CN102164804A - 用于机动车的转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的转向装置，所述转向装置具有至少一个执行机构(21)，所述执行机构使至少一个转向车轮(1)摆动一转向角，所述转向角能由一转向角发生器(2)规定。执行机构(21)具有轮侧转动件(23)和轴侧转动件(25)，所述轮侧转动件和轴侧转动件能绕各自的转动轴线(27，28)相对转动。为了建立车轮(1)的转向角，在两个转动件(23，25)转动时轮侧转动件(23)能相对于轴侧转动件(25)偏转摆角(phi)。

Description

用于机动车的转向装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于车辆的转向装置。
背景技术
传统转向***，尤其是多轮辙(mehrspurigen)车辆上的转向***仅在与轴运动学上可转向的车轴(车桥)相结合的情况下才能使用。这样，方向盘的转动运动通过转向柱引入到转向传动机构中并且作为直线运动传递给摆动支承件。
所述类型的用于车辆的转向装置具有至少一个执行机构/控制组件，所述执行机构使至少一个可转向的车轮摆过一转向角。转向角由方向盘的转动运动预先给定。
在通常情况下，这种组合针对轮的左转向/右转向以固定传动比设计。类似地，外倾曲线和/或轮距曲线由相应轮悬架的由结构规定的轴运动学决定，由此不能主动调节。
传统摆动***的上述摆动支承件由于支承点可相对于车身转动而带来复杂的轴结构。此外，轴运动学不可变，而是在结构上固定。此外，传统转向***的转向传动机构由于转向几何结构而相对于轴固定地定位，由此决定了牵引车设计方案。这通常导致复杂的部件设计，例如分体式传动机构。附加地，传统转向***的转向柱在车辆碰撞时通常明显威胁乘员安全。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种结构简单的、结构空间减小的转向装置。
所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中公开。
根据权利要求1的特征部分，转向装置的执行机构具有轮侧转动件和轴侧转动件，轮侧转动件和轴侧转动件可绕各自的转动轴线相对转动。在此，为了建立车轮的转向角，通过转动两个转动件能使轮侧转动件相对于轴侧转动件偏转一摆角。
也就是说，根据本发明，转向功能仅通过执行机构的两个共同作用的转动件的转动来实现。优选地，转向功能可以与叠加的外倾优化和/或轮距优化同时进行。为此，使得与轮侧转动件相关的车轮摆过一轮距角和/或外倾角，这一点将在下文中得到详细描述。根据本发明，由于取消了转向柱，可实现具有更大自由度的驾驶员位置构型。在组装设计中也具有更大的自由。
因此，与现有技术不同地，轮侧转动件的角度调节通过对执行机构的转动件之一或两个转动件进行转动致动来进行，而不是通过压在轮侧承载件上的液压调节缸的直线行程运动来进行。角度调节可以通过对两个转动件进行反向或同向的转动致动来进行，或者也可以通过使两个转动件中的一个绕其轴线转动、而使另一个转动件不绕其轴线转动来进行。
根据本发明，可以使轮侧转动件的中轴线按照摆转运动(Taumelbewegung)的方式围绕其转动轴线运动。为此，轮侧转动件的转动轴线相对于轴侧转动件的转动轴线倾斜一角度。在轮侧转动件的摆转运动中，两个转动件可以通过控制面接触，优选滑动接触和/或滚动接触(滚动支承)，所述控制面仍位于转动平面内。在此，转动平面垂直于轮侧转动件的转动轴线。以此方式，轮侧转动件连同相应的轮侧承载件一起在摆转运动中围绕转动轴线运动。在此，在轮侧转动件与轴侧转动件之间的摆角根据轮侧转动件的转角而变化。
在结构空间技术上有利的是，根据本发明的执行机构集成在车辆轮悬架的轮毂托架中。轮毂托架可具有可转动地支承车轮的轮侧承载件和轴侧承载件，在轮侧承载件与轴侧承载件之间连接有根据本发明的执行机构。
执行机构的两个转动件优选通过转动支承件可转动地支承在相应的承载件上。这样便可在不向承载件传递转矩的情况下使两个转动件相对转动。
在结构空间技术方面优选的是，两个转动件被构造为空心筒件。因此，空心筒件的筒形内腔可用作调节驱动装置、万向轴或同步轴(Gleichlaufwellen)的结构空间。根据现有的结构空间，调节驱动装置也可以设置在转动件外并与转动件驱动连接。替代空心筒形结构，转动件也可以由实心材料制成和/或以任意形状制成。
因此，可以通过使轮侧转动件相对于轴侧转动件进行转动来调节两个转动件之间的摆角。在此，出于几何原因，可调到的最大摆角是两个转动轴线之间所夹倾角的两倍。
通过使轴侧转动件相对于轴侧承载件同时或在时间上错开地进行转动，可改变由两个转动件形成的角布置结构的空间取向。
转动马达尤其适合作为用于两个转动件的调节驱动装置，所述转动马达能够分别以紧凑的结构方式节省空间地设置在空心筒形转动件内。替代地，如以上所述，调节驱动装置也可以设置在外部或组合地既设置在外部也设置在内部。
用于两个转动件的调节驱动装置可连入到具有控制装置的控制段或控制回路中。控制装置可基于通过方向盘规定的转向角来驱控执行机构，尤其是执行机构的调节驱动装置。附加地，控制装置可基于待调节的理论轮距角或理论外倾角来确定两个转动件的转角。对于闭合的控制回路，可以为两个转动件配设角度传感器，所述角度传感器检测两个转动件的转角实际值并将其反馈到控制装置。本发明可应用于车辆的行驶动力学、行驶舒适性、安全性调节或基本配置方面的整体策略中
对调节驱动装置的驱控通过方向盘来进行，如在线控转向***中已知的。为此，车辆乘员借助一手力矩执行器(Handmomentsteller)进行的转向运动被合适的传感装置检测，由一控制器处理并且通过上述控制装置传送到电机。可利用多种参数来调节转向，所述的参数包括控制装置的输入值，例如可变的转向特征、与功能性相匹配的轮距/外倾特征、独立于运动学的轴复位力矩等等。根据本发明的转向运动学不受刚性转向梯形的束缚。
为了使轮悬架在车辆横向方向上具有紧凑的结构，可彼此嵌套地设置两个转动件。优选地，两个转动件中的一个、如轮侧转动件可被构造为罐形的空心成型件，在该空心成型件中设置轴侧转动件。在此情形中，罐形的转动件的底部可被构造为以上所述的控制面，所述控制面与轴侧转动件的控制面相接触。
附加地，承载件中的至少一个也可被实现为具有周壁的罐形空心成型件，其限定一设置根据本发明的执行机构的安装空间。为实现稳定的转动支承，可将转动件支撑在罐形空心成型件的周壁上。在上述嵌套设置的转动件布置结构中，可仅使径向外侧的转动件支撑在罐形承载件的周壁上。
根据另一种实施方式，可在轮侧承载件和轴侧承载件之间连接一附加的接合元件，通过所述接合元件可将转矩、如制动力矩从轮侧轮元件传递到轴侧承载件上、进而传递到车身上。本发明的这种构型基于以下问题：轮侧转动件和轴侧转动件都能彼此相对转动并且能相对于承载件转动。因此，在不利的情形中，由于转动件之间的转动自由度而不能准确地将例如制动力矩从轮侧承载件传递到轴侧承载件或车身上。借助附加的接合元件提供另一力/力矩(传递)路径，通过该力/力矩(传递)路径能可靠地将制动力矩传递到车身上。
接合元件优选与连接在承载件之间的执行机构或轮毂托架的转动件完全脱离。这样便使接合元件和执行机构都在功能上都不受另外的部件的影响。
接合元件优选可以是扭转刚性的或抗扭转的，从而确保转矩传递。此外，接合元件可被构造为具有足够的弹性和/或可变形的，从而能够补偿轮侧转动件相对于轴侧转动件的偏转。
在一种优选实施方式中，接合元件实现为金属波纹管，该金属波纹管如通过紧固螺栓安装在轮侧承载件上，同时安装在轴侧承载件上。在由金属波纹管界定的安装空间中可以以不受污染的方式布置执行机构的转动件。在此，转动件可以与金属波纹管隔开一自由径向距离。
如上所述，两个转动件可被构造为空心筒件。所述空心筒件的筒形内腔可用作调节控制装置的结构空间。替代地，用于驱动车轮的万向轴也可穿过转动件的内腔。
在车轮被牵引/牵拉(geschleppt)、即不被万向轴驱动时，将调节驱动装置布置在空心筒形转动件内的布置结构是特别有利的。在此情形中，转动件的空腔是空的。因此，调节驱动装置可被毫无问题地设置在转动件的空腔中。
在使用穿过转动件的空腔的万向轴的情况下，由于结构空间有限可能需要将调节驱动装置设置在两个空心筒形转动件外。在此情形中，可以在每个转动件的外周侧上分别设置一传动级，如圆柱齿轮级等。与该传动级驱动连接的调节驱动装置可节省结构空间地集成在轮毂托架外为其设置的自由空间中。
然而，这种传动级以及所属的调节驱动装置在转动件外的布置结构在使用作为接合元件的金属波纹管方面却存在问题。即相应的传动级或所属的调节驱动装置必须穿过金属波纹管，由此降低了金属波纹管的功能性。也就是说，如果将这种传动结构集成到金属波纹管中，则可由金属波纹管传递的转矩由于在此处的面积惯性矩而降低。为了进行补偿必须大大增加金属波纹管的直径。
因此，可以使用万向节替代金属波纹管作为接合元件，该万向节连接在轮侧承载件与轴侧承载件之间。为实现降低结构空间的实施方式，万向节可具有一优选布置在转动件的径向外侧的铰接件，如环形元件，其以一径向间距围绕转动件延伸。此外，万向节可具有与承载件连接的连接片，其按照万向节叉的方式又在转动轴线上铰接在环形元件上。以此方式，借助于万向节在轮毂托架的两个承载件之间进行抗扭转的、无游隙的转矩传递。
与金属波纹管不同，万向节可以在完全没有弹性回复力、进而在总体上比金属波纹管运行更平稳的情况下补偿轮侧转动件相对于轴侧转动件转过一预定摆角的偏转。
优选地，上述轮侧连接片和轴侧连接片在形成自由空间的情况下相互错开一角度。在该自由空间中，可以节省结构空间地至少部分地设置调节驱动装置，或者替代地设置所述布置在转动件外侧上的传动级。
根据本发明的一种实施方式，万向节的中点位于轮毂托架的瞬时中心(Momentanpol)的高度上，由此在调整轮毂托架时不出现长度变化。
金属波纹管和万向节都能吸收出现的制动力矩。因此，通过转动件形成的执行器不会受到制动力矩的加载。
通过选择合适的传动级或圆柱齿轮级，也可以与执行机构的中轴线呈角度地安装调节驱动装置。对于调节驱动装置与转动件之间的轴距过大从而使圆柱齿轮齿结构也会过大的情形，也可以使用例如齿形带传动机构。
附图说明
下面借助于附图对本发明的四个实施例进行描述。附图表示：
图1以示意性原理图示出根据第一实施例的车辆转向装置；
图2以放大的示意性局部图单独示出轮毂托架，在该轮毂托架中集成有转向装置的执行机构；
图3示出轮毂托架的视图，在该视图中解释了用于调整由方向盘规定的转向角或者是轮距角或外倾角的两个转动件的摆动运动；
图4单独示出根据第二实施例的轮毂托架；
图5示出根据第三实施例的、具有集成的金属波纹管的轮毂托架；
图6示出根据第四实施例的、具有集成的万向节的轮毂托架。
具体实施方式
图1示出用于机动车的转向装置。转向装置具有可由车辆乘员控制的方向盘2，该方向盘具有相关的手力矩执行器4。手力矩执行器通过合适的传感装置检测车辆乘员的转向运动。如在线控转向***中已知的，该转向运动的运动信号由控制器6处理。
控制器6基于所检测的转向运动生成一控制信号，该控制信号被传送到转向装置的将在下文中描述的控制装置49。借助于控制装置49可以驱控一配设给转向装置的执行机构21，该执行机构使图1所示的转向车轮1摆过一转向角，该转向角的大小由方向盘2的转动运动决定。
另外由图1可见，执行机构21集成在机动车的轮悬架中。
在图1中，与已知的横臂式悬架结构相联系地示出轮悬架，其中支承车轮1的轮毂托架3此外借助于一上横向控制臂/横拉杆5和下横向控制臂7、通过车身侧控制臂支承件9可摆动地连接在车身11上。车身侧控制臂支承件9以及轮毂托架侧控制臂支承件13是常见的结构。此外，在下横向控制臂7与车身11之间以常规方式支撑有一具有相应的减震支柱的支承弹簧15。
轮毂托架3可以也与所示的横臂式悬架结构不同地、与任一种悬架结构相组合，如刚性轴、组合臂式悬架结构、多臂式悬架结构等等。
根据图1，轮毂托架3具有一轮侧承载件17以及一轴侧承载件19。在轮侧承载件17上，车轮1通过轮毂支承在轮侧承载件17的轮轴承(未示出)中。此外，制动装置能够以常见的方式安装在轮侧承载件17上。两个横向控制臂5、7通过控制臂支承件13连接在轴侧承载件19上。
转向装置的上述执行机构21设置在两个承载件17、19之间，所述执行机构21具有一轮侧转动件23和一轴侧转动件25。由图2或图3可见，两个转动件23和25通过倾斜的控制面24、26彼此接触。因此，两个控制面24、26位于图3所示的转动平面I内，在所述转动平面I内两个控制面24、26可在滑动接触中相对移动。取代所示的滑动接触，两个转动件之间的滚动支承也是可行的。
转动件23、25分别围绕各自的转动轴线27、28可转动地支承在两个承载件17、19之间。转动件25的转动轴线28在车辆横向方向y上沿轴向定向并且与转动件23的中轴线29同轴。转动件23的转动轴线27向上倾斜一倾角γ。因此，在转过转角α的转动中，转动件23的中轴线29在摆转运动II中以变化的摆角
Figure BDA0000051611960000071
围绕转动轴线27运动。或者，两个转动轴线27、28的倾斜定向也是可行的。
在图3中示出在其转角α＝0的初始位置中的转动件23，其中转动件23的中轴线29与转动件25的转动轴线28同轴。在此情形中，在车轮1的所示yz平面内外倾角ε为0。
此外，在图3中以虚线示例性地在转角α＝180°的转动位置中示出转动件23。在此转动位置中，转动件23的中轴线29’在摆转运动II中围绕转动轴线27向上运动。由此在两个转动件23和25之间产生一摆角摆角
Figure BDA0000051611960000082
在所示180°的转角α下具有最大值。相应地，车轮1或轮侧承载件17在yz平面内摆过一外倾角ε。
与转动件23的转动同时地或与之在时间上错开地，转动件25可以相对于轴侧承载件19转过一转角β。
由此，在图3中示出的、与轴侧转动件25成角度的转动件23摆出yz平面，由此可设定车轮1的轮距角δ。因此，在成角度的转动件23在xy平面内示例性地转过90°的转角β时，轮距角δ对应于摆角而外倾角ε减小到0。
因此，通过使转动件23、25的组合地转过转角α、β，可以实现组合的外倾和轮距调节。在此，可能出现轮距角δ和外倾角ε的任一组合，只要不超过最大的摆角
Figure BDA0000051611960000084
并且遵守以下方程：
Figure BDA0000051611960000085
在附图中，为了便于理解夸大地示出在两个转动轴线27和28之间围成的倾角γ。实际上，该倾角(γ)在2°至5°的量级中变化。根据相应的应用，该倾角也可以在该角度范围之外。视具体应用而定，也可设想所述倾角在45°的量级中。
在轮距角δ和外倾角ε的任意组合中，在图3中在轮侧转动件23的自由端侧上示出的中心点M在一球面部分中运动。
在图2中粗略示意性地、仅示例性地示出轮毂托架3的承载件17与19之间的两个转动件23、25的支承件以及调节驱动装置。转动件23、25(分别)通过转动支承件30与承载件17、19相连接。转动支承件30分别具有从承载件17、19凸起的轴凸出部31，所述轴凸出部31伸入空心筒形构造的转动件23、25中。在此，每个轴凸出部31通过沿径向扩宽的法兰32在后面接合相应的转动件23、25的端侧环形凸缘33。在此，两个转动件23、25通过它们的环形凸缘33可转动地设置在法兰32和相应的承载件17、19之间。在彼此接触的控制面24、26上设有相互对置的装配开口。这些装配开口使转动件23、25的两个筒形的内腔35彼此连接。
如上所述，两个控制面24、26彼此滑动接触，并在两个转动件转动时可相对移动。根据图2，为了连接两个转动件23、25，轮侧转动件23的控制面24形成有一横截面为钩形的环形法兰36。法兰36穿过轴侧转动件25的对置控制面26的装配开口并通过臂部37与转动件25的控制面26在后面接合。
在两个转动件23、25的空腔35中设有转动马达38、39，所述转动马达38、39通过传动机构40与相应的转动件23、25的内齿相啮合。
为了设定车轮1的转向角或者为了主动调节轮距和外倾，根据图1，由上级的控制器6基于不同的车辆参数和/或转向参数计算出转向角和/或轮距角和外倾角的理论值并传送给调节或控制装置49。控制装置49可通过信号线路50驱控两个转动件23、25的转动马达38、39，所述转动马达使相应的转动件23、25转过一转角α或转角β。如图1所示，两个转动件23、25都配设有角度传感器51，所述角度传感器分别检测两个转动件23、25的实际值αist和βist并且将其反馈给控制装置49。
在控制装置49中借助于一运动算法计算出两个转动件23、25的转动马达38、39的转角α和β。
也可以与所示的转动马达38、39不同地、分别通过产生转动运动的执行器使转动件23、25转动。在此，两个筒件的初始相对位置可任意选择，并仅与当前的预定轮距值和外倾值相关。
在图4中示意性地示出根据第二实施例的轮毂托架3。其工作原理与图1至图3的轮毂托架3相同，因此可以参照对图1至图3的描述。相应的部件使用相同的附图标记。
与第一实施例不同，两个转动件23、25不是沿轴向相继设置的，而是两个转动件23、25以节省结构空间的方式布置成彼此嵌套。在此，轴侧转动件25设置在轮侧转动件23的筒形空腔35中。
如第一实施例，在图4中两个转动件23、25通过它们的倾斜的控制面24、26彼此接触，所述控制面24、26仍位于转动平面I内。在此，轮侧承载件17不构造为板件，而是设计成具有轮侧承载件底部53和在此示例性的筒形周壁54的罐状(结构)。
由两个转动件23、25组成的执行机构21几乎完全设置在由罐状承载件17界定的安装空间55内。在此，转动件23通过转动支承件30可转动地支撑在承载件17的周壁54上。仅转动件25的轴侧端部伸出罐状承载件17的安装空间55，所述轴侧端部转动支承在轴侧承载件19上。
与第一实施例类似地，转动件23的中轴线29可在摆转运动II中以变化的摆角
Figure BDA0000051611960000101
围绕转动轴线27转动。此外，转动件25可相对于轴侧承载件19转过一转角β。
图1至图4的前两个实施例实现基本的工作原理和调节算法，以此为基础，在轮侧承载件17与轴侧承载件19之间的轮侧转动件23和轴侧转动件25可相对转动。
由前两个实施例的图1至图4中还可得出，两个承载件17和19不是相对抗转动地布置，而是以下再次描述的、在两个承载件17与19之间的转动自由度在特定的运行状态或行驶状态中起着重要的作用：因此根据图2转动马达38通过传动机构40使转动件23既可以相对于转动件25转动，也可以相对于轮侧承载件17转动。另一方面，转动马达39通过传动机构40使转动件25既可以相对于转动件23转动、也可以相对于轴侧承载件19转动。在此，转动马达38可以与轮侧承载件17固定连接，而转动马达39可以与轴侧承载件19固定连接。因此，即使在锁定转动马达38、39时，两个转动件23、25也由于它们的控制面24、26而以非抗转动的方式连接。
因此，在不利的情形下图1至图4所示的布置结构中存在以下危险，来自轮侧承载件17的力矩未被传递到轴侧承载件19上，因为即使在锁定转动马达38、39时，也由于在转动件23、25的控制面24、26之间存在的转动自由度而不能通过这两个控制面传递转矩。这种待传递的转矩例如是由车轮支承力以一力臂产生的反作用力矩或制动力矩，所述力臂在一定程度上由倾斜的作用面产生。
因此，在以下图5和图6的第三和第四实施例中，分别在中间连入一接合元件57以用于从轮侧承载件17向轴侧承载件19传递转矩，所述接合元件57一方面在其轴向方向上是易于弯曲的和抗扭转的。
在图5中示出的第三实施例与第一实施例在功能和结构方面基本上相同。在这些方面可以参考对第一实施例的描述。与前述实施例不同的是，在图5的实施例中使用一金属波纹管作为接合元件57。金属波纹管公知地具有高扭转刚度，从而确保准确地传递角动量(Winkelmomenten)或转矩，并且与通过转动件23、25引导的传递路径无关。
图5所示的金属波纹管57在其端部上通过未示出的紧固螺栓分别固定安装在轮侧承载件17和轴侧承载件19上。由于其风琴式成形的筒形外壳，金属波纹管57在其轴向方向上是可弹性变形的，从而可以在回复力较小的情况下补偿两个转动件23、25经过摆角
Figure BDA0000051611960000111
的角度变化。
金属波纹管57通过自由径向距离与转动件23、25隔开并且根据图5界定一安装空间59，两个转动件23、25——必要时以密封地对外封闭的方式——设置在所述安装空间59中。
在制动过程中，激活在图5中所示的、安装在轮侧承载件17上的制动设备61。在此，由此产生的制动力矩不是通过两个转动件23、25，而是通过金属波纹管57传导至车身，所述金属波纹管57能够以无游隙、抗扭转的方式将制动力矩传递到车身。
在图6中示出第四实施例，其基本结构与前述实施例一致。就此可以参照对前述实施例的描述。与前述实施例不同的是，固定在轮侧承载件17上的车轮1(在图6中未示出)不是被牵引(即不通过万向轴驱动)，而是附加地设有在图6中通过虚线表示的万向轴58。
万向轴58穿过两个转动件23、25的空腔35并且驱动车轮1，如在后轮驱动或四轮驱动的情形中那样。因此，由于空间原因，两个调节驱动装置38、39(在图6中仅示出调节驱动装置39)不再设置在空腔35内，而是设置在两个转动件23、25的空腔35外。在此，根据图6，两个调节驱动装置38、39通过在外周侧设在转动件23、25上的圆柱齿轮级73(与转动件)啮合连接。
与图5的第三实施例不同的是，用于从轮侧承载件17向轴侧承载件19传递制动力矩的接合元件57不是金属波纹管，而是一万向节。根据图6，万向节57具有以半部示出的万向支架63作为中央铰接件，所述万向支架63在径向外侧围绕转动件23、25延伸，并与转动件23、25隔开一径向距离a。万向支架63分别通过一万向节叉77与轮侧承载件17和轴侧承载件19连接。
两个万向节叉77分别具有轮侧连接片65和轴侧连接片66。所述连接片65、66一方面与承载件17、19固定连接，另一方面借助于界定彼此垂直的转动轴线67、69的支承颈68铰接在万向支架63上。轮侧连接片65和轴侧连接片66根据图6彼此错开90°的角，并形成自由空间71。传动级73和/或相应的转动马达38、39优选至少部分地伸入到所述自由空间71中。

Claims (27)

1.一种用于车辆的转向装置，所述转向装置具有至少一个执行机构(21)，所述执行机构使至少一个转向车轮(1)摆动一转向角，所述转向角能由一转向角发生器(2)规定，其特征在于，所述执行机构(21)具有轮侧转动件(23)和轴侧转动件(25)，所述轮侧转动件和所述轴侧转动件能绕各自的转动轴线(27，28)相对转动；为了建立所述车轮(1)的转向角，在两个转动件(23，25)转动时所述轮侧转动件(23)能相对于所述轴侧转动件(25)偏转摆角
2.根据权利要求1的转向装置，其特征在于，所述轮侧转动件(23)的转动轴线(27)相对于所述轴侧转动件(25)的转动轴线(28)倾斜一倾角(γ)。
3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，所述转动件(23)的中轴线(29，29’)能在一转摆运动中以变化的摆角
Figure FDA0000051611950000012
围绕转动轴线(27)转动。
4.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个转动件(23，25)通过控制面(24，26)相接触，优选滑动接触和/或滚动接触，所述控制面位于一转动平面(I)内，所述转动平面垂直于所述轮侧转动件(23)的转动轴线(27)。
5.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个转动件(23，25)通过转动支承件(30)和/或滚动支承件以能转动的方式支承在相应的承载件(17，19)上。
6.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，通过转动所述轮侧转动件(23)来设定所述摆角
Figure FDA0000051611950000013
通过使所述轴侧转动件(25)相对于所述轴侧承载件(19)转动能确定由两个转动件(23，25)构成的角布置结构的空间取向。
7.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个转动件(23，25)具有空腔(35)。
8.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述执行机构(21)集成在所述车辆的轮悬架的轮毂托架(3)中，所述轮毂托架(3)尤其是具有以能转动的方式支承车轮(1)的轮侧承载件(17)和轴侧承载件(19)，在所述轮侧承载件与所述轴侧承载件之间连接所述执行机构(21)。
9.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个转动件(23，25)中至少一个配设有调节驱动装置(38，39)，尤其是转动马达，所述调节驱动装置优选设置在对应的转动件(23，25)的内部和/或外部。
10.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述转向装置具有控制装置(49)，所述控制装置基于通过所述转向角发生器规定的转向角来驱控所述执行机构(21)，尤其是所述执行机构的调节驱动装置(38，39)。
11.根据权利要求10的转向装置，其特征在于，所述控制装置(49)附加地基于理论轮距角/外倾角(εsoll，δsoll)来驱控所述执行机构(21)，尤其是确定转角(α，β)，根据所述转角借助于所述调节驱动装置(38，39)调节所述转动件(23，25)。
12.根据权利要求10或11的转向装置，其特征在于，为所述转动件(23，25)配设角度传感器(51)，所述角度传感器检测所述转动件(23，25)的转角实际值(αist，βist)并将所述转角实际值反馈到所述控制装置(49)。
13.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个转动件(23，25)在轴向方向上彼此嵌套地设置，其中，尤其是所述轴侧转动件(25)设置在所述轮侧转动件(23)的空腔(35)中。
14.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，所述两个承载件(17，19)中的至少一个作为空心成型件界定一安装空间(55)，所述两个转动件(23，25)至少部分地设置在该安装空间中。
15.根据上述权利要求之一的转向装置，其特征在于，在所述轮侧承载件(17)与所述轴侧承载件(19)之间连接有一优选设置在所述转动件(23，25)外的接合元件(57)。
16.根据权利要求15的转向装置，其特征在于，通过所述接合元件(57)能将转矩、例如制动力矩从所述轮侧承载件(17)传递到所述轴侧承载件(19)上。
17.根据权利要求15或16的转向装置，其特征在于，所述接合元件(57)在功能上与所述执行机构(21)或所述转动件(23，25)脱离，和/或与所述执行机构(21)隔开一自由间距(a)。
18.根据权利要求15、16或17的转向装置，其特征在于，所述接合元件(57)是扭转刚性的或抗扭转的，并允许所述轮侧转动件(23)相对于所述轴侧转动件(25)偏转摆角
Figure FDA0000051611950000031
19.根据权利要求15至18之一的转向装置，其特征在于，所述接合元件(57)是一金属波纹管，所述金属波纹管优选安装在所述轮侧承载件(17)和所述轴侧承载件(19)上。
20.根据权利要求19的转向装置，其特征在于，所述转动件(23，25)设置在一由所述金属波纹管(57)界定的安装空间(59)中。
21.根据权利要求15至18之一的转向装置，其特征在于，所述接合元件(57)是万向节。
22.根据权利要求21的转向装置，其特征在于，所述万向节(57)具有一优选设置在所述转动件(23，25)的径向外侧的基本元件(63)、例如一环形元件，以及与所述承载件(17，19)相连接的轮侧连接片(65)和轴侧连接片(66)，所述轮侧连接片和轴侧连接片在转动轴线(67，69)上铰接在所述基本元件(63)上。
23.根据权利要求22的转向装置，其特征在于，所述轮侧连接片(65)和所述轴侧连接片(66)在形成自由空间(71)的情况下相互错开角度。
24.根据权利要求9至23之一的转向装置，其特征在于，所述转动件(23，25)中的每一个在外周侧上设有一传动级(73)，所述传动级(73)特别是通过自由空间(71)导向相应的调节驱动装置(38，39)。
25.根据权利要求21至24之一的转向装置，其特征在于，所述万向节(57)的中心位于所述轮毂托架(3)的瞬时中心的高度上。
26.根据权利要求9至25之一的转向装置，其特征在于，所述调节驱动装置(38，39)安装在相应的承载件(17，19)上。
27.根据权利要求7至26之一的转向装置，其特征在于，用于驱动车轮的万向轴(58)穿过所述转动件(23，25)的空腔(35)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106573512A (zh) * 2014-07-26 2017-04-19 奥迪股份公司 用于调节机动车的车轮的外倾和/或轮距的装置
CN106573521A (zh) * 2014-07-26 2017-04-19 奥迪股份公司 用于调节车辆车轮的外倾和/或轮距的装置
CN107428371A (zh) * 2015-03-02 2017-12-01 Zf腓特烈斯哈芬股份公司 具有高的转向角的单轮悬挂***
CN110901759A (zh) * 2019-11-25 2020-03-24 陈西好 一种具有安全缓冲功能的四轮联动转向车
CN112829821A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 财团法人工业技术研究院 转向装置及方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048568A1 (de) * 2008-09-23 2010-03-25 Audi Ag Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102008052161A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Audi Ag Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugen unterschiedlicher Varianten sowie Radaufhängung für ein Fahrzeug
DE102009038423A1 (de) * 2009-08-21 2011-03-10 Audi Ag Vorrichtung zum Verstellen von Sturz und/oder Spur
DE102009058489A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Audi Ag, 85057 Vorrichtung zum Verstellen von Sturz und/oder Spur der Räder von Kraftfahrzeugen
DE102013007515B4 (de) * 2013-05-02 2022-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Achszapfen einer Radaufhängung eines Fahrzeugs
DE102014011193B4 (de) 2014-07-26 2021-03-18 Audi Ag Vorrichtung zum Verstellen von Sturz und/oder Spur eines Fahrzeugrads mit einer Bremsmomentabstützung
DE102014011194B4 (de) * 2014-07-26 2020-12-10 Audi Ag Radträger für ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit Drehwinkelanschlägen für die Spur-/Sturzverstellung
DE102015113154A1 (de) 2015-08-10 2017-02-16 Ovalo Gmbh Aktiver Radträger
DE102015113156B4 (de) 2015-08-10 2018-07-26 Ovalo Gmbh Aktiver Radträger für ein Fahrzeug und Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug sowie Fahrzeug
DE102015113153A1 (de) 2015-08-10 2017-02-16 Ovalo Gmbh Aktiver Radträger für ein Kraftfahrzeug
LU92797B1 (de) * 2015-08-10 2017-02-14 Ovalo Gmbh Aktiver Radträger für ein Kraftfahrzeug
DE102015011704B4 (de) 2015-09-05 2019-04-25 Audi Ag Übersteuerassistent und Verfahren zum Übersteuern eines Fahrzeugs
DE102015011621B4 (de) 2015-09-05 2019-04-25 Audi Ag Untersteuerassistent und Verfahren zum Steuern eines Kurvenverhaltens eines Fahrzeugs
JP6591296B2 (ja) * 2016-01-18 2019-10-16 Ntn株式会社 車輪軸受装置
DE102017106810A1 (de) * 2017-03-29 2018-10-04 Emm! Solutions Gmbh Radaufhängung
KR20220134860A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 현대자동차주식회사 인휠 모터용 스티어링 충격 흡수 구조 및 그 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015224A (ja) * 1983-07-07 1985-01-25 Iseki & Co Ltd 前輪駆動車両の地上高調節装置
DE3928135A1 (de) * 1988-08-31 1990-03-01 Volkswagen Ag Radaufhaengung fuer kraftfahrzeuge, insbesondere fuer personenkraftwagen
US5374207A (en) * 1990-12-03 1994-12-20 Motala Verkstad Ab Device for setting the propulsion means of watercraft in various angular positions
WO1998016418A1 (en) * 1996-10-11 1998-04-23 Novelty Inventions Ab Angle setting device for vehicle wheels
CN1456455A (zh) * 2002-05-08 2003-11-19 株式会社万都 有效张角调节机构
DE102004049296A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-13 Bayerische Motoren Werke Ag In einem Radträger gelagerte Nabeneinheit für ein Rad eines zweispurigen Fahrzeugs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE462589B (sv) * 1988-11-28 1990-07-23 Cps Drive As Trimningsanordning vid baatdrev
FR2872452B1 (fr) * 2004-07-02 2006-09-22 Michelin Soc Tech Dispositif de suspension pour vehicule automobile
DE102008011367A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Audi Ag Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
DE102008048568A1 (de) * 2008-09-23 2010-03-25 Audi Ag Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015224A (ja) * 1983-07-07 1985-01-25 Iseki & Co Ltd 前輪駆動車両の地上高調節装置
DE3928135A1 (de) * 1988-08-31 1990-03-01 Volkswagen Ag Radaufhaengung fuer kraftfahrzeuge, insbesondere fuer personenkraftwagen
US5374207A (en) * 1990-12-03 1994-12-20 Motala Verkstad Ab Device for setting the propulsion means of watercraft in various angular positions
WO1998016418A1 (en) * 1996-10-11 1998-04-23 Novelty Inventions Ab Angle setting device for vehicle wheels
CN1456455A (zh) * 2002-05-08 2003-11-19 株式会社万都 有效张角调节机构
DE102004049296A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-13 Bayerische Motoren Werke Ag In einem Radträger gelagerte Nabeneinheit für ein Rad eines zweispurigen Fahrzeugs

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106573512A (zh) * 2014-07-26 2017-04-19 奥迪股份公司 用于调节机动车的车轮的外倾和/或轮距的装置
CN106573521A (zh) * 2014-07-26 2017-04-19 奥迪股份公司 用于调节车辆车轮的外倾和/或轮距的装置
CN106573512B (zh) * 2014-07-26 2018-10-30 奥迪股份公司 用于调节机动车的车轮的外倾和/或轮距的装置
CN106573521B (zh) * 2014-07-26 2019-05-17 奥迪股份公司 用于调节车辆车轮的外倾和/或轮距的装置
CN107428371A (zh) * 2015-03-02 2017-12-01 Zf腓特烈斯哈芬股份公司 具有高的转向角的单轮悬挂***
CN112829821A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 财团法人工业技术研究院 转向装置及方法
US11548552B2 (en) 2019-11-22 2023-01-10 Industrial Technology Research Institute Steering device and method thereof
CN110901759A (zh) * 2019-11-25 2020-03-24 陈西好 一种具有安全缓冲功能的四轮联动转向车
CN110901759B (zh) * 2019-11-25 2021-07-16 陈西好 一种具有安全缓冲功能的四轮联动转向车

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Publication number Publication date
EP2342117B1 (de) 2018-12-26
EP2342117A1 (de) 2011-07-13
DE102008048568A1 (de) 2010-03-25
US8066292B2 (en) 2011-11-29
WO2010034370A1 (de) 2010-04-01
US20100078910A1 (en) 2010-04-01
CN102164804B (zh) 2016-03-23

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