CN102470809A - 具有方向盘和电接触单元的机动车辆的转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的转向装置，所述转向装置具有方向盘(1)和电接触单元(2)，所述电接触单元(2)用于引导线路以用于将在方向盘(1)中或上布置的至少一个电气或电子部件与未在方向盘(1)中或上布置的至少一个机动车辆电气或电子部件电连接，其中电子控制单元(232)的产生温度的至少一个部分整合在用于对方向盘(1)的至少一个电气或电子部件进行控制的电接触单元(2)内。根据本发明，电接触单元(2)包括定子(21)和转子(23、23’)，且电子控制单元(232)或其至少一个产生温度的部分整合在电接触单元(2)的转子(23、23’)中。

Description

具有方向盘和电接触单元的机动车辆的转向装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的带有方向盘和电接触单元的用于机动车辆的转向装置。
背景技术
若干电气和电子车辆部件和功能元件日益普遍地被整合在车辆的转向装置内。例如，根据WO 2007/009420A1已知将用于叠加转向系统的带有电动马达的叠加驱动器整合在方向盘内。叠加转向系统的特征在于驾驶员输入的转向角度可被叠加由促动器给出的另外的角度。此外，已知将电动操作元件整合在方向盘内。
EP 1 040 982 A2描述了一种方向盘，其中整合在方向盘的方向盘轮缘内的加热器通过方向盘杆控制，所述方向盘杆固定地布置在机动车辆的套管上。方向盘杆因此包括传递模块，所述传递模块带有整合的用于加热器的电控单元。
电气和电子车辆部件以及操作元件的不断增加的整合带来了不希望的发热，所述发热在最坏的情况中能够危及各部件的功能。因此，存在有效地降低在方向盘内或上发出的热的希望。
发明内容
本发明的任务因此是提供一种用于机动车辆的方向盘，所述方向盘避免了在方向盘中或方向盘上的高的发热。
此任务根据本发明通过带有权利要求1的特征的转向装置解决。本发明的实施例在从属权利要求中提供。
因此，本发明允许将用于对方向盘的一个或多个电气和电子部件进行控制的电子控制单元(ECU＝Electric Control Unit)的至少一个温度产生部分从方向盘转移出到转向装置的电接触单元中。因此，电接触单元设置为包括定子和转子，且将电子控制单元或电子控制单元的至少一个温度产生部分整合在电接触单元的转子中。将温度产生部分整合在转子中因此意味着：温度产生部分被直接地或间接地经由承载体以抗扭转方式连接到转子。
因此，电子控制单元的用于信号处理和/或信号传输的至少一个发热电子部件或整个电子控制单元被转移到电接触单元的转子内。
通过将电子控制单元或其温度产生部分移出方向盘且转移到电接触单元的转子内，在方向盘内的发热降低，因为通过控制单元或其温度产生部分生成的热现在存在于电接触单元内，且因此电接触单元被加热。特别地避免了方向盘框架被电子控制单元或其温度产生部分加热。因此，可改进地将方向盘内的其他电气或电子部件生成的热有效地扩散出方向盘，例如由叠加驱动器的驱动马达或电气操作元件产生的热。
通过将电子控制单元的部分整合在电接触单元的转子内，此外实现了将这些部分布置为靠近方向盘的部件，且在电子控制单元的部分和方向盘的部件之间的电接触和导体由于整合在转子内而不产生相对于方向盘的相对移动，其中电子控制单元的部分和方向盘的部件通过所述电接触和导体而电连接。因此，降低了在信号传递期间的干扰的风险，且提供了例如通过插塞的电接触的简单的可能性。
将电子控制单元的部分整合在转子中(相对于车辆固定区)的另外的优点是电子控制单元和复杂的促动系统(例如，对于叠加转向系统)之间的若干连接导体不必通过柔性导体引导。
在本发明的实施例中，转子包括环形承载体，其中电子控制单元或其至少温度产生部分布置在所述承载体上。环形承载体例如是盘状形状。转子当方向盘旋转时被旋转。
因此，可设置成使得电接触单元包括用于散热的装置。散热例如通过电接触单元的壳体进行。所述壳体除去用于保护和引导柔性导体外也用于散热，且能够包括冷却肋片和/或主动冷却元件。因此，电接触单元的壳体上的大表面或用于散热的散热表面也能以简单的方式提供。此外，例如具有冷却肋片或冷却槽的形式的用于散热的装置可设置在电接触单元的转子上，在本发明的一个实施例中，电子控制单元或其温度产生部分被整合在所述转子中。还设置成使得电接触单元包括盖元件，其中转向轴或转向轴的转向轴桩部或与转向轴联接的联接元件突出穿过所述盖元件，其中盖元件包括用于散热的装置，所述热量由电子控制单元或其至少一个温度产生部分提供。
单独的元件在实施例中由此因此被布置且在其功能上被优化且同步，使得当旋转方向盘和以抗扭转方式与其连接的转子时，对于电接触单元实现另外的通风且因此进一步降低发热。
电接触单元是用于在方向盘内布置的一个或多个电气或电子部件与未在方向盘内布置的一个或多个电气或电子部件的电连接的部件。未在方向盘内布置的部件因此也能够是用于在方向盘内布置的部件的电源。电接触单元包括柔性导体，例如具有盘绕弹簧形式的柔性导体，所述柔性导体将接触单元的定子联接到接触单元的转子，其中信号以及能量通过该电联接传递。信号和/或能量也能够在转子和定子之间的相对移动时通过柔性导体传递。
转子和柔性导体因此在实施例中关于方向盘的转向轴的旋转轴线在轴向上前后布置。在替代实施例中，转子和柔性导体相对于转向轴和方向盘的旋转轴线在径向方向上相继布置，其中柔性导体径向向外地被转子围绕。
在另外的实施例中，叠加驱动器整合在方向盘内，且控制单元形成为至少控制叠加驱动器。
附图说明
本发明随后参考附图通过多个实施例更详细地解释。
各图为：
图1是带有电接触单元的方向盘的第一实施例的分解图示，其中整合有电子控制单元；
图2是图1的组装后的方向盘的截面图示；
图3是带有电接触单元的方向盘的第二实施例的分解图示，其中整合有电子控制单元；
图4是图3的组装后的方向盘的截面图示。
具体实施方式
图1和图2中图示的转向装置包括方向盘1和电接触单元2。
方向盘1包括方向盘轮缘11、多个辐条12和方向盘轮毂13，当将方向盘1连接到转向轴3时使用所述方向盘轮毂13。
在方向盘轮毂13的区域内，叠加驱动器4布置在方向盘1内，所述叠加驱动器4包括：电动马达41的形式的促动器；和带有驱动蜗杆42和蜗轮43的叠加传动装置。驱动蜗杆42通过电动马达41驱动。蜗轮43联接到转向轴3。叠加驱动器4适合于且设计为将由驾驶员输入的转向角度与另外的转向角度叠加。
在图1的图示中，为了更好的显示，未图示壳体以及叠加传动装置的传动元件42和固定装置43以及驱动马达41。
电接触单元2包括定子21、柔性导体22、转子23和上盖24。
定子21是固定的，这意味着定子21以不可旋转的方式被例如固定在转向柱壳体内或固定在布置于方向盘1的直接后方的转向杆部件内。所述定子在图示的实施例中设计为但不必需地为中空圆筒状，且包括具有圆形横截面的外壁211和与方向盘1相对的下盖212。盖212包括中心凹陷，其中转向轴3的转向轴桩部4设有突出穿过所述凹陷的齿轮连接部41。由于圆筒形壁211，形成了圆筒形的中空空间，所述中空空间用于接收柔性导体22以及转子23并且能够在电接触单元2的面向方向盘的侧上由上盖24封闭。
柔性导体22例如形成为盘绕弹簧。所述导体在端部或端部区上通过未示出的一个或多个接触点与定子21电连接或信号连接。在所述导体的另一端或端部区上，所述导体在一个或多个接触点(同样未示出)上与转子23电连接且信号连接。柔性导体22允许另外在部件的相对移动期间与定子电连接的部件和与转子电连接的部件之间的能量和/或信号传递。因此，柔性导体22也由于其柔性而在定子21和转子23之间的相对移动期间移动。柔性导体22的准确设计因此对于本发明是不必要的。图示的柔性导体22仅理解为示例。
如已经解释的，通过未示出的一个或多个接触点以导电且传导信号的方式与柔性导体22连接的转子23在图示的实施例中包括环状和盘状的承载体231。用于信号处理和/或信号传递的电子部件布置在所述承载体上，其中所述部件图示了电子控制单元232(ECU)。这些电子部件例如包括一个或多个微处理器和存储器芯片。
在图示的实施例中，电子部件仅布置在环形承载体231的背离方向盘1的一侧上。基本上，电子部件也可布置在承载体231的另一侧上和/或双侧上。环形承载体231因此可根据电路板而设有整合的电导体。环形承载体231此外包括电连接点233，例如插入式电连接口或插入式触点的形式的电连接点233。环形承载体231、电子控制单元232和电连接点233因此形成了同样设计为ECU单元的子部件。
应指出的是能够设置成并非将电子控制单元232的所有部件而仅将发热部件布置在环形承载体231上。相反，控制单元的其他可选地存在的部件可布置在方向盘1上。
叠加驱动器4的驱动马达41的插头411插入在电连接点233内。接触单元2在此情况下用于叠加转向系统的图示的马达41的供电。控制单元2此外也可用于在方向盘1内布置的另外的用电器的供电和/或信号技术连接，例如方向盘内的电操作元件以及气囊模块的电子部件。电连接点233因此设计为提供也通向这样的另外的用电器的电连接，例如提供用于另外的用电器的插头的插头接收器。
控制单元232用于对在方向盘1内布置的一个或多个电子部件进行电控，例如对于叠加转向系统的电控以及对于方向盘的电操作元件的电控。控制单元232可因此基本上也具有对未在方向盘内布置的车辆部件的控制功能。控制单元232可设计且设置为例如控制在方向盘1外部与转向轴3联接的伺服转向装置。
上盖24封闭了电接触单元2。所述盖包括位于其边缘侧上的开口241，电连接点233穿过该开口241，所述电连接点233在方向盘1的方向上突出且突出到方向盘1内且在图示的实施例中与驱动马达41的插头411相连接。盖24此外包括中心开口242，所述中心开口242设有具有片或条的形式的冷却肋片242。在一个实施例中，这些肋片并不连续地与转向轴3的旋转轴线平行，而是向所述轴线倾斜，以提供改进的冷却效果。
应指出的是，如特别地通过图2的截面图示可见，中心开口242的直径大于转向轴3的直径或蜗轮43的与转向轴桩部4联接的部分的直径。这允许通过冷却肋片43的有效的散热。
图3和图4示出了与图1和图2的实施例不同的实施例，特别在柔性导体22和转子23的布置方面不同。在图1和图2的实施例的情况中，转子23和柔性导体22在转向轴3的旋转轴线的方向上前后布置，而在图3和图4的实施例中，转子23’和柔性导体22相对于转向轴3的旋转轴线在径向上相继地布置。柔性导体22因此径向向外地由转子23’围绕。在第一情况(图1和图2)中，ECU单元因此作为环围绕转向轴3放置，且被直接放置在柔性导体22的传导带上，且例如被紧密地固定到所述导体。在第二情况(图3和图4)中，ECU单元作为环被放置为径向向外地围绕柔性导体22的传导带，且例如被紧密地连接到所述导体。
在布置上的这些差异导致接触单元2在两个选择的方向上的不同的扩展或尺寸，且因此允许适合于各构造空间。
在图3和图4的实施例中，进一步设置成将具有冷却肋片23’的形式的冷却装置设置在盖24’的边缘处。这样的冷却肋片另外也能够形成在中心开口242处。另外的差异在于定子21被设置为盘且不形成壳体。
将一方面在图1、图2图示的实施例与另一方面在图3、图4中图示的实施例组合也是可以的。
本发明的实施例不限制于图示的实施例。根据本发明的转向装置也可形成为不带有叠加转向系统。转向装置的电动马达仅是整合在方向盘内的电子部件的示例，所述电子部件的运行通过控制单元控制。此外，在其他实施例中能够将控制单元整合在定子内、而不是整合在转子内。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的转向装置，所述转向装置带有方向盘和电接触单元，所述电接触单元用于引导导线，以用于将在方向盘中或方向盘上布置的至少一个电气或电子部件电连接到未在方向盘中或方向盘上布置的机动车辆的至少一个电气或电子部件，其中，用于对方向盘的至少一个电气或电子部件进行控制的电子控制单元的至少一个温度产生部分被整合在所述电接触单元中，
其特征在于，
所述电接触单元(2)包括定子(21)和转子(23、23’)，并且，所述电子控制单元(232)或该电子控制单元(232)的至少一个温度产生部分被整合在所述电接触单元(2)的所述转子(23、23’)中。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，所述转子(2)包括环形承载体(231)，其中所述电子控制单元(232)或该电子控制单元(232)的至少一个温度产生部分被布置在所述承载体上。
3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，所述环形承载体(231)形成为盘状。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于电接触单元(2)的柔性导体(22)，所述柔性导体(22)一方面与所述接触单元(2)的定子(21)电连接，而另一方面与所述接触单元(2)的转子(23、23’)电连接。
5.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，所述转子(23)和所述柔性导体(22)相对于方向盘(1)的转向轴(3)的旋转轴线、在轴向上相继地布置。
6.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，所述转子(23’)和所述柔性导体(22)相对于方向盘(1)的转向轴(3)的旋转轴线、在径向方向上连续地布置，其中所述柔性导体(22)在径向外部被所述转子(23’)围绕。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，所述转子(23、23’)包括电连接点(233)，所述电连接点(233)被设计为连接到方向盘(1)的电气或电子部件的一个或多个电缆，其中信号以及能量能够经由所述电连接点(233)传递。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，所述电接触单元(2)包括用于散热的装置(243、243’)，所述用于散热的装置(243、243’)通过所述电子控制单元(232)或该电子控制单元(232)的至少一个温度产生部分来提供。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，所述电接触单元(2)包括盖元件(24、24’)，其中转向轴(3)或转向轴(3)的转向轴桩部(4)或联接到转向轴(3)的联接元件突出穿过所述盖元件，其中，所述盖元件(24、24’)提供了用于散热的装置(243、243’)，所述用于散热的装置(243、243’)通过所述电子控制单元(232)或该电子控制单元(232)的至少一个温度产生部分来提供。
10.根据权利要求9所述的转向装置，其特征在于，所述装置包括内部开口(242)和布置在所述内部开口中的内部冷却肋片(243)。
11.根据权利要求9或10所述的转向装置，其特征在于，所述装置包括位于所述盖元件(24’)的周缘上的外部冷却肋片(243’)。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的转向装置，其特征在于，所述冷却肋片(243、243’)形成为相对于所述转向轴(3)的旋转轴线倾斜。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，所述控制单元(232)被完全整合在所述电接触单元(2)中。
14.根据引用权利要求1时的前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，用于信号处理和/或信号传递的电子部件被布置在所述承载体(231)上，其中所述部件形成所述电子控制单元(232)。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的转向装置，其特征在于，叠加驱动器(4)被整合在所述方向盘(1)中，并且，所述控制单元(232)被设计为至少控制所述叠加驱动器(4)。
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