本發(fā)明涉及車輛的轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向軸的調(diào)節(jié)單元以及用于具有這種調(diào)節(jié)單元的車輛的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向裝置中，方向盤可以在高度和長度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在軸向位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向柱元件或轉(zhuǎn)向軸元件可以相對于彼此移動，例如作為伸縮裝置。這允許方向盤移動至適合駕駛員的位置。

2、此外，線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也是已知的，其中經(jīng)由轉(zhuǎn)向柱省去了方向盤與待轉(zhuǎn)向的車軸之間的機械連接，并且經(jīng)由對應(yīng)的信號來控制車輪的轉(zhuǎn)向。存在兩種主要類型的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：具有遠(yuǎn)離方向盤的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和具有靠近方向盤的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

3、具有遠(yuǎn)離方向盤的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用已知的碰撞元件、比如當(dāng)超過限定的力時會發(fā)生塑性變形的金屬條帶。此外，伸縮式轉(zhuǎn)向軸上的塑料套筒也是已知的，該塑料套筒會被特定的力破壞。在具有靠近方向盤的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可以省略伸縮式轉(zhuǎn)向軸。

4、現(xiàn)在已經(jīng)變得明顯的是，需要進(jìn)一步改進(jìn)車輛的已知的調(diào)節(jié)單元和/或已知的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。特別地，還需要提供一種調(diào)節(jié)單元和/或具有靠近方向盤的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這使得可以將碰撞元件布置成使得可以減小甚至避免碰撞元件上的橫向力。

5、在此背景下，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的調(diào)節(jié)單元和/或一種改進(jìn)的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這特別地使得可以將碰撞元件布置成使得可以減小甚至避免碰撞元件上的橫向力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、之后在以下描述中提到的或者可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識的這些目標(biāo)和其他目標(biāo)通過獨立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。有利的實施方式和其他改進(jìn)方案可以在從屬權(quán)利要求和以下描述中找到。

2、根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、特別是線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、進(jìn)一步特別是帶有靠近轉(zhuǎn)向元件的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元具有調(diào)節(jié)單元、拉出裝置和碰撞元件。調(diào)節(jié)單元具有調(diào)節(jié)馬達(dá)、主軸和主軸螺母，其中，調(diào)節(jié)馬達(dá)聯(lián)接至主軸以傳遞扭矩，并且主軸螺母布置在主軸上，使得主軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生主軸螺母沿著主軸的軸向運動。拉出裝置具有拉出支承件和至少一個內(nèi)拉出元件，該拉出支承件被設(shè)計成以軸向固定的方式布置或緊固在車輛的車身上，并且特別是能夠繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，該內(nèi)拉出元件相對于拉出支承件以可軸向移動的方式布置在拉出支承件中。內(nèi)拉出元件被設(shè)計成以軸向固定的方式聯(lián)接至轉(zhuǎn)向軸、特別是內(nèi)轉(zhuǎn)向軸。碰撞元件被設(shè)計為套筒，該套筒在調(diào)節(jié)單元的主軸螺母與拉出裝置的內(nèi)拉出元件之間與主軸同軸地延伸，并且特別是包圍主軸。套筒的軸向端部布置在主軸螺母上并且經(jīng)由至少一個固定元件以軸向固定的方式聯(lián)接至主軸螺母。固定元件在施加特定的沖擊力時、特別是在發(fā)生碰撞的情況下被釋放，并且套筒在發(fā)生碰撞的情況下由于施加的沖擊力相對于主軸螺母軸向移動。主軸螺母的外部輪廓和套筒的內(nèi)部輪廓至少在一些部段中以協(xié)調(diào)的方式設(shè)計，使得套筒由于相對于主軸螺母的軸向運動而被塑化，即變形。

3、固定元件也可以被稱為釋放元件并且被設(shè)計成將套筒以軸向固定的方式定位在主軸螺母上。此外，固定元件被設(shè)計成在達(dá)到或超過特定的沖擊力時釋放套筒與主軸螺母之間的軸向固定連接，從而允許套筒相對于主軸螺母移動以及套筒的相關(guān)聯(lián)的塑化。套筒的運動路徑例如可以為約80mm至100mm。固定元件例如可以被設(shè)計為至少一個剪切銷，當(dāng)達(dá)到或超過特定的沖擊力時，該剪切銷斷裂。此外，還可以想到將固定元件實施為周向或至少部分周向的凹槽或者實施為套筒中的凹口，該套筒因沖擊力而變形。

4、力反饋致動器包括馬達(dá)，或者馬達(dá)和齒輪箱，特別是具有高齒輪比的齒輪箱。馬達(dá)和齒輪箱組合特別使得能夠設(shè)計更小和更緊湊的馬達(dá)，因為為了在轉(zhuǎn)向軸上實現(xiàn)相同的扭矩，該馬達(dá)必須產(chǎn)生比沒有齒輪箱的馬達(dá)更低的扭矩。

5、根據(jù)本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點特別在于，碰撞元件可以結(jié)合到拉出裝置中并且特別是可以結(jié)合到拉出裝置的力流中的事實。碰撞元件與主軸的這種基本上同軸的布置使得能夠在發(fā)生碰撞的情況下實現(xiàn)力流，通過該力流，僅有最小的橫向力或彎矩作用在碰撞元件上或者沒有橫向力或彎矩作用在碰撞元件上。碰撞元件上的橫向力或彎矩可能導(dǎo)致碰撞元件卡住和/或傾斜，以及增加摩擦力和/或?qū)е屡鲎蔡淄矀?cè)向彎曲。由于根據(jù)本發(fā)明，僅有最小的橫向力或彎矩作用在碰撞元件上或者沒有橫向力或彎矩作用在碰撞元件上，所以可以簡化碰撞元件的設(shè)計，因為消除了由橫向力或彎矩引起的缺點。這意味著需要很少或者不需要附加的部件，從而可以降低調(diào)節(jié)單元的成本。另外，還可以在生產(chǎn)期間使用這些部件作為成形工具元件。

6、另外，根據(jù)本發(fā)明的碰撞元件的布置能夠以吸收的形式以及碰撞元件相對于主軸螺母的自定心的形式實現(xiàn)沖擊能量轉(zhuǎn)換，特別是在卡住和/或傾斜和/或偏移力的情況下。同時，當(dāng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向元件的長度時，主軸扭矩可以由碰撞元件支承。另外，主軸可以通過碰撞元件(和主軸螺母)進(jìn)行導(dǎo)引和/或安裝。這對于長主軸、例如長度約為100mm或更長的主軸來說是特別有利的。

7、換句話說，可以說，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)單元使得能夠減小或者甚至消除作用在碰撞元件上的彎矩，該彎矩通常由不利的杠桿臂產(chǎn)生。這使得可以省去附加部件，比如碰撞元件導(dǎo)引件、連接件和/或偏轉(zhuǎn)件。

8、根據(jù)一個實施方式，未塑化套筒的內(nèi)部輪廓至少部分地具有變形區(qū)域和緩沖區(qū)域，并且主軸螺母的外部輪廓被設(shè)計成使得主軸螺母的外部輪廓在變形區(qū)域中與套筒的內(nèi)部輪廓重疊并且特別地布置成與緩沖區(qū)域相距一定距離。在發(fā)生碰撞的情況下，沖擊力基本上對稱地推動碰撞元件，即套筒，其也可以被稱為碰撞套筒越過基本上固定的自鎖主軸螺母。為此目的，主軸螺母至少在外部輪廓上的重疊區(qū)域中具有比碰撞套筒更硬的材料。

9、由于主軸螺母的外部輪廓和套筒的內(nèi)部輪廓在變形區(qū)域中的重疊，碰撞套筒通過主軸螺母在這些區(qū)域中被塑化，即變形。為了防止碰撞套筒在塑化期間撕裂，主軸螺母和碰撞套筒在緩沖區(qū)域中彼此間隔開，使得在碰撞套筒在變形區(qū)域中的塑化期間，“缺失”的材料可以通過緩沖區(qū)域進(jìn)行補償。換句話說，可以說碰撞套筒在變形區(qū)域中的塑化基本上改變了套筒的整個內(nèi)部輪廓。

10、根據(jù)一個實施方式，主軸螺母具有錐形外部輪廓和/或球形外部輪廓。這使得在沖擊力沒有對稱地引入到碰撞套筒中的情況下，碰撞套筒可以使其自身居中，這可以導(dǎo)致至少略微的橫向力作用在碰撞套筒上。這防止了碰撞套筒卡在主軸螺母上，并且由此確保碰撞元件的功能，即即使在出現(xiàn)橫向力和/或偏移力的情況下也能通過塑化吸收沖擊能量。

11、根據(jù)一個實施方式，套筒在另一個軸向端部處平坦地聯(lián)接至內(nèi)拉出元件。這確保了在碰撞套筒的擱置在拉出元件上的整個前表面上對稱地引入力。較大的支承表面使得能夠?qū)崿F(xiàn)高水平的傾斜剛度。

12、根據(jù)一個實施方式，套筒具有帶倒圓拐角的矩形內(nèi)部輪廓，并且主軸螺母具有帶倒圓拐角的矩形外部輪廓，其中，套筒的內(nèi)部輪廓的倒圓拐角具有比主軸螺母的外部輪廓的倒圓拐角更大的半徑。由于半徑重疊，碰撞套筒的較大半徑通過主軸螺母的較小半徑被塑化，即變形，使得碰撞套筒的半徑在塑化之后基本上對應(yīng)于主軸螺母的半徑。然而，也可以設(shè)想碰撞套筒和主軸螺母的其他輪廓和輪廓配對。特別地，可以根據(jù)期望的推進(jìn)力和/或沖擊力來選定變形區(qū)域中的輪廓和/或輪廓的重疊(小重疊或大重疊)。

13、根據(jù)一個實施方式，調(diào)節(jié)單元、并且因此特別是碰撞元件布置在拉出裝置內(nèi)、特別是拉出支承件內(nèi)。這種布置特別是由于在具有靠近轉(zhuǎn)向元件的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中消除了伸縮式轉(zhuǎn)向軸，因為這“騰出”了拉出裝置內(nèi)的安裝空間。這意味著調(diào)節(jié)單元不需要額外的安裝空間，并且碰撞元件可以結(jié)合到在發(fā)生碰撞的情況下出現(xiàn)的力流中。

14、根據(jù)一個實施方式，調(diào)節(jié)單元、并且因此特別是碰撞元件布置在拉出裝置外部，其中，碰撞元件和主軸(以及主軸螺母)同軸地布置。碰撞元件也布置在拉出裝置外部并位于調(diào)節(jié)單元與拉出裝置之間。

15、根據(jù)一個實施方式，套筒由金屬、特別是金屬片制成。由金屬片材料形成的套筒可以以成本有效的方式生產(chǎn)，例如通過對金屬片進(jìn)行沖壓和成形。另外，該片材具有良好的塑化性能。此外，也可設(shè)想由纖維復(fù)合材料制成的套筒，盡管這些套筒比金屬的套筒更昂貴。

16、根據(jù)一個實施方式，主軸螺母至少部分地，特別是在外圓周上，即外部輪廓上，并且進(jìn)一步特別是在外部輪廓的與套筒的內(nèi)部輪廓重疊的區(qū)域上由比套筒的材料更硬的金屬制成。這確保了在發(fā)生碰撞的情況下，套筒通過主軸螺母被塑化，并且主軸螺母不會經(jīng)歷被套筒塑化。

17、根據(jù)一個實施方式，主軸螺母具有由塑料制成的主體和由特別是硬化的金屬制成的護(hù)套。護(hù)套可以由特別是深拉和硬化的金屬片材料制成。這意味著護(hù)套可以以成本有效的方式生產(chǎn)。主軸螺母的塑料主體可以改善調(diào)節(jié)單元的噪音特性。

18、本發(fā)明的另一方面涉及一種用于車輛的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別是具有靠近轉(zhuǎn)向元件的力反饋致動器的線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有(內(nèi))轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向元件以及上面和下面描述的調(diào)節(jié)單元，特別是根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)單元。轉(zhuǎn)向元件以軸向固定的方式與(內(nèi))轉(zhuǎn)向軸聯(lián)接，并且以便傳遞扭矩。(內(nèi))轉(zhuǎn)向軸也布置在調(diào)節(jié)單元的拉出支承件內(nèi)，并以軸向固定的方式聯(lián)接至內(nèi)拉出元件，并且因此經(jīng)由內(nèi)拉出元件或利用內(nèi)拉出元件以相對于拉出支承件可軸向移動的方式布置。另外，轉(zhuǎn)向軸可以相對于內(nèi)拉出元件旋轉(zhuǎn)。

19、根據(jù)一個實施方式，線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還具有至少一個力反饋致動器，該力反饋致動器聯(lián)接至靠近轉(zhuǎn)向元件的(內(nèi))轉(zhuǎn)向軸，并且以便傳遞扭矩。術(shù)語“靠近轉(zhuǎn)向元件”在此應(yīng)當(dāng)理解為意味著特別是調(diào)節(jié)單元與轉(zhuǎn)向元件之間的布置。

20、根據(jù)一個實施方式，線控轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向元件的高度的高度調(diào)節(jié)單元。這意味著轉(zhuǎn)向元件可以在軸向方向和高度方向兩者上為駕駛員進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)。