DE102005022987A1

DE102005022987A1 - Automotive power-assisted steering system has co-located electronic control unit

Info

Publication number: DE102005022987A1
Application number: DE200510022987
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Reuter
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-11-23

Abstract

An electrical power-assisted automotive steering system has an electrical servo-unit with an electric motor (9, 9') that is linked with a gear (10, 10') and an electronic control unit (11c, 11c'). The electronic control unit is located in the immediate vicinity of the gear housing (13, 13').

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to an electric power steering device of a motor vehicle according to the generic term of claim 1.

Aus der DE 100 52 275 A1 ist eine derartige Servolenkvorrichtung, welche als Servolenkung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, bekannt, wobei eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe zur Verschwenkung eines lenkbaren Rades dient. Das Rad ist gelenkig in bekannter Weise mit Radlenkhebeln und pro Stange mit einem verlagerbaren Bauelement, wie etwa einer Schub- oder Zahnstange, eines Getriebes, wie etwa einem Kugelumlaufgetriebe, verbunden. Ein elektrischer Servomotor ist antriebsmäßig mit dem verlagerbaren Bauelement des Getriebes verbunden. Zur spielfreien Verbindung des elektrischen Servomotors mit dem Getriebe dient eine Riemenscheibe an der Motorwelle des Servomotors, welche mit einer eingangsseitigen Riemenscheibe an dem Getriebe über einen Zahnriemen wirkverbunden ist.From the DE 100 52 275 A1 is such a power steering device, which is designed as a power steering system for a motor vehicle, known, wherein a steering handle designed as a steering handle for pivoting a steerable wheel is used. The wheel is articulated in a known manner with wheel steering levers and per rod with a displaceable component, such as a push or rack, a transmission, such as a ball screw connected. An electric servomotor is drivingly connected to the displaceable component of the transmission. For a play-free connection of the electric servo motor to the transmission is a pulley on the motor shaft of the servomotor, which is operatively connected to an input side pulley on the transmission via a toothed belt.

Des weiteren sind aus dem Stand der Technik weitere elektrische Hilfskraftlenkungen bekannt, wobei die Übertragung der Unterstützungskraft auf die Zahnstange auch über ein Lenkritzel oder z.B. über ein separates Ritzelgetriebe erfolgt. Die Anordnung der Elektronik erfolgt bei den bekannten Elektrolenksystemen entweder im Motorraum direkt an dem Lenkgehäuse angeflanscht oder in Form eines entfernten Steuergerätes im Motor- oder Fahrzeuginnenraum, nachfolgend auch als Wegbausteuergerät bezeichnet.Of other are from the prior art further electrical power steering systems known, the transmission the support force on the rack too a steering pinion or e.g. above a separate pinion gear takes place. The arrangement of the electronics takes place in the known Elektrolsksystemen either in the engine compartment directly on the steering box flanged or in the form of a remote control unit in the engine or vehicle interior, hereinafter also referred to as Wegbausteuergerät.

Bei der ersten Lösung wird das Steuergerät direkt seitlich oder axial auf dem Elektromotor angeflanscht. In einigen Ausführungsformen besitzen Elektromotor und Elektronik gemeinsam genutzte Gehäusebauteile und werden als sogenanntes "power pack" bezeichnet. Die Fahrzeugsignale werden über externe Kabel- und Steckverbindungen zum Steuergerät übertragen. Die Lenkungssignale werden über interne Kabel- und Steck- oder Schweißverbindungen zum Steuergerät übertragen. Die leistungsgeregelte Stromversorgung des Elektromotors erfolgt ebenfalls über interne Kabel und Steck- oder Schweißverbindungen vom Steuergerät aus. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist der hohe Wärmeeintrag aus der Umgebung in die Elektronik wegen der hohen Umgebungstemperatur im Motorraum sowie die schlechte Abfuhr der Wärme, welche durch die Elektronik selbst verursacht wird, was insgesamt zu einer deutlich höheren Betriebstemperatur führt. Dadurch müssen Bauteile mit höherer Temperaturspezifikation im Steuergerät sowie oftmals Hybridtechnologie statt Leiterplattentechnologie verwendet werden, was zu höheren Herstellungskosten führt.at the first solution the control unit becomes direct Flanged laterally or axially on the electric motor. In some embodiments own electric motor and electronics shared housing components and are called so-called "power pack ". The vehicle signals are transmitted via Transfer external cable and plug connections to the control unit. The steering signals are over internal cable and plug or welds transferred to the control unit. The power-controlled power supply of the electric motor takes place also over Internal cables and plug or weld connections from the controller. adversely in this embodiment is the high heat input from the environment into the electronics because of the high ambient temperature in the engine compartment as well as the bad dissipation of heat, which by the electronics caused itself, resulting in a significantly higher operating temperature leads. Thereby have to Components with higher Temperature specification in the control unit and often hybrid technology instead of printed circuit board technology, resulting in higher manufacturing costs leads.

Bei entfernt im Motor- oder Fahrzeuginnenraum angeordneten Steuergeräten werden die Fahrzeug- und Lenkungssignale über externe Kabel- und Steckverbindungen zum Steuergerät übertragen. Die leistungsgeregelte Stromversorgung des Elektromotors erfolgt ebenfalls über externe Kabel- und Steckverbindungen vom Steuergerät aus. Im Gegensatz zur vorstehend genannten Anflanschlösung sind hier jedoch zusätzliche Kabel- und Steckverbindungen zwischen Steuergerät und Elektromotor an der Lenkung notwendig, die die Kosten weiter erhöhen und darüber hinaus ein schlechteres EMV-Verhalten aufweisen. Dem kann durch zusätzliche Entstörungsmaßanhmen entgegengewirkt werden, die ebenfalls höhere Kosten verursachen. Des weiteren erfordert die Rotorlageüberwachung des Elektromotors zusätzliche Leitungen zwischen Motor und Elektronik.at be removed in the engine or vehicle interior arranged control units the vehicle and steering signals via external cable and plug connections transferred to the control unit. The power-controlled power supply of the electric motor takes place also over external cable and plug connections from the control unit. in the However, in contrast to the above-mentioned Anflanschlösung here are additional Cable and plug connections between control unit and electric motor on the steering necessary, which further increase costs and, moreover, a worse one Have EMC behavior. This can be done by additional Entstörungsmaßanhmen be counteracted, which also causes higher costs. Of Another requires rotor position monitoring the electric motor additional Lines between motor and electronics.

Die Kosten für die Elektronik bzw. das Steuergerät bilden einen hohen Anteil an den Gesamtkosten der Elektrolenkung.The costs for the electronics or the control unit form a high proportion on the total cost of electric power steering.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Servolenkung eines Kraftfahrzeugs der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Anordnung der Elektronik bzw. des Steuergeräts, insbesondere unter Kostengesichtspunkten, bei gleichen äußeren Randbedingungen, wie EMV-Verhalten oder Leistungsfähigkeit, verbessert.Of the The present invention is therefore based on the object, an electrical Power steering of a motor vehicle of the type mentioned to create which the arrangement of the electronics or the control device, in particular in terms of cost, with the same external boundary conditions, such as EMC behavior or performance, improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuergerät im Bereich des Getriebes innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet ist.These Task is inventively characterized solved, that the controller arranged in the region of the transmission within a transmission housing is.

Durch die Anordnung der Elektronik im Bereich des Getriebes bzw. in dessen Gehäuse, ist die Elektronik weiter von der Fahrzeugmitte und damit auch weiter von Motor und Abgasleitungen entfernt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der Wärmeeintrag auf die Elektronik verringert. Das Getriebegehäuse besitzt eine größere Oberfläche und Wärmekapazität als das Motorgehäuse, die Elektronik ist über einen geringeren Wärmeübergangswiderstand darin angebunden. Mit dem Getriebegehäuse ist über einen ebenfalls geringen Wärmeübergangswiderstand das Lenkungsgehäuse verbunden, was eine ebenfalls große Oberfläche und eine hohe Wärmekapazität aufweist. Somit lassen sich weitaus niedrigere Betriebstemperaturen der Logikelektronik im Steuergerät erreichen. Falls Hybridtechnologien anstatt Leiterplattentechnologien verwendet werden, kann die Logikelektronik ebenfalls über konventionelle thermische Prozesse zusammen mit dem Getriebegehäusedeckel verbunden werden. Durch die Senkung der Betriebstemperaturen können in einfacher und kostengünstiger Weise Bauteile mit niedrigeren Temperaturspezifikationen zum Einsatz kommen. Dadurch, dass lediglich kurze Verbindungsleitungen zwischen Elektromotor und Elektronik verwendet werden und dadurch, dass die Elektronik mit einem metallischen Gehäuse umfasst ist, ergibt sich eine bessere Abschirmung bzw. ein verbessertes EMV-Verhalten. Zudem sind weniger Dichtstellen erforderlich, wodurch die Qualität verbessert und ein weiteres Potenzial zur Kostenreduktion geschaffen wird. Des weiteren wird die Störung der Logikelektronik durch Ströme innerhalb der Leistungselektronik des Steuergeräts minimiert. Darüber hinaus bietet die vorgeschlagene Anordnung zusätzliches Kostenreduktionspotenzial, da sie eine stärkere Integration der Elektronik in die Lenkung ermöglicht. Ein separates Gehäuse für Elektronik und eine Kontakteinheit für den Elektromotor sind nicht erforderlich; die in der Lenkung bereits vorhandenen Gehäusebauteile können mitverwendet werden.The arrangement of the electronics in the area of the transmission or in its housing, the electronics is further away from the vehicle center and thus further away from the engine and exhaust pipes. As a result, the heat input is reduced to the electronics in an advantageous manner. The gear housing has a larger surface area and heat capacity than the motor housing, the electronics is connected via a lower heat transfer resistance in it. The steering housing is connected to the transmission housing via a likewise low heat transfer resistance, which also has a large surface area and a high heat capacity. Thus, much lower operating temperatures of the logic electronics in the control unit can be achieved. If hybrid technologies Instead of using board technologies, the logic electronics may also be connected via conventional thermal processes together with the gear housing cover. By lowering the operating temperatures components with lower temperature specifications can be used in a simple and cost-effective manner. The fact that only short connecting lines between the electric motor and electronics are used and in that the electronics is covered with a metallic housing, results in a better shielding and improved EMC behavior. In addition, fewer sealing points are required, which improves quality and creates another potential for cost reduction. Furthermore, the disturbance of the logic electronics is minimized by currents within the power electronics of the controller. In addition, the proposed arrangement offers additional cost reduction potential as it allows greater integration of the electronics into the steering. A separate housing for electronics and a contact unit for the electric motor are not required; the already existing in the steering housing components can be used.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass das Getriebe als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist.According to the invention may further be provided that the transmission is designed as a reduction gear is.

Vorteilhaft ist, wenn das Getriebegehäuse ein Lenkungsgehäuse der Servolenkvorrichtung ist.Advantageous is when the gearbox is a steering housing the power steering device is.

Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn das Getriebe ein Riemengetriebe mit einem Antriebsritzel und einer Riemenscheibe zur Übertragung der Lenkunterstützung, insbesondere der Momentenunterstützung, über ein Kugelumlaufgetriebe auf eine Zahnstange der Servolenkvorrichtung aufweist. Durch diese Maßnahmen können in vorteilhafter Weise sehr hohe Zahnstangenkräfte (< 11 kN) erreicht werden. Das Antriebsritzel des Riemengetriebes kann direkt auf der Motorwelle des Elektromotors angeordnet werden.Advantageous is also when the transmission is a belt transmission with a drive pinion and a pulley for transmission the steering assistance, in particular the moment support, over a Recirculating ball gear on a rack of the power steering device having. Through these measures can advantageously very high rack forces (<11 kN) can be achieved. The drive pinion The belt drive can be directly on the motor shaft of the electric motor to be ordered.

Alternativ kann das Getriebe ein Riemengetriebe mit einem Antriebsritzel und einer Riemenscheibe zur Übertragung der Lenkunterstützung auf eine Gelenkwelle der Servolenkvorrichtung aufweisen. Eine derartige Anordnung ist aus der älteren DE 10 2004 059 461.9 bekannt.Alternatively, the transmission may include a belt transmission having a drive pinion and a pulley for transmitting the steering assistance to a propeller shaft of the power steering apparatus. Such an arrangement is from the older one DE 10 2004 059 461.9 known.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass eine Logikelektronik des Steuergeräts auf einem Deckel eines Gehäuses des Riemengetriebes angeordnet ist.According to the invention may further be provided that a logic electronics of the controller on a Cover of a housing the belt drive is arranged.

Das Gehäuse des Riemengetriebes weist eine größere Oberfläche und Wärmekapazität als das Gehäuse des Elektromotors auf. Die Logikelektronik ist über einen geringen Wärmeübergangswiderstand daran angebunden. In vorteilhafter Weise lassen sich somit deutlich geringere Betriebstemperaturen der Logikelektronik erreichen, wodurch Bauteile mit niedrigeren Temperaturspezifikationen sowie oftmals Leiterplattentechnologie statt Hybridtechnologie verwendet werden kann, was die Herstellungskosten deutlich reduziert.The casing of the belt transmission has a larger surface area and heat capacity than the housing of the Electric motor on. The logic electronics have a low heat transfer resistance attached to it. In an advantageous manner can thus be clear achieve lower operating temperatures of the logic electronics, which Components with lower temperature specifications as well as often Printed circuit board technology instead of hybrid technology can, which significantly reduces the manufacturing cost.

Vorteilhaft ist es, wenn elektrische Großbauteile des Steuergeräts, insbesondere Spulen, Kondensatoren, Relais oder dergleichen, für den Betrieb des Elektromotors und die EMV-Entstörung in einem Leerraum zwischen dem Ritzel und der Riemenscheibe des Riemengetriebes angeordnet sind.Advantageous is it when large electrical components the controller, in particular coils, capacitors, relays or the like, for the operation of the Electric motor and the EMC suppression in a void between the pinion and the pulley of the Belt drive are arranged.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise anderweitig nicht genutzter Bauraum für elektrische Großbauteile verwendet werden. Dadurch dass die Leitungen für die elektrischen Großbauteile, welche hohe Ströme führen können, nun von der Logikelektronik entfernt verlegt werden können, wird diese auch nicht durch gegebenenfalls entstehende Magnetfelder gestört.Thereby can advantageously otherwise unused space for electrical large components be used. Because the cables for the major electrical components, which high currents to lead can, can now be moved away from the logic electronics, is this also not disturbed by possibly resulting magnetic fields.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass Leistungstransistoren des Steuergeräts an dem Getriebegehäuse im Bereich des Elektromotors angeordnet sind.In a constructive embodiment of the invention can also be provided be that power transistors of the controller to the gearbox in the area are arranged of the electric motor.

Die Betriebstemperatur der Leistungstransistoren wird durch die direkte Anbindung an das Lenkungsgehäuse deutlich verringert. Dadurch können Standardbauteile statt spezieller Hochtemperaturleistungstreiber, wie beispielsweise Direct Bonded Copper (DBC) oder dergleichen, verwendet werden. Die Anordnung der Leistungstransistoren im Bereich des Elektromotors vermeidet lange Verbindungswege mit nachteiligen hohen Übergangs- bzw. Leitungswiderständen und EMV-Abstrahlung.The Operating temperature of the power transistors is through the direct Connection to the steering housing significantly reduced. This allows standard components instead of special high temperature power drivers, such as Direct Bonded Copper (DBC) or the like. The Arrangement of the power transistors in the region of the electric motor avoids long communication routes with disadvantageously high transitional or line resistances and EMC radiation.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Logikelektronik, die elektrischen Großbauteile und die Leistungstransistoren des Steuergeräts über eine Stanzgittereinheit elektrisch verbunden sind.According to the invention may further be provided that the logic electronics, the major electrical components and the power transistors of the controller via a punched grid unit are electrically connected.

So wird in vorteilhafter Weise eine einfache Verbindung der einzelnen Komponenten des Steuergeräts geschaffen.So is advantageously a simple connection of the individual Components of the control unit created.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass ein Rotorlagesensor zur Bestimmung der Rotorlage des Elektromotors auf der Logikelektronik anordenbar ist, wobei der Geber des Rotorlagesensors stirnseitig auf dem Antriebsritzel des Riemengetriebes oder auf der Motorwelle des Elektromotors anordenbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention may also be provided that a rotor position sensor for determining the rotor position of the electric motor can be arranged on the logic electronics, wherein the encoder of the rotor position sensor frontally on the drive pinion the belt drive or on the motor shaft of the electric motor can be arranged is.

Durch diese besonders vorteilhafte Anordnung des Rotorlagesensors auf der Logikelektronik des Steuergeräts erhält man sozusagen ein integriertes Sensorsystem, wodurch zusätzlich Kabelverbindungen reduziert werden und eine genauere Messung der Lage des Rotors des Elektromotors ermöglicht wird. Der Geber des Rotorlagesensors kann stirnseitig auf dem Antriebsritzel des Riemengetriebes oder auf der Motorwelle des Elektromotors angeordnet werden. Des weiteren ist auch denkbar, das Antriebsritzel selbst, etwa durch entsprechende Magnetisierung, als Geber für den Rotorlagesensor vorzusehen.By this particularly advantageous arrangement of the rotor position sensor The logic electronics of the control unit is, so to speak, an integrated one Sensor system, which in addition Cable connections are reduced and a more accurate measurement of Position of the rotor of the electric motor is made possible. The giver of the Rotor position sensor can frontally on the drive pinion of the belt drive or be arranged on the motor shaft of the electric motor. Of Another is also conceivable, the drive pinion itself, about by corresponding magnetization to provide as an encoder for the rotor position sensor.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt:following is in principle an embodiment with reference to the drawing of the invention. It shows:

1 ein Schema einer elektrischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik; 1 a diagram of an electric power steering apparatus of a motor vehicle according to the prior art;

2a ein vereinfachtes Schema einer Anordnung eines Anflanschsteuergeräts gemäß dem Stand der Technik; 2a a simplified diagram of an arrangement of a flange control device according to the prior art;

2b ein vereinfachtes Schema einer Anordnung eines entfernten Steuergeräts gemäß dem Stand der Technik; 2 B a simplified diagram of an arrangement of a remote control device according to the prior art;

3 ein vereinfachtes Schema einer Anordnung eines integrierten Steuergeräts für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen elektrischen Servolenkvorrichtung; und 3 a simplified diagram of an arrangement of an integrated control device for use in an electric power steering apparatus according to the invention; and

4 ein detaillierteres Schema der Anordnung des integrierten Steuergeräts aus 3. 4 a more detailed diagram of the arrangement of the integrated control device 3 ,

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

In 1 ist eine Servolenkvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik vereinfacht dargestellt. Die Servolenkvorrichtung 1 weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 2 auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Lenksäule bzw. Gelenkwelle 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden. Das Lenkgetriebe 4 dient dazu, einen Drehwinkel der Gelenkwelle 3 in einen Lenkwinkel von lenkbaren Rädern 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umzusetzen. Das Lenkgetriebe 4 weist dazu eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Gelenkwelle 3 angreift.In 1 is a power steering device 1 a motor vehicle according to the prior art shown simplified. The power steering device 1 has a steering handle designed as a steering wheel 2 on. The steering wheel 2 is via a steering column or propeller shaft 3 with a steering gear 4 connected. The steering gear 4 serves to a rotation angle of the propeller shaft 3 in a steering angle of steerable wheels 5a . 5b implement the motor vehicle. The steering gear 4 has a rack 6 and a pinion 7 on, to which the propeller shaft 3 attacks.

Darüber hinaus weist die Servolenkvorrichtung 1 einen elektrischen Servoantrieb 8 auf, welcher insbesondere der variablen Momentenunterstützung dient. Der elektrische Servoantrieb 8 weist einen Elektromotor 9 zur Realisierung der Momentenunterstützung über ein Riemengetriebe 10 auf. Das Riemengetriebe 10 weist ein Antriebsritzel und eine Riemenscheibe zur Übertragung der Momentenunterstützung über ein Kugelumlaufgetriebe (in 1 nicht dargestellt) auf die Zahnstange 6 der Servolenkvorrichtung 1 auf. Des weiteren ist ein elektronisches Steuergerät 11 zur Ansteuerung und Regelung des Elektromotors 9 vorgesehen. Ein Drehmomentsensor 12 übermittelt Signale über eine externe Leitung an das elektronische Steuergerät 11. Ein Gehäuse der Servolenkvorrichtung 1 ist mit dem Bezugszeichen 13 versehen. In 1 ist eine alternative Ausführungsform eines elektrischen Servoantriebs 8' gestrichelt angedeutet. Dabei ist als Getriebe ein Riemengetriebe 10' mit einem Antriebsritzel und einer Riemenscheibe zur Übertragung der Lenkunterstützung eines Elektromotors 9' direkt auf die Gelenkwelle 3 der Servolenkvorrichtung 1 vorgesehen. Des weiteren ist ein elektronisches Steuergerät 11' zur Ansteuerung und Regelung des Elektromotors 9' vorgesehen. Ein Drehmomentsensor 12' übermittelt wiederum Signale über eine externe Leitung an das elektronische Steuergerät 11'. Der Servoantrieb 8' ist in einem Gehäuse 13' angeordnet. Eine derartige Anordnung ist aus der älteren DE 10 2004 059 461.9 bekannt.In addition, the power steering device has 1 an electric servo drive 8th on, which in particular serves the variable torque assistance. The electric servo drive 8th has an electric motor 9 for the realization of the torque support via a belt transmission 10 on. The belt transmission 10 has a drive pinion and a pulley for transmitting the torque support via a recirculating ball gear (in 1 not shown) on the rack 6 the power steering device 1 on. Furthermore, an electronic control unit 11 for controlling and regulating the electric motor 9 intended. A torque sensor 12 transmits signals via an external line to the electronic control unit 11 , A housing of the power steering device 1 is with the reference numeral 13 Mistake. In 1 is an alternative embodiment of an electric servo drive 8th' indicated by dashed lines. Here is a belt drive as a transmission 10 ' with a drive pinion and a pulley for transmitting the steering assistance of an electric motor 9 ' directly on the propeller shaft 3 the power steering device 1 intended. Furthermore, an electronic control unit 11 ' for controlling and regulating the electric motor 9 ' intended. A torque sensor 12 ' in turn transmits signals via an external line to the electronic control unit 11 ' , The servo drive 8th' is in a housing 13 ' arranged. Such an arrangement is from the older one DE 10 2004 059 461.9 known.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einer elektrischen Servolenkvorrichtung 1 mit einem Riemengetriebe 10 und einem separaten Kugelumlaufgetriebe zur Übertragung der Unterstützungskraft auf die Zahnstange 6, wie beispielsweise aus der DE 100 52 275 bekannt oder einem Riemengetriebe 10' zur Übertragung der Unterstützungskraft auf die Lenksäule bzw. Gelenkwelle 3 – ohne Kugelumlaufgetriebe – beschrieben. Für weitere elektrische Lenksystemtechnologien mit Momenten- bzw. Lenkunterstützung lassen sich jedoch mit geringfügigen Änderungen gleiche erfindungsgemäße Umsetzungen erzielen.The invention is based on an electric power steering device 1 with a belt transmission 10 and a separate recirculating ball gear for transmitting the assisting force to the rack 6 , such as from the DE 100 52 275 known or a belt transmission 10 ' for transmitting the assisting force to the steering column or propeller shaft 3 - without recirculating ball - described. For other electric steering system technologies with torque or steering assistance, however, similar implementations according to the invention can be achieved with minor changes.

In 2a ist ein direkt auf dem Elektromotor 9, 9' angeflanschtes Steuergerät 11a, 11a' gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Fahrzeugsignale von dem Kraftfahrzeug 100 werden über externe Kabel- und Steckverbindungen 14 an das Steuergerät 11a, 11a' übertragen. Des weiteren ist ein durch den Elektromotor 9, 9' angetriebenes Riemengetriebe 10, 10' zur Momentenübertragung auf die Zahnstange 6 (in 2a nicht näher dargestellt) bzw. auf die Gelenkwelle 3 vorgesehen. Die leistungsgeregelte Stromversorgung des Elektromotors 9, 9' erfolgt über interne Kabel- und/oder Steck- oder Schweißverbindungen (nicht näher dargestellt).In 2a is a direct on the electric motor 9 . 9 ' flanged control unit 11a . 11a shown in the prior art. The vehicle signals from the motor vehicle 100 are via external cable and plug connections 14 to the control unit 11a . 11a ' transfer. Furthermore, one is through the electric motor 9 . 9 ' driven belt transmission 10 . 10 ' for transmitting torque to the rack 6 (in 2a not shown in detail) or on the propeller shaft 3 intended. The power-controlled power supply of the electric motor 9 . 9 ' via internal cable and / or plug or welded connections (not shown in detail).

Aus 2b ist ein entfernt angeordnetes Steuergerät bzw. Wegbausteuergerät 11b, 11b' gemäß dem Stand der Technik ersichtlich. Die Fahrzeug- und Lenkungssignale werden wie bereits in 2a gezeigt, über externe Kabel- und Steckverbindungen 14 zum Steuergerät 11b, 11b' übertragen. Die leistungsgeregelte Stromversorgung des Elektromotors 9, 9' erfolgt ebenfalls über Kabel- und Steckverbindungen 15 vom Steuergerät 11b, 11b' aus.Out 2 B is a remote control device or Wegbausteuergerät 11b . 11b 'According to the prior art. The vehicle and steering signals are as already in 2a shown via external cable and plug connections 14 to the control unit 11b . 11b ' transfer. The power-controlled power supply of the electric motor 9 . 9 ' also takes place via cable and plug connections 15 from the control unit 11b . 11b ' out.

In 3 ist die Anordnung eines Steuergeräts 11c, 11c' in dem als Getriebegehäuse ausgebildeten Lenkungsgehäuse 13 bzw. im Gehäuse 13' des Servoantriebs 8' (in 3 gestrichelt angedeutet) im Bereich eines als Riemengetriebe 10, 10' ausgebildeten Getriebes einer erfindungsgemäßen elektrischen Servolenkvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Drehmomentsensor 12, 12' kann somit über eine interne Leitung mit dem Steuergerät 11c, 11c' verbunden werden, eine externe Steckverbindung kann entfallen (nicht dargestellt).In 3 is the arrangement of a control unit 11c . 11c ' in the steering housing designed as a transmission housing 13 or in the housing 13 ' of the servo drive 8th' (in 3 indicated by dashed lines) in the region of a belt transmission 10 . 10 ' trained transmission of an electric power steering apparatus according to the invention 1 a motor vehicle shown. The torque sensor 12 . 12 ' can thus via an internal line with the control unit 11c . 11c 'connected, an external connector can be omitted (not shown).

In 4 ist die Anordnung aus 3 näher dargestellt. Das Riemengetriebe 10, 10' weist ein Antriebsritzel 16, welches direkt auf einer Motorwelle 17 des Elektromotors 9, 9' (in 4 vereinfacht dargestellt) angeordnet ist, auf. Das Antriebsritzel 16 treibt über einen nicht dargestellten Zahnriemen eine Riemenscheibe 18 an, welche die Drehbewegung über ein Kugelumlaufgetriebe 19 auf die Zahnstange 6 (in 4 gestrichelt angedeutet) oder alternativ direkt auf die Gelenkwelle 3 überträgt. Eine derartige Getriebeanordnung für eine elektrische Servolenkvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 100 52 275 A1 bzw. alternativ aus der älteren DE 10 2004 059 461.9 bekannt und wird im Nachstehenden nicht näher erläutert. Das Steuergerät 11c, 11c' mit einer Logikelektronik 30, elektronischen Großbauteilen 31 und Leistungstransistoren 32 ist in ein Gehäuse 20 des Riemengetriebes 10, 10' integriert. Auf einem Deckel 21 des Gehäuses 20 des Riemengetriebes 10, 10' ist eine Logikelektronik 30 des Steuergeräts 11c, 11c' angeordnet. In vorteilhafter Weise wird nun auch ein Rotorlagesensor 33 zur Bestimmung der Rotorlage des Elektromotors 9, 9' auf der Logikelektronik 30 angeordnet, wodurch zusätzliche Kabel- und Steckverbindungen oder eine externe Anordnung des Rotorlagesensors 33 unnötig sind. Ein Geber 33a des Rotorlagesensors 33 ist stirnseitig auf dem Antriebsritzel 16 angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen könnte der Geber 33a auch auf der Motorwelle 17 des Elektromotors 9, 9' angeordnet werden. Des weiteren ist auch denkbar, das Antriebsritzel 16 selbst, etwa durch entsprechende Magnetisierung, als Geber 33a für den Rotorlagesensor 33 vorzusehen. Die als Spulen und Kondensatoren 31 ausgebildeten elektrischen Großbauteile des Steuergeräts 11c, 11c' für den Betrieb des Elektromotors 9, 9' und die EMV-Entstörung sind in einem Leerraum zwischen dem Antriebsritzel 16 und der Riemenscheibe 18 des Riemengetriebes 10, 10' angeordnet, was zu besseren Messergebnissen und zu einer geringeren Störung durch Magnetfelder bzw. durch EMV-Abstrahlung führt. Die Leistungstransistoren 32 des Steuergeräts 11c, 11c' sind an dem Gehäuse 20 des Riemengetriebes 10, 10' im Bereich des Elektromotors 9, 9' angeordnet. In weiteren Ausführungsbeispielen könnten die Leistungstransistoren 32 auch an einem Gehäuse der Servolenkvorrichtung 1 (nicht näher dargestellt) angeordnet sein.In 4 is the arrangement off 3 shown in more detail. The belt transmission 10 . 10 ' has a drive pinion 16 which is directly on a motor shaft 17 of the electric motor 9 . 9 ' (in 4 simplified) is arranged on. The drive pinion 16 drives a pulley via a timing belt, not shown 18 on which the rotational movement via a recirculating ball gear 19 on the rack 6 (in 4 dashed lines indicated) or alternatively directly to the propeller shaft 3 transfers. Such a gear arrangement for an electric power steering device is for example from the DE 100 52 275 A1 or alternatively from the older one DE 10 2004 059 461.9 and is not explained in detail below. The control unit 11c . 11c 'with a logic electronics 30 , major electronic components 31 and power transistors 32 is in a housing 20 the belt transmission 10 . 10 ' integrated. On a lid 21 of the housing 20 the belt transmission 10 . 10 ' is a logic electronics 30 of the control unit 11c . 11c ' arranged. Advantageously, now also a rotor position sensor 33 for determining the rotor position of the electric motor 9 . 9 ' on the logic electronics 30 arranged, whereby additional cable and plug connections or an external arrangement of the rotor position sensor 33 are unnecessary. A giver 33a of the rotor position sensor 33 is frontally on the drive pinion 16 arranged. In other embodiments, the encoder could 33a also on the motor shaft 17 of the electric motor 9 . 9 ' to be ordered. Furthermore, it is also conceivable, the drive pinion 16 itself, for example by appropriate magnetization, as a donor 33a for the rotor position sensor 33 provided. The as coils and capacitors 31 trained large electrical components of the controller 11c . 11c 'for the operation of the electric motor 9 . 9 ' and the EMC suppression are in a void between the drive pinion 16 and the pulley 18 the belt transmission 10 . 10 ' arranged, resulting in better measurement results and less interference from magnetic fields or by EMC radiation. The power transistors 32 of the control unit 11c . 11c 'are on the housing 20 the belt transmission 10 . 10 ' in the area of the electric motor 9 . 9 ' arranged. In further embodiments, the power transistors could 32 also on a housing of the power steering device 1 (not shown in detail) may be arranged.

Die Logikelektronik 30, die elektrischen Großbauteile 31 und die Leistungstransistoren 32 des Steuergeräts 11c, 11c' sind elektrisch über eine Stanzgittereinheit 34 verbunden.The logic electronics 30 , the major electrical components 31 and the power transistors 32 of the control unit 11c . 11c 'are electrically via a punched grid unit 34 connected.

Claims

Electric power steering device of a motor vehicle, with 1.1. a steering handle for specifying a steering wheel angle as a measure of a desired steering angle for at least one steerable wheel of the motor vehicle; 1.2. an electric servo drive with an electric motor for realizing the steering assistance via a transmission; and 1.3. an electronic control device for controlling and regulating the electric motor, characterized in that 1.4. the electronic control unit ( 11c . 11c ') in the area of the transmission ( 10 . 10 ' ) within a transmission housing ( 13 . 13 ' . 20 ) is arranged.

Power steering device according to claim 1, characterized in that that the transmission is designed as a reduction gear.

Power steering device according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission housing a steering housing ( 13 ) of the power steering device ( 1 ).

Power steering device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the transmission is a belt transmission ( 10 ) with a drive pinion ( 16 ) and a pulley ( 18 ) for transmitting the steering assistance via a recirculating ball bearing ( 19 ) on a rack ( 6 ) of the power steering device ( 1 ) having.

Power steering device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the transmission is a belt transmission ( 10 ' ) with a drive pinion ( 16 ) and a pulley ( 18 ) for transmitting the steering assistance to a propeller shaft ( 3 ) of the power steering device ( 1 ) having.

Power steering device according to claim 3, 4 or 5, characterized in that a logic electronics ( 30 ) of the electronic control unit ( 11c . 11c ') on a lid ( 21 ) of a housing ( 20 ) of the belt drive ( 10 . 10 ' ) is arranged.

Power steering device according to one of claims 3 to 6, characterized in that large electrical components of the control device ( 11c . 11c ' ), in particular coils and capacitors ( 32 ), for the operation of the electric motor ( 9 . 9 ' ) and the EMC suppression in a void between the drive pinion ( 16 ) and the pulley ( 18 ) of the belt drive ( 10 . 10 ' ) are arranged.

Power steering device according to one of claims 3 to 7, characterized in that power transistors ( 33 ) of the control unit ( 11c . 11c ' ) on the transmission housing ( 13 . 13 ' . 20 ) in the region of the electric motor ( 9 . 9 ' ) are arranged.

Power steering device according to claim 8, characterized in that the logic electronics ( 30 ), the major electrical components ( 31 ) and the power transistors ( 32 ) of the control unit ( 11c . 11c ' ) via a punched grid unit ( 34 ) are electrically connected.

Power steering device according to one of claims 6 to 9, characterized in that a rotor position sensor ( 33 ) for determining the rotor position of the electric motor ( 9 . 9 ' ) on the logic electronics ( 30 ), whereby the donor ( 33a ) of the rotor position sensor ( 33 ) on the front side on the drive pinion ( 16 ) of the belt drive ( 10 . 10 ' ) or on the motor shaft ( 17 ) of the electric motor ( 9 . 9 ' ) can be arranged.