | 2023-05-23 | 에이치엘만도 주식회사 | 자동차의 스티어링 컬럼 |
US11952034B2 (en) * | 2021-12-03 | 2024-04-09 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Power column actuator mounting device |
DE102022200667A1 (de) | 2022-01-21 | 2023-07-27 | Thyssenkrupp Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102022202556A1 (de) | 2022-03-15 | 2023-09-21 | Thyssenkrupp Ag | Lenksäule für ein Kraftfahrzeug |
DE102022129603A1 (de) | 2022-11-09 | 2024-05-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Längen- und neigungsverstellbare Bedieneinheit und Steer-by-wire-System |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2769351A (en) * | 1955-06-13 | 1956-11-06 | Byron A Serfling | Adjustable steering post |
DE10057950A1 (de) * | 2000-11-22 | 2002-05-23 | Zf Lenksysteme Gmbh | Aktuator für Fahrzeuglenksysteme |
US20030209381A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Ratko Menjak | Steering input devices for steer-by-wire systems |
EP2175167A1 (de) * | 2008-10-13 | 2010-04-14 | Karl Neff | Linearantrieb und Gehäuse für einen Linearantrieb sowie Verfahren zur Herstellung eines Linearantriebes |
CN104968554A (zh) * | 2013-02-01 | 2015-10-07 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于机动车的转向柱 |
WO2017009125A1 (de) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Thyssenkrupp Presta Ag | Feedback-aktuator für eine lenkeinrichtung |
CN108290602A (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-17 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于转向机构的反馈致动器 |
CN108290601A (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-17 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于线控转向式转向机构的反馈致动器 |
CN108367771A (zh) * | 2015-12-08 | 2018-08-03 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于线控转向式转向装置的转向柱 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015210528B4 (de) * | 2015-06-09 | 2019-01-17 | Thyssenkrupp Ag | Feedback-Aktuator für eine Lenkeinrichtung |
DE102015007280A1 (de) | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Thyssenkrupp Ag | Fahrzeuglenkung mit Steer-by-Wire-System und mechanischer Rückfallebene |
CN108001523B (zh) | 2017-11-20 | 2019-08-30 | 上海交通大学 | 一种方向盘自动控制装置及其安装方法 |
-
2018
- 2018-09-17 DE DE102018122767.1A patent/DE102018122767A1/de active Pending
-
2019
- 2019-09-10 CN CN201980060304.8A patent/CN112703145B/zh active Active
- 2019-09-10 WO PCT/EP2019/074021 patent/WO2020058025A1/de unknown
- 2019-09-10 EP EP19766232.3A patent/EP3853107B1/de active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2769351A (en) * | 1955-06-13 | 1956-11-06 | Byron A Serfling | Adjustable steering post |
DE10057950A1 (de) * | 2000-11-22 | 2002-05-23 | Zf Lenksysteme Gmbh | Aktuator für Fahrzeuglenksysteme |
US20030209381A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Ratko Menjak | Steering input devices for steer-by-wire systems |
EP2175167A1 (de) * | 2008-10-13 | 2010-04-14 | Karl Neff | Linearantrieb und Gehäuse für einen Linearantrieb sowie Verfahren zur Herstellung eines Linearantriebes |
CN104968554A (zh) * | 2013-02-01 | 2015-10-07 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于机动车的转向柱 |
WO2017009125A1 (de) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Thyssenkrupp Presta Ag | Feedback-aktuator für eine lenkeinrichtung |
CN108290602A (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-17 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于转向机构的反馈致动器 |
CN108290601A (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-17 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于线控转向式转向机构的反馈致动器 |
CN108367771A (zh) * | 2015-12-08 | 2018-08-03 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于线控转向式转向装置的转向柱 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018122767A1 (de) | 2020-03-19 |
EP3853107B1 (de) | 2023-04-12 |
CN112703145B (zh) | 2023-07-28 |
EP3853107A1 (de) | 2021-07-28 |
WO2020058025A1 (de) | 2020-03-26 |
US20210188342A1 (en) | 2021-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112703145B (zh) | 转向柱和线控转向系统 | |
US6000491A (en) | Electric power steering apparatus having steering torque sensor integrally assembled in steering device with variable steering ratio | |
US20200346682A1 (en) | Steering column for a motor vehicle | |
US6619421B2 (en) | Electric power steering device | |
US6783157B2 (en) | Rack housing for steering gear | |
US8327971B2 (en) | Reducer of electric power steering apparatus | |
US20220073127A1 (en) | Steering column for a steer-by-wire steering system for a motor vehicle | |
JP2000190855A (ja) | 電動パワ―ステアリングアセンブリ | |
EP0221665B1 (en) | Power-assisted rack and pinion steering gear | |
US7581618B2 (en) | Transmission ratio variable steering device | |
US9114823B2 (en) | Actuating device employed in steering system for vehicle | |
US11760408B2 (en) | Steering gear mechanism and steering system for a motor vehicle | |
CN114641421A (zh) | 用于机动车辆的转向装置的反馈致动器 | |
WO2016203960A1 (ja) | ステアリング装置 | |
JP2005247214A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
KR101393166B1 (ko) | 랙구동형 동력 보조 조향장치 | |
US12024240B2 (en) | Steering column and steer-by-wire steering system | |
EP1813507B1 (en) | Electric power steering apparatus | |
JP2006168492A (ja) | ステアリング装置 | |
KR100619225B1 (ko) | 조향 휠의 회전수 조절장치 | |
KR101421339B1 (ko) | 자동차의 조향컬럼 | |
CN218750980U (zh) | 线控转向下执行器机构、线控转向系统及车辆 | |
JP2007216720A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP6402617B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
KR101189311B1 (ko) | 랙구동형 동력 보조 조향장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |