调节用于车辆的转向设备的方法及用于车辆的转向设备

技术领域

本发明涉及一种调节用于车辆的转向设备的方法，其中转向柱借由机电调节装置在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面得以调节，并且其中，借由控制装置来控制调节装置。此外，本发明涉及一种用于车辆的转向设备，所述转向设备包括转向柱、连接至转向柱的方向盘、以及机电调节装置，转向柱可借由调节装置在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面得以调节，并且所述转向设备具有用于控制调节装置的控制装置。

背景技术

从DE 101 44 476A1中已知这种类型的方法和这种类型的转向设备。

关于具有这种转向设备的车辆的使用者或驾驶员的操作，此外已知的是，使用者例如致动四向开关以借由机电调节装置调节转向柱。由于转向柱的纵向移位和/或倾斜度的变化，转向柱的位置以及因此方向盘的位置可以适应使用者的个性化需求和外貌。

除了具有用于将转向柱对准的机电调节装置的转向设备之外，还已知具有纯机械调节装置的转向设备。在这种情况下，在夹持装置释放之后，转向柱通过方向盘的移位而定位并且随后通过夹持装置的致动再次固定。在这种情况下，使用者在转向柱的纵向方向上和/或向上或向下拉动或推动方向盘，以便以期望的方式调节转向柱并因此调节方向盘。这种类型的定位对于使用者来说特别直观。

在具有机电调节装置的转向设备的情况下，这种直观的操作迄今为止是不可能的。

发明内容

本发明所基于的目的是进一步开发出开篇提到的类型的一种方法和/或转向设备，使得改进机电调节装置的操作。特别地，意图是提供替代实施例。

本发明所基于的目的通过如技术方案1所述的方法和通过如技术方案10所述的转向设备来实现。本发明的优选改进方案可以在从属技术方案和以下描述中找到。

根据本发明的方法被设计用于对车辆、特别是机动车辆的转向设备进行调节。车辆优选地具有转向设备。在此方法中，转向柱借由机电调节装置在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面得以调节。这里借由控制装置来控制调节装置。

通过方向盘将用于调节转向柱的调节力引入到转向设备。在该过程中，检测和/或产生取决于调节力的调节信号，调节信号被传输到控制装置，并且转向柱基于调节信号得以调节。

在这种情况下，有利的是，在具有电磁调节装置的转向设备的情况下，使用者或驾驶员因此可以直观操作。使用者可以通过推动、拉动、升高和/或降低方向盘来将调节力引入到转向设备。所述引入的调节力产生调节信号，基于该调节信号进而启用机电调节装置以调节转向柱。因此可以省去用于控制和操作机电调节装置的附加操作元件，例如四向开关。

特别地，检测和/或确定引入的调节力的力作用方向。调节信号优选地包含关于力作用方向的信息。转向柱可以借由机电调节装置在与力作用方向一致的方向上得以调节。

根据一个改进方案，借由传感器系统检测和/或产生调节力和/或调节信号。传感器系统可以借由至少一个传感器元件或多个传感器元件形成或者可以具有这样的传感器元件或多个传感器元件。该至少一个传感器元件可以被设计为力传感器。引入到转向设备中的调节力因此可以借由适当设计的传感器系统直接检测。传感器系统可以用于检测调节力，该调节力作用在转向柱上和/或调节装置上和/或方向盘上并且特别地由使用者或驾驶员引入。传感器系统和/或该至少一个传感器元件可以布置在方向盘上和/或转向柱上和/或调节装置上。

根据另一实施例，通过调节装置的至少一个状态值的检测和/或测量来检测和/或产生调节信号。状态值可以是电流、电压、扭矩、驱动位置、加速度或角速度。可以检测或测量单个状态值或多个状态值。特别地，在此示例性实施例中，可以省去用于直接检测调节力的附加传感器系统。相反，状态值、例如调节装置的电流的检测和/或测量可以间接地用于得出关于引入的调节力的结论并且通过调节信号将其考虑在内。

特别地，调节装置具有至少一个电动驱动器，电动驱动器的状态值、特别是电流被检测和/或测量和/或借由评估装置评估。可以借由驱动器的旋转角度来确定作为状态值的驱动位置。替代地或附加地，驱动加速度和/或驱动角速度可以作为状态值而被检测或测量。调节装置可以具有用于对转向柱在转向柱的纵向方向上并且在转向柱的倾斜度方面进行调节的单个电动驱动器。替代地，调节装置可以具有第一电动驱动器和第二电动驱动器。在这种情况下，第一电动驱动器可以被设计用于对转向柱在转向柱的纵向方向上进行调节，而第二电动驱动器用于对转向柱在转向柱的倾斜度方面进行调节。在这种情况下，第一电动驱动器和第二电动驱动器两者的状态值、特别是电流被检测和/或测量和/或借由评估装置评估。根据对状态值、优选为电流的评估，可以确定用于调节转向柱的调节力是否被引入到转向设备中。

根据一个改进方案，调节装置被阻挡和/或固定在启动模式以防止对转向柱的调节。调节装置可以保持在启动模式或根据车辆的状态转换。例如，如果车辆在运动中，则可以提供的是，调节装置基本上处于启动模式。这防止了转向柱的位置在车辆行驶期间能够改变。特别地，调节装置的至少一个电动驱动器在启动模式下是无电流的。

调节装置可以借由启用信号从启动模式转换到待机模式。启用信号可以由使用者触发和/或根据具有根据本发明的转向设备的车辆的状态而触发。例如，可以借由机械开关、口头命令、手势识别、触摸屏或触摸按钮来产生启用信号。可以提供的是，只有当车辆不运动或静止时，调节装置可以从启动模式转换到待机模式。

在待机模式下，优选地连续地监测调节力的引入和/或调节信号的产生。特别地，当检测到调节力和/或检测到调节信号时，调节装置从待机模式转换到移动模式。在这种情况下，转向柱可以根据调节信号在移动模式下移动。在移动模式下，可以在预定定位空间内对转向柱以及因此方向盘进行调节。根据车辆的模式，可以预先确定不同大小的定位空间。例如，为了使用者或驾驶员的习惯使用，可以预先确定定位空间，该定位空间小于车辆在车间模式下的定位空间。

根据一个改进方案，在待机模式，监测调节装置的至少一个电动驱动器中的状态值、特别是电流的变化。如果调节装置的至少一个电动驱动器的检测到的状态值、特别是电流偏离预定参考状态值、优选为参考电流值，则调节装置优选地从待机模式转换到移动模式。在这种情况下，转向柱根据调节信号在移动模式下移动。在移动模式，转向柱可以以固定预定移动速度调节。替代地，可以根据引入的调节力和/或与其成比例地调节转向柱的移动速度。特别地，最大移动速度是预先确定的。

状态值、特别是电流的变化的符号相对于预定参考状态值、优选为参考电流值可以是正的或负的。根据所述符号，转向柱在移动模式下在转向柱的纵向方向上的两个相反方向之一上和/或在转向柱的倾斜度方面移动。根据调节装置的电动驱动器的状态值是高于还是低于预定参考状态值，因此可以进行转向柱的与方向相关的调节。

根据一个改进方案，在待机模式，调节装置的至少一个电动驱动器以预定参考状态值、特别是参考电流值或在预定参考状态范围内、优选地在参考电流范围内操作。通过这种方式，转向柱在待机模式下在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面移动。特别地，转向柱在待机模式下移动并且用于通过方向盘调节转向柱的调节力未被引入到转向设备中。由于转向柱在待机模式下并且例如在预定参考电流值下或在预定参考电流范围内的移动，调节装置的自锁可以被释放。调节装置的至少一个电动驱动器可以具有自锁主轴装置。特别地，如果调节装置的至少一个电动驱动器无电流地切换，则转向柱的调节由于调节装置的自锁或电动驱动器的自锁而被锁定。为了释放所述自锁，可以在调节装置从启动模式转换到待机模式之后使转向柱自动开始运动。转向柱在待机模式下的移动优选地以预定待机速度发生。特别地，待机模式下的待机速度小于转向柱在移动模式下的移动速度。转向柱优选地在待机模式下开始振动运动。由于振动运动，转向柱可以在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面前后和/或上下移动。

根据另一实施例，如果先前检测到的调节力和/或先前检测到的状态值(特别是电流)相对于参考状态值(优选为参考电流值)的偏差呈现零值，则调节装置从移动模式改变为待机模式。特别地，如果在预定时间段内未检测到调节力、调节信号和/或状态值(特别是电流)相对于参考状态值(优选为参考电流值)的偏差，则调节装置从待机模式转移到启动模式。

根据一个改进方案，调节装置基于停用信号从移动模式直接转换到启动模式。调节装置因此可以从移动模式转换到启动模式，其中绕过待机模式。特别地，停用信号由使用者的主动操纵或主动输入触发。例如，停用信号可以借由机械开关、口头命令、手势识别、触摸屏或触摸按钮产生。

转向设备优选地在调节装置的移动模式和/或待机模式下实现防夹保护。借由防夹保护可以降低使用者受伤的风险。特别地，为了实现防夹保护，监测运动期间或转向柱移动期间的阻力。如果监测到的阻力超过预定最大阻力值，则转向柱的移动停止或沿与原始方向相反的方向移动预定距离。通过这种方式，例如可以避免使用者的手指夹在移动的转向柱与静止的仪表板部件之间。优选地，为了监测阻力，监测该至少一个电动驱动器中的电流。如果电流上升到超过预定最大电流值，则转向柱的移动停止或在与原始方向相反的方向上移动预定的距离。

一种用于车辆的转向设备具有特别的优点，该转向设备包括转向柱、连接至转向柱的方向盘和机电调节装置。在本申请的范围内，术语“方向盘”代表用于使车辆转向的转向手柄的任何可能配置和设计，转向手柄连接至转向柱。转向柱可借由调节装置在转向柱的纵向方向上和/或在转向柱的倾斜度方面得以调节。此外，转向设备具有用于控制调节装置的控制装置。车辆、特别是机动车辆优选地具有根据本发明的转向设备。转向设备具有检测装置，该检测装置用于检测通过方向盘引入的调节力。在这种情况下，转向柱可借由从检测装置传输到控制装置的调节信号得以调节。

检测装置可以具有用于检测调节力的传感器系统，特别是至少一个传感器元件或多个传感器元件。例如，检测装置或传感器系统可以具有至少一个力传感器。传感器系统或至少一个力传感器可以形成或布置在转向柱上和/或调节装置上和/或方向盘上。特别地，调节力可以直接检测或用这样设计的检测装置测量。

根据另一实施例，转向设备的调节装置和评估装置被设计为检测装置的一部分。检测装置可以因此借由转向设备的现有零件形成。特别地，可以省去额外的传感器元件和/或明确的力传感器。调节装置具有至少一个电动驱动器，其中，电动驱动器的至少一个状态值可以被检测和/或可以被测量和/或可以借由评估装置评估。电动驱动器的状态值优选地是电流、电压、扭矩、驱动位置、加速度或角速度。特别地，评估装置和控制装置形成单个结构单元。替代地，评估装置和控制装置可以被设计为彼此连接的单独结构单元。

根据本发明的方法优选地根据结合这里描述的转向设备所解释的改进得到发展。此外，这里描述的转向设备可以根据结合该方法所解释的改进进一步发展。

附图说明

将参考附图更详细地解释本发明。相同的附图标记在此是指相同的、相似的或功能相当的部件或元件。在附图中：

图1示出了根据本发明的转向设备的立体侧视图，

图2示出了根据本发明的方法的第一示意性序列图，以及

图3示出了根据本发明的方法的另一示意性序列图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的转向设备1的立体侧视图。转向设备1被设计用于使车辆(未具体展示)转向。为此目的，转向设备1具有方向盘2。方向盘2连接至转向柱3。根据此示例性实施例，转向设备1被参引为线控转向。

此外，转向设备1具有机电调节装置4。在这种情况下，转向柱3可借由调节装置4在转向柱3的纵向方向上和/或在转向柱3的倾斜度方面得以调节。为了控制调节装置4，转向设备1具有控制装置5(在这里仅示意性示出)。

为了调节转向柱3，调节装置4具有至少一个电动驱动器6。电动驱动器6的状态值可以被检测并且可以借由评估装置7被评估。在此示例性实施例中，检测或测量并且借由评估装置7评估到电动驱动器6的电流。转向设备1的评估装置7这里同样仅示意性地示出。在此示例性实施例中，控制装置5和评估装置7组合在一个结构单元中。

检测装置8被设计用于检测调节力，该调节力由使用者(这里未具体展示)通过方向盘2引入，以便调节转向柱3。在此示例性实施例中，调节装置4和连接至调节装置4的评估装置7形成检测装置8的一部分。由检测装置8或这里的评估装置7产生的调节信号被传输到控制装置5，以便调节转向柱3。

图2示出了根据本发明的方法的第一示意性序列图。该方法这里作为示例用于调节根据图1的转向设备1。从这个意义来说，下面的解释也参考前面的描述。

根据这里展示的示意性序列图，存在可以操作根据图1的转向设备1或调节装置4的不同模式。调节装置4因此被锁定在启动模式A以防止转向柱3的调节。在根据图1的示例性实施例中，调节装置4的至少一个电动驱动器6在启动模式A下是无电流的。调节装置4可以借由启用信号从启动模式A转换到待机模式B。启用信号这里基于具有转向设备1的车辆的使用者或驾驶员的主动动作或主动输入被触发。根据箭头9从启动模式A到待机模式B的转换基于启用信号产生。

在待机模式B，连续监测通过方向盘2向转向设备1中的调节力引入或调节信号的产生。如果在待机模式b检测到通过方向盘2引入转向设备1的调节力或由调节力引起的调节信号，则调节装置4根据箭头10或11从待机模式B转换到移动模式N1或N2。

如果根据此示例性实施例识别出在转向柱3的纵向方向上拉动，则调节装置4根据箭头10转换到移动模式N1，以使转向柱3伸出。在移动模式N1下，调节装置4的电动驱动器6因此以使转向柱3伸出的方式被控制。相反，如果从待机模式B开始，识别出在转向柱3的纵向方向上推动，则调节装置4根据箭头11转换到移动模式N2以使转向柱3缩回。

如果在移动模式N1或N2期间没有识别出进一步的调节需求，则调节装置4根据箭头12或13从移动模式N1或N2移回到待机模式B。

如果在移动模式N1或N2期间检测到分别相反的调节需求，则调节装置4根据箭头14直接从移动模式N1改变为移动模式N2或者根据箭头15从移动模式N2改变为移动模式N1。

在此示例性实施例中，调节装置4可以借由停用信号根据箭头16或17从相应移动模式N1或N2转换到启动模式A，其中绕过待机模式B。在此示例性实施例中，停用信号可以由使用者的主动动作或主动输入触发。

从待机模式B开始，如果在预定时间段内没有检测到调节力或调节信号，则调节装置4可以根据箭头18转换到启动模式A。

根据这里展示的示意性序列图，移动模式N1和N2作为方向盘2或转向柱3的缩回或伸出的替代方案可以被设计用于升高或降低方向盘2或转向柱3，并且因此被设计用于调节转向柱3的倾斜度。根据本发明的方法可以被设计的方式为使得转向柱3可选地在转向柱3的纵向方向上或在其倾斜度方面被调节。替代地，根据本发明的方法可以被设计的方式为使得转向柱3可同时在转向柱3的纵向方向上以及关于转向柱3的倾斜度得以调节。

图3示出了根据本发明的方法的另一示意性序列图。根据这个仅是示例性的序列图，以根据图2的不同模式展示转向设备1。沿着时间轴，可以看出转向设备1的调节装置4从启动模式A改变为待机模式B以及从待机模式改变到移动模式N1以及返回到待机模式B和启动模式A。对于这些不同的模式，根据线19展示了用于操作转向设备1的电动驱动器6的电流的过程或变化。另一线20示意性地展示了转向柱3的移动速度的过程和变化。

在启动模式A中，电动驱动器6是无电流的。相应地，转向柱3未被调节并且速度为零。基于启用信号，调节装置4根据转变21从启动模式A转换到待机模式B。在此示例性实施例中，在待机模式B下，预定参考电流值被施加到电动驱动器6。通过这种方式，转向柱3同时以预定待机速度开始运动。在此示例性实施例中，转向柱3在转向柱3的纵向轴线的纵向方向上同时在转向柱3的倾斜度的变化方面开始振动运动。由于此移动，电动驱动器6的在无电流状态下有效的自锁被释放。

在此示例性实施例中，在待机模式B下，使用者拉动方向盘2并且在转向柱3的纵向方向上拉动。通过这种方式，电动驱动器6中的电流增加。电流的这种变化被监测和检测到，其结果是调节装置4根据转变22从待机模式B转换到移动模式N1。在移动模式N1下，转向柱3以大于待机模式B中的待机速度的预定移动速度在转向柱3的纵向方向上伸出。如果根据双箭头23确定电动驱动器6的参考电流值与实际电流之间存在差异，则调节装置4保持在移动模式N1中。一旦根据双箭头23与参考电流值的偏差或差异呈现零值，则调节装置4根据转变24再次并入到待机模式B。在此过程中，速度再次下降到较低的待机速度。如果在预定时间段内没有检测到调节力或调节信号，则调节装置4根据转变25从待机模式B并入到启动模式A。

转向柱3的缩回或转向柱3的倾斜度的调节根据前面关于转向柱3的伸出的解释而进行。

附图标记

1 转向设备

2 方向盘

3 转向柱

4 调节装置

5 控制装置

6 电动驱动器

7 评估装置

8 检测装置

9 箭头

10 箭头

11 箭头

12 箭头

13 箭头

14 箭头

15 箭头

16 箭头

17 箭头

18 箭头

19 线

20 线

21 转变

22 转变

23 双箭头

24 转变

25 转变

A 启动模式

B 待机模式

N1 移动模式

N2 移动模式