DE102009057150A1

DE102009057150A1 - Electromechanical steering gear has engaging element, which is arranged at stationary component of steering gear, where another engaging element is arranged at component of steering gear moved by electric motor

Info

Publication number: DE102009057150A1
Application number: DE102009057150A
Authority: DE
Inventors: Andreas Werner; Heiko Schumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-12-05
Filing date: 2009-12-05
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-12-06
Also published as: DE102009057150B4

Abstract

The electromechanical steering gear (1) has an engaging element, which is arranged at a stationary component of the steering gear. Another engaging element is arranged at a component of the steering gear moved by an electric motor (6). The two engaging elements are movable relative to each other in a direction in a locked position.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Lenkung, umfassend einen Elektromotor zur Erzeugung eines Lenkmoments sowie eine Sperrvorrichtung zur Verriegelung der Lenkung.The invention relates to an electromechanical steering system comprising an electric motor for generating a steering torque and a locking device for locking the steering.

Aufgrund gesetzlicher Vorschriften müssen Kraftfahrzeuge in der Europäischen Union mit einer Sicherungseinrichtung gegen eine unbefugte Benutzung ausgestattet sein. In scharf geschalteter Stellung muss die Lenkung ohne eine die Sicherheit gefährdende Beschädigung unter statischen Bedingungen einem bestimmten Drehmoment um die Lenkwellenachse in beiden Richtungen standhalten können oder mit einem Mechanismus ausgestattet sein, der ein Nachgeben oder Abrutschen ermöglicht, so dass das System entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen einem bestimmten Drehmoment standhält.Due to legal regulations, motor vehicles in the European Union must be equipped with a security device against unauthorized use. In an armed position the steering must be able to withstand a certain torque about the steering shaft axis in both directions without a safety hazard damage under static conditions, or be provided with a mechanism that allows it to yield or slip, causing the system either continuously or intermittently withstand a certain torque.

Aus dem Stand der Technik sind in diesem Zusammenhang eine Vielzahl mechanischer und elektronischer Systeme bekannt, mit denen eine Lenkung verriegelt werden kann.From the prior art, a variety of mechanical and electronic systems are known in this context, with which a steering can be locked.

Mechanische Lenkungsverriegelungen werden üblicherweise in ein Zündanlassschloss des Fahrzeugs integriert, welches im oberen Bereich einer Lenksäule angeordnet ist. Durch eine Drehung eines in das Zündanlassschloss eingesteckten, passenden Schlüssels wird die Lenkung entriegelt. Aus verschiedenen Gründen wird neuerdings angestrebt, das Zündanlassschloss von der Lenksäule wegzuverlagern, was jedoch eine mechanische Verriegelung der Lenksäule erschwert.Mechanical steering locks are usually integrated in a starter lock of the vehicle, which is located in the upper part of a steering column. Turning a mating key into the ignition lock unlocks the steering. For various reasons, it is now desired to relocate the Zündanlassschloss of the steering column, but this complicates a mechanical locking of the steering column.

Bei Fahrzeugen, bei denen zur Inbetriebnahme kein mechanischer Schlüssel mehr erforderlich ist, das heißt zum Beispiel bei Fahrzeugen mit einem sogenannten Keyless-Go-System, kommt eine elektrische Sperrvorrichtung zur Lenkungsverriegelung zum Einsatz, bei der über einen elektrischen Aktuator eine bewegbare Komponente der Lenkung gegenüber einer stationären Komponente ver- und entriegelbar ist. In der DE 10 2006 056 042 A1 wird eine elektromechanische Lenkung beschrieben, bei der eine Sperrvorrichtung in einem Lenkgetriebegehäuse vorzugsweise zwischen einer Antriebswelle des Elektromotors und dem Lenkgetriebegehäuse angeordnet ist. Die Sperrvorrichtung ist so ausgelegt, dass diese im Fall einer Störung während des Fahrbetriebs eine offene, das heißt nicht verriegelte Stellung einnimmt.For vehicles in which no mechanical key is required for commissioning, that is, for example, in vehicles with a so-called Keyless-Go system, an electric locking device for steering lock is used, in which via an electric actuator, a movable component of the steering compared a stationary component is locked and unlocked. In the DE 10 2006 056 042 A1 An electromechanical steering is described in which a locking device is preferably arranged in a steering gear housing between a drive shaft of the electric motor and the steering gear housing. The locking device is designed so that it occupies an open, that is unlocked position in the event of a malfunction during driving operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternative Lösungen aufzuzeigen, welche ein unerwünschtes Verriegeln der Lenkung verhindern.The invention has for its object to provide alternative solutions that prevent unwanted locking the steering.

Diese Aufgabe wird durch eine elektromechanische Lenkung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst die Sperrvorrichtung ein erstes Eingriffselement, das an einer stationären Komponente der Lenkung angeordnet ist, und ein zweites Eingriffselement, das an einer durch den Elektromotor bewegbaren Komponente der Lenkung angeordnet ist. Dabei sind das erste und zweite Eingriffselement in einer ersten Richtung relativ zueinander in eine Verriegelungsstellung bewegbar, in der das erste und zweite Eingriffselement miteinander in Eingriff stehen und die Lenkung verriegeln. Ferner umfasst die Lenkung Mittel zur Erzeugung einer oszillierenden Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement quer zu der ersten Richtung. Die Frequenz der oszillierenden Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement ist dabei derart gewählt, dass bei Annäherung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement ein Erreichen der Verriegelungsstellung verhindert ist.This object is achieved by an electromechanical steering system according to claim 1. According to the invention, the locking device comprises a first engagement element, which is arranged on a stationary component of the steering, and a second engagement element, which is arranged on a movable component of the steering by the electric motor. In this case, the first and second engagement member are movable in a first direction relative to each other in a locking position in which the first and second engagement member engage with each other and lock the steering. Furthermore, the steering comprises means for generating an oscillating relative movement between the first and second engagement element transversely to the first direction. The frequency of the oscillating relative movement between the first and second engagement element is selected such that upon approach between the first and second engagement element, reaching the locking position is prevented.

Kommt es während des Betriebs der Lenkung aufgrund einer Störung zu einer unerwünschten Annäherung der Eingriffselemente, kann gleichwohl ein Erreichen der Verriegelungsposition verhindert werden. Hierdurch wird die Gebrauchssicherheit der Lenkung erhöht.If it comes during operation of the steering due to a disturbance to an undesired approach of the engagement elements, however, reaching the locking position can be prevented. As a result, the safety of use of the steering is increased.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

Die oszillierende Relativbewegung lässt sich ohne großen Aufwand durch den an einer elektromechanischen Lenkung zwangsläufig vorhandenen Elektromotor erzeugen. Hierdurch bleibt der apparative Aufwand zur Erzielung einer verbesserten Gebrauchssicherheit besonders gering.The oscillating relative movement can be generated without much effort by the electric motor necessarily present on an electromechanical steering. As a result, the expenditure on equipment to achieve improved safety in use remains particularly low.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und zweite Eingriffselement an dem Elektromotor angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, entsprechende Eingriffselemente an anderer Stelle anzuordnen, beispielsweise zwischen einem Lenkgetriebegehäuse und einer Lenk- bzw. Zahnstange, der Motorwelle oder einer Getriebewelle innerhalb des Lenkgetriebegehäuses.In an advantageous embodiment, the first and second engagement element are arranged on the electric motor. However, it is also possible to arrange corresponding engagement elements elsewhere, for example, between a steering gear housing and a rack, the motor shaft or a transmission shaft within the steering gear housing.

Bevorzugt umfasst das erste Eingriffselement einen axial verlagerbaren Verriegelungsbolzen, der zur Verriegelung der Lenkung mit einer Ausnehmung des zweiten Eingriffselements in Eingriff bringbar ist. Hierdurch lässt sich die für die Betätigung des ersten Eingriffselements benötigte Fremdenergie mit geringem Aufwand an das erste Eingriffselement verbringen, da dieses an einer stationären Komponente der Lenkung angeordnet ist. Prinzipiell ist es jedoch auch denkbar, bei einer entsprechenden Übertragung von Fremdenergie an das zweite Eingriffselement der drehenden Lenkungskomponente eine Verlagerbarkeit des zweiten Eingriffselements in der oben genannten ersten Bewegungsrichtung vorzusehen.The first engagement element preferably comprises an axially displaceable locking bolt, which can be brought into engagement with a recess of the second engagement element in order to lock the steering. As a result, the external energy required for the actuation of the first engagement element can be spent with little effort on the first engagement element, since this is arranged on a stationary component of the steering. In principle, however, it is also conceivable, in the case of a corresponding transmission of external energy to the second engagement element of the rotating steering component Displacement of the second engagement member to provide in the above-mentioned first direction of movement.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Eingriffselement an einer drehbaren Komponente der Lenkung angeordnet, wobei in Drehrichtung der drehbaren Komponente eine oder mehrere Ausnehmungen ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine platzsparende Unterbringung, wobei es möglich ist, das zweite Eingriffselement unmittelbar in die drehbare Komponente zu integrieren.In an advantageous embodiment, the second engagement element is arranged on a rotatable component of the steering, wherein one or more recesses are formed in the direction of rotation of the rotatable component. This allows a space-saving accommodation, wherein it is possible to integrate the second engagement element directly into the rotatable component.

Das zweite Eingriffselement kann jedoch auch durch eine Scheibe oder ein Ring gebildet werden, wobei die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen durch in Umfangsrichtung angeordnete, voneinander beabstandete Lochöffnungen und/oder Nuten gebildet werden. Hierdurch bleibt der Fertigungsaufwand gering, da sich eine solche Scheibe bzw. ein solcher Ring ohne großen Aufwand herstellen lässt.However, the second engagement element can also be formed by a disc or a ring, wherein the recess or recesses are formed by circumferentially spaced apart hole openings and / or grooves. As a result, the production costs remain low, since such a disc or such a ring can be produced without great effort.

Es ist jedoch auch möglich, das zweite Eingriffselement an einer quer zur Verlagerungsrichtung des Verriegelungsbolzens axial verlagerbaren Stange auszubilden, wobei der axial verlagerbare Verriegelungsbolzen zur Verriegelung der Lenkung mit einer Ausnehmung an der Stange in Eingriff bringbar ist.However, it is also possible to form the second engagement element on a transversely to the displacement direction of the locking bolt axially displaceable rod, wherein the axially displaceable locking pin for locking the steering with a recess on the rod can be brought into engagement.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Eingriffselement in eine Freigabestellung verlagerbar, in der die bewegbare Komponente der Lenkung gegenüber der stationären Komponente der Lenkung frei bewegbar ist. Ferner sind Mittel zur Erfassung eines Verlassens der Freigabestellung vorgesehen. Hierdurch lassen sich Fehlfunktionen hinsichtlich der Rückhaltung des ersten Eingriffselements in der Freigabestellung sehr früh erkennen. Liegt eine solche Fehlfunktion vor, kann gleichwohl einem Verriegeln während des Betriebs der Lenkung vorgebeugt werden, indem die Mittel zur Erzeugung einer oszillierende Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement aktiviert werden.According to a further advantageous embodiment, the first engagement element is displaceable in a release position, in which the movable component of the steering relative to the stationary component of the steering is freely movable. Furthermore, means for detecting a leaving of the release position are provided. As a result, malfunctions with regard to the retention of the first engagement element in the release position can be detected very early. However, if such a malfunction is present, locking during operation of the steering can be prevented by activating the means for generating oscillatory relative movement between the first and second engagement elements.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:

1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Lenkung nach der Erfindung, 1 a schematic view of a first embodiment of an electromechanical steering system according to the invention,

2 eine schematische Darstellung der Sperrvorrichtung, 2 a schematic representation of the locking device,

3 eine weitere Ansicht der Sperrvorrichtung, 3 another view of the locking device,

4 eine erste Abwandlung der Sperrvorrichtung, 4 a first modification of the locking device,

5 eine zweite Abwandlung der Sperrvorrichtung, 5 a second modification of the locking device,

6 eine dritte Abwandlung der Sperrvorrichtung, und in 6 a third modification of the locking device, and in

7 eine vierte Abwandlung der Sperrvorrichtung. 7 a fourth modification of the locking device.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt eine elektromechanische Lenkung 1 für ein Kraftfahrzeug, das mit einer elektronischen Wegfahrsperre ausgestattet ist. Die Lenkung 1 weist ein Lenkgetriebegehäuse 2 auf, durch das sich eine Lenkstange 3 erstreckt. An der Lenkstange 3 greift ein nicht näher dargestelltes Lenkungsritzel an, um einen vom Fahrer an einer Lenkungshandhabe 4 aufgebrachten Lenkbefehl an die Fahrzeugräder 5 zu übertragen. Weiterhin weist die Lenkung einen Elektromotor 6 zur Erzeugung eines Lenkmoments auf. Der Elektromotor 6 kann, wie dargestellt, achsparallel zur Lenkstange 3 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, den Elektromotor 6 koaxial zur Lenkstange 3 oder an anderer Stelle, beispielsweise an einer Lenksäule, anzuordnen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Antriebsmoment des Elektromotors 6 über eine Getriebestufe 7 und einen Kugelgewindetrieb 8 als Axialkraft an der Lenkstange 3 zur Wirkung gebracht. Die Getriebestufe 7 ist hier beispielhaft als Riementrieb ausgebildet, wobei eine erste Riemenscheibe an einer Abtriebswelle des Elektromotors 6 und eine zweite Riemenscheibe an einer Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs 8 angeordnet ist. Über den Kugelgewindetrieb 8 wird ein rotatorisches Antriebsmoment des Elektromotors 6 in eine translatorische Bewegungskomponente an der Zahnstange 3 übersetzt, um den Fahrer beim Lenken zu unterstützen.The first embodiment shows an electromechanical steering 1 for a motor vehicle equipped with an electronic immobilizer. The steering 1 has a steering gear housing 2 on, through which a handlebar 3 extends. At the handlebar 3 engages a steering pinion, not shown in detail, to a by the driver to a steering handle 4 applied steering command to the vehicle wheels 5 transferred to. Furthermore, the steering has an electric motor 6 for generating a steering torque. The electric motor 6 can, as shown, axially parallel to the handlebar 3 be arranged. However, it is also possible to use the electric motor 6 coaxial with the handlebar 3 or elsewhere, for example on a steering column. In the illustrated embodiment, the drive torque of the electric motor 6 via a gear stage 7 and a ball screw 8th as axial force on the handlebar 3 brought to action. The gear stage 7 is here exemplified as a belt drive, wherein a first pulley on an output shaft of the electric motor 6 and a second pulley on a ball screw nut of the ball screw 8th is arranged. About the ball screw 8th becomes a rotary drive torque of the electric motor 6 in a translational motion component on the rack 3 translated to assist the driver in steering.

Zur Ansteuerung des Elektromotors 6 dient ein Lenkungssteuergerät 9, das ein Stellsignal für den Elektromotor 6 generiert und dazu unter anderem das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment berücksichtigt. Dieses Lenkmoment kann beispielsweise mit einer Drehmomentmesseinheit 10 an einer Lenksäule 11 gemessen werden, welche die Lenkungshandhabe 4 mechanisch mit der Lenkstange 3 koppelt. Zudem können dem Lenkungssteuergerät 9 weitere Fahrzeugparameter übermittelt werden, welche beispielsweise erlauben, einen Fahrzeugstillstand und den Einschaltzustand der Zündung zu berücksichtigen.For controlling the electric motor 6 serves a steering controller 9 , which is a control signal for the electric motor 6 generated and, among other things, taken into account by the driver applied steering torque. This steering torque, for example, with a torque measuring unit 10 on a steering column 11 be measured, which the steering handle 4 mechanically with the handlebar 3 coupled. In addition, the steering control unit can 9 Further vehicle parameters are transmitted, which allow, for example, to take into account a vehicle standstill and the on state of the ignition.

Das Lenkungssteuergerät 9 kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass dieses bei einem Systemstart, d. h. bei jedem Starten des Fahrzeugs zunächst einen ersten Zustand einnimmt, in dem es die elektromechanische Lenkung 1 hemmt, so dass das Fahrzeug nicht gelenkt werden kann. Erst nach Aufhebung einer elektronischen Wegfahrsperre wird die Hemmung der Lenkung durch das Lenkungssteuergerät 9 aufgehoben. In diesem zweiten Zustand ist die elektromechanische Lenkung freigegeben und gestattet ein Lenken durch den Fahrer.The steering controller 9 For example, it may be configured to initially enter a first state at system startup, ie, every time the vehicle is started the electromechanical steering 1 inhibits, so that the vehicle can not be steered. Only after the removal of an electronic immobilizer is the inhibition of the steering by the steering control unit 9 canceled. In this second state, the electromechanical steering is released and allows steering by the driver.

Zur Hemmung der Lenkung dient eine Sperrvorrichtung 12, die von dem Lenkungssteuergerät 9 angesteuert wird. Bei ausgeschalteter Zündung sowie in dem vorstehend genannten ersten Zustand verhindert die Sperrvorrichtung 12 eine Bewegung zwischen einer stationären Komponente der Lenkung und einer durch den Elektromotor 6 bewegbaren Komponente der Lenkung, wohingegen in dem vorstehend genannten zweiten Zustand eine Relativbewegung dieser Komponenten zueinander nicht eingeschränkt ist.To inhibit the steering is a locking device 12 coming from the steering controller 9 is controlled. When the ignition is switched off and in the aforementioned first state prevents the locking device 12 a movement between a stationary component of the steering and one through the electric motor 6 movable component of the steering, whereas in the aforementioned second state, a relative movement of these components is not limited to one another.

Die 2 und 3 zeigen beispielhaft das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip der Verriegelungsmechanik anhand eines Verriegelungsbolzens 15 als erstes Eingriffselement 13 und einer korrespondierenden Lochscheibe 16 als zweites Eingriffselement 14 ohne dass die Erfindung auf die konkrete Form eines Verriegelungsbolzens 15 oder einer Lochscheibe 16 beschränkt wäre.The 2 and 3 show by way of example the principle underlying the invention of the locking mechanism based on a locking bolt 15 as the first engagement element 13 and a corresponding perforated disc 16 as a second engagement element 14 without the invention to the specific form of a locking bolt 15 or a perforated disc 16 would be limited.

Das erste Eingriffselement 13, hier der Verriegelungsbolzen 15, ist an einer stationären Komponente der Lenkung angeordnet, während das zweite Eingriffselement 14, hier die Lochscheibe 16, an einer durch den Elektromotor 6 bewegbaren Komponente der Lenkung angeordnet ist. Dabei sind das erste Eingriffselement 13 und zweite Eingriffselement 14 in einer ersten Richtung R1 relativ zueinander bewegbar. Vorliegend wird dies durch eine axiale Verlagerung des ersten Eingriffselements 13 bzw. des Verriegelungsbolzens 15 gegenüber der stationären Komponente der Lenkung erzielt, während das zweite Eingriffselement 14 in der ersten Richtung R1 stationär bleibt.The first engagement element 13 , here the locking bolt 15 is disposed on a stationary component of the steering while the second engagement element 14 , here the perforated disc 16 , at one by the electric motor 6 movable component of the steering is arranged. Here are the first engagement element 13 and second engagement element 14 in a first direction R1 relative to each other movable. In the present case, this is achieved by an axial displacement of the first engagement element 13 or the locking bolt 15 achieved with respect to the stationary component of the steering, while the second engagement element 14 in the first direction R1 remains stationary.

Die 2 und 3 zeigen das erste und zweite Eingriffselement 13 und 14 in einer Freigabestellung, in der sich das zweite Eingriffselement 14 in einer zweiten Richtung R2 quer zur ersten Richtung R1 frei bewegen kann, d. h. ein uneingeschränktes Lenken möglich ist. An dem ersten Eingriffselement 13 bzw. Verriegelungsbolzen 15 wirkt eine Rückhalteeinrichtung 17, welche beispielsweise eine elektrische Spule umfassen kann, die in dem oben genannten zweiten Zustand das erste und zweite Eingriffselement 13 und 14 außer Eingriff hält. Erst nach einem Ausschalten des Fahrzeugs wird die Rückhaltung des ersten Eingriffselements 13 deaktiviert, so dass durch eine Relativbewegung in der ersten Richtung R1 das erste und zweite Eingriffselement miteinander verrasten können. Hierzu kann an dem ersten Eingriffselement 13 eine Rückstellfeder 18 angreifen. In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Bewegbarkeit in der ersten Richtung R1 auch durch das zweite Eingriffselement 14 bereitgestellt werden, während das erste Eingriffselement 13 an der stationären Lenkungskomponente festgelegt ist.The 2 and 3 show the first and second engagement element 13 and 14 in a release position in which the second engagement element 14 in a second direction R2 transverse to the first direction R1 can move freely, ie unrestricted steering is possible. At the first engagement element 13 or locking bolt 15 acts a retention device 17 which may comprise, for example, an electrical coil, which in the above-mentioned second state, the first and second engagement element 13 and 14 out of engagement. Only after switching off the vehicle, the retention of the first engagement element 13 deactivated, so that by a relative movement in the first direction R1, the first and second engagement element can lock together. For this purpose, on the first engagement element 13 a return spring 18 attack. In a modification of the embodiment, the mobility in the first direction R1 can also be achieved by the second engagement element 14 be provided while the first engagement element 13 is fixed to the stationary steering component.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Verrasten der Eingriffselemente 13 und 14 und damit eine Verriegelung der Lenkung dadurch erzielt, dass das als Verriegelungsbolzen 15 ausgebildete erste Eingriffselement 13 in eine an dem zweiten Eingriffselement 14 ausgebildete Ausnehmung 19 eingreift. Wie 3 zeigt, können an dem zweiten Eingriffselement 14 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Ausnehmungen 19 vorgesehen sein, um zu ermöglichen, dass eine Verriegelung der Lenkung nicht nur bei Geradeausstellung der Fahrzeugräder 5 möglich ist.In the illustrated embodiment, a locking of the engagement elements 13 and 14 and thus a locking of the steering achieved in that as a locking bolt 15 trained first engagement element 13 in one on the second engagement element 14 trained recess 19 intervenes. As 3 can show on the second engagement element 14 a plurality of circumferentially spaced apart recesses 19 be provided to allow a locking of the steering not only in the straight ahead position of the vehicle wheels 5 is possible.

Kommt es während des Betriebs der Lenkung zu einer Störung der Rückhalteeinrichtung 17 und infolgedessen zu einer Annäherung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement 13 und 14, so besteht die Gefahr, dass die Lenkung verriegelt.If there is a fault in the restraint during operation of the steering system 17 and consequently an approximation between the first and second engagement elements 13 and 14 , so there is a risk that the steering locked.

Ein solches Verriegeln kann verhindert werden, indem grundsätzlich oder aber zumindest im Störungsfall eine oszillierende Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement 13 und 14 erzeugt wird, und zwar in einer Richtung R2 quer zu der ersten Richtung R1. Die Frequenz der oszillierenden Relativbewegung ist dabei derart gewählt, dass ein Erreichen der Verriegelungsstellung ausgeschlossen wird, weil vorliegend der Verriegelungsbolzen 15 nicht in die Ausnehmungen 19 eintauchen kann. Geeignete Frequenzen liegen im Bereich von etwa 150 bis 2000 Hz. Die erforderlichen Amplituden sind so gering, dass keine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens auftritt. Sie sind jedenfalls größer als ein Eingriffsspiel zwischen dem ersten und zweiten Eingriffselement 13 und 14. Gegebenenfalls kann die Schwingungserregung so ausgebildet werden, dass diese für den Fahrer hinreichend deutlich spürbar ist, so dass der Fahrer die Störung bemerkt und Abhilfe veranlassen kann. Es ist auch möglich, das Ansteuersignal für die Schwingungserregung zu verwenden, um dem Fahrer ein optisches oder akustisches Warnsignal zu vermitteln.Such locking can be prevented by basically or at least in case of failure, an oscillating relative movement between the first and second engagement element 13 and 14 is generated, in a direction R2 transverse to the first direction R1. The frequency of the oscillating relative movement is chosen such that a reaching the locking position is excluded, because in this case the locking bolt 15 not in the recesses 19 can dive. Suitable frequencies are in the range of about 150 to 2000 Hz. The required amplitudes are so low that no impairment of driving behavior occurs. In any case, they are larger than an engagement clearance between the first and second engagement elements 13 and 14 , Optionally, the vibration excitation can be formed so that it is sufficiently clearly felt by the driver, so that the driver notices the disturbance and can remedy the situation. It is also possible to use the drive signal for the vibration excitation in order to give the driver an optical or acoustic warning signal.

Prinzipiell kann eine solche Schwingungserregung durch einen separaten Aktuator erzeugt werden. Bei einer elektromechanischen Lenkung wird die Schwingungserregung jedoch bevorzugt über den Elektromotor 6 der Lenkung dargestellt, indem dessen Steuersignal eine Schwingungskomponente überlagert wird. Hierzu kann im Steuergerät 9 ein Oszillator 19 implementiert oder an das Steuergerät 9 angeschlossen sein.In principle, such a vibration excitation can be generated by a separate actuator. In an electromechanical steering, however, the vibration excitation is preferably via the electric motor 6 the steering shown by the control signal is superimposed on a vibration component. This can be done in the control unit 9 an oscillator 19 implemented or to the controller 9 be connected.

Die Erfassung einer Störung der Rückhalteeinrichtung 17 kann beispielsweise mittels eines Sensors 26 erfolgen, mit dem ein Verlassen der Freigabestellung detektiert wird. Es ist jedoch auch möglich, hierzu beispielsweise das Ansteuersignal der Rückhalteeinrichtung 17 auszuwerfen. Prinzipiell sind hierfür alle Mittel geeignet, welche eine Erfassung des Verlassens der Freigabestellung ermöglichen. Liegt ein solcher Fall vor, wird dem Steuergerät 9 oder dem Oszillator 20 ein entsprechendes Signal übermittelt, um eine Stellsignalkomponente zu generieren, welche an dem Elektromotor 6 eine Schwingungserregung verursacht. The detection of a disturbance of the retaining device 17 can for example by means of a sensor 26 take place, with a leaving the release position is detected. However, it is also possible for this purpose, for example, the drive signal of the retaining device 17 eject. In principle, all means are suitable for this, which allow detection of leaving the release position. If such a case, is the control unit 9 or the oscillator 20 transmits a corresponding signal to generate a control signal component which is connected to the electric motor 6 causes a vibration excitation.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Eingriffselement 13 und 14 der Sperrvorrichtung 12 an dem Elektromotor 6 angeordnet. Dabei ist das erste Eingriffselement 13 in Form eines axial verlagerbaren Verriegelungsbolzens 15 am Motorgehäuse 21 angeordnet, während das zweite Eingriffselement 14 in Form einer Lochscheibe 16 auf einer Motorwelle 22 des Elektromotors 6 befestigt ist.In the illustrated embodiment, the first and second engagement elements 13 and 14 the locking device 12 on the electric motor 6 arranged. Here is the first engagement element 13 in the form of an axially displaceable locking bolt 15 on the motor housing 21 arranged while the second engaging element 14 in the form of a perforated disc 16 on a motor shaft 22 of the electric motor 6 is attached.

Es ist jedoch auch möglich, einen Verriegelungsbolzen 15 und eine Lochscheibe 16 zwischen einer anderen drehenden Komponente der Lenkung und einer anderen stationären Komponente derselben anzuordnen.However, it is also possible, a locking bolt 15 and a perforated disk 16 between another rotating component of the steering and another stationary component thereof.

Wie anhand einer ersten Abwandlung in 4 dargestellt ist, können die in 3 als Lochöffnungen dargestellten Ausnehmungen 19 an der Lochscheibe 16 auch durch Nuten 23 gebildet werden, die radial offen sind.As with a first modification in 4 is shown, the in 3 Recesses shown as holes openings 19 at the perforated disc 16 also by grooves 23 are formed, which are radially open.

5 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der die Ausnehmungen 19 im Außenumfang eines Rings oder einer Scheibe 24 ausgebildet sind. Das erste Eingriffselement 13 bzw. der Verriegelungsbolzen 15 ist in diesem Fall nicht senkrecht, sondern radial zu dem Ring bzw. der Scheibe 24 verlagerbar. 5 shows a further modification in which the recesses 19 in the outer circumference of a ring or a disc 24 are formed. The first engagement element 13 or the locking bolt 15 is not perpendicular in this case, but radial to the ring or disc 24 displaced.

Ferner kann, wie in 6 gezeigt, im Sinne einer kinematischen Umkehr das erste Eingriffselement 13 an der stationären Komponente als Scheibe oder Ring 24 mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Ausnehmungen 23 ausgebildet werden, während das zweite Eingriffselement 14 an der drehbaren Komponente durch einen oder mehrere Verriegelungsvorsprünge 25 gebildet wird. Die Scheibe bzw. der Ring 24 wird während des Betriebs der Lenkung durch eine Rückhalteeinrichtung von dem bzw. den Verriegelungsvorsprüngen 25 entfernt gehalten und bei der Verriegelung der Lenkung in Richtung R1 auf die Vorsprünge 25 zu bewegt.Furthermore, as in 6 shown in the sense of a kinematic reversal of the first engagement element 13 on the stationary component as a disk or ring 24 with circumferentially spaced apart recesses 23 be formed while the second engagement element 14 on the rotatable component by one or more locking projections 25 is formed. The disc or the ring 24 is during operation of the steering by a retaining means of the or the locking projections 25 kept away and at the locking of the steering in the direction of R1 on the projections 25 too moved.

Darüber hinaus ist es möglich, die Sperrvorrichtung 12 beispielsweise zwischen dem Lenkungsgehäuse 2 und der Lenkstange 3 anzuordnen, wie dies in 7 in einer weiteren Abwandlung dargestellt ist. Das erste Eingriffselement 13 kann einen axial verlagerbaren Verriegelungsbolzen 15 umfassen, während das zweite Eingriffselement 14 mit entsprechenden Ausnehmungen 19 an der Lenkstange 3 angeordnet oder unmittelbar an dieser ausgebildet ist. Zur Verriegelung der Lenkung wird der Verriegelungsbolzen 15 in der ersten Richtung R1 quer zur Lenkstange 3 bewegt während eine Schwingungserregung in Richtung R2 längs der Lenkstange erfolgt.In addition, it is possible the locking device 12 for example, between the steering housing 2 and the handlebar 3 to arrange, as in 7 is shown in a further modification. The first engagement element 13 can be an axially displaceable locking bolt 15 while the second engagement element 14 with corresponding recesses 19 on the handlebar 3 arranged or formed directly on this. To lock the steering, the locking bolt 15 in the first direction R1 transverse to the handlebar 3 moves while a vibration excitation occurs in the direction R2 along the handlebar.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained above with reference to an embodiment and further modifications. However, it is not limited thereto, but includes all the embodiments defined by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lenkungsteering
22: LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
33: Lenkstangehandlebars
44: LenkungshandhabeSteering handle
55: Fahrzeugradvehicle
66: Elektromotorelectric motor
77: Getriebestufegear stage
88th: KugelgewindetriebBall Screw
99: LenkungssteuergerätSteering control unit
1010: Drehmomentsensortorque sensor
1111: Lenksäulesteering column
1212: Sperrvorrichtunglocking device
1313: erstes Eingriffselementfirst engagement element
1414: zweites Eingriffselementsecond engagement element
1515: Verriegelungsbolzenlocking bolt
1616: Lochscheibeperforated disc
1717: RückhalteeinrichtungRestraint
1818: RückstellfederReturn spring
1919: Ausnehmungrecess
2020: Oszillatoroscillator
2121: Motorgehäusemotor housing
2222: Motorwellemotor shaft
2323: Nutgroove
2424: Scheibedisc
2525: Verriegelungsvorsprunglocking projection
2626: Sensorsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006056042 A1 [0005]

Claims

Electromechanical steering, comprising: an electric motor ( 6 ) for generating a steering torque, and a locking device ( 12 ) for locking the steering, characterized by, a first engagement element ( 13 ), which is arranged on a stationary component of the steering, a second engagement element ( 14 ), which at one by the electric motor ( 6 ) is arranged movable component of the steering, wherein the first and second engagement element ( 13 . 14 ) are movable in a first direction (R1) relative to each other into a locking position, in which the first and second engagement element ( 13 . 14 ) engage with each other and lock the steering means, means for generating an oscillatory relative movement between the first and second engagement elements (FIG. 13 . 14 ) in a second direction (R2) transverse to the first direction (R1), wherein the frequency of the oscillating relative movement between the first and second engagement elements (R2) 13 . 14 ) is selected such that when approaching between the first and second engagement element ( 13 . 14 ) Reaching the locking position is prevented.

Electromechanical steering system according to claim 1, characterized in that the oscillating relative movement by the electric motor ( 6 ) of the steering is generated.

Electromechanical steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second engagement elements ( 13 . 14 ) on the electric motor ( 6 ) are arranged.

Electromechanical steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first engagement element ( 13 ) an axially displaceable locking bolt ( 15 ), which is for locking the steering with a recess ( 19 ) of the second engagement element ( 14 ) is engageable.

Electromechanical steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second engagement element ( 14 ) is arranged on a rotatable component of the steering and in the direction of rotation of the rotatable component one or more recesses ( 19 ) trains.

Electromechanical steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second engagement element ( 14 ) a disk ( 16 . 24 ) or a ring and the recess or recesses ( 19 ) arranged in the circumferential direction, spaced apart hole openings and / or grooves ( 23 ) are formed.

Electromechanical steering system according to claim 6, characterized in that the disc ( 24 ) or the ring is rotatably connected to the rotatable component.

Electromechanical steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second engagement elements ( 13 . 14 ) between a steering gear housing ( 2 ) as a stationary component of the steering and a handlebar ( 3 ) are arranged as a movable component of the steering.

Electromechanical steering system according to claim 8, characterized in that the first, engagement element ( 13 ) an axially displaceable locking bolt ( 15 ), which is for locking the steering with a recess ( 19 ) of the second engagement element ( 14 ) is engageable, and the second engagement element ( 14 ) at a direction transverse to the displacement direction of the locking bolt ( 15 ) axially displaceable rod is formed.

Electromechanical steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first engagement element ( 13 ) is displaceable in a release position in which the movable component of the steering is freely movable relative to the stationary component steering, 20 ) are provided for detecting a release of the release position, and the means for generating an oscillating relative movement between the first and second engagement element ( 13 . 14 ) are activated as soon as a release of the release position is detected during operation of the steering.