本發明涉及一種用于機動車的線控轉向系統的轉向裝置，該轉向裝置包括轉向手柄、力反饋單元和固定的載體。

背景技術：

1、用于線控轉向系統的轉向裝置是已知的。

2、與典型的轉向裝置——在這些轉向裝置中，駕駛員的轉向運動經由轉向柱機械地傳遞到與車輪耦聯的轉向執行器上——不同，在線控轉向系統中轉向運動以傳遞信號的方式傳遞。力反饋單元，也稱為力回饋單元，在這里設置成用于，通過根據駕駛情況，經由轉向手柄將因轉向柱取消而損失的路感傳送給駕駛員。

3、這種轉向裝置通常包括安置在轉向手柄或方向盤中的氣囊模塊，以保護駕駛員。特別是在非對稱的、大面積的方向盤氣囊的情況下，人們致力于保持氣囊模塊在空間上固定，即使方向盤轉動。于是，無論機動車是在轉彎行駛、還是在直線行駛，非對稱的氣囊總能處于其在空間上固定的理想位置。為了獲得這種轉動補償，已使氣囊模塊與轉向手柄的轉動運動被動地借助傳動機構或者主動地借助伺服電機解耦。

4、已知的轉向裝置具有的缺點在于，它們非常笨重而且還包括許多零件，特別是當轉向裝置附加地具有帶有轉動補償的氣囊模塊時。

技術實現思路

1、因此，本發明的任務是，提供一種用于線控轉向系統的轉向裝置，其設計成特別緊湊并且簡單的。

2、所述任務通過一種用于機動車的線控轉向系統的轉向裝置來解決，該轉向裝置包括：轉向手柄；力反饋單元；固定的載體，該載體具有沿軸向方向延伸的用于氣囊的容納罐；以及支承單元，轉向手柄借助該支承單元能沿周向方向繞軸向方向轉動地支承在容納罐上。支承單元具有齒部并以傳遞扭矩的方式與轉向手柄耦聯。此外，所述力反饋單元具有電動機和以傳遞扭矩的方式與電動機耦聯的小齒輪，該小齒輪與齒部處于齒嚙合，以便經由支承單元沿周向方向驅動轉向手柄。在本發明的意義中，術語“固定地”或“固定的”載體是指與車輛固定地布置在機動車中的載體，尤其是在行駛期間。不過，固定的載體可以是能借助調節機構調節的，以使轉向手柄相對于駕駛員定向并且從而提高舒適性。換句話說，與典型的轉向裝置不同，固定的載體并不是在周向方向上可轉動地支承的轉向柱，即使固定的載體可以是能以類似于轉向柱的方式調節高度和/或長度的，以提高駕駛員的舒適性。

3、根據本發明已認識到：轉向裝置可以按這種方式利用少量構件以及特別節省空間并且因此緊湊地設計。此外，這種設計具有如下的優點，即，容納罐中的氣囊固定地布置在機動車中并且由此可以設有非對稱的并且甚至可自由設計的氣囊，這些氣囊能與轉向手柄的轉向位置無關地始終提供相同的保護效果。

4、在一個實施方式中，所述齒部是內齒部，從而轉向裝置可以設計得還要更緊湊，特別是在徑向方向上，因為電動機可以至少局部地沿徑向布置在支承單元之內，特別是沿徑向布置在支承單元的外殼之內。

5、附加地或替代地可規定，至少電動機的定子和轉子沿軸向方向布置在支承單元之外、優選在支承單元的外殼之外，特別是沿軸向在轉向手柄之外。按這種方式，外殼可以設計得更緊湊，因為不必在外殼中提供空間來容納電動機。由于在轉子上固定有一軸頸，小齒輪位于該軸頸上或在該軸頸上加工出小齒輪（r?tsel），因此該軸頸顧名思義不是轉子的一部分。因此，小齒輪固定所在的軸頸的端部可以伸到由轉向手柄圍繞限定的空間中、即它的中空的內部中。

6、在另一個實施方式中，所述力反饋單元具有次級電動機，該次級電動機具有以傳遞扭矩的方式與次級電動機耦聯的第二小齒輪，該第二小齒輪與齒部處于齒嚙合，以便經由支承單元、特別是支承單元的外殼在周向方向上驅動轉向手柄。次級電動機在這里設計成與主電動機類似并且特別是可以提供相同的功能。這具有如下的優點，即，與使用一個單個電動機相比，兩個電動機可以分別設計成更小的，從而轉向裝置可以設計成更緊湊的。此外，轉向裝置可以這樣設計，使得在這兩個電動機之一出現故障時，轉向裝置可以繼續安全地借助另一個電動機運行。通過這種冗余，確保轉向裝置的以及因而線控轉向系統的特別高的功能安全性。

7、優選地，所述支承單元具有不可相對轉動地固定在載體上的內殼和帶有齒部的外殼，外殼支承在內殼上并可轉動地支承在容納罐上并且以傳遞扭矩的方式與轉向手柄耦聯，小齒輪與齒部處于齒嚙合，以便經由支承單元的外殼沿周向方向驅動轉向手柄。

8、關于次級電動機，與主電動機類似地規定，至少次級電動機的定子和轉子沿軸向方向布置在外殼之外，特別是在轉向手柄之外。在這里也適用的是，小齒輪固定所在的軸頸的端部可以伸到由轉向手柄圍繞限定的空間中、即轉向手柄的中空的內部中，因為軸頸雖然固定在轉子上，但并不分配給轉子。

9、此外，所述內殼可以固定在容納罐上，以將支承單元與載體的連接設計成特別緊湊的。

10、根據一個實施方式，所述外殼借助軸承可轉動地支承在內殼上。軸承在此是滾針軸承、球軸承和/或滑動軸承，這些軸承是特別可靠的且成本有利的并且還可以設計成非常緊湊的。

11、根據另一個實施方式，所述轉向裝置具有氣體發生器，用于給氣囊充氣。氣體發生器在這里布置在容納罐之外、特別是在載體中。按這種方式，容納罐可以設計成更小的，因為不必為氣體發生器預留結構空間。

12、此外，轉向裝置可以具有轉向角傳感器單元。特別是，電動機和/或次級電動機在這里形成轉向角傳感器單元的傳感器，從而電動機和/或次級電動機可以兼具多種功能并且因而轉向裝置可以由更少的構件組成。

13、此外可規定，所述轉向手柄借助特別是無需工具即可操作的快速閉鎖器固定在外殼上。這種設計具有如下的優點，即，能以很小的耗費并在短的時間內更換轉向手柄。通過將轉向手柄固定在外殼上，轉向裝置還可以設計得特別緊湊。

14、在一個實施方式中，轉向裝置具有與轉向手柄相配的功能元件，該功能元件以不可相對轉動的方式與內殼或載體連接。在此，該功能元件具有顯示器和/或一個或多個開關，這些開關以這種方式固定地布置在機動車中并且因此與轉向手柄的位置無關地始終具有同一定向。由此，顯示器的顯示內容總是可以舒適地獲取并且開關總是布置在同一位置處，從而避免誤操作。

技術特征：

1.用于機動車的線控轉向系統的轉向裝置（10），包括：

2.根據權利要求1所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述齒部（38）是內齒部。

3.根據權利要求1或2的轉向裝置（10），其特征在于，至少所述電動機（50）的定子和轉子沿軸向方向（a）布置在支承單元（14）之外，尤其是布置在轉向手柄（16）之外。

4.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述力反饋單元（18）具有次級電動機（52），該次級電動機具有以傳遞扭矩的方式與次級電動機（52）耦聯的第二小齒輪（58），該第二小齒輪與齒部（38）處于齒嚙合，以便經由支承單元（14）在周向方向（u）上驅動轉向手柄（16）。

5.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述支承單元（14）具有不可相對轉動地固定在載體（12）上的內殼（32）和帶有齒部（38）的外殼（34），外殼（34）支承在內殼（32）上并可轉動地支承在容納罐（28）上并且以傳遞扭矩的方式與轉向手柄（16）耦聯，小齒輪（56、58）與齒部（38）處于齒嚙合，以便經由支承單元（14）的外殼（34）沿周向方向（u）驅動轉向手柄（16）。

6.根據權利要求5所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述內殼（32）固定在容納罐（28）上。

7.根據權利要求5或6所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述外殼（34）借助軸承（36）可轉動地支承在內殼（32）上，軸承（36）是滾針軸承、球軸承和/或滑動軸承。

8.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述轉向裝置（10）具有氣體發生器（24），用于給氣囊（22）充氣，氣體發生器（24）布置在容納罐（28）之外、特別是在載體（12）中。

9.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述轉向裝置（10）具有轉向角傳感器單元（60），特別是電動機（50）和/或次級電動機（52）形成轉向角傳感器單元（60）的傳感器。

10.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述轉向手柄（16）借助特別是無需工具即可操作的快速閉鎖器（40）固定在外殼（34）上。

11.根據前述權利要求之一所述的轉向裝置（10），其特征在于，所述轉向裝置（10）具有與轉向手柄（16）相配的功能元件（26），該功能元件以不可相對轉動的方式與內殼（32）連接，該功能元件（26）具有顯示器（46）和/或一個或多個開關（48）。

技術總結
本發明涉及一種用于機動車的線控轉向系統的轉向裝置（10），其包括：轉向手柄（16）、力反饋單元（18）、固定的載體（12）和支承單元（14），轉向手柄（16）借助該支承單元能沿周向方向（U）轉動地支承。支承單元（14）特別是具有5內殼（32）和外殼（34），所述外殼能轉動地支承在內殼（32）上并以傳遞扭矩的方式與轉向手柄（16）耦聯。所述力反饋單元（18）具有電動機（50）和以傳遞扭矩的方式與電動機（50）耦聯的小齒輪（56），該小齒輪與支承單元（14）的齒部（38）處于10齒嚙合，以便經由支承單元（14）沿周向方向（U）驅動轉向手柄（16）。

技術研發人員：D·許茨
受保護的技術使用者：ZF汽車安全德國有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28