專利名稱：可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)本發(fā)明涉及一種可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向カ矩的電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向控制儀和可電カ操作的用于閉鎖轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的閉鎖裝置。由于法律規(guī)定，歐盟國(guó)家的汽車必須配設(shè)保險(xiǎn)裝置以防止無權(quán)的使用。在被急劇操作的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)必須能夠在靜態(tài)條件下經(jīng)受住圍繞轉(zhuǎn)向軸軸線在兩個(gè)方向上的一定扭矩，而不會(huì)危及安全性地被損傷，或者給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)配設(shè)實(shí)現(xiàn)順從或滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從而使系統(tǒng)要么連續(xù)地要么間斷地承受一定的扭矩。在此，第一種情況下的扭矩必須明顯大于第ニ種情況下的扭矩。由DE 103 92 909T5已知 ー種開頭所述類型的可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其中，電動(dòng)機(jī)通過形式為蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置的減速傳動(dòng)裝置作用在轉(zhuǎn)向柱上。此外，在DE 10392 909T5中規(guī)定，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置也能夠布置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的其它部位上?？呻姤僮鞯拈]鎖裝置按照DE 103 92 909T5布置在電動(dòng)機(jī)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置之間并且固定在電動(dòng)機(jī)或者蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置的殼體上。所述閉鎖裝置尤其包括在傳動(dòng)裝置側(cè)布置在電動(dòng)機(jī)軸上的具有嚙合開ロ的齒圈，該齒圈借助可電カ操作的鎖止件鎖定以便閉鎖轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。相應(yīng)地，為了確保防止無權(quán)使用，閉鎖裝置必須包含上述更高的扭矩。設(shè)置用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制儀遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)布置。實(shí)施前述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的可電カ操作的閉鎖裝置帶來很大費(fèi)用。在此背景下，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，改進(jìn)可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的布置結(jié)構(gòu)。該技術(shù)問題通過ー種按照權(quán)利要求I所述的可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)解決。按本發(fā)明的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向カ矩的電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向控制儀和可電カ操作的用于閉鎖轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的閉鎖裝置。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的特征尤其在于，轉(zhuǎn)向控制儀布置在固定于電動(dòng)機(jī)上的殼體內(nèi)，并且可電カ操作的閉鎖裝置包括布置在轉(zhuǎn)向控制儀的殼體內(nèi)的促動(dòng)器。通過將轉(zhuǎn)向控制儀以及配屬的功率電子器件安裝在緊鄰電動(dòng)機(jī)的殼體內(nèi)以及通過在該殼體內(nèi)實(shí)施可電カ操作的閉鎖裝置的電カ部件，實(shí)現(xiàn)了一種緊湊的、可以作為預(yù)安裝的単元非常簡(jiǎn)單地安裝到電動(dòng)機(jī)上的布置結(jié)構(gòu)?？呻姤僮鞯拈]鎖裝置通?，F(xiàn)有的自身的控制儀和與之相關(guān)的制造和裝配耗費(fèi)可以被省去?？芍苯佑赊D(zhuǎn)向控制儀承擔(dān)對(duì)可電力操作的閉鎖裝置的監(jiān)控。轉(zhuǎn)向控制儀和可電カ操作的閉鎖裝置的電カ部件都是在安全性上至關(guān)重要的部件因此必須進(jìn)行特殊保護(hù)，因此對(duì)各個(gè)殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了很高的要求。通過將上述部件安裝在共同的殼體中減少了與之相關(guān)的費(fèi)用。尤其也避免了可能由于外部導(dǎo)線連接和插接連接弓I起的密封性和接觸問題?？梢允∪ハ鄳?yīng)的構(gòu)件。按照本發(fā)明的ー種有利的設(shè)計(jì)方案，在電動(dòng)機(jī)的第一側(cè)面上布置有用于將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)カ矩傳遞到轉(zhuǎn)向直拉桿上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而轉(zhuǎn)向控制儀的殼體連同可電カ操作的閉鎖裝置的促動(dòng)器布置在電動(dòng)機(jī)的與所述第一側(cè)面對(duì)置的第二側(cè)面上。這實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的布置并且避免了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到電動(dòng)機(jī)上的連接區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制。原則上可以如DE 103 92 909T5中那樣將電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向控制儀的殼體布置在轉(zhuǎn)向柱區(qū)域內(nèi)。為了改善碰撞安全性，將電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向控制儀的殼體和可能存在的減速傳動(dòng)裝置布置在膝蓋碰撞區(qū)域以外。在ー種有利的設(shè)計(jì)方案中，電動(dòng)機(jī)布置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器殼體之內(nèi)或之上，轉(zhuǎn)向直拉桿延伸穿過該轉(zhuǎn)向器殼體。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向控制儀的殼體也位于轉(zhuǎn)向器殼體的區(qū)域內(nèi)。由此，該轉(zhuǎn)向器殼體相對(duì)較難進(jìn)入，這增強(qiáng)了防盜保護(hù)。此外，轉(zhuǎn)向柱的可伸縮性不受影響。按照本發(fā)明的另ー種有利的設(shè)計(jì)方案，可電カ操作的閉鎖裝置包括可借助促動(dòng)器移動(dòng)的嚙合元件以及具有嚙合開ロ的嚙合裝置。所述嚙合裝置在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部與該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸稱連或者設(shè)計(jì)在該電動(dòng)機(jī)軸上。為了閉鎖轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，嚙合元件能夠與嚙合裝置的嚙合開ロ嚙合。通過將可電カ操作的閉鎖裝置布置在電動(dòng)機(jī)上，所需的保持力矩由于減速傳動(dòng)裝置相對(duì)轉(zhuǎn)向直拉桿的減速比而相對(duì)較小，以便能夠經(jīng)受住方向盤上開頭所述的法律規(guī)定的カ矩。相比直接作用在轉(zhuǎn)向柱上的閉鎖裝置，所述閉鎖裝置的機(jī)械部件的尺寸可以設(shè)計(jì)得明顯更小?？梢苿?dòng)的嚙合元件可以設(shè)計(jì)為鎖止電動(dòng)機(jī)軸的剛性閉鎖銷釘。然而嚙合元件優(yōu)選具有彈簧彈性的桿，該桿在與嚙合開ロ之ー嚙合時(shí)這樣卡鎖但并不鎖死電動(dòng)機(jī)，使得在超過由所述卡鎖產(chǎn)生的カ矩時(shí)，所述彈簧桿跳躍到另ー個(gè)嚙合開口中。由此只需要支撐用于 滿足保險(xiǎn)要求的更小カ矩。由所述卡鎖產(chǎn)生的力矩優(yōu)選小于電動(dòng)機(jī)能夠提供的カ矩。如果在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)行期間由于錯(cuò)誤操作或功能失調(diào)而使得彈簧彈性的桿與嚙合開ロ嚙合，則這可以由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)識(shí)別出并且通過適當(dāng)控制電動(dòng)機(jī)來抵消。由此保持了裝備有所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的汽車的機(jī)動(dòng)性。錯(cuò)誤操作或功能失調(diào)可能例如通過檢測(cè)彈簧彈性的桿的位置來識(shí)別。為此，可以在與非嚙合位置和閉鎖位置相應(yīng)的終端位置上設(shè)置終端開關(guān)或終端傳感器，它們的輸出信號(hào)被持續(xù)地監(jiān)測(cè)。按照ー種有利的設(shè)計(jì)方案，通過在電動(dòng)機(jī)具有確定的動(dòng)量期間評(píng)估該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流來檢測(cè)可電カ操作的閉鎖裝置的閉鎖位置。這優(yōu)選在轉(zhuǎn)向控制儀中進(jìn)行，即利用該處現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向鎖止識(shí)別功能。通過在操縱點(diǎn)火裝置時(shí)有針對(duì)性地控制電動(dòng)機(jī)，可通過以下方式檢驗(yàn)可電カ操作的閉鎖裝置的位置(非嚙合位置和閉鎖位置)，即，通過觀測(cè)力矩曲線或電動(dòng)機(jī)電流時(shí)電動(dòng)機(jī)的輕微運(yùn)動(dòng)根據(jù)明顯的信號(hào)上升識(shí)別可能的阻力。如果出現(xiàn)這種信號(hào)上升，則這說明可電カ操作的閉鎖裝置處于其閉鎖位置中，否則則認(rèn)為處于非嚙合位置中。由此可以取消至少ー個(gè)前述的終端開關(guān)或終端傳感器。按照本發(fā)明的ー種有利的設(shè)計(jì)方案，可電カ操作的閉鎖裝置包括唯一的終端開關(guān)或終端傳感器，該終端開關(guān)或終端傳感器檢測(cè)嚙合元件的非嚙合位置并且布置在轉(zhuǎn)向控制儀的殼體中。由此可以確保嚙合元件并不只是未與嚙合裝置嚙合，而是還正確地位于規(guī)定的非嚙合位置中。這尤其在這種情況下是有利的，即可電力操作的閉鎖裝置在到達(dá)非嚙合位置后處于無電流的狀態(tài)。促動(dòng)器優(yōu)選設(shè)計(jì)為磁力伺服電機(jī)，該磁力伺服電機(jī)具有將嚙合元件卡鎖在閉鎖位置和非嚙合位置的卡鎖裝置。這實(shí)現(xiàn)了在非嚙合位置中和閉鎖位置中的無電流接通或者說斷電，其中確保了嚙合元件在受到外部撞擊和類似情況下也保持在所占據(jù)的各個(gè)位置中。此外，通過無電流接通防止了行駛中由于通電造成的可能的錯(cuò)誤操作。由此提高了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的使用安全性。
為了激活(或進(jìn)行)閉鎖，優(yōu)選如下描述的那樣運(yùn)行前述類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。首先為可電力操作的閉鎖裝置的促動(dòng)器通電，以使所述可電力操作的閉鎖裝置的嚙合元件從非嚙合位置進(jìn)入與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的嚙合開ロ嚙合的位置。接著通過使電動(dòng)機(jī)以確定的轉(zhuǎn)速和/或確定的扭矩旋轉(zhuǎn)并且在此監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升來檢驗(yàn)是否到達(dá)閉鎖位置。在檢測(cè)到這種上升吋，為了進(jìn)行檢驗(yàn)，倒轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向并且再次監(jiān)測(cè)該電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升。在檢測(cè)到明顯上升時(shí)則將電動(dòng)機(jī)置入空載運(yùn)行狀態(tài)。此后切斷給電動(dòng)機(jī)和可電カ操作的閉鎖裝置的供電電流。由此可靠地確保轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)被閉鎖。為了去激活(或取消)閉鎖，在汽車啟動(dòng)時(shí)這樣為可電カ操作的閉鎖裝置的促動(dòng)器通電，以使所述可電力操作的閉鎖裝置的嚙合元件由閉鎖位置移動(dòng)至非嚙合位置。借助開關(guān)或傳感器檢測(cè)是否到達(dá)非嚙合位置。由于對(duì)安全性至關(guān)重要，為了進(jìn)行檢驗(yàn)，可以用確 定的動(dòng)量加載電動(dòng)機(jī)。在此，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升。當(dāng)在確定的時(shí)段和/或旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)未出現(xiàn)這種上升時(shí)，切斷給所述可電カ操作的閉鎖裝置的促動(dòng)器的電流。以下根據(jù)在附圖
中示出的實(shí)施例進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。在附圖中圖I示出可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的ー種實(shí)施例的示意圖；圖2示出從外部觀察具有電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向控制儀殼體的轉(zhuǎn)向器殼體的視圖；圖3示出用于轉(zhuǎn)向控制儀的殼體的剖視圖；圖4示出可電カ操作的閉鎖裝置的嚙合元件和嚙合裝置的細(xì)節(jié)視圖。所述實(shí)施例涉及汽車的機(jī)電式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I包括轉(zhuǎn)向器殼體2和延伸穿過轉(zhuǎn)向器殼體2的轉(zhuǎn)向直拉桿3。轉(zhuǎn)向小齒輪作用在轉(zhuǎn)向直拉桿3上，以便將駕駛員施加在方向盤4上的轉(zhuǎn)向指令傳遞至車輪5。此外，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向カ矩的電動(dòng)機(jī)6。如圖所示，電動(dòng)機(jī)6可以軸向平行于轉(zhuǎn)向直拉桿3布置。但是也可以將電動(dòng)機(jī)6與轉(zhuǎn)向直拉桿3共軸地布置，或者布置在其它部位例如轉(zhuǎn)向柱7上，該轉(zhuǎn)向柱7將方向盤4與轉(zhuǎn)向小齒輪機(jī)械地相連。在線控駕駛系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向柱7由電信號(hào)路徑代替。在所示實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)カ矩通過減速傳動(dòng)裝置8和滾珠絲杠傳動(dòng)裝置9作為軸向力作用在轉(zhuǎn)向直拉桿3上。減速傳動(dòng)裝置8例如設(shè)計(jì)為皮帶傳動(dòng)裝置，其中，第一皮帶輪布置在電動(dòng)機(jī)6的電動(dòng)機(jī)軸10上并且第二皮帶輪布置在滾珠絲杠傳動(dòng)裝置9的滾珠絲杠螺母上。通過滾珠絲杠傳動(dòng)裝置9將電動(dòng)機(jī)6的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)カ矩轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)向直拉桿3上的平移運(yùn)動(dòng)分量，以便在轉(zhuǎn)向時(shí)輔助駕駛員。 轉(zhuǎn)向控制儀11用于控制電動(dòng)機(jī)6，該轉(zhuǎn)向控制儀11產(chǎn)生用于電動(dòng)機(jī)6的調(diào)節(jié)信號(hào)并且此外還考慮由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向カ矩。該轉(zhuǎn)向力矩例如可通過轉(zhuǎn)向柱7上的扭矩測(cè)量單元12測(cè)量，該轉(zhuǎn)向柱7將方向盤4與轉(zhuǎn)向直拉桿3機(jī)械地耦連。此外，還可以向轉(zhuǎn)向控制儀11傳輸其它例如允許考慮汽車靜止?fàn)顟B(tài)和點(diǎn)火裝置的接通狀態(tài)的汽車參數(shù)。轉(zhuǎn)向控制儀11布置在殼體13內(nèi)，該殼體13本身固定在電動(dòng)機(jī)6上并且除了真正的控制邏輯電路14外還容納有配屬的功率電子器件。如圖I和圖2所示，轉(zhuǎn)向控制儀11的殼體13法蘭連接在電動(dòng)機(jī)6與減速傳動(dòng)裝置8對(duì)置的端側(cè)上并且相對(duì)外界密封。此外，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I包括可電カ操作的閉鎖裝置20，其電カ部件安裝在轉(zhuǎn)向控制儀11的殼體13內(nèi)。殼體13由于其實(shí)心的設(shè)計(jì)和鄰近轉(zhuǎn)向器殼體2的布置而提供了防止故意侵犯的良好保護(hù)?？呻姤僮鞯拈]鎖裝置20包括布置在殼體13內(nèi)的促動(dòng)器21，其根據(jù)通電情況沿第一方向或相反的方向?yàn)殂曡F22加載力，以便移動(dòng)該銜鉄。促動(dòng)器21優(yōu)選是具有兩個(gè)與銜鐵22共軸地布置的電カ線圈21a和21b的磁力伺服電機(jī)(Magnetsteller)。銜鐵22具有嚙合元件23，該嚙合元件23可設(shè)計(jì)為銷釘或栓并且延伸到電動(dòng)機(jī)6中。如圖3所示，嚙合元件23滑動(dòng)支承在 軸向?qū)бb置24上并且延伸穿過電動(dòng)機(jī)6的電動(dòng)機(jī)軸承端蓋15。銜鐵22或嚙合元件23的軸向運(yùn)動(dòng)通過端部止擋25和26限定在兩個(gè)方向上,其中，軸向行程大約在4mm這個(gè)數(shù)量級(jí)上。此外,銜鐵22或者嚙合元件23可以卡鎖在通過端部止擋25和26定義出的終端位置中。在所示的實(shí)施例中，嚙合元件23為此具有相應(yīng)的凹槽27和28，彈簧加載的壓力體29，例如球體可嚙合到所述凹槽中。然而取代這種卡鎖機(jī)構(gòu)也可以設(shè)置其它在無電流接通促動(dòng)器21時(shí)將銜鐵22和/或嚙合元件23保持在各自的終端位置中的保險(xiǎn)器件。取代機(jī)械卡鎖例如也可設(shè)置磁性卡鎖，其中，優(yōu)選借助永久磁體將銜鐵22和/或嚙合元件23固定保持在終端位置中。此外，可電カ操作的閉鎖裝置20包括具有嚙合開ロ 31的嚙合裝置30，該嚙合裝置30布置在電動(dòng)機(jī)6內(nèi)并且為了閉鎖目的而與嚙合元件23共同作用。嚙合裝置30可直接設(shè)計(jì)在電動(dòng)機(jī)軸上。然而在所示的實(shí)施例中，嚙合裝置30作為設(shè)計(jì)為圓盤32形式的單獨(dú)構(gòu)件，該構(gòu)件與電動(dòng)機(jī)軸10抗扭地耦連。圓盤32在圖4中進(jìn)ー步示出。該圓盤32在其外周向上具有多個(gè)依次排布的、形式為徑向凹處33或凹槽的嚙合開ロ 31。但是也可以將嚙合開ロ 31構(gòu)造成孔式開ロ。圖4進(jìn)ー步示出，嚙合元件23可以通過移動(dòng)到閉鎖位置中與嚙合開ロ 31嚙合。在該閉鎖位置中，銜鐵22貼靠在端部止擋26上并且在此以其凹槽28通過彈簧彈性的壓カ體29被卡鎖定位。因?yàn)閲Ш显?3在圓盤32的旋轉(zhuǎn)方向上支承在殼體13上，所以防止了在閉鎖位置中電動(dòng)機(jī)軸10的旋轉(zhuǎn)。如果通過電カ操作促動(dòng)器21使得嚙合元件23離開閉鎖位置并且進(jìn)入非嚙合位置(如圖3中通過貼靠在另一止擋25上的銜鐵22所示)，則電動(dòng)機(jī)軸10可以不受所述可電力操作的閉鎖裝置20妨礙地旋轉(zhuǎn)。在所示的實(shí)施例中，嚙合元件23設(shè)計(jì)為例如可以由彈簧絲制成的彈簧彈性的桿34。在與嚙合開ロ 31嚙合吋，電動(dòng)機(jī)6通過彈簧彈性的桿34卡鎖，但不被鎖死。在超過由卡鎖產(chǎn)生的力矩時(shí)，彈簧彈性的桿34跳躍到另ー個(gè)嚙合開ロ 31中。在此，彈簧彈性的桿34這樣與嚙合開ロ 31適配，使得在閉鎖位置中盡管可以順從屈服或滑脫，但所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可連續(xù)地或間斷地在方向盤4上頂住至少IOONm的扭矩。由于傳動(dòng)裝置8較高的減速比，所需的卡鎖カ矩大約在2Nm至IONm這個(gè)數(shù)量級(jí)。這可由直徑約為3mm的彈簧彈性的桿34支持實(shí)現(xiàn)。該彈簧彈性的桿34的弾力可以通過其嚙合側(cè)端部區(qū)段上的ー個(gè)或多個(gè)螺旋彈簧狀的卷繞部分35附加地影響。由于前述的卡鎖カ矩和尺寸，可電カ操作的閉鎖裝置20的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量較小，因此相對(duì)較小的驅(qū)動(dòng)カ就足夠使嚙合元件23從非嚙合位置運(yùn)動(dòng)到閉鎖位置。因此促動(dòng)器21設(shè)計(jì)得非常小。然而在所實(shí)施示例的變型方案中，也可以將嚙合元件23設(shè)計(jì)為基本上剛性的閉鎖銷釘，該閉鎖銷釘在閉鎖位置中鎖定圓盤32，從而不能從ー個(gè)嚙合開ロ 31跳躍到下ー嚙合開ロ 31。然而在這種情況下，嚙合元件23和對(duì)應(yīng)的嚙合裝置30必須設(shè)計(jì)為堅(jiān)固結(jié)實(shí)，因?yàn)榛谵D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在被急劇操作狀態(tài)下的法律規(guī)定，在靜態(tài)條件下必須承受住圍繞轉(zhuǎn)向柱軸線在兩個(gè)方向上至少為300Nm的更高扭矩?？呻姤僮鞯拈]鎖裝置20還包括終端開關(guān)或終端傳感器36，其可以確定銜鐵22或嚙合元件23是否到達(dá)確定的非嚙合位置或者位于該位置中。終端開關(guān)或終端傳感器36可以例如設(shè)計(jì)為霍爾傳感器。但其它的檢測(cè)原理也是可行的。可以為閉鎖位置設(shè)置另ー個(gè)終端開關(guān)或終端傳感器。由于可電カ操作的閉鎖裝置20直接鄰近轉(zhuǎn)向控制儀11地布置在配屬的殼體13內(nèi)部，所以在所示的實(shí)施例中取消了第二個(gè)終端開關(guān)。取而代之地，通過在電動(dòng)機(jī)6具有確定的動(dòng)量期間評(píng)估該電動(dòng)機(jī)6的電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流來檢測(cè)閉鎖位置，因?yàn)樵趪Ш显?3嚙合到嚙合裝置30的ー個(gè)嚙合開ロ 31中時(shí)產(chǎn)生明顯的信號(hào)上升。這種信號(hào)上升替代了用于閉鎖位置的終端開關(guān)或終端傳感器的信號(hào)。以下進(jìn)ー步闡述前述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在激活和去激活閉鎖功能時(shí)的運(yùn)行方式。為了激活閉鎖，首先進(jìn)行安全性檢驗(yàn)，其包括根據(jù)對(duì)此重要的汽車參數(shù)驗(yàn)證汽車的靜止?fàn)顟B(tài)以及點(diǎn)火裝置的關(guān)閉。為此，例如可以讀取汽車發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速以及汽車速度。此外可以參考轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的狀態(tài)參數(shù)。還可以只在識(shí)別出轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)處于開鎖狀態(tài)時(shí)才允許激活閉鎖。如果安全性檢驗(yàn)結(jié)果為正面的，則觸發(fā)可電カ操作的閉鎖裝置20。為此，首先這樣為促動(dòng)器21通電，以便在銜鐵22或嚙合元件23上產(chǎn)生朝向嚙合裝置30的力。由此嚙合元件23從非嚙合位置的卡鎖定位中松脫并且朝嚙合裝置30的方向移動(dòng)。在此，電動(dòng)機(jī)6以確定的較小轉(zhuǎn)速和/或確定的較小カ矩旋轉(zhuǎn)，并且在此監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升。如果嚙合元件23與嚙合開ロ 31嚙合，則在電動(dòng)機(jī)6繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)扭矩或電動(dòng)機(jī)電流明顯升高。這通過存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)向控制儀11的控制邏輯電路14中的轉(zhuǎn)向鎖止識(shí)別功能檢測(cè)到并且解釋為到達(dá)閉鎖位置。為了進(jìn)行對(duì)照檢驗(yàn)，電動(dòng)機(jī)6接下來反向旋轉(zhuǎn)，以便通過扭矩或電流的再次上升確定嚙合元件23或彈簧彈性的桿34位于閉鎖位置中。如果這種驗(yàn)證不可行，則產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)告并且將其呈現(xiàn)給駕駛員。而如果確定了閉鎖位置，則控制邏輯電路14使電動(dòng)機(jī)6進(jìn)入空載運(yùn)行狀態(tài)。此外，切斷給可電力操作的閉鎖裝置20的供電電流，尤其是其促動(dòng)器21。銜鐵22或嚙合元件23由于所述卡鎖而可靠地保持在閉鎖位置中。為了取消閉鎖，在進(jìn)行信號(hào)檢驗(yàn)后運(yùn)行電動(dòng)機(jī)6直至其可以基本上無扭矩地移動(dòng)。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，在嚙合元件23駛回時(shí)不需要克服嚙合元件23與嚙合裝置30之間較大的摩擦力。為促動(dòng)器21通電以便將銜鐵22或嚙合元件23從閉鎖位置移動(dòng)到非嚙合位置，直至卡鎖定位在此。通過終端開關(guān)或終端傳感器36在到達(dá)非嚙合位置的終端位置時(shí)發(fā)出信號(hào)表示可電カ操作的閉鎖裝置20是打開的。為了對(duì)照檢驗(yàn)?zāi)康?，可以在接下來借助控制邏輯電?4的轉(zhuǎn)向鎖止識(shí)別功能檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)是否可以自由旋轉(zhuǎn)。這可以如上所述地由此實(shí)現(xiàn)，即，用確定的動(dòng)量加載電動(dòng)機(jī)6并且監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯 上升。如果在確定的時(shí)段和/或旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)這種上升，則切斷給促動(dòng)器21的供電電流。在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)行期間，借助終端開關(guān)或終端傳感器36持續(xù)監(jiān)測(cè)可電カ操作的閉鎖裝置20的這一方面，即嚙合元件23是否位于非嚙合位置中。在此，促動(dòng)器21保持?jǐn)嚅_，因此不會(huì)進(jìn)行朝向閉鎖位置的驅(qū)動(dòng)。在突然受負(fù)載時(shí)，所述卡鎖機(jī)械地或者磁性地防止嚙合元件23從非嚙合位置中移出。如果(不管出于何種原因)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作或者說功能失調(diào)而使得嚙合元件23朝向閉鎖位置運(yùn)動(dòng)，由于嚙合裝置30或圓盤32不斷地運(yùn)動(dòng)，彈簧彈性的桿34很難穿入其中ー個(gè)嚙合開ロ 31中。如果盡管如此還是穿入了其中ー個(gè)嚙合開ロ 31中，這會(huì)借助轉(zhuǎn)向控制儀11內(nèi)的控制邏輯電路14的轉(zhuǎn)向鎖止識(shí)別功能識(shí)別出。因?yàn)閺椈蓮椥缘臈U34的卡鎖力矩小于電動(dòng)機(jī)6能夠提供的驅(qū)動(dòng)カ矩，所以通過修改用于電動(dòng)機(jī)6的調(diào)節(jié)信號(hào)而使所述卡鎖カ矩被電動(dòng)機(jī)6的更大的驅(qū)動(dòng)カ矩補(bǔ) 償，可防止轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在這種情況下鎖死。由此，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)保持可由駕駛員操作。在出現(xiàn)這種錯(cuò)誤操作時(shí)，產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)并且將其呈現(xiàn)給駕駛員，使得該駕駛員可以消除錯(cuò)誤。可電カ閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)I的前述配置實(shí)現(xiàn)了非常節(jié)省空間的構(gòu)造方式，同時(shí)具有防止消除轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)閉鎖的較高安全性。因此尤其是閉鎖裝置的機(jī)械部件由于更難接近而得到防盜保護(hù)。不再需要轉(zhuǎn)向柱上単獨(dú)的防過載保護(hù)。在碰撞安全性方面，轉(zhuǎn)向柱的可伸縮性不受影響。此外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)6以及轉(zhuǎn)向控制儀11的殼體13布置在轉(zhuǎn)向器殼體2的區(qū)域內(nèi)時(shí)，尤其在膝蓋碰撞區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了較高程度的乘客保護(hù)。此外確保了轉(zhuǎn)向閉鎖的錯(cuò)誤操作不會(huì)威脅到駕駛安全性。因此例如即使當(dāng)嚙合元件23卡在閉鎖位置中時(shí)仍可以繼續(xù)操作轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。此外，前述配置的出色特征在于制造技術(shù)和裝配技術(shù)上的耗費(fèi)較低。因此尤其是可電カ操作的閉鎖裝置20對(duì)于制造和裝配公差不敏感。由此對(duì)所需構(gòu)件的準(zhǔn)確性要求較低。此外，僅需要?dú)んw13用于容納轉(zhuǎn)向控制儀11和閉鎖裝置20的電カ部件，由于所述部件的重要性，該殼體13需要設(shè)計(jì)得非常穩(wěn)固。轉(zhuǎn)向控制儀11以及可電カ操作的閉鎖裝置20的所有部件(除了布置在電動(dòng)機(jī)軸10上的嚙合裝置30)均可以預(yù)安裝在殼體13中。隨后將整個(gè)單元固定在電動(dòng)機(jī)6上并且相對(duì)其密封。這實(shí)現(xiàn)了迅速而簡(jiǎn)單的安裝。功能性測(cè)試可在電動(dòng)機(jī)6與轉(zhuǎn)向控制儀11之間電連接接觸后進(jìn)行。這尤其也可以在將所述部件安裝到轉(zhuǎn)向器殼體2上之前進(jìn)行?？呻姤僮鞯拈]鎖裝置20優(yōu)選成為單獨(dú)的模塊，該模塊在不需要或者以其它方式需要開頭所述的防止無權(quán)使用的保險(xiǎn)裝置的配置中可以毫不費(fèi)事地取消。以上根據(jù)實(shí)施例進(jìn)ー步闡述了本發(fā)明。但本發(fā)明并不局限于此，而是包括由權(quán)利要求書確定的所有設(shè)計(jì)方案。附圖標(biāo)記清單I轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)2轉(zhuǎn)向器殼體3轉(zhuǎn)向直拉桿4方向盤5 車輪6電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)向柱8減速傳動(dòng)裝置
9滾珠絲杠傳動(dòng)裝置10電動(dòng)機(jī)軸11轉(zhuǎn)向控制儀12扭矩測(cè)量單元13轉(zhuǎn)向控制儀的殼體14控制邏輯電路15電動(dòng)機(jī)軸承蓋20可電カ操作的閉鎖裝置21促動(dòng)器21a 線圈21b 線圈22銜鐵23嚙合元件24軸向?qū)бb置25端部止擋26端部止擋27凹槽28凹槽29彈簧加載的壓力體30嚙合裝置31嚙合開ロ32圓盤33徑向凹槽34彈簧彈性的桿
35螺旋狀的卷繞部分36終端開關(guān)或終端傳感器
權(quán)利要求
1.一種可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括 用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩的電動(dòng)機(jī)(6)， 轉(zhuǎn)向控制儀(11)和 可電力操作的用于閉鎖該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的閉鎖裝置(20)， 其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向控制儀(11)布置在固定于所述電動(dòng)機(jī)(6)上的殼體(13)內(nèi)，并且所述可電力操作的閉鎖裝置(20)包括布置在所述轉(zhuǎn)向控制儀(11)的殼體(13)內(nèi)的促動(dòng)器(21)。
2.按權(quán)利要求I所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述電動(dòng)機(jī)(6)的第一側(cè)面上布置有用于將所述電動(dòng)機(jī)(6)的驅(qū)動(dòng)力矩傳遞到轉(zhuǎn)向直拉桿(3)上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)，并且所述轉(zhuǎn)向控制儀(11)的殼體(13)連同所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的促動(dòng)器(21)布置在所述電動(dòng)機(jī)￠)的與所述第一側(cè)面對(duì)置的第二側(cè)面上。
3.按權(quán)利要求I或2所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述可電力操作的閉鎖裝置(20)包括可借助所述促動(dòng)器(21)移動(dòng)的嚙合元件(23)以及具有嚙合開口(31)的嚙合裝置(30)，其中，所述嚙合裝置(30)在所述電動(dòng)機(jī)(6)內(nèi)部與該電動(dòng)機(jī)(6)的電動(dòng)機(jī)軸(10)耦連或者設(shè)計(jì)在該電動(dòng)機(jī)軸(10)上，并且所述嚙合元件(23)能夠被置于與所述嚙合裝置(30)的嚙合開口(31)嚙合，以閉鎖所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求3所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述嚙合元件(23)具有彈簧彈性的桿(34)，該桿(34)在與所述嚙合開口(31)之一嚙合時(shí)這樣卡鎖但并不鎖死所述電動(dòng)機(jī)￠)，使得在超過由所述卡鎖產(chǎn)生的力矩時(shí)，所述彈簧彈性的桿(34)跳躍到另一個(gè)嚙合開口(31)中。
5.按權(quán)利要求4所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，由所述卡鎖產(chǎn)生的力矩小于所述電動(dòng)機(jī)(6)能夠提供的力矩。
6.按權(quán)利要求I至5之一所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述可電力操作的閉鎖裝置(20)包括唯一的一個(gè)終端開關(guān)或終端傳感器(36)，所述終端開關(guān)或終端傳感器檢測(cè)所述嚙合元件(23)的非嚙合位置并且布置在所述轉(zhuǎn)向控制儀(11)的殼體(13)中。
7.按權(quán)利要求I至6之一所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過在所述電動(dòng)機(jī)(6)具有確定的動(dòng)量期間評(píng)估所述電動(dòng)機(jī)(6)的電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流來檢測(cè)所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的閉鎖位置。
8.按權(quán)利要求3至7之一所述的可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述促動(dòng)器(21)設(shè)計(jì)為磁力伺服電機(jī)，該磁力伺服電機(jī)具有將嚙合元件卡鎖在閉鎖位置和非嚙合位置的卡鎖裝置。
9.一種用于運(yùn)行可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，尤其是按前述權(quán)利要求之一所述的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方法，其中，為了激活閉鎖功能 給可電力操作的閉鎖裝置(20)的促動(dòng)器(21)通電，以使所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的嚙合元件(23)從非嚙合位置進(jìn)入與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)(6)的嚙合開口(3)嚙合的位置， 使所述電動(dòng)機(jī)(6)以確定的轉(zhuǎn)速和/或確定的扭矩旋轉(zhuǎn)，并且在此，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升，在檢測(cè)到這種上升時(shí)倒轉(zhuǎn)所述電動(dòng)機(jī)(6)的旋轉(zhuǎn)方向并且監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明顯上升， 在檢測(cè)到第二次這種上升時(shí)將電動(dòng)機(jī)置入空載運(yùn)行狀態(tài)，并且 此后切斷給所述電動(dòng)機(jī)(6)和所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的供電。
10.一種用于運(yùn)行可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，尤其是按前述權(quán)利要求之一所述的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方法，其中，為了去激活閉鎖功能 給可電力操作的閉鎖裝置(20)的促動(dòng)器(21)通電，以使所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的嚙合元件(23)由閉鎖位置移動(dòng)至非嚙合位置， 借助開關(guān)或傳感器檢測(cè)是否到達(dá)非嚙合位置， 用確定的動(dòng)量加載電動(dòng)機(jī)(6)，并且在此，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)扭矩和/或電動(dòng)機(jī)電流是否有明 顯上升，并且 當(dāng)在確定的時(shí)段和/或旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)未出現(xiàn)這種上升時(shí)，切斷給所述可電力操作的閉鎖裝置(20)的促動(dòng)器(21)的供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩的電動(dòng)機(jī)(6)、轉(zhuǎn)向控制儀(11)和可電力操作的用于閉鎖該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的閉鎖裝置(20)。轉(zhuǎn)向控制儀(11)布置在固定于電動(dòng)機(jī)(6)上的殼體(13)內(nèi)?？呻娏Σ僮鞯拈]鎖裝置(20)包括布置在轉(zhuǎn)向控制儀(11)的殼體(13)內(nèi)的促動(dòng)器(21)。由此形成了可電力閉鎖的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在各個(gè)方面均有利的布置結(jié)構(gòu)。此外，提供了一種用于激活和去激活轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)閉鎖的方法。
文檔編號(hào)B60R25/02GK102639369SQ201080055072
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月5日
發(fā)明者A.沃納, H.舒曼, T.施奈德 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司