[发明专利]具有滚珠丝杠的动力转向系统

说明书

本发明介绍了一种具有滚珠丝杠的电动辅助动力转向系统，该系统具有安置在转向系统中的传感器。该传感器被设计用于检测转向角变化过程中转向系统中的声学振动或加速度信号，用于产生表现振动或加速度信号的传感器信号，并且用于将传感器信号传输给控制单元。在本发明的背景下，控制单元被设计用于比较传感器信号与临界值，以及用于在该传感器信号大于该临界值时检测到故障状态。本发明同样涉及具有根据本发明的动力转向系统的机动车。

技术领域

本发明涉及改进的具有滚珠丝杠的电动辅助动力转向系统以及具有该动力转向系统的机动车。

背景技术

在齿条和小齿轮转向系统中，可能的是由于被损坏的外壳使水分和灰尘进入转向齿轮，导致不希望的锈迹开始形成。在液压转向齿轮中，长期损害能够发生在密封件上，其结果是最后转向油泄漏。这导致转向过程中驾驶员不再被辅助，这是转向系统中缺陷的明显指示。

具有滚珠丝杠(ball screw)的动力转向系统——也被称为齿条电力辅助转向(REPAS)——使用电力辅助，其结果是消除了转向油泄漏的可能性。然而，此时在转向系统中仍然存在锈迹生成问题，尤其是在转向齿条的球滚道上、循环球齿轮(recirculatingball gear)的球上以及循环球齿轮的滚道上，这增加了转向系统的摩擦。然而，因为可以预期只有当锈迹的行成已经进行了很长一段并且摩擦力已经显著增加时才会发生电力辅助设备的失效，对于驾驶员不会有不良影响。由于这一原因，对驾驶员迅速报警因此是有利的。

为了这一目的，用于检测摩擦力的方法是已知的，然而这些方法不能从其他影响中单独地确定转向齿轮内的摩擦，其他影响例如与转向齿轮连接的组件、例如枢转轴承和减震器的摩擦。因此，采用这样的解决方案，可能发生的是由于已经发现的增加的摩擦而替换整个转向系统，甚至尽管转向系统本身未显示出任何锈迹生成或增加的摩擦，也就是说转向系统本身未损坏。公知的用于检测摩擦的方法因此会导致功能仍然可用的转向齿轮被不必要地替换。

发明内容

因此本发明的目的是介绍一种用于检测REPAS转向系统的转向齿轮中增加的摩擦的改进的可能性。

因此本发明的第一方面介绍一种具有滚珠丝杠的电动辅助动力转向系统，该系统使用至少一个安置在转向系统或车辆中的传感器。在本发明的背景下，传感器以这种方式设计，即，该传感器检测转向角改变的过程中转向系统的声学信号(空气传播的噪音)或者加速度信号(振动，结构传播的噪音)，并且产生表现该振动/噪音的传感器信号并将其传输给控制单元。在此该控制单元被设计用于比较传感器信号与临界值，并且在该传感器信号大于该临界值时检测到故障状态。

本发明以持续转向过程中摩擦伴随着噪音的形成和/或加速度信号的认识为基础，该摩擦通过锈迹的形成或灰尘颗粒的侵入而增加。因此本发明有利地使用采集转向系统中声学振动和/或加速度的传感器。然后传感器信号能够轻易地被检测，这是因为故障情况的出现，也就是说摩擦已经以不可接受的数量增加。因此只是间接地确定该摩擦。然而，可能由此引起的测量精度的降低是无关紧要的，因为对于期望的目的，摩擦或转向齿轮状态的粗略量化是足够的。因为所述复杂问题涉及到长时间变化，同样可能的是直到发现在特定时间段内或关于特定数量的转向过程中临界值已经被超过至少特定的次数才检测到故障状态。当前转向角在控制单元中在任何情况下通常是已知的或者能够由转向角传感器检测，根据当前转向角可以推断出转向角的变化。

传感器优选地包含此处列举的传感器中的至少一个：加速度传感器、声传感器、扭矩传感器、位置传感器和/或功耗传感器。在本发明的背景下，来自为了其他原因安装在车辆中传感器的信号也能够有益地用于使用目的。尤其同样可能的是，在临界值的比较过程中，应用具体说明的传感器类型的组合并且联合地考虑它们各自的传感信号。表现振动的传感器信号因此包含大量单个传感器信号。同样可以考虑来自周围条件、例如温度和空气湿度的传感器的数据。例如，这可以通过根据已测量的周围条件设置的临界值来完成。根据转向系统的设计，摩擦强度因可以是随温度变化的，由于这个原因，相应地调整临界值是有利的。