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Die Erfindung betrifft eine Lenkungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Kraftfahrzeuge weisen als Diebstahlschutz eine Lenkungsverriegelung auf. Arbeitet die Lenkungseinrichtung mit Servounterstützung, so kann diese Verriegelung auch mit der Servolenkung zusammenwirken.
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Aus der
EP 0 630 800 A1 ist eine Lenkungseinrichtung mit elektrischer Servounterstützung bekannt. Diese Lenkungseinrichtung umfaßt eine Lenkradsäule sowie einen als Servolenkung dienenden ersten Antrieb, der über ein aus Zahnräder bestehendes Getriebe die Bewegung der Lenkradsäule unterstützt. Eine in der Lenkungseinrichtung angeordnete Verriegelungseinrichtung für die Bewegung der Lenkradsäule weist ein Sperrelement sowie einen zweiten Antrieb auf. Das Sperrelement ist mittels des zweiten Antriebs in und/oder außer Zusammenwirken mit der Lenkradsäule bewegbar, indem das Sperrelement in und/oder außer Eingriff mit einem Zahnrad des Getriebes bringbar ist.
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Bei der bekannten Lenkungseinrichtung mit Verriegelungseinrichtung sind die auftretenden Kräfte, verursacht durch das hohe Drehmoment am Lenkrad, sehr hoch. Daher ist diese Lenkungseinrichtung aufwendig ausgestaltet. Zudem ist die gesamte Anordnung großbauend und bei beschränktem Bauraum im Kraftfahrzeug nicht einsetzbar. Um einen Fahrzeugdiebstahl zu erschweren, muß schließlich das Gehäuse für die Verriegelungseinrichtung schwer ausbaubar im Kraftfahrzeug sein, was bei dieser Lenkungseinrichtung weniger gewährleistet ist.
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Aus der
FR 2 793 749 A1 ist ebenfalls eine Lenkungseinrichtung mit elektrischer Servounterstützung bekannt. Bei dieser Lenkungseinrichtung ist das Sperrelement der Verriegelungseinrichtung zur Zusammenwirkung mit der Lenkradsäule in direkten Eingriff mit dem für die Servounterstützung dienenden ersten Antrieb bringbar. Zur Steuerung der Servounterstützung besitzt desweiteren der erste Antrieb eine erste Ansteuerelektronik. Ebenso steht der zweite Antrieb mit einer zweiten Ansteuerelektronik zu dessen Ansteuerung in Verbindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleinbauende Lenkungseinrichtung mit hoher Diebstahlsicherheit zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lenkungseinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bedingt durch die infolge der Übersetzung viel geringeren Kräfte am Sperrelement besitzt die erfindungsgemäße servounterstützte, verriegelbare Lenkungseinrichtung eine besondere Kompaktheit. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erste Antrieb für die Servounterstützung kann einen Elektromotor aufweisen. Zweckmäßigerweise greift dann das Sperrelement in den Rotor des Elektromotors ein. Alternativ kann das Sperrelement auch in das Antriebselement für die Servounterstützung, beispielsweise in die Antriebswelle o. dgl., eingreifen. In einfacher Art und Weise kann der zweite Antrieb aus einem Elektromotor, Elektromagnet o. dgl. bestehen. Das Sperrelement kann als Sperrbolzen, Sperrstift, Sperriegel, Sperrwippe o. dgl. ausgebildet sein.
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Zur Erhöhung der Diebstahlsicherheit kann die zweite Ansteuerelektronik mit einer kryptologisch arbeitenden Diebstahlschutzelektronik zusammenwirken.
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Der erste Antrieb ist bei der Lenkungseinrichtung in einem Gehäuse untergebracht, das in der Nähe der Lenkradsäule angeordnet ist. Ebenso ist die erste Ansteuerelektronik in einem Gehäuse befindlich. Zur Vereinfachung der Montage im Kraftfahrzeug bietet es sich an, das Gehäuse der ersten Ansteuerelektronik an dem Gehäuse des ersten Antriebs anzubringen und/oder zu integrieren. Zur Erhöhung der Sicherheit ist das Gehäuse der ersten Ansteuerelektronik dort diebstahlgeschützt angebracht.
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In einer Ausführung ist die Verriegelungseinrichtung mitsamt dem Sperrelement im Gehäuse des ersten Antriebs und/oder im Gehäuse der ersten Ansteuerelektronik angeordnet. Diese vollintegrierte Ausführung bietet neben deren Kompaktheit eine besonders einfache sowie kostengünstige Montage im Kraftfahrzeug.
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Die Verriegelungseinrichtung ist in einem separaten Gehäuse sowie getrennt vom Gehäuse der ersten Ansteuerelektronik angeordnet. Zweckmäßigerweise ist jedoch das separate Gehäuse für die Verriegelungseinrichtung am Gehäuse des ersten Antriebs, und zwar bevorzugterweise diebstahlgeschützt, angebracht. Mit diesen Ausführungen sind in besonders einfacher Weise bisherige Lenkungseinrichtungen mit Servounterstützung nach dem erfindungsgemäßen Konzept zu erweitern.
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Bei einer der weiteren Ausführungen, nämlich bei einer teilintegrierten Ausführung ist im separaten Gehäuse der Verriegelungseinrichtung eine minimale Diebstahlschutzelektronik für die Verriegelungseinrichtung angeordnet. Die minimale Diebstahlschutzelektronik kann dann wenigstens ein, insbesondere von der ersten Ansteuerelektronik erzeugtes, codiertes Signal zu deren Ansteuerung empfangen, so daß die minimale Diebstahlschutzelektronik mittels Leistungsschalter in der Verriegelungseinrichtung das Sperrelement außer und/oder in Eingriff mit dem ersten Antrieb bringen kann. Die teilintegrierte Ausführung bietet ebenfalls den Vorteil, daß eine komplette Vormontage der Lenkungseinrichtung möglich ist, wodurch ein einfacher Einbau in das Kraftfahrzeug ermöglicht ist.
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Bei der Ausführung nach dem Anbaukonzept ist die zweite Ansteuerelektronik, und zwar insbesondere mitsamt der Diebstahlschutzelektronik im separaten Gehäuse der Verriegelungseinrichtung angeordnet. Weiterhin bietet es sich an, die zweite Ansteuerelektronik über eine Bus-Verbindung mit einem, beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestalteten Immobilizer direkt zu verbinden. Die Ausführung nach dem Anbaukonzept bietet sich vor allem dann an, wenn eine separate Herstellung der Lenkungseinrichtung mit Servounterstützung und der Verriegelungseinrichtung gewünscht ist.
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Schließlich kann bei einer solchen Ausführung nach dem Anbaukonzept, wobei die zweite Ansteuerelektronik mitsamt der Diebstahlschutzelektronik im separaten Gehäuse der Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, ein Immobilizer in die zweite Ansteuerelektronik integriert sein. Der Immobilizer ist in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestaltet. Weiter steht der Immobilizer über eine Funkverbindung mit einem Identifikations(ID)-Geber in Verbindung. Ein solcher ID-Geber kann, wie an sich bekannt, in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildet sein. Diese Ausführung nach dem Anbaukonzept läßt sich daher vorteilhafterweise erweiternd in heutige Kraftfahrzeuge einsetzen, die mit einem ID-Geber für eine sogenannte „Keyless“-Funktionalität ausgestattet sind. Bei der Keyless-Go-Funktion beispielsweise reicht es aus, daß der Benutzer den ID-Geber bei sich trägt, eine Einführung in ein Zündschloß ist nicht notwendig.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine besonders kompakte Lenkungseinrichtung, die für einen kleinen Bauraum im Kraftfahrzeug geeignet ist, geschaffen wird. Eine erfindungsgemäße Lenkungseinrichtung bietet eine erhöhte Diebstahlsicherheit, insbesondere kann dadurch auf eine herkömmliche Lenkungsverriegelung verzichtet werden. Ist das Kraftfahrzeug mit einer „Keyless“-Funktionalität ausgestattet, so ist wird folglich kein Zündschloß mit einer Lenkungsverriegelung wie bisher benötigt, ohne daß Abstriche an der Diebstahlsicherheit notwendig wären.
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Dadurch daß das Sperrelement direkt in den Elektromotor eingreift, ist lediglich ein kleines zu blockierendes Moment durch das Sperrelement aufzubringen. Somit ist schließlich die Verriegelungseinrichtung selbst besonders einfach ausgestaltbar, eine aufwendige Auslegung ist hierfür jedenfalls nicht notwendig. Folglich ist die erfindungsgemäße Lenkungseinrichtung auch besonders kostengünstig.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 schematisch eine Lenkungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 schematisch eine Lenkungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel und
- 3 schematisch eine Lenkungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist eine Lenkungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die Lenkungseinrichtung 1 besitzt eine Lenkradsäule 2, von der in der Zeichnung lediglich der Achsstummel zu sehen ist. Die Lenkungseinrichtung 1 arbeitet mit elektrischer Servounterstützung, indem diese einen in der Art einer Servolenkung ausgestalteten, ersten Antrieb 3 zur Unterstützung der Bewegung der Lenkradsäule 2 aufweist. Als Diebstahlschutz für das Kraftfahrzeug ist an der Lenkungseinrichtung 1 eine Verriegelungseinrichtung 4 für die Bewegung der Lenkradsäule 2 angeordnet. Die Verriegelungseinrichtung 4 weist ein Sperrelement 5 sowie einen zweiten Antrieb 6 auf, wobei das Sperrelement 5 mittels des zweiten Antriebs 6 in und/oder außer Zusammenwirken mit der Lenkradsäule 2 bewegbar ist. Erfindungsgemäß ist die Verriegelungseinrichtung 4 so ausgestaltet, daß das Sperrelement 5 zur Zusammenwirkung mit der Lenkradsäule 2 in direkten Eingriff mit dem ersten Antrieb 3 bringbar ist.
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Zweckmäßigerweise besteht der erste Antrieb 3 aus einem Elektromotor. Das Sperrelement 5 kann, wie in 1 zu sehen ist, in den Rotor 7 des Elektromotors 3 eingreifen. Alternativ oder auch zusätzlich kann das Sperrelement 5 auch in das Antriebselement am Elektromotor 7 für die Servounterstützung der Lenkradsäule 2, wie in die Antriebswelle o. dgl. eingreifen.
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Der zweite Antrieb 6 kann ebenfalls aus einem Elektromotor bestehen. Ebensogut eignet sich jedoch auch ein Elektromagnet o. dgl. als zweiter Antrieb 6. Das Sperrelement 5 ist entsprechend dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Sperrbolzen ausgestaltet. Genausogut kann das Sperrelement 5 auch aus einem Sperrstift, einem Sperriegel, einer Sperrwippe o. dgl. bestehen.
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Zur Bewegung des ersten Antriebs 3 steht eine erste Ansteuerelektronik 8 mit dem ersten Antrieb 3 in Verbindung. Weiter steht eine zweite Ansteuerelektronik 9 mit dem zweiten Antrieb 6 zu dessen Ansteuerung in Verbindung. Die zweite Ansteuerelektronik 9 wirkt dabei ihrerseits mit einer kryptologisch arbeitenden Diebstahlschutzelektronik zusammen.
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Der erste Antrieb 3 besitzt ein Gehäuse 10. Ebenso ist die erste Ansteuerelektronik 8 in einem Gehäuse 11 befindlich. Zwar kann das Gehäuse 11 vom Gehäuse 10 entfernt angeordnet werden, bevorzugt ist jedoch das Gehäuse 11 der ersten Ansteuerelektronik 8 an dem Gehäuse 10 des ersten Antriebs 3 anzubringen, wie in 1 zu sehen ist. Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse 11 diebstahlgeschützt angebracht, indem für das Gehäuse 11 ein diebstahlsicheres Gehäuse, das beispielsweise aus Metall besteht, verwendet wird. Selbstverständlich kann das Gehäuse 11 für die Ansteuerelektronik 8 auch direkt in das Gehäuse 10 des ersten Antriebs 3 integriert sein, indem für den ersten Antrieb 3 und die erste Ansteuerelektronik 8 ein gemeinsames, insbesondere diebstahlsicheres Gehäuse vorgesehen ist.
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Im ersten Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Verriegelungseinrichtung 4 voll in die Servolenkung integriert. Hierzu ist die Verriegelungseinrichtung 4 im Gehäuse 10 des ersten Antriebs 3 und/oder im Gehäuse 11 der ersten Ansteuerelektronik 8 angeordnet bzw. das Gehäuse 12 der Verriegelungseinrichtung 4 bildet eine Einheit mit dem Gehäuse 10 und/oder dem Gehäuse 11. Zweckmäßigerweise ist dann weiter die zweite Ansteuerelektronik 9 in die erste Ansteuerelektronik 8 integriert, indem die beiden Ansteuerelektroniken 8, 9 sich auf einer gemeinsamen Leiterplatte befinden. Darüberhinaus kann auch die in der Art einer Wegfahrsperre für das Kraftfahrzeug ausgestaltete Diebstahlschutzelektronik auf dieser Leiterplatte angeordnet sein.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Verriegelungseinrichtung 4 teilweise in die Servolenkung integriert. Hier ist die Verriegelungseinrichtung 4 in einem separaten Gehäuse 12 angeordnet, das seinerseits getrennt vom Gehäuse 11 der ersten Ansteuerelektronik 8 ist. Dieses separate Gehäuse 12 für die Verriegelungseinrichtung 4 ist am Gehäuse 10 des ersten Antriebs 3 angebracht. Auch hier bietet sich eine diebstahlgeschützte Anordnung durch ein entsprechend diebstahlsicheres metallisches Gehäuse 12 an. Im separaten Gehäuse 12 der Verriegelungseinrichtung 4 befindet sich eine minimale Diebstahlschutzelektronik auf der Leiterplatte für die zweite Ansteuerelektronik 9 der Verriegelungseinrichutng 4. Über eine Bus-Verbindung 14 oder auch eine Verbindungsleitung 13 (siehe 3) empfängt die minimale Diebstahlschutzelektronik wenigstens ein von der ersten Ansteuerelektronik 8 erzeugtes, codiertes Signal, wobei dieses Signal zur Auslösung der Ansteuerung der Verriegelungseinrichtung 4 dient. Ist das codierte Signal von der minimalen Diebstahlschutzelektronik positiv ausgewertet, so bringt die minimale Diebstahlschutzelektronik mittels entsprechender Ansteuerung von dem zweiten Antrieb 6 zugeordneten Leistungsschaltern das Sperrelement 5 in der Verriegelungseinrichtung 4 außer Eingriff mit dem ersten Antrieb 3.
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Alternativ kann bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 die Verriegelungseinrichtung 4 innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Die elektrischen Leitungen 14 sind dann ebenfalls innerhalb des Gehäuses 10 und führen zweckmäßigerweise zu einem Hauptstecker 15 für den Anschluß des Elektromotors 3.
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In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Verriegelungseinrichtung 4 entsprechend einem Anbaukonzept an der Servolenkung angebracht. Hier besteht die Verriegelungseinrichtung 4 aus einer an sich selbständigen Einheit. Die zweite Ansteuerelektronik 9 ist im separaten Gehäuse 12 der Verriegelungseinrichtung 4 angeordnet. Zusätzlich kann die zweite Ansteuerelektronik 9 auch die Diebstahlschutzelektronik mit umfassen. Die zweite Ansteuerelektronik 9 ist über eine Bus-Verbindung 14 mit einem Immobilizer im Kraftfahrzeug verbunden, wobei der Immobilizer beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestaltet ist.
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Insbesondere bei Kraftfahrzeugen der gehobenen Klasse ist eine sogenannte „Keyless-Go“-Funktionalität geboten, bei der der Benutzer lediglich einen Identifikations(ID)-Geber mit sich führen muß. Die Überprüfung der Berechtigung des Benutzers erfolgt dann durch entsprechenden Code-Austausch zwischen dem ID-Geber und dem Kraftfahrzeug automatisch, und der Benutzer kann bei vorliegender Berechtigung das Kraftfahrzeug beispielsweise mittels Betätigung eines Start-Knopfes in Betrieb nehmen. In Anpassung an die „Keyless-Go“-Funktionalität kann, wie in 3 zu sehen ist, die zweite Ansteuerelektronik 9, insbesondere mitsamt der Diebstahlschutzelektronik im separaten Gehäuse 12 der Verriegelungseinrichtung 4 angeordnet sein. Weiter ist der, beispielsweise in der Art eines Zündstartschalters, einer Wegfahrsperre o. dgl. ausgestaltete Immobilizer in die zweite Ansteuerelektronik 9 integriert. Der Immobilizer steht dann über eine Funkverbindung in an sich bekannter Art und Weise mit dem ID-Geber, der beispielsweise in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl. ausgebildet ist, in Verbindung.
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So kann eine derartige Verriegelungseinrichtung nicht nur an elektromotorisch arbeitenden Servolenkungen eingesetzt werden sondern auch an Lenkungseinrichtungen Verwendung finden, die mit hydraulischer Servounterstützung o. dgl. arbeiten. Dort erfolgt dann beispielsweise der Eingriff des Sperrelements der Verriegelungseinrichtung in die Pumpe für die Servounterstützung.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Lenkungseinrichtung
- 2:
- Lenkradsäule
- 3:
- erster Antrieb / Elektromotor
- 4:
- Verriegelungseinrichtung
- 5:
- Sperrelement
- 6:
- zweiter Antrieb
- 7:
- Rotor
- 8:
- erste Ansteuerelektronik
- 9:
- zweite Ansteuerelektronik
- 10:
- Gehäuse (vom ersten Antrieb)
- 11:
- Gehäuse (von erster Ansteuerelektronik)
- 12:
- Gehäuse (von Verriegelungseinrichtung)
- 13:
- Verbindungsleitung
- 14:
- Bus-Verbindung
- 15:
- Hauptstecker
