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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Lenksystem mit einer solchen Lenkvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Lenkgehäuse zur Aufnahme eines Lenkgetriebes, eines Steuergeräts und/oder eines Lenkaktuators bestehen in der Regel aus einer Aluminium-Druckgusslegierung.
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Darüber hinaus ist aus der gattungsbildenden
DE 10 2017 207 094 A1 ein Lenksystem mit einem Lenkgehäuse bekannt, welches zumindest teilweise aus Kunststoff besteht, wobei ein Steuergehäuse zur Aufnahme eines Steuergeräts und/oder ein Antriebsgehäuse zur Aufnahme eines Elektromotors in einem Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt sein können. Zudem umfasst das Lenksystem in diesem Fall eine Sensoreinheit mit zumindest einem Feuchtigkeitssensor, welcher innerhalb eines Sensierraums des Lenkgehäuses angeordnet ist. Eine derartige Sensorik ist insbesondere für zukünftiges hochautomatisiertes und/oder autonomes Fahren essentiell, um ein unerwartetes, plötzliches Versagen eines Lenkungsbauteils, wie beispielsweise eines Lenkgetriebes, zu erfassen und die mit dem hochautomatisierten und/oder autonomen Fahren verbundenen Sicherheitsanforderungen an das Lenksystem erfüllen zu können. Die in der
DE 10 2017 207 094 A1 beschriebene Anordnung des Feuchtigkeitssensors innerhalb des Sensierraums führt jedoch zu einem relativ komplizierten Montageprozess. Darüber hinaus ist eine beliebige Positionierung des Feuchtigkeitssensors innerhalb des Sensierraums aufgrund weiterer in dem Lenkgehäuse angeordneter Lenkungsbauteile und/oder einer Zugänglichkeit des entsprechenden Bereichs nur schwer möglich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Lenkvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Montage bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 9 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung mit einem Lenkgehäuse, welches zur Aufnahme und/oder Halterung zumindest eines Lenkungsbauteils vorgesehen ist und welches wenigstens einen aus Kunststoff bestehenden Gehäuseabschnitt umfasst, und mit einer Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer, insbesondere mit einem Zustand des Lenkungsbauteils korrelierten, Erfassungsgröße.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit stoffschlüssig, wie beispielsweise mittels einer Schmelzverbindung, einer Spritzverbindung und/oder einer Klebeverbindung, mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Montage vereinfacht werden. Zudem kann eine vorteilhaft flexible Positionierung der Sensoreinheit an und/oder in dem Lenkgehäuse erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert und eine Betriebssicherheit erhöht werden.
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Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems verstanden werden. Insbesondere ist das Lenksystem dabei zu einem Einsatz in einem Fahrzeug, vorteilhaft einem Kraftfahrzeug und besonders vorteilhaft einem Elektrokraftfahrzeug, vorgesehen. Ferner umfasst das Fahrzeug in diesem Zusammenhang vorzugsweise zumindest zwei unterschiedliche Fahrmodi, insbesondere einen konventionellen und/oder manuellen Fahrmodus und einen hochautomatisierten und/oder autonomen Fahrmodus. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Das Lenkgehäuse ist insbesondere einteilig oder mehrteilig ausgebildet und umfasst vorteilhaft wenigstens ein Steuergehäuse zur Aufnahme eines Steuergeräts, wenigstens ein Antriebsgehäuse zur Aufnahme eines, insbesondere als Elektromotor ausgebildeten, Lenkaktuators und/oder wenigstens ein Lenkgetriebegehäuse zur Aufnahme eines Lenkgetriebes und/oder eines Kopplungsgetriebes zur Anbindung des Lenkaktuators, insbesondere an das Lenkgetriebe. Das Lenkungsbauteil kann folglich insbesondere als Lenkgetriebe oder Teil des Lenkgetriebes, als, beispielsweise als Zahnstange ausgebildetes, Lenkungsstellelement oder Teil des Lenkungsstellelements, als Lenksensor oder Teil des Lenksensors, als Steuergerät oder Teil des Steuergeräts, als Lenkaktuator oder Teil des Lenkaktuators, als Kopplungsgetriebe oder Teil des Kopplungsgetriebes, als Spurstange oder Teil der Spurstange und/oder als, beispielsweise als Faltenbalg ausgebildete, Dichteinheit oder Teil der Dichteinheit ausgebildet sein. Insbesondere kann die Lenkvorrichtung dabei auch das zumindest eine, insbesondere zu überwachende, Lenkungsbauteil und/oder mehrere zu überwachende Lenkungsbauteile umfassen.
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Darüber hinaus ist die Sensoreinheit insbesondere zu einer kontaktbehafteten oder vorteilhaft kontaktlosen Erfassung der Erfassungsgröße vorgesehen. Dazu umfasst die Sensoreinheit insbesondere wenigstens ein, bevorzugt elektrisches, akustisches, optisches und/oder magnetisches, Sensorelement, welches vorteilhaft als passiver und/oder aktiver Sensor ausgebildet sein kann. Das Sensorelement ist ferner vorteilhaft auf einer dem Lenkungsbauteil zugewandten Seite des Gehäuseabschnitts und/oder auf einer einem Aufnahmeraum des Lenkgehäuses zugewandten Seite des Gehäuseabschnitts angeordnet. Vorteilhaft kann die Sensoreinheit auch mehrere, insbesondere zueinander baugleiche oder vorteilhaft verschiedene, Sensorelemente umfassen. Darüber hinaus ist die Sensoreinheit insbesondere dazu vorgesehen, ein mit der Erfassungsgröße korreliertes Erfassungssignal bereitzustellen und vorteilhaft leitungsgebunden an das Steuergerät und insbesondere eine Recheneinheit des Steuergeräts weiterzuleiten. Ferner ist die Erfassungsgröße vorzugsweise mit einem Zustand des Lenkungsbauteils korreliert und kann beispielsweise eine Zustandsveränderung und/oder Materialveränderung des Lenkungsbauteils bewirken und/oder einem aktuellen Zustand, einer Zustandsveränderung und/oder einer Materialveränderung des Lenkungsbauteils, beispielsweise in Form einer Materialdegradation, entsprechen. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit dabei zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft des Lenkungsbauteils und/oder zur Erfassung einer in das Lenkgehäuse eindringenden Fremdsubstanz, wie beispielsweise eines Feststoffs, insbesondere Staub und/oder Schmutz, und/oder einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, vorgesehen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts integriert und/oder eingebettet ist, wodurch insbesondere eine Anzahl benötigter Montageschritte reduziert und gleichzeitig eine vorteilhaft robuste Lenkvorrichtung bereitgestellt werden kann. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit in diesem Fall mit dem Gehäuseabschnitt umspritzt. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 75 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 %, verstanden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Lenkvorrichtung eine Verbindungseinheit mit wenigstens einer Verbindungsleitung, beispielsweise in Form einer Leiterbahn, zur, insbesondere elektrischen, Kontaktierung der Sensoreinheit umfasst, wobei die Verbindungseinheit vorzugsweise zur Verbindung der Sensoreinheit mit dem Steuergerät vorgesehen ist. Vorteilhaft ist die Verbindungsleitung dabei in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts integriert und/oder eingebettet. Besonders vorteilhaft ist die Verbindungsleitung mittels eines MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens hergestellt und/oder mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders flexible Kontaktierung der Sensoreinheit erreicht werden. Zudem kann die Verbindungsleitung hierdurch vorteilhaft an eine besonders leicht zugängliche Stelle geführt werden, wodurch eine besonders einfache Verbindung mit dem Steuergerät erreicht werden kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Gehäuseabschnitt im Bereich eines Kopplungsgetriebes, insbesondere des bereits zuvor genannten Kopplungsgetriebes, zur Anbindung eines Lenkaktuators, insbesondere des bereits zuvor genannten Lenkaktuators, angeordnet ist. In diesem Fall kann das Lenkungsbauteil vorteilhaft als Kopplungsgetriebe oder als Teil des Kopplungsgetriebes, wie beispielsweise als Kugelgewindetrieb, als Zahnriemenscheibe und/oder als Schneckengetriebe oder dergleichen, ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit erhöht werden. Insbesondere kann hierdurch auch eine Überwachung besonders kritischer und/oder schwer zu überwachender Lenkungsbauteile ermöglicht werden.
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Das Lenkgehäuse könnte insbesondere einen Grundkörper aufweisen, welcher zu wenigstens einem Großteil und vorzugsweise vollständig aus Kunststoff besteht, wobei der Gehäuseabschnitt als separates Gehäuseelement ausgebildet ist, welches kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass das Lenkgehäuse einen Grundkörper aufweist, welcher zu wenigstens einem Großteil und vorzugsweise vollständig aus Kunststoff besteht, und der Gehäuseabschnitt einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet ist. Der Grundkörper und der Gehäuseabschnitt können dabei insbesondere aus demselben Material, insbesondere demselben Kunststoff, bestehen und beispielsweise in einem Einkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Alternativ können der Grundkörper und der Gehäuseabschnitt jedoch auch aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen, bestehen und beispielsweise in einem Zweikomponenten- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Besonders bevorzugt sind der Grundkörper und der Gehäuseabschnitt als gemeinsames Spritzgussteil ausgebildet. Unter einem „Grundkörper des Lenkgehäuses“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teil des Lenkgehäuses verstanden werden, welcher zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 75 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % des gesamten Lenkgehäuses umfasst. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache und/oder kosteneffiziente Herstellung der Lenkvorrichtung erreicht werden.
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Alternativ wird vorgeschlagen, dass das Lenkgehäuse einen Grundkörper aufweist, welcher zu wenigstens einem Großteil und vorzugsweise vollständig aus Metall, wie beispielsweise Aluminium, besteht, und der Gehäuseabschnitt als separates Gehäuseelement ausgebildet ist, welches kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft robuste Lenkvorrichtung bereitgestellt werden, welche insbesondere auch im Bereich hoher Temperaturen, welche beispielsweise durch Verbrennungsabgase bewirkt sein können, eingesetzt werden kann.
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Die Sensoreinheit könnte zur Erfassung der Erfassungsgröße beispielsweise ein als CCD-Sensor und/oder Kamera ausgebildetes Sensorelement umfassen. Eine steuerungstechnisch besonders einfache und/oder kosteneffiziente Erfassung der Erfassungsgröße kann jedoch insbesondere erreicht werden, wenn die Sensoreinheit zur Erfassung der Erfassungsgröße wenigstens ein als Beschleunigungssensor, Feuchtigkeitssensor und/oder Korrosionssensor ausgebildetes Sensorelement umfasst.
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Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkvorrichtung, insbesondere der bereits zuvor genannten Lenkvorrichtung, vorgeschlagen, bei welchem wenigstens ein Gehäuseabschnitt eines Lenkgehäuses, welches insbesondere zur Aufnahme und/oder Halterung zumindest eines Lenkungsbauteils vorgesehen ist, aus einem Kunststoff hergestellt wird und eine Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer, insbesondere mit einem Zustand eines Lenkungsbauteils korrelierten, Erfassungsgröße während der Herstellung des Gehäuseabschnitts in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts integriert und/oder eingebettet wird. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann dabei eine Montage vereinfacht werden, wobei insbesondere eine Anzahl benötigter Montageschritte reduziert werden kann. Zudem kann eine vorteilhaft flexible Positionierung der Sensoreinheit an und/oder in dem Lenkgehäuse erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert und/oder eine Betriebssicherheit erhöht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Gehäuseabschnitt in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird und die Sensoreinheit mit dem Kunststoff des Gehäuseabschnitts umspritzt wird. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Herstellung der Lenkvorrichtung erreicht werden, wobei vorteilhaft auf eine überdimensionierte Veredelung verzichtet und Kosten eingespart werden können.
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Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Gehäuseabschnitt mittels eines MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens hergestellt und/oder, insbesondere elektrisch, mit der Sensoreinheit verbunden wird. Vorteilhaft wird dabei zumindest die Verbindungseinheit und/oder wenigstens eine Verbindungsleitung der Verbindungseinheit mittels des MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens hergestellt und/oder mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Herstellung der Lenkvorrichtung und/oder eine besonders einfache Kontaktierung der Sensoreinheit erreicht werden.
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Die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zur Herstellung der Lenkvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zur Herstellung der Lenkvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 zumindest ein Teil eines beispielhaften Lenksystems mit einer Lenkvorrichtung, welche ein Lenkgehäuse umfasst, in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 ein aus Kunststoff bestehender Gehäuseabschnitt des Lenkgehäuses und eine mit dem Gehäuseabschnitt verbundene Sensoreinheit in einer Detaildarstellung und
- 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Lenkvorrichtung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt zumindest einen Teil eines beispielhaften Lenksystems 32 in einer perspektivischen Darstellung. Das Lenksystem 32 ist im vorliegenden Fall als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet. Ferner ist das Lenksystem 32 zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere einem Elektrokraftfahrzeug, vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst dabei beispielhaft zumindest zwei unterschiedliche Fahrmodi, insbesondere einen konventionellen und/oder manuellen Fahrmodus und einen hochautomatisierten und/oder autonomen Fahrmodus. Das Lenksystem 32 weist in einem eingebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Ferner kann das Lenksystem 32 insbesondere als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff oder als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet sein. Alternativ könnte ein Fahrzeug jedoch auch genau einen Fahrmodus, insbesondere einen konventionellen und/oder manuellen Fahrmodus oder einen hochautomatisierten und/oder autonomen Fahrmodus aufweisen. Zudem könnte ein Fahrzeug grundsätzlich auch als von einem Elektrokraftfahrzeug abweichendes Fahrzeug, beispielsweise als Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, ausgebildet sein.
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Das Lenksystem 32 weist eine Lenkvorrichtung auf. Die Lenkvorrichtung umfasst ein Lenkgehäuse 10. Das Lenkgehäuse 10 ist als Außengehäuse ausgebildet. Das Lenkgehäuse 10 ist als Aufnahmegehäuse ausgebildet und insbesondere zur Aufnahme und/oder Halterung zumindest eines Lenkungsbauteils 12 vorgesehen. Das Lenkgehäuse 10 umfasst im vorliegenden Fall beispielhaft ein Lenkgetriebegehäuse 34, ein Steuergehäuse 36 und ein Antriebsgehäuse 38. Das Lenkgetriebegehäuse 34, das Steuergehäuse 36 und das Antriebsgehäuse 38 sind dabei beispielhaft einstückig miteinander verbunden. Alternativ könnte ein Lenkgehäuse jedoch auch lediglich ein Lenkgetriebegehäuse, ein Steuergehäuse oder ein Antriebsgehäuse umfassen. Zudem könnte ein Lenkgehäuse auch lediglich ein Lenkgetriebegehäuse und ein, vorteilhaft einstückig mit dem Lenkgetriebegehäuse verbundenes, Steuergehäuse oder ein Steuergehäuse und ein, vorteilhaft einstückig mit dem Steuergehäuse verbundenes, Antriebsgehäuse umfassen. Des Weiteren ist denkbar, ein Lenkgetriebegehäuse separat von einem Steuergehäuse und/oder einem Antriebsgehäuse auszubilden oder ein Steuergehäuse separat von einem Lenkgetriebegehäuse und/oder einem Antriebsgehäuse auszubilden oder ein Antriebsgehäuse separat von einem Lenkgetriebegehäuse und/oder einem Steuergehäuse auszubilden.
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Das Lenkgehäuse 10 weist einen Grundkörper 26 auf. Der Grundkörper 26 umfasst im vorliegenden Fall zumindest 90 % des gesamten Lenkgehäuses 10. Der Grundkörper 26 weist zumindest einen Teil des Lenkgetriebegehäuses 34, zumindest einen Teil des Steuergehäuses 36 und zumindest einen Teil des Antriebsgehäuses 38 auf. Ferner besteht der Grundkörper 26 im vorliegenden Fall aus Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast und/oder einem Duroplast. Alternativ könnte ein Grundkörper eines Lenkgehäuses jedoch auch zu wenigstens einem Großteil aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, bestehen.
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Darüber hinaus weist das Lenkgehäuse 10 einen mit dem Grundkörper 26 verbundenen Gehäuseabschnitt 14 auf. Der Gehäuseabschnitt 14 umfasst im vorliegenden Fall höchstens 10 % und vorteilhaft höchstens 5 % des gesamten Lenkgehäuses 10. Der Gehäuseabschnitt 14 weist zumindest einen Teil des Lenkgetriebegehäuses 34, zumindest einen Teil des Steuergehäuses 36 und/oder zumindest einen Teil des Antriebsgehäuses 38 auf. Im vorliegenden Fall weist der Gehäuseabschnitt 14 jedoch lediglich einen Teil des Lenkgetriebegehäuses 34 auf. Ferner ist der Gehäuseabschnitt 14 zumindest teilweise verschieden von dem Lenkgetriebegehäuse 34, dem Steuergehäuse 36 und dem Antriebsgehäuse 38. Der Gehäuseabschnitt 14 ist im Bereich eines Kopplungsgetriebes 22 angeordnet. Darüber hinaus ist der Gehäuseabschnitt 14 einstückig mit dem Grundkörper 26 verbunden. Der Gehäuseabschnitt 14 besteht aus Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast und/oder einem Duroplast. Im vorliegenden Fall bestehen der Gehäuseabschnitt 14 und der Grundkörper 26 beispielhaft aus demselben Kunststoff. Der Grundkörper 26 und der Gehäuseabschnitt 14 sind dabei als gemeinsames Spritzgussteil ausgebildet. Grundsätzlich können ein Grundkörper und ein Gehäuseabschnitt jedoch auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder separat voneinander ausgebildet sein. In diesem Fall ist beispielsweise auch denkbar, den Gehäuseabschnitt als separates Gehäuseelement auszubilden, welches kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden sein kann. Ferner ist denkbar, einen Gehäuseabschnitt in einem von einem Bereich eines Kopplungsgetriebes abweichenden Bereich eines Lenkgehäuses anzuordnen.
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Des Weiteren umfasst die Lenkvorrichtung ein Lenkgetriebe 40 (in 1 lediglich schematisch angedeutet). Das Lenkgetriebe 40 ist in dem Lenkgetriebegehäuse 34 angeordnet. Das Lenkgetriebe 40 ist ferner beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet und dazu vorgesehen, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der, vorteilhaft als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder umzusetzen. Dazu umfasst das Lenkgetriebe 40 wenigstens ein, insbesondere beweglich in dem Lenkgetriebegehäuse 34 gelagertes, Lenkungsstellelement (nicht dargestellt). Prinzipiell könnte ein Lenkgetriebe jedoch auch als Schneckenlenkgetriebe und/oder als Schraubenspindellenkgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein.
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Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung einen Lenkaktuator 24 (in 1 lediglich schematisch angedeutet). Der Lenkaktuator 24 ist in dem Antriebsgehäuse 38 angeordnet. Der Lenkaktuator 24 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe 40 auf und ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment bereitzustellen und in das Lenkgetriebe 40 einzubringen. Dazu umfasst der Lenkaktuator 24 wenigstens einen, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildeten Elektromotor (nicht dargestellt). Prinzipiell könnte ein Lenkaktuator jedoch auch mehrere Elektromotoren umfassen.
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Des Weiteren umfasst die Lenkvorrichtung das Kopplungsgetriebe 22 (in 1 lediglich schematisch angedeutet). Das Kopplungsgetriebe 22 ist in dem Lenkgetriebegehäuse 34 angeordnet. Das Kopplungsgetriebe 22 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkaktuator 24 und mit dem Lenkgetriebe 40 auf und ist dazu vorgesehen, den Lenkaktuator 24 an das Lenkgetriebe 40 anzubinden. Dazu kann das Kopplungsgetriebe 22 wenigstens einen Riemen mit einem mit dem Lenkungsstellelement gekoppelten Kugelgewindetrieb (nicht dargestellt) umfassen. Alternativ könnte ein Kopplungsgetriebe, insbesondere anstatt eines Riemens mit einem Kugelgewindetrieb, auch beispielsweise ein Schneckengetriebe umfassen.
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Ferner weist die Lenkvorrichtung ein Steuergerät 42 auf (in 1 lediglich schematisch angedeutet). Das Steuergerät 42 ist in dem Steuergehäuse 36 angeordnet. Das Steuergerät 42 weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkaktuator 24 auf und ist dazu vorgesehen, den Lenkaktuator 24 zum Betrieb anzusteuern. Dazu umfasst das Steuergerät 42 insbesondere eine Recheneinheit (nicht dargestellt) mit zumindest einem Prozessor, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher.
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Zudem umfasst die Lenkvorrichtung im vorliegenden Fall eine Dichteinheit 44, insbesondere mit zumindest einem Faltenbalg. Im vorliegenden Fall umfasst die Lenkvorrichtung auf jeder Fahrzeugseite eine entsprechende Dichteinheit 44, welche das Lenkgetriebegehäuse 34 fluidtechnisch abdichtet. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, eine Dichteinheit andersartig auszubilden und dabei beispielsweise auf einen Faltenbalg zu verzichten.
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Insbesondere um eine Betriebssicherheit des Lenksystems 32 zu erhöhen und/oder die mit dem hochautomatisierten und/oder autonomen Fahren verbundenen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, umfasst die Lenkvorrichtung ferner eine Sensoreinheit 16 (vgl. 2; in 1 nicht dargestellt). Die Sensoreinheit 16 ist zur Erfassung wenigstens einer Erfassungsgröße vorgesehen. Die Sensoreinheit 16 ist zur Erfassung wenigstens einer mit einem Zustand eines zu überwachenden Lenkungsbauteils 12 korrelierten Erfassungsgröße vorgesehen. Die Erfassungsgröße kann beispielsweise eine Zustandsveränderung und/oder Materialveränderung des Lenkungsbauteils 12 bewirken und/oder einem aktuellen Zustand, einer Zustandsveränderung und/oder einer Materialveränderung des Lenkungsbauteils 12 entsprechen. Im vorliegenden Fall ist die Sensoreinheit 16 zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft des Lenkungsbauteils 12 und/oder zur Erfassung einer in das Lenkgehäuse 10 eindringenden Fremdsubstanz, insbesondere Wasser, vorgesehen.
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Im vorliegenden Fall entspricht zudem das Kopplungsgetriebe 22 dem, insbesondere zu überwachenden, Lenkungsbauteil 12. Die Sensoreinheit 16 ist somit dem Kopplungsgetriebe 22 zugeordnet und zur Überwachung des Kopplungsgetriebes 22 vorgesehen. Alternativ könnte ein, insbesondere zu überwachendes, Lenkungsbauteil auch von einem Kopplungsgetriebe verschieden sein und beispielsweise einem Lenkgetriebe, einem Lenkungsstellelement, einem Lenksensor, einem Steuergerät, einem Lenkaktuator, einer Spurstange und/oder einer Dichteinheit entsprechen.
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Zur Erfassung der Erfassungsgröße umfasst die Sensoreinheit 16 wenigstens ein Sensorelement 28, 30. Im vorliegenden Fall umfasst die Sensoreinheit 16 beispielhaft zwei Sensorelemente 28, 30. Die Sensorelemente 28, 30 sind verschieden voneinander ausgebildet. Ein erstes Sensorelement 28 der Sensorelemente 28, 30 ist dabei beispielhaft als Beschleunigungssensor ausgebildet, während ein zweites Sensorelement 30 der Sensorelemente 28, 30 beispielhaft als Feuchtigkeitssensor ausgebildet ist. Grundsätzlich könnte eine Sensoreinheit auch lediglich ein Sensorelement oder wenigstens ein von einem Beschleunigungssensor und/oder Feuchtigkeitssensor verschiedenes Sensorelement umfassen.
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Ferner umfasst die Lenkvorrichtung eine Verbindungseinheit 18 zur elektrischen Kontaktierung der Sensoreinheit 16 (vgl. 2; in 1 nicht dargestellt). Die Verbindungseinheit 18 ist im vorliegenden Fall zur Verbindung der Sensoreinheit 16 mit dem Steuergerät 42 vorgesehen. Dazu umfasst die Verbindungseinheit 18 wenigstens einer Verbindungsleitung 20, beispielsweise in Form einer Leiterbahn. Im vorliegenden Fall umfasst die Verbindungseinheit 18 beispielhaft mehrere, insbesondere zueinander identische, Verbindungsleitungen 20.
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Um eine Montage zu vereinfachen wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit 16 und insbesondere die Sensorelemente 28, 30 stoffschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt 14 verbunden ist/sind (vgl. insbesondere 2). Die Sensoreinheit 16 ist dabei in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 integriert und/oder eingebettet. Die Sensoreinheit 16 wird während der Herstellung des Gehäuseabschnitts 14 in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 integriert und/oder eingebettet. Dabei wird die Sensoreinheit 16 vorteilhaft mit dem Gehäuseabschnitt 14 umspritzt. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft flexible Positionierung der Sensoreinheit 16 an und/oder in dem Lenkgehäuse 10 erreicht werden. Die Sensoreinheit 16 ist ferner derart an dem Gehäuseabschnitt 14 angeordnet, dass die Sensorelemente 28, 30 auf einer dem Lenkungsbauteil 12 zugewandten Seite des Gehäuseabschnitts 14 und/oder auf einer einem Aufnahmeraum des Lenkgehäuses 10 zugewandten Seite des Gehäuseabschnitts 14 angeordnet sind.
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Darüber hinaus sind die Verbindungsleitungen 20 in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 integriert und/oder eingebettet. Bevorzugt sind die Verbindungsleitungen 20 dabei mittels eines MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens hergestellt und/oder mit dem Gehäuseabschnitt 14 verbunden. Grundsätzlich könnte eine Verbindungseinheit und/oder wenigstens eine Verbindungsleitung auch separat von einem Gehäuseabschnitt ausgebildet werden, beispielsweise in Form eines beweglichen Leitungskabels. Zudem könnte eine Verbindungseinheit und/oder wenigstens eine Verbindungsleitung bereits während einer Herstellung eines Gehäuseabschnitts in einen Kunststoff des Gehäuseabschnitts integriert und/oder eingebettet werden.
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3 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Lenkvorrichtung.
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In einem ersten Verfahrensschritt 50 wird die Sensoreinheit 16 zur Erfassung der, insbesondere mit dem Zustand des Lenkungsbauteils 12 korrelierten, Erfassungsgröße bereitgestellt.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird der Gehäuseabschnitt 14 und/oder das Lenkgehäuse 10 in einem Spritzgussverfahren hergestellt, wobei die Sensoreinheit 16 mit dem Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 umspritzt wird, sodass die Sensoreinheit 16 während der Herstellung des Gehäuseabschnitts 14 in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 integriert und/oder eingebettet wird.
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In einem dritten Verfahrensschritt 54 wird der Gehäuseabschnitt 14 mittels eines MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens elektrisch mit der Sensoreinheit 16 verbunden. Dabei wird zumindest die Verbindungseinheit 18 und/oder wenigstens eine Verbindungsleitung 20 der Verbindungseinheit 18 mittels des MID (Molded Interconnect Devices)-Verfahrens hergestellt und/oder mit dem Gehäuseabschnitt 14 verbunden.
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Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 3 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Herstellung der Lenkvorrichtung beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte und/oder eine Abfolge der Verfahrensschritte variieren. Dabei ist insbesondere auch denkbar, auf einen dritten Verfahrensschritt zu verzichten und/oder die Verbindungseinheit 18 und/oder wenigstens eine Verbindungsleitung 20 der Verbindungseinheit 18 in einem zweiten Verfahrensschritt und folglich während der Herstellung des Gehäuseabschnitts 14 in den Kunststoff des Gehäuseabschnitts 14 zu integrieren und/oder einzubetten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017207094 A1 [0003]
