DE102019008099A1 - Steering column for a motor vehicle and motor vehicles with such a steering column - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lenksäule (10) für einen Kraftwagen, mit einer zumindest mittelbar drehfest mit einem Lenkrad (26) verbindbaren Lenkspindel (12), und mit einer Rückstelleinrichtung (30), mittels welcher bei und/oder vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung die Lenkspindel (12) und mit dieser das Lenkrad (26) von dem Fahrer des Kraftwagens wegbewegbar sind, wobei die Rückstelleinrichtung (30) einen durch ein Gehäuseelement (32) gebildeten Zylinder (34) und einen bewegbar in dem Zylinder (34) aufgenommen Kolben (36) aufweist, welcher durch Einleiten eines Fluids in den Zylinder (34) mit dem Fluid beaufschlagbar ist, wodurch der Kolben (36) und dadurch die Lenkspindel (12) und mit dieser das Lenkrad (26) relativ zu dem Gehäuseelement (32) von dem Fahrer des Kraftwagens wegbewegbar sind.The invention relates to a steering column (10) for a motor vehicle, with a steering spindle (12) that can be at least indirectly rotatably connected to a steering wheel (26), and with a restoring device (30) by means of which the steering spindle ( 12) and with this the steering wheel (26) can be moved away from the driver of the motor vehicle, the restoring device (30) having a cylinder (34) formed by a housing element (32) and a piston (36) movably accommodated in the cylinder (34) which can be acted upon by the fluid by introducing a fluid into the cylinder (34), whereby the piston (36) and thereby the steering spindle (12) and with this the steering wheel (26) relative to the housing element (32) of the driver of the motor vehicle can be moved away.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Lenksäule.The invention relates to a steering column for a motor vehicle, in particular for a passenger car, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with such a steering column.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenksäule und einen Kraftwagen mit einer solchen Lenksäule zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a steering column and a motor vehicle with such a steering column so that particularly advantageous accident behavior can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch eine Lenksäule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a steering column with the features of claim 1 and by a motor vehicle with the features of claim 9. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenksäule für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Die Lenksäule weist eine zumindest mittelbar drehfest mit einem Lenkrad verbindbare Lenkspindel auf. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand die Lenksäule und das Lenkrad umfasst. Das Lenkrad ist eine Lenkhandhabe, die im vollständig hergestellten Zustand des Kraftwagens in dessen Innenraum angeordnet ist. Das Lenkrad kann beispielsweise von dem Fahrer des Kraftwagens betätigt und dabei, insbesondere um eine Lenkraddrehachse, gedreht werden, insbesondere relativ zu einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten und den Innenraum begrenzenden Aufbau des Kraftwagens. Durch Drehen des Lenkrads wird die Lenkspindel mit dem Lenkrad mitgedreht. Hierdurch werden beispielsweise wenigstens oder genau zwei Räder des Kraftwagens relativ zu dessen Aufbau verschwenkt, wodurch beispielsweise Richtungsänderungen, Spurwechsel und Kurvenfahrten des Kraftwagens, insbesondere von dem Fahrer manuell, bewegt, beziehungsweise durchgeführt werden können. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt können die Räder des Kraftwagens über die Lenkspindel und das Lenkrad von dem Fahrer manuell betätigt und dabei gelenkt, das heißt relativ zu dem Aufbau verschwenkt werden. Hierzu ist beispielsweise die Lenkspindel, insbesondere über ein Lenkgetriebe, mit den Rädern koppelbar oder gekoppelt. Beispielsweise kann das System auch durch eine nicht-mechanische Kopplung für beispielsweise eine steer-by-wire-Lösung ausgeführt sein.A first aspect of the invention relates to a steering column for a motor vehicle which is preferably designed as a passenger vehicle. The steering column has a steering spindle that can be at least indirectly connected to a steering wheel in a rotationally fixed manner. This means that the motor vehicle includes the steering column and the steering wheel in its fully manufactured state. The steering wheel is a steering handle which is arranged in the interior of the motor vehicle in the fully manufactured state. The steering wheel can, for example, be actuated by the driver of the motor vehicle and, in particular, rotated about a steering wheel axis of rotation, in particular relative to a structure of the motor vehicle which is designed as a self-supporting body and delimits the interior space. By turning the steering wheel, the steering spindle is rotated with the steering wheel. In this way, for example, at least or exactly two wheels of the motor vehicle are pivoted relative to its structure, whereby, for example, changes in direction, lane changes and cornering of the motor vehicle can be moved or carried out, in particular manually by the driver. Expressed again in other words, the wheels of the motor vehicle can be manually operated by the driver via the steering spindle and the steering wheel and thereby steered, that is to say pivoted relative to the structure. For this purpose, for example, the steering spindle can be or is coupled to the wheels, in particular via a steering gear. For example, the system can also be implemented by a non-mechanical coupling for, for example, a steer-by-wire solution.
Die Räder werden auch als Fahrzeugräder bezeichnet und sind Bodenkontaktelemente, über welche der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Bodenabschnittbau abgestützt ist. Wird der Kraftwagen entlang des Bodens gefahren, während der Kraftwagen in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Räder an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Räder an dem Boden ab. Die Lenksäule weist beispielsweise wenigstens ein insbesondere separat von der Lenkspindel ausgebildet ist ein zusätzlich zur Lenkspindel vorgesehenes Halteelement auf, wobei die Lenkspindel, insbesondere mit Lenkraddrehachse, relativ zu dem Halteelement drehbar zumindest mittelbar an dem Halteelement gehalten ist. Über das Halteelement ist die Lenkspindel zumindest mittelbar an dem Aufbau des Kraftwagens zu halten beziehungsweise gehalten.The wheels are also referred to as vehicle wheels and are ground contact elements by means of which the motor vehicle is supported in its completely manufactured state in the vertical direction of the vehicle on a floor section structure. If the motor vehicle is driven along the floor while the motor vehicle is supported in the vertical direction of the vehicle downwards by means of the wheels on the floor, the wheels roll on the floor. The steering column has, for example, at least one holding element provided in addition to the steering spindle, in particular separately from the steering spindle, the steering spindle, in particular with a steering wheel axis of rotation, being rotatably held at least indirectly on the holding element relative to the holding element. The steering spindle can be held or held at least indirectly on the structure of the motor vehicle via the holding element.
Die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad sind beispielsweise in axialer Richtung der Lenkspindel relativ zu dem Halteelement verstellbar, insbesondere verschiebbar, sodass beispielsweise die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad, insbesondere von dem Fahrer, bedarfsgerecht in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten relativ zu dem Aufbau verschoben werden kann. Dadurch kann beispielsweise der Fahrer eine für ihn angenehme, vorteilhafte Position beziehungsweise Stellung des Lenkrads einstellen, insbesondere zumindest in Fahrzeuglängsrichtung. Beispielsweise weist die Lenksäule wenigstens einen Elektromotor auf, mittels welchem die Lenkspindel und mit der Lenkspindel das Lenkrad in axialer Richtung der Lenkspindel relativ zu dem Halteelement und insbesondere relativ zu dem Aufbau bewegt, das heißt verstellt beziehungsweise verschoben werden können. Hierdurch kann der Fahrer beispielsweise das Lenkrad mittels des Elektromotors besonders einfach und komfortabel in eine von dem Fahrer gewünschte und vorteilhafte Stellung beziehungsweise Position manuell beispielsweise über einen Schalter bringen und/oder die Lenkspindel und über diese das Lenkrad kann mittels des Elektromotors und beispielsweise mit einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftwagens, automatisch in axialer Richtung der Lenkspindel relativ zu dem Aufbau und relativ zu dem Halteelement bewegt beziehungsweise verstellt werden, um dadurch beispielsweise eine vorteilhafte Position oder Stellung des Lenkrads, insbesondere automatisch, einzustellen.The steering spindle and with it the steering wheel are for example adjustable, in particular displaceable, in the axial direction of the steering spindle relative to the holding element, so that, for example, the steering spindle and with it the steering wheel, in particular by the driver, as required in the vehicle longitudinal direction forwards and in the vehicle longitudinal direction backwards relative to the structure can be moved. In this way, for example, the driver can set a comfortable, advantageous position or position of the steering wheel, in particular at least in the longitudinal direction of the vehicle. For example, the steering column has at least one electric motor, by means of which the steering spindle and with the steering spindle the steering wheel can be moved in the axial direction of the steering spindle relative to the holding element and in particular relative to the structure, that is to say adjusted or displaced. As a result, the driver can, for example, easily and comfortably bring the steering wheel into an advantageous position or position desired by the driver, for example using a switch, and / or the steering spindle and via this the steering wheel can be moved by means of the electric motor and, for example, with an electronic Computing device, in particular of the motor vehicle, automatically relative in the axial direction of the steering spindle be moved or adjusted relative to the structure and relative to the holding element in order to thereby set, for example, an advantageous position or position of the steering wheel, in particular automatically.
Die Lenksäule weist außerdem eine beispielsweise von dem zuvor genannten Elektromotor unterschiedliche, zusätzlich zu dem Elektromotor vorgesehene Rückstelleinrichtung auf, mittels welcher bei und/oder vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad, insbesondere in axialer Richtung der Lenkspindel, von dem Fahrer des Kraftwagens, insbesondere aktiv und relativ zu dem Aufbau beziehungsweise relativ zu dem Halteelement, wegbewegbar sind.The steering column also has a reset device, which is different from the aforementioned electric motor and is provided in addition to the electric motor, by means of which the driver of the steering spindle and with it the steering wheel, in particular in the axial direction of the steering spindle, during and / or before an accident-related application of force Motor vehicle, in particular actively and relative to the structure or relative to the holding element, can be moved away.
Um nun ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten der Lenksäule und somit des Kraftwagens insgesamt realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rückstelleinrichtung einen durch ein Gehäuseelement, insbesondere der Rückstelleinrichtung, gebildeten beziehungsweise begrenzten Zylinder und einen Kolben aufweist, welcher, insbesondere translatorisch, bewegbar in dem Zylinder aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass der Kolben relativ zu dem Gehäuseelement in dem Zylinder, insbesondere translatorisch, bewegt werden kann. Der Kolben ist dabei durch Einleiten eines beispielsweise als Flüssigkeit oder aber vorzugsweise als Gas ausgebildeten Fluids in den Zylinder beaufschlagbar, wodurch der Kolben und dadurch die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad, insbesondere in axialer Richtung der Lenkspindel, relativ zu dem Gehäuseelement und dabei vorzugsweise auch relativ zu dem Halteelement und relativ zu dem Aufbau, insbesondere translatorisch, von dem Fahrer des Kraftwagens wegbewegbar sind. Mit anderen Worten, wird das Fluid in den Zylinder eingeleitet, so wird hierdurch der Kolben zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Fluid beaufschlagt. Beispielsweise begrenzen der Zylinder beziehungsweise das Gehäuseelement und der Kolben jeweils teilweise einen Arbeitsraum, in welchen das Fluid beispielsweise bei und/oder vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung einleitbar ist beziehungsweise eingeleitet wird. Hierdurch wird der Kolben zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Fluid beaufschlagt. Das Fluid weist beispielsweise einen Druck auf und übt in der Folge beispielsweise eine Kraft auf den Kolben aus, wobei die Kraft entlang einer Bewegungsrichtung wirkt, entlang welcher der Kolben in den Zylinder relativ zu dem Gehäuseelement, insbesondere translatorisch, bewegt werden kann. Dadurch, dass der Kolben mit dem Fluid beaufschlagt wird und dadurch, dass das Fluid die zuvor genannte Kraft auf den Kolben ausübt, ist beziehungsweise wird der Kolben entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuseelement in dem Zylinder bewegbar beziehungsweise bewegt. Die Lenkspindel ist mit dem Kolben mitbewegbar. Wird somit der Kolben mittels des Fluids beziehungsweise durch die von dem Fluid auf den Kolben wirkende Kraft relativ zu dem Gehäuseelement in den Zylinder bewegt, so nimmt der Kolben die Lenkspindel mit, sodass durch Bewegen des Kolbens die Lenkspindel mit dem Kolben mitbewegt wird, insbesondere entlang der beziehungsweise in die Bewegungsrichtung des Kolbens. So wird beispielsweise dadurch, dass der Kolben bewegt wird, die Lenkspindel entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens relativ zu dem Gehäuseelement, relativ zu dem Halteelement und relativ zu dem Aufbau, insbesondere translatorisch, bewegt. Die Spindel wiederum nimmt das Lenkrad mit, sodass durch Bewegen der Spindel das Lenkrad mit der Spindel mitbewegt wird. Somit wird beispielsweise auch das Lenkrad entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuseelement, relativ zu dem Halteelement und relativ zu dem Aufbau, insbesondere translatorisch, bewegt, insbesondere derart, dass das Lenkrad von dem Fahrer, das heißt von einem Fahrersitz, auf welchem der Fahrer des Kraftwagens sitzt beziehungsweise sitzen kann, wegbewegt wird. Beispielsweise werden die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne bewegt, indem der Kolben durch Einleiten des Fluids in den Zylinder und somit durch Beaufschlagen des Kolbens mit dem Fluid auf die beschriebene Weise bewegt wird.In order to be able to realize a particularly advantageous accident behavior of the steering column and thus of the motor vehicle as a whole, it is provided according to the invention that the restoring device has a cylinder formed or limited by a housing element, in particular the restoring device, and a piston which, in particular translationally, can be moved in is added to the cylinder. This means that the piston can be moved relative to the housing element in the cylinder, in particular in a translatory manner. The piston can be acted upon by introducing a fluid formed, for example, as a liquid or preferably as a gas into the cylinder, whereby the piston and thereby the steering spindle and with it the steering wheel, in particular in the axial direction of the steering spindle, relative to the housing element and preferably also relative to the holding element and relative to the structure, in particular translationally, are movable away from the driver of the motor vehicle. In other words, if the fluid is introduced into the cylinder, the piston is acted upon by the fluid at least indirectly, in particular directly. For example, the cylinder or the housing element and the piston each partially delimit a working space into which the fluid can be introduced or is introduced, for example during and / or before an accident-related application of force. As a result, the piston is acted upon by the fluid at least indirectly, in particular directly. The fluid has a pressure, for example, and then exerts, for example, a force on the piston, the force acting along a direction of movement along which the piston can be moved in the cylinder relative to the housing element, in particular in a translatory manner. Because the piston is acted upon by the fluid and because the fluid exerts the aforementioned force on the piston, the piston is or is moved along the direction of movement relative to the housing element in the cylinder. The steering spindle can be moved along with the piston. If the piston is thus moved into the cylinder relative to the housing element by means of the fluid or by the force acting on the piston from the fluid, the piston takes the steering spindle with it, so that the steering spindle is moved along with the piston by moving the piston or in the direction of movement of the piston. For example, by moving the piston, the steering spindle is moved along the direction of movement of the piston relative to the housing element, relative to the holding element and relative to the structure, in particular in a translatory manner. The spindle in turn takes the steering wheel with it, so that the steering wheel is moved with the spindle by moving the spindle. Thus, for example, the steering wheel is also moved along the direction of movement relative to the housing element, relative to the holding element and relative to the structure, in particular in a translatory manner, in particular in such a way that the steering wheel is moved by the driver, i.e. from a driver's seat on which the driver of the Motor vehicle sits or can sit, is moved away. For example, the steering spindle and with it the steering wheel are moved forward in the vehicle longitudinal direction by moving the piston in the manner described by introducing the fluid into the cylinder and thus by applying the fluid to the piston.
Unter dem Merkmal, dass die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad bei und/oder vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens auf die beschriebene Weise von dem Fahrer beziehungsweise von dem Fahrersitz wegbewegt werden, kann insbesondere folgendes verstanden werden: Wird beispielsweise mittels wenigstens eines einfach auch als Sensor bezeichneten Unfallsensors des Kraftwagens eine, insbesondere tatsächlich stattfindende, unfallbedingte Kraftbeaufschlag des Kraftwagens erfasst, so werden in Folge des mittels des Unfallsensors bewirkten Erfassens der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad von dem Fahrer wegbewegt. Der Unfallsensor ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor, welcher eine die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung charakterisierende Beschleunigung des Kraftwagens erfassen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftwagens, eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens prognostiziert, das heißt geschätzt und somit vorhergesagt wird. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt wird, dass es mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in naher Zukunft zu einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens kommen wird beziehungsweise die elektronische Recheneinrichtung ermittelt, dass eine Wahrscheinlichkeit, mit der es in Zukunft zu einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens, das heißt zu einem Unfall des Kraftwagens kommt, einen insbesondere vorgebbaren oder vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. In der Folge kann das Fluid in den Zylinder eingebracht beziehungsweise eingeleitet werden oder es kann mit dem Einleiten des Fluids in den Zylinder begonnen werden, bevor es tatsächlich zu der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung kommt, das heißt bevor die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung tatsächlich beginnt. Hierdurch können die Lenkspindel und somit das Lenkrad besonders frühzeitig von dem Fahrer wegbewegt werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisiert werden kann.The feature that the steering spindle and with it the steering wheel are moved away from the driver or from the driver's seat in the manner described during and / or before an accident-related application of force to the motor vehicle can be understood as follows: For example, if at least one is simply also called Sensor designated accident sensor of the motor vehicle detects an accident-related force application of the motor vehicle, in particular which actually takes place, then as a result of the accident-related force application being detected by means of the accident sensor, the steering spindle and with it the steering wheel are moved away from the driver. The accident sensor is, for example, an acceleration sensor which can detect an acceleration of the motor vehicle that characterizes the application of force caused by the accident. Alternatively or additionally, it is conceivable that, in particular by means of an electronic computing device, in particular of the motor vehicle, an accident-related application of force to the motor vehicle is predicted, that is to say is estimated and thus predicted. This can in particular be understood to mean that it is determined, for example by means of the electronic computing device, that there will be a certain probability of an accident-related force being applied to the vehicle in the near future, or the electronic computing device determines that a probability that there will be an accident-related force in the future The application of force to the motor vehicle, that is to say there is an accident in the motor vehicle, exceeds an in particular predeterminable or predefined threshold value. As a result, the fluid can be introduced or introduced into the cylinder, or the introduction of the fluid into the cylinder can be started before the force application caused by the accident actually occurs, that is, before the force application caused by the accident actually begins. As a result, the steering spindle and thus the steering wheel can be moved away from the driver particularly early, so that particularly advantageous accident behavior can be implemented.
Die Rückstelleinrichtung ist ein aktives, auch als Crashelement bezeichnetes Unfallelement, mittels welchem die Lenkspindel und mit dieser das Lenkrad bei und/oder vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung und somit bei und/oder vor einem Unfall des Kraftwagens von dem Fahrer bewegt werden können, um dadurch einen besonders vorteilhaften und insbesondere großen, zumindest in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Abstand zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer einstellen zu können. Durch diesen großen Abstand kann der Fahrer beispielsweise mittels eines insbesondere im Lenkrad und/oder Cockpit angeordneten und auch als Airbag bezeichneten Luftsacks besonders vorteilhaft aufgefangen und rückgehalten werden, sodass eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden kann. Außerdem kann die Rückstelleinrichtung bei der Erfindung besonders einfach und somit kostengünstig umgesetzt und dabei beispielsweise in die Lenksäule integriert werden, sodass übermäßig kostenintensive Eingriffe in die Lenksäule vermieden werden können. Mit anderen Worten können beispielsweise herkömmliche Lenksäulen auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise zu der erfindungsgemäßen Lenksäule erweitert oder ergänzt werden, sodass sich auf kostengünstige Weise eine besonders hohe Sicherheit darstellen lässt.The reset device is an active accident element, also referred to as a crash element, by means of which the steering spindle and with it the steering wheel can be moved by the driver during and / or before an accident-related force application and thus during and / or before an accident of the motor vehicle in order to thereby achieve a to be able to set particularly advantageous and in particular large, at least in the vehicle longitudinal direction extending distance between the steering wheel and the driver. As a result of this large distance, the driver can be caught and restrained in a particularly advantageous manner, for example by means of an airbag which is arranged in particular in the steering wheel and / or cockpit and is also referred to as an airbag, so that a particularly high level of safety can be achieved. In addition, the resetting device in the invention can be implemented in a particularly simple and thus inexpensive manner and can be integrated into the steering column, for example, so that excessively cost-intensive interventions in the steering column can be avoided. In other words, for example, conventional steering columns can be expanded or supplemented to the steering column according to the invention in a particularly simple and thus inexpensive manner, so that a particularly high level of safety can be represented in an inexpensive manner.
Die Verwendung des Kolbens, des Zylinders und des Fluids ist dabei insofern besonders vorteilhaft, als mittels des Fluids der Kolben und über den Kolben die Lenkspindel und mit der Lenkspindel das Lenkrad besonders schnell bewegt werden können. Mit anderen Worten kann das Lenkrad in kurzer Zeit in besonders große Strecke bewegt werden, um einen besonders großen, zumindest in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Abstand zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer beziehungsweise dem Fahrersitz realisieren zu können. Der auch als Fahrzeug bezeichnete Kraftwagen ist beispielsweise dazu ausgebildet, eine Fahrt automatisiert, insbesondere hochautomatisiert, durchzuführen. Eine solche Fahrt, die mittels des Kraftwagens automatisiert, insbesondere hochautomatisiert, durchgeführt wird, wird auch als automatisiertes, insbesondere hochautomatisiertes, Fahren bezeichnet. Dadurch, dass die Lenkspindel beispielsweise mittels des zuvor genannten Elektromotors, insbesondere automatisch, bewegt beziehungsweise verstellt werden kann, ist die Lenksäule beispielsweise eine, insbesondere automatisch, elektrisch einstellbare Lenksäule. Bei einer automatisierten, insbesondere hochautomatisierten, Fahrt des Kraftwagens wird beispielsweise die Lenkspindel beziehungsweise das Lenkrad, insbesondere automatisch und/oder mittels des Elektromotors, in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne sowie beispielsweise in Fahrzeughochrichtung nach oben bewegt und dabei von dem Fahrer beziehungsweise von dem Fahrersitz wegbewegt, um beispielsweise dem Fahrer ein möglichst großes Raumangebot zur Verfügung stellen zu können. Insbesondere wird das Lenkrad, insbesondere die Lenksäule, bei der automatisierten Fahrt, insbesondere automatisch, in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne sowie gegebenenfalls in Fahrzeughochrichtung nach oben und dabei von dem Fahrer wegbewegt, wodurch das Lenkrad in eine auch als Automatikposition bezeichnete Position, insbesondere relativ zu dem Aufbau, bewegt wird. In der Automatikposition hat der Fahrer beispielsweise besonders viel Platz beziehungsweise Raum, um sich entsprechend komfortabel bewegen beziehungsweise setzen zu können. Die Automatikposition ist auch für einen Unfall von Vorteil, da ein besonders großer, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Abstand zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer eingestellt ist.The use of the piston, the cylinder and the fluid is particularly advantageous in that by means of the fluid the piston and via the piston the steering spindle and with the steering spindle the steering wheel can be moved particularly quickly. In other words, the steering wheel can be moved over a particularly long distance in a short time in order to be able to realize a particularly large distance, at least running in the longitudinal direction of the vehicle, between the steering wheel and the driver or the driver's seat. The motor vehicle, also referred to as a vehicle, is designed, for example, to carry out an automated, in particular highly automated, journey. Such a trip, which is carried out in an automated, in particular highly automated manner, by means of the motor vehicle, is also referred to as automated, in particular highly automated, driving. Because the steering spindle can be moved or adjusted, for example by means of the aforementioned electric motor, in particular automatically, the steering column is, for example, an electrically adjustable steering column, in particular automatically. In an automated, in particular highly automated, drive of the motor vehicle, for example, the steering spindle or the steering wheel, in particular automatically and / or by means of the electric motor, is moved forward in the longitudinal direction of the vehicle and, for example, upward in the vertical direction of the vehicle and is moved away from the driver or from the driver's seat for example, to be able to provide the driver with as much space as possible. In particular, the steering wheel, in particular the steering column, is moved, in particular automatically, in the longitudinal direction of the vehicle forwards and possibly upwards in the vertical direction of the vehicle and away from the driver during automated driving, whereby the steering wheel is moved into a position also known as the automatic position, in particular relative to the body , is moved. In the automatic position, for example, the driver has a particularly large amount of space to move around or sit down comfortably. The automatic position is also advantageous in the event of an accident, since a particularly large distance, in particular running in the longitudinal direction of the vehicle, is set between the steering wheel and the driver.
Möchte jedoch der Fahrer selbst fahren und somit den Kraftwagen manuell führen, so befindet sich hierzu das Lenkrad in einer von der Automatikposition unterschiedlichen Fahrposition. In der Fahrposition ist das Lenkrad, zumindest in Fahrzeuglängsrichtung, näher an dem Fahrersitz und somit an dem Fahrer angeordnet als in der Automatikposition. Die Erfindung ermöglicht es nun, das Lenkrad besonders schnell und besonders frühzeitig und dabei beispielsweise vor dem eigentlichen Unfall beziehungsweise vor der eigentlichen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung relativ zu dem Aufbau zu bewegen und dabei beispielsweise relativ zu dem Aufbau aus der Fahrposition in die Automatikposition zu bewegen, welche gegenüber der Fahrposition eine in Fahrzeuglängsrichtung vordere und unfallgünstige Position ist. Dadurch ist es möglich, bei einer manuellen, durch den Fahrer ausgeführten Fahrt die gleichen Unfallbedingungen zu schaffen wie bei einer automatisierten Fahrt.However, if the driver wants to drive himself and thus drive the motor vehicle manually, the steering wheel is in a driving position that differs from the automatic position for this purpose. In the driving position, the steering wheel, at least in the longitudinal direction of the vehicle, is arranged closer to the driver's seat and thus to the driver than in the automatic position. The invention now makes it possible to move the steering wheel particularly quickly and particularly early and, for example, before the actual accident or before the actual application of force relative to the structure and, for example, to move it from the driving position to the automatic position relative to the structure, which is opposite the driving position is a forward position that is favorable for the accident in the longitudinal direction of the vehicle. This makes it possible to create the same accident conditions for a manual drive carried out by the driver as for an automated drive.
Die Bewegungsrichtung beziehungsweise der Kolben und der Zylinder verlaufen beispielsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Unfallrichtung, entlang welcher die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung wirkt. Alternativ oder zusätzlich verläuft die Bewegungsrichtung beispielsweise parallel zur axialen Richtung der Lenkspindel.The direction of movement or the piston and the cylinder run, for example, at least substantially parallel to an accident direction, along which the force applied as a result of the accident acts. Alternatively or additionally, the direction of movement runs, for example, parallel to the axial direction of the steering spindle.
Um ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten auf besonders kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lenkspindel der Kolben ist. Mit anderen Worten bildet die Lenkspindel den Kolben, wodurch die Rückstelleinrichtung besonders einfach und kostengünstig in die Lenksäule integriert werden kann.In order to be able to implement particularly advantageous accident behavior in a particularly cost-effective manner, it is provided in one embodiment of the invention that the steering spindle is the piston. In other words, the steering spindle forms the piston, as a result of which the resetting device can be integrated into the steering column in a particularly simple and cost-effective manner.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Lenkspindel drehbar zumindest teilweise in einem separat von der Lenkspindel ausgebildeten Rohrteil angeordnet, sodass das Rohrteil zumindest einen Längenbereich der Lenkspindel in Umfangsrichtung der Lenkspindel zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umlaufend umgibt. Dabei kann sich die Lenkspindel beispielsweise mit dem Lenkrad und Lenkraddrehachse relativ zu dem Rohrteil drehen.In a further advantageous embodiment of the invention, the steering spindle is rotatably arranged at least partially in a tubular part formed separately from the steering spindle, so that the tubular part at least partially, in particular at least predominantly or completely, circumferentially surrounds at least a length region of the steering spindle in the circumferential direction of the steering spindle. The steering spindle can rotate relative to the tubular part, for example with the steering wheel and steering wheel axis of rotation.
Um dabei ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten auf besonders kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Rohrteil der Kolben ist. Das Rohrteil beziehungsweise der Kolben kann dann, wenn der Kolben mit dem Fluid beaufschlagt und dadurch bewegt wird, die Lenkspindel, insbesondere entlang der oder in die Bewegungsrichtung mitnehmen. Hierzu ist beispielsweise die Lenkspindel entlang der Bewegungsrichtung an dem Rohrteil abstützbar oder abgestützt. Ferner ist es denkbar, dass die Lenkspindel zumindest entlang der Bewegungsrichtung an dem Rohrteil festgelegt oder relativ zu dem Rohrteil drehbar ist.In order to be able to implement particularly advantageous accident behavior in a particularly cost-effective manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the tubular part is the piston. The tubular part or the piston can then, when the piston is acted upon by the fluid and thereby moved, take along the steering spindle, in particular along or in the direction of movement. For this purpose, for example, the steering spindle can be or is supported on the tubular part along the direction of movement. Furthermore, it is conceivable that the steering spindle is fixed to the tubular part at least along the direction of movement or is rotatable relative to the tubular part.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuseelement ein separat von dem Rohrteil ausgebildetes, zweites Rohrteil ist, in welchem das erste Rohrteil zumindest teilweise aufgenommen ist. Dadurch kann die Rückstelleinrichtung besonders kostengünstig in die Lenksäule integriert werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten auf besonders kostengünstige Weise dargestellt werden kann. Die Rohrteile bilden beispielsweise ein sogenanntes Mantelrohr der Lenksäule, wobei beispielsweise das zweite Rohrteil ein äußeres Mantelrohrteil in Form eines Aufnahmerohrs des Mantelrohrs ist. Das erste Rohrteil ist beispielsweise ein inneres Mantelrohrteil in Form eines Prallrohrs des Mantelrohrs, da das erste Rohrteil zumindest teilweise in dem zweiten Rohrteil aufgenommen ist. Somit umgibt beispielsweise das zweite Rohrteil zumindest einen Längenbereich des ersten Rohrteils in Umfangsrichtung des ersten Rohrteils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umlaufend.Another embodiment is characterized in that the housing element is a second tubular part which is formed separately from the tubular part and in which the first tubular part is at least partially received. As a result, the reset device can be integrated into the steering column in a particularly cost-effective manner, so that particularly advantageous accident behavior can be represented in a particularly cost-effective manner. The tube parts form, for example, what is known as a jacket tube of the steering column, the second tube part, for example, being an outer jacket tube part in the form of a receiving tube of the jacket tube. The first pipe part is, for example, an inner casing pipe part in the form of an impingement pipe of the casing pipe, since the first pipe part is at least partially received in the second pipe part. Thus, for example, the second pipe part surrounds at least a length region of the first pipe part in the circumferential direction of the first pipe part at least partially, in particular at least predominantly or completely, circumferentially.
Die Rohrteile sind vorzugsweise drehfest miteinander verbunden, um auf besonders kostengünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten darstellen zu können. Ferner ist es denkbar, dass die Rohrteile entlang der Bewegungsrichtung aneinander festgelegt und somit relativ zueinander unbeweglich sind.The pipe parts are preferably connected to one another in a rotationally fixed manner in order to be able to represent particularly advantageous accident behavior in a particularly cost-effective manner. Furthermore, it is conceivable that the pipe parts are fixed to one another along the direction of movement and are therefore immovable relative to one another.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kolben ein zusätzlich zu den Rohrteilen vorgesehener, separat von den Rohrteilen ausgebildeter und außerhalb der Rohrteile angeordneter Kolben ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Kolben nicht in die Lenksäule beziehungsweise in das Mantelrohr integriert, sodass nicht etwa ohnehin vorhandene Bauteile der Lenksäule die Funktion des Zylinders und des Kolbens übernehmen, sondern der Kolben ist zusätzlich und separat vorgesehen. Dadurch kann die Rückstelleinrichtung besonders einfach und kostengünstig umgesetzt werden, wobei ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten gewährleistet werden kann.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the piston is a piston which is provided in addition to the pipe parts, is formed separately from the pipe parts and is arranged outside the pipe parts. In this embodiment, the piston is not integrated into the steering column or the jacket tube, so that components of the steering column that are already present do not take over the function of the cylinder and the piston, but the piston is provided additionally and separately. As a result, the reset device can be implemented in a particularly simple and cost-effective manner, and particularly advantageous accident behavior can be ensured.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Gehäuseelement ein zusätzlich zu den Rohrteilen vorgesehenes, separat von den Rohrteilen ausgebildetes und außerhalb der Rohrteile angeordnetes Gehäuseelement ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, herkömmliche Lenksäulen besonders einfach und kostengünstig zu der erfindungsgemäßen Lenksäule weiterbilden zu können, wodurch auf besonders kostengünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten dargestellt werden kann.It has been shown to be particularly advantageous if the housing element is a housing element which is provided in addition to the pipe parts, is formed separately from the pipe parts and is arranged outside the pipe parts. This makes it possible, for example, to develop conventional steering columns into the steering column according to the invention in a particularly simple and cost-effective manner, as a result of which particularly advantageous accident behavior can be represented in a particularly cost-effective manner.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Lenksäule eine Fluidquelle zum Bereitstellen des Fluids auf. Die Fluidquelle weist beispielsweise ein Reservoir auf, in welchem das Fluid aufgenommen ist. Beispielsweise ist die Fluidquelle beziehungsweise das Reservoir außerhalb des Zylinders angeordnet. Das Fluid kann beispielsweise aus beziehungsweise von dem Reservoir abgeführt und in den Zylinder eingeleitet werden, um dadurch den Kolben mit dem Fluid zu beaufschlagen.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the steering column has a fluid source for providing the fluid. The fluid source has, for example, a reservoir in which the fluid is received. For example, the fluid source or the reservoir is arranged outside the cylinder. The fluid can, for example, be discharged from or from the reservoir and introduced into the cylinder in order to thereby apply the fluid to the piston.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Fluidquelle ein pyrotechnischer Aktor ist. Der pyrotechnische Aktor kann beispielsweise ein Treibgas als das Fluid explosionsartig bereitstellen. Hierdurch kann eine besonders große Menge des Fluids besonders schnell in den Zylinder eingebracht werden, sodass der Kolben und über diesen die Lenkspindel und das Lenkrad besonders schnell bewegt werden können, insbesondere aus der Fahrposition in die Automatikposition. Beispielsweise wird das Fluid in eine obere Hälfte der Lenksäule eingeleitet, um dadurch das Lenkrad besonders schnell in eine besonders vorteilhafte Position zu bewegen.It has been shown to be particularly advantageous if the fluid source is a pyrotechnic actuator. The pyrotechnic actuator can, for example, provide a propellant gas as the fluid in an explosive manner. As a result, a particularly large amount of the fluid can be introduced into the cylinder particularly quickly, so that the piston and, via this, the steering spindle and the steering wheel can be moved particularly quickly, in particular from the driving position to the automatic position. For example, the fluid is introduced into an upper half of the steering column in order to move the steering wheel particularly quickly into a particularly advantageous position.
Vorzugsweise ist die Fluidquelle, insbesondere der pyrotechnische Aktor, auch dazu ausgebildet, durch Bereitstellen des Fluids wenigstens einen auch als Luftsack bezeichneten Airbag des Kraftwagens mit dem Fluid aufzublasen. Bei dem Luftsack handelt es sich beispielsweise um einen auch als Kneebag bezeichneten Knieluftsack, mittels welchem beispielsweise wenigstens ein Knie einer sich im Innenraum des Kraftwagens aufhaltenden Person, insbesondere des Fahrers, bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung aufgefangen und rückgehalten werden kann. Insbesondere handelt es sich bei dem pyrotechnischen Aktor um einen sogenannten Gasgenerator, mittels welchem in kurzer Zeit eine besonders große Menge des Treibgases explosionsartig bereitgestellt werden kann.The fluid source, in particular the pyrotechnic actuator, is also preferably used for this purpose designed to inflate at least one airbag, also referred to as an airbag, of the motor vehicle with the fluid by providing the fluid. The airbag is, for example, a knee airbag, also known as a kneebag, by means of which, for example, at least one knee of a person staying in the interior of the motor vehicle, in particular the driver, can be caught and held back during the force application caused by the accident. In particular, the pyrotechnic actuator is a so-called gas generator, by means of which a particularly large amount of the propellant gas can be provided in an explosive manner in a short time.
Der pyrotechnische Aktor, insbesondere der Gasgenerator, ist vorzugsweise außerhalb des Zylinders angeordnet und über wenigstens eine Leitung mit dem Zylinder verbunden, sodass über die Leitung das von dem pyrotechnischen Aktor bereitgestellte Treibgas in den Zylinder eingeleitet werden kann. Desweiteren ist ein vorzugsweise integrierter pyrotechnischer Aktor, insbesondere ein Gasgenerator, zur Bereitstellung des Treibgases vorteilhaft. Der integrierte Gasgenerator kann das benötigte Treibgas in einer besonders kostengünstigen Art und Weise zur Verfügung stellen.The pyrotechnic actuator, in particular the gas generator, is preferably arranged outside the cylinder and connected to the cylinder via at least one line so that the propellant gas provided by the pyrotechnic actuator can be introduced into the cylinder via the line. Furthermore, a preferably integrated pyrotechnic actuator, in particular a gas generator, is advantageous for providing the propellant gas. The integrated gas generator can provide the required propellant gas in a particularly cost-effective manner.
Insbesondere können durch die Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - eine konstruktive Umsetzung der Erfindung kann minimalinvasiv in bereits bestehende Lenksäulenkonzepte erfolgen
- - die erfindungsgemäße Lösung kann in einem bestehenden Bauraum der Lenksäule integriert werden
- - die Rückstelleinrichtung kann zu einem besonders frühen Zeitpunkt aktiviert und insbesondere in bereits bestehende, passive Sicherheitssysteme integriert werden
- - die Erfindung kann zumindest nahezu kostenneutral umgesetzt werden, da auf bestehende Komponenten zurückgegriffen werden kann.
- - A constructive implementation of the invention can take place in a minimally invasive manner in already existing steering column concepts
- - The solution according to the invention can be integrated into an existing installation space of the steering column
- - The reset device can be activated at a particularly early point in time and, in particular, can be integrated into existing, passive safety systems
- - The invention can be implemented at least almost at no cost, since existing components can be used.
Insbesondere kann dadurch, dass beispielsweise als der Kolben die Lenkspindel selbst oder das erste Rohrteil und als das Gehäuseelement beispielsweise das zweite Rohrteil verwendet wird, ein Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Lenksäule besonders gering gehalten werden, insbesondere derart, dass die erfindungsgemäße Lenksäule den gleichen Bauraumbedarf oder einen nur unwesentlich größeren Bauraumbedarf aufweist als eine herkömmliche Lenksäule.In particular, the fact that, for example, the steering spindle itself or the first tubular part is used as the piston and the second tubular part, for example, is used as the housing element, the space requirement of the steering column according to the invention can be kept particularly low, in particular such that the steering column according to the invention has the same space requirement or only one has insignificantly larger space requirements than a conventional steering column.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Der Kraftwagen umfasst wenigstens oder genau eine erfindungsgemäße Lenksäule gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle preferably designed as a passenger vehicle. The motor vehicle comprises at least or precisely one steering column according to the invention according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Lenksäule für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen; und -
2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht der Lenksäule.
-
1 a schematic perspective view of a steering column according to the invention for a motor vehicle, in particular for a passenger car; and -
2 a fragmentary schematic and perspective sectional view of the steering column.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Die Lenksäule
Besonders gut in Zusammenschau mit
Die Lenksäule
Insbesondere kann dadurch das Lenkrad
Um nun das Lenkrad
Besonders gut aus
Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Fluidquelle ein pyrotechnischer Aktor, insbesondere ein Gasgenerator, ist, mittels welchem ein Treibgas als das Fluid expansionsartig bereitgestellt werden kann. Dadurch kann in kurzer Zeit eine besonders große Menge des Fluids in die Arbeitskammer
Außerdem ist die Lenksäule
Die mittels des Elektromotors
Durch Bewegen des Lenkrads
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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