一种用于机动车的机电式转向系统的方向盘单元，其具有方向盘轴、壳体和用于给方向盘加载机械反馈力以向驾驶员反馈当前的转向和/或驾驶状态的力产生装置。该力产生装置布置在该壳体的内部。该力产生装置具有内部的连接元件、弹性的联接元件和弹性的壳体联接元件，所述弹性的联接元件至少部分地同轴地包围所述内部的连接元件且与其力锁合地连接，所述弹性的壳体联接元件至少部分地同轴地包围所述弹性的联接元件且与其形状锁合地连接。所述内部的连接元件在端侧与所述方向盘轴连接。所述力产生装置给方向盘轴施加力，使得随着方向盘偏离直线行驶的调节的增大，在方向盘上所能产生用于向驾驶员反馈与车轮转向角相关的转向状态的反馈力上升。
【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术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，本专利技术还涉及一种包括这种方向盘单元的机电式转向系统。
技术介绍
本专利技术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关于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US2017/0320515A1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通知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传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US2002/0189888A1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。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种用于机动车的机电式转向系统的方向盘，其可以节省结构空间和/或节省能量并且能够以简单的技术措施向驾驶员传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。本专利技术包含的教导是，提供一种用于机动车的机电式转向系统的方向盘单元。该方向盘单元具有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/或行驶状态的力产生装置。所述力产生装置布置在壳体的内部并且具有内部的连接元件、弹性的联接元件和弹性的壳体联接元件。所述弹性的联接元件至少部分地同轴地包围所述内部的连接元件且与所述内部的连接元件力锁合地连接。所述弹性的壳体联接元件至少部分地同轴地包围所述弹性的联接元件且与所述弹性的联接元件形状锁合地连接。所述内部的连接元件在端侧与方向盘轴连接或者利用法兰连接在该方向盘轴上。所述力产生装置给所述方向盘轴施加力，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反馈力上升。换言之，借助于所述弹性的联接元件和所述弹性的壳体联接元件的弹性变形给方向盘轴施加反馈力。所述弹性的壳体联接元件可以或者直接与该壳体连接，或者通过机电式制动器有针对性地制动。本专利技术的解决方案的优点尤其是在于，使用被动式构件来实现本专利技术的解决方案，所述被动式构件不需要通过电子控制单元来操控。由此可以降低该机电式转向系统的电流需求。此外，被动式构件、尤其是所述力产生装置能够节省结构空间地布置。此外，通过所建议的解决方案可以将方向盘单元的重量保持很小。本专利技术的解决方案确保了方向盘在一个方向或另一方向上的转动引起所述弹性的壳体联接元件和/或所述弹性的联接元件弹性变形，由此建立用于产生机械反馈力的机械势能。换言之，所述弹性的壳体联接元件的方向盘轴侧的端部旋转并且所述弹性的壳体联接元件的对置的端部固定不动。由此，该弹性的壳体联接元件扭转并且弹性地变形。该弹性变形引起反馈力的产生。该反馈力随着扭转或转向角的增加而相应地升高。应注意，所述弹性的壳体联接元件和所述弹性的联接元件的弹性度可以适配于相应的应用情况，从而可产生相应于纯机械转向系统的反馈力。例如，所述弹性的壳体联接元件和所述弹性的联接元件的弹性度可以相同或不同。为了传递力或产生反馈力，所述弹性的壳体联接元件和所述弹性的联接元件可以形状锁合地相互连接。此外，对于该连接可以设置各种横截面。在此有利的是，这两个弹性元件之间的接触面的表面例如通过星形横截面最大化。该星形横截面可以具有三个、四个、五个或更多尖角，这可以取决于相应的应用情况。根据一个实施例，所述方向盘单元还包括电磁制动器。在此，该电磁制动器与所述壳体固定连接并且设置用于给所述弹性的壳体联接元件施加制动力。由此，所述力产生装置所产生的反馈力可以支撑在方向盘单元的壳体上并且此外可根据当前的期望来调整相应的反馈力，例如可以调节所述电磁制动器和所述弹性的壳体联接元件之间的打滑。所述电磁制动器可以具有弹簧、压板、摩擦盘和电磁铁。所述摩擦盘可以布置在所述压板和所述弹性的壳体联接元件之间，其中，所述弹簧可以给所述压板施加力并且从而将所述压板压抵所述摩擦盘且将该压板压抵所述弹性的壳体联接元件，从而将制动力施加到所述弹性的壳体联接元件上。所述电磁铁可以设置用于给所述弹簧施加反作用力并且压缩该弹簧，用于有针对性地降低作用在所述弹性的壳体联接元件上的制动力。换言之，当给所述电磁铁完全通电时，所述力产生装置可以在壳体中自由旋转，从而压板不给所述摩擦盘和所述弹性的壳体联接元件施加力。相反，当不给电磁铁通电时，弹簧能够以全部的弹簧力将压板压抵所述摩擦盘且压抵所述弹性的壳体联接元件，从而使得所述弹性的壳体联接元件的制动侧的端部不在壳体内部旋转，而是通过方向盘的旋转进行所述弹性的壳体联接元件和所述所述弹性的联接元件的弹性变形(扭转)，由此可以同时提供作用在方向盘上的反馈力。应注意，电磁铁可被如此地调整、通电或调节，以至于可设定有针对性的制动力并且从而也可以产生有针对性的反馈力。优选地，根据本专利技术所产生的反馈力仅仅被用来向驾驶员反馈当前的转向状态。为了模仿其他反馈信息(例如车轮的终端止挡位置——其可以通过方向盘上的相应终端止挡被感觉到，或者车道的表面结构——其通过相应的机械振动来反馈)，根据进一步改进了本专利技术的措施提出，所述方向盘单元还包括与所述方向盘轴连接的电动马达，用于运动叠加地模仿仅仅该另外的转向和驾驶状态。也就是说，在本专利技术的该解决方案中，由电动马达产生的力矩或附加产生的力仅仅被用来有针对性地降低或提高通过所述弹性的壳体联接元件和所述弹性的联接元件生成的力，用于在方向盘上产生真实的驾驶感觉。因此，与本文开头所描述的现有技术的完全主动式控制的方向盘单元相比，本专利技术的方向盘单元的电功率消耗要低得多本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于机动车(25)的机电式转向系统的方向盘单元(1)，其具有：/n方向盘轴(3)；/n壳体(2a，2b)；和/n力产生装置(10)，用于给方向盘(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；/n其特征在于，/n所述力产生装置(10)布置在所述壳体(2a，2b)的内部，其中，所述力产生装置(10)具有内部的连接元件(11)、弹性的联接元件(12)和弹性的壳体联接元件(13)，其中，所述弹性的联接元件(12)至少部分地同轴地包围所述内部的连接元件(11)且与该内部的连接元件力锁合地连接，所述弹性的壳体联接元件(13)至少部分地同轴地包围所述弹性的联接元件(12)且与该弹性的联接元件形状锁合地连接，其中，所述内部的连接元件(11)在端侧与所述方向盘轴(3)连接，其中，所述力产生装置(10)给所述方向盘轴(3)加载力，使得随着方向盘(4)偏离直线行驶的调节的增大，在该方向盘(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反馈力上升。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于机动车(25)的机电式转向系统的方向盘单元(1)，其具有：
方向盘轴(3)；
壳体(2a，2b)；和
力产生装置(10)，用于给方向盘(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；
其特征在于，
所述力产生装置(10)布置在所述壳体(2a，2b)的内部，其中，所述力产生装置(10)具有内部的连接元件(11)、弹性的联接元件(12)和弹性的壳体联接元件(13)，其中，所述弹性的联接元件(12)至少部分地同轴地包围所述内部的连接元件(11)且与该内部的连接元件力锁合地连接，所述弹性的壳体联接元件(13)至少部分地同轴地包围所述弹性的联接元件(12)且与该弹性的联接元件形状锁合地连接，其中，所述内部的连接元件(11)在端侧与所述方向盘轴(3)连接，其中，所述力产生装置(10)给所述方向盘轴(3)加载力，使得随着方向盘(4)偏离直线行驶的调节的增大，在该方向盘(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反馈力上升。
2.根据权利要求1所述的方向盘单元(1)，其特征在于，所述方向盘单元(1)还包括电磁制动器(19)，其中，该电磁制动器(19)与所述壳体(2a，2b)固定连接并且设置用于给所述弹性的壳体联接元件(13)施加制动力。
3.根据权利要求2所述的方向盘单元(1)，其特征在于，所述电磁制动器(19)具有弹簧(21)、压板(22)、摩擦盘(23)和电磁铁(20)，所述摩擦盘(23)布置在所述压板(22)与所述弹性的壳体联接元件(13)之间，其中，所述弹簧(21)设置用于给所述压板(22)施加力并且将所述压板(22)压抵所述摩擦盘(23)且将该压板压抵所述弹性的壳体联接元件(13)，用于将制动力施加到所述弹性的壳体联接元件(13)上，其中，所述电磁铁(20)设置用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：MC·科斯塔凯，MN·韦莱亚，A·胡苏，M·阿基姆，M·科瓦奇，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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