DE102010002567A1

DE102010002567A1 - Elektrische Lenkradverriegelung

Info

Publication number: DE102010002567A1
Application number: DE201010002567
Authority: DE
Inventors: Helmut Bareis; Alexander Gaedke; Hans Köhnle
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-08

Abstract

Elektrische Lenkradverriegelung für eine elektrisch unterstützte Servolenkung eines Fahrzeugs, – wobei die Servolenkung einen Elektromotor umfasst, der Signale von einem Steuergerät erhält und über ein Servogetriebe ein Unterstützungsmoment erzeugt, – wobei die elektrische Lenkradverriegelung einen elektromechanischen Verriegelungsmechanismus umfasst, welcher innerhalb einer Baugruppe, bestehend aus Elektromotor, Steuergerät und Servogetriebe, wirkt, – wobei die elektrische Lenkradverriegelung am Gehäuse des Steuergeräts festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln einer elektrischen Hilfskraftlenkung. Damit wird der Diebstahl eines damit ausgerüsteten Fahrzeugs verhindert.
Zum Verriegeln einer Lenkung in einem Kraftfahrzeug sind allgemein Lenkradschlösser bekannt, die am Lenkrad bzw. an der Lenksäule angeordnet sind und mittels eines Sperrelementes die Bewegung des Lenkrades bzw. der Lenksäule verhindern.
Weiterhin sind elektrische Servolenkungen bekannt, bei denen ein elektrischer Motor über ein Untersetzungsgetriebe beispielsweise auf die Lenksäule wirkt und dabei die Lenkbewegungen unterstützt.
Nach dem Stand der Technik werden Lenkradverriegelung und Servounterstützung als eigenständige, unabhängige Baugruppen ausgeführt. Dies bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Da die Verriegelung in die Lenkwelle eingreift, müssen höhere Kräfte aufgenommen werden. Daher muss die Verriegelung entsprechend stärker dimensioniert werden, was zu einer Baumraum verschwendenen und teuren Ausführung führt. Aufgrund ihrer Lage bleibt die Verriegelung von außen relativ leicht zugänglich, was keine ausreichende Sicherheit bietet.
In den letzten Jahren werden Lenkradschlösser zunehmend als elektromechanische Baugruppen ausgeführt, die eine elektronisch gesteuerte Ver- und Entriegelung des Fahrzeugs erlauben. Solche Lenkradschlösser bestehen aus einer elektromechanischen Aktuatorik, die einen Elektromotor, eine Verriegelungsmechanik sowie eine Signalverarbeitungseinheit und eine Leistungselektronik umfasst.
Um die genannten Nachteile von Lenkradverriegelungen, die direkt auf die Lenksäule wirken, zu vermeiden, wurden bereits kompaktere Verriegelungsvorrichtungen vorgeschlagen, die in der Baugruppe der elektrischen Servolenkung, insbesondere auf der Niedrigmomentenseite, wirken.
In der DE 602 01 242 T2 wird eine Diebstahlsicherungsvorrichtung offenbart, bei der ein Blockierungsglied mit einem Rastring zusammenwirkt, der mit der Welle des elektrischen Hilfsmotors mittels eines Drehmomentbegrenzers koaxial drehfest verbunden ist.
Die DE 603 06 694 T2 beschreibt eine elektrischen Lenkradverriegelung, die an unterschiedlichen Stellen einer elektrischen Servolenkung wirken kann und dabei an einem Fahrzeugkarosserieelement oder an einem Sensorgehäuse festgelegt wird um die Kräfte aufzunehmen.
Ein Nachteil der genannten Systeme ist, dass die elektrische Lenkradverriegelung mit zusätzlichem Aufwand extra verkabelt werden muss.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine robuste Befestigung der elektrischen Lenkradverriegelung auf der Niedrigmomentenseite einer elektrischen Servolenkung und mit direkter Kontaktierung des Steuergeräts zu finden.
Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 offenbarte elektrische Lenkradverriegelung gelöst. Die Lenkradverriegelung ist zwischen Motor und Steuergerät angeordnet und dabei formschlüssig am Gehäuse des Steuergeräts festgelegt.
Die Ansteuerelektronik für die elektrische Lenkradverriegelung ist im Steuergerät integriert. Durch die Befestigung der Lenkradverriegelung am Gehäuse des Steuergeräts wird die Lenkradverriegelung mit der Ansteuerelektronik direkt kontaktiert und es sind keine zusätzlichen elektrischen Kabel notwendig. Die elektrische Verbindung zwischen Verriegelungseinheit und Steuergerät kann beispielsweise als lösbare Steck- oder Schneid-/Klemmverbindung ausgeführt sein.
Im äußeren Bereich der Motorwelle ist ein Raststern montiert, in den das Verriegelungselement der elektrischen Lenkradverriegelung eingreift.
Als Träger des Steuergeräts dient eine Grundplatte, die gleichzeitig die Schnittstelle zum Motor darstellt. Auf der Grundplatte sind die elektronischen Platinen und Bauteile des Steuergeräts befestigt. Diese wirkt dabei auch als Kühlkörper.
In einer ersten Ausführungsvariante wird die Verriegelungseinheit direkt auf der Grundplatte des Steuergeräts fixiert. Die Grundplatte des Steuergeräts weist dazu zur Montage mehrere Bolzen auf, welche in Öffnungen in der Verriegelungseinheit hindurchgeführt und anschließend verstemmt werden. Dadurch wird eine formschlüssige, sichere und robuste Verbindung erreicht. Auf der gegenüberliegenden, nach innen gerichteten Seite der Grundplatte sind die elektronischen Bauteile angeordnet. Dadurch wird die Wärme über die Grundplatte leicht abgeleitet.
In einer zweiten Ausführungsvariante werden die Komponenten der Verriegelungseinheit auf einer separaten Zwischenplatte vormontiert. Anschließend wird die Zwischenplatte formschlüssig am Gehäuse des Steuergeräts befestigt.
Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der elektrischen Lenkradverriegelung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben. Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Zeichnungen detaillierter erklärt.
Es zeigen:
1 den Grundaufbau eines Lenksystems
2 eine erste Ausführungsform der montierten Lenkradverriegelung auf der Grundplatte des Steuergeräts
3 die Grundplatte des Steuergeräts
4 die Lenkradverriegelung
5 einen Schnitt durch die auf der Grundplatte montierten Lenkradverriegelung
6 eine zweite Ausführungsform als Explosionsdarstellung
In der 1 ist der Grundaufbau einer elektrischen Servolenkung dargestellt. Diese weist einen elektrischen Motor 1 und weiterhin ein Steuergerät 2 auf, welches mit dem Motor 1 elektrisch verbunden ist und diesen ansteuert.
In der 2 ist die montierte Lenkradverriegelung 20 auf der Grundplatte 10 des Steuergeräts 2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zu sehen. Ein Blockierglied der Lenkradverriegelung 20 greift dabei in einen Raststern 4 ein, der auf einer Motorwelle 3 befestigt ist.
Die 3 zeigt die Montageelemente auf der Grundplatte 10 des Steuergeräts für das erste Ausführungsbeispiel genauer. Diese ist vorzugsweise aus Aluminiumdruckguß hergestellt und weist mehrere Bolzen 11 sowie seitliche Anlageflächen 12 auf. Bei der Montage werden die Bolzen durch Öffnungen am Gehäuse 21 der Lenkradverriegelung 20 hindurchgeführt. Dadurch wird die Lenkradverriegelung 20 auf einer Stirnfläche 13 der Grundplatte 10 gefügt.
Seitlich wird die Lenkradverriegelung 20 an Anlageflächen 12 fixiert. Dies wird in 4 deutlicher. Das Gehäuse 21 der Lenkradverriegelung 20 weist an den Seitenflächen 22 nockenartige Überstände 23 auf. Durch diese Überstände 23 wird ein Formschluss zu den seitlichen Anlageflächen 12 der Grundplatte 10 erreicht. In ihrer Funktion können die nockenartigen Überstände 23 Toleranzen ausgleichen, wenn das Gehäuse 21 der Lenkradverriegelung 20 beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist.
Die nockenartigen Überstände 23 sind in ihrer Fläche vorzugsweise klein ausgeführt und werden bei der Montage entsprechend der Toleranzlage etwas verformt. Als Montagehilfe können die nockenartigen Überstände 23 jeweils eine Fase 24 aufweisen. Es ist auch möglich, die nockenartigen Überstände 23 in mehrere Segmente zu unterteilen.
Wie bereits erläutert wird die Lenkradverriegelung 20 auf die Stirnfläche 13 der Grundplatte 10 gefügt. Danach haben die Bolzen 11 einen Überstand zum Gehäuse. Dieses überstehende Material wird abschließend zum Verstemmen genutzt. Die 5 zeigt in einer Schnittdarstellung die fertig montierte Lenkradverriegelung 20 auf die Stirnfläche 13 der Grundplatte 10. Der Teil des umgeformten Bolzens 11 ist dabei mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet.
6 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung. Die Verriegelungseinheit 20 mit ihrem Gehäuse 21 wird auf einer separaten Zwischenplatte 9 vormontiert. Anschließend wird die Zwischenplatte 9 in das Gehäuse des Steuergeräts eingepresst. Die Grundplatte 10 des Steuergeräts weist dazu einen rohrförmigen Absatz 15 auf, in welchen die Zwischenplatte 9 eingesetzt wird.
Der rohrförmige Absatz 15 umgibt die elektronischen Bauteile, die auf der Grundplatte 10 angeordnet sind. Weiterhin ist der rohrförmige Absatz 15 in seiner Breite so schmal ausgeführt, dass die Lenkradverriegelung 20 durch eine elektrische Steck- oder Schneid-/Klemmverbindung mit der Ansteuerelektronik auf der Grundplatte 10 ohne zusätzliche Kabel kontaktiert werden kann.
Zur Befestigung der Zwischenplatte 9 wird in diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Absatz 15 am äußeren Umfang der Zwischenplatte 9 kreisförmig verstemmt. Als Schutz vor Verdrehung kann an der Zwischenplatte eine Nocke und an dem rohrförmigen Absatz 15 eine Nut vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Motor
2: Steuergerät
3: Motorwelle
4: Raststern
9: Zwischenplatte
10: Grundplatte
11: Bolzen
12: Anlageflächen
13: Stirnfläche
14: Teil des umgeformten Bolzens
15: Rohrförmiger Absatz
20: Lenkradverriegelung
21: Gehäuse
22: Seitenfläche
23: nockenartige Überstände
24: Fase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 60201242 T2 [0007]
DE 60306694 T2 [0008]

Claims

Elektrische Lenkradverriegelung für eine elektrisch unterstützte Servolenkung eines Fahrzeugs, wobei die Servolenkung einen Elektromotor (1) umfasst, der Signale von einem Steuergerät (2) erhält und über ein Servogetriebe ein Unterstützungsmoment erzeugt, wobei die elektrische Lenkradverriegelung einen elektromechanischen Verriegelungsmechanismus umfasst, welcher innerhalb einer Baugruppe, bestehend aus Elektromotor, Steuergerät und Servogetriebe, wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) am Gehäuse des Steuergerätes festgelegt ist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) direkt mit einer Grundplatte (10) des Steuergerätes durch Formschluss in der Hauptbelastungsrichtung verbunden ist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) durch Verstemmen mit der Grundplatte (10) des Steuergerätes verbunden ist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (10) des Steuergerätes zur Befestigung der elektrischen Lenkradverriegelung (20) Bolzen (11) und seitliche Anlageflächen (12) aufweist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) Öffnungen aufweist, durch die die Bolzen (11) zur Befestigung hindurchgeführt werden.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (11) nach der Montage umgeformt bzw. verstemmt werden.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) an den Seitenflächen (22) nockenartige Überstände (23) aufweist, mit denen ein Formschluss mit den seitlichen Anlageflächen (12) der Grundplatte (10) des Steuergerätes hergestellt wird.
Elektrische Lenkradverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) auf einer separaten Zwischenplatte (9) montiert und die Zwischenplatte (9) in einen rohrförmigen Absatz (15), der Teil der Grundplatte (10) des Steuergeräts ist, eingepresst ist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Absatz (15) am äußeren Umfang der Zwischenplatte (9) kreisförmig verstemmt wird.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) mit dem Steuergerät (2) direkt kontaktiert ist und die Ansteuerelektronik für die elektrische Lenkradverriegelung im Steuergerät integriert ist.
Elektrische Lenkradverriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Lenkradverriegelung (20) in einen Raststern (4) eingreift, der im äußeren Bereich der Motorwelle (3) angeordnet ist.