DE102019219600A1

DE102019219600A1 - Steering device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102019219600A1
Application number: DE102019219600.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Marotzke
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-03-11
Also published as: DE102020122695A1; DE202019005512U1

Abstract

Die Erfindung betrifft Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer um eine Drehachse (D) drehbaren Lenkhandhabe (1); und einer Verstellanordnung (3) zum Verstellen der Position der Lenkhandhabe (1), wobei die Verstellanordnung (3) einen Antrieb (31) sowie ein mit dem Antrieb (31) zusammenwirkendes Getriebe (32) umfasst. Erfindungsgemäß sind der Antrieb (31) und/oder das Getriebe (32) in oder an der Lenkhandhabe (1) angeordnet.The invention relates to a steering device for a motor vehicle, having a steering handle (1) rotatable about an axis of rotation (D); and an adjustment arrangement (3) for adjusting the position of the steering handle (1), the adjustment arrangement (3) comprising a drive (31) and a gear (32) cooperating with the drive (31). According to the invention, the drive (31) and / or the gear (32) are arranged in or on the steering handle (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a steering device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Ist ein autonomer Fahrmodus eines autonomen Fahrzeugs aktiviert, so ist es nicht zwingend erforderlich, dass sich eine zum Eingeben eines Lenkwinkels dienende Lenkhandhabe des Fahrzeugs im Zugriffsbereich eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs befindet. Somit kann es aus Komfortgründen, oder um dem Fahrzeugführer andere Tätigkeiten zu ermöglichen, zweckmäßig sein, die Position der Lenkhandhabe verstellen zu können.If an autonomous driving mode of an autonomous vehicle is activated, it is not absolutely necessary that a steering handle of the vehicle used for entering a steering angle is located in the access area of a vehicle driver of the vehicle. Thus, for reasons of comfort or to enable the vehicle driver to perform other activities, it can be useful to be able to adjust the position of the steering handle.

Die WO 2017/060149 A1 beschreibt eine Lenkvorrichtung für ein autonomes Fahrzeug, deren Lenkhandhabe in eine raumsparende, eingeklappte und von einem Fahrersitz wegverschobene Position gebracht werden kann. Nachteilig kann hierbei der Platzbedarf der für die Verstellung der Lenkhandhabe notwendigen Antriebe und Mechaniken sein.The WO 2017/060149 A1 describes a steering device for an autonomous vehicle, the steering handle of which can be brought into a space-saving, folded-in position and moved away from a driver's seat. The space requirement of the drives and mechanisms necessary for adjusting the steering handle can be disadvantageous here.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, die Verstellbarkeit der Lenkhandhabe mit möglichst geringem zusätzlichen Platzbedarf zu realisieren.The problem on which the invention is based is to realize the adjustability of the steering handle with the least possible additional space requirement.

Dieses Problem wird durch die Bereitstellung der Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This problem is solved by providing the steering device with the features of claim 1. Developments of the invention are given in the dependent claims.

Danach wird eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit

- einer um eine Drehachse drehbaren Lenkhandhabe; und
- einer Verstellanordnung zum Verstellen der Position der Lenkhandhabe, wobei die Verstellanordnung einen Antrieb sowie ein mit dem Antrieb zusammenwirkendes Getriebe umfasst, wobei
- der Antrieb und/oder das Getriebe in oder an der Lenkhandhabe angeordnet sind.

Thereafter, a steering device for a motor vehicle is provided with

- A steering handle rotatable about an axis of rotation; and
- An adjustment arrangement for adjusting the position of the steering handle, wherein the adjustment arrangement comprises a drive and a gear that interacts with the drive, wherein
- The drive and / or the transmission are arranged in or on the steering handle.

Die Lenkhandhabe umfasst beispielsweise ein von einem Fahrer des Fahrzeugs zum Eingeben eines Lenkwinkels betätigbares und insbesondere um die Drehachse rotierbares Betätigungselement; zum Beispiel in Form eines Griffs oder eines (z.B. in konventioneller Weise gestalteten) Lenkradkranzes, der einen zentralen Bereich (zum Beispiel eine Nabe) der Lenkhandhabe zumindest teilweise umläuft. Denkbar ist, dass der Antrieb und/oder das Getriebe in dem Bereich einer Nabe der Lenkhandhabe angeordnet sind.The steering handle comprises, for example, an actuating element that can be actuated by a driver of the vehicle to input a steering angle and, in particular, can be rotated about the axis of rotation; for example in the form of a handle or a steering wheel rim (e.g. designed in a conventional manner) which at least partially surrounds a central area (e.g. a hub) of the steering handle. It is conceivable that the drive and / or the transmission are arranged in the area of a hub of the steering handle.

Die Verstellanordnung ist insbesondere zum Verstellen der Position der Lenkhandhabe entlang der Drehachse ausgebildet, so dass sich beispielsweise die Höhenposition der Lenkhandhabe verändern lässt. Beispielsweise erlaubt die Verstellanordnung ein stufenloses Verstellen der Position der Lenkhandhabe. Darüber hinaus kann die Drehachse, um die die Lenkhandhabe drehbar ist, mit einer Achse einer (insbesondere der Lenkhandhabe zugeordneten) Lenkwelle der Lenkvorrichtung zusammenfallen.The adjustment arrangement is designed in particular to adjust the position of the steering handle along the axis of rotation, so that, for example, the height position of the steering handle can be changed. For example, the adjustment arrangement allows the position of the steering handle to be adjusted continuously. In addition, the axis of rotation about which the steering handle can be rotated can coincide with an axis of a steering shaft of the steering device (in particular assigned to the steering handle).

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lenkvorrichtung eine erste Arretiervorrichtung zum Arretieren der Lenkwelle und/oder eine zweite Arretiervorrichtung zum Arretieren der Lenkhandhabe.According to another embodiment of the invention, the steering device comprises a first locking device for locking the steering shaft and / or a second locking device for locking the steering handle.

Die erste Arretiervorrichtung weist insbesondere ein Arretierelement auf, das aus einer Ausgangsstellung in eine Arretierstellung gebracht werden kann, in der sie die Lenkwelle arretiert, d. h. einer Rotation der Lenkwelle um deren Längsachse entgegenwirkt. Die Arretierung der Lenkwelle mit Hilfe des Arretierelements erfolgt insbesondere form- und/oder kraftschlüssig. Denkbar ist, dass das Arretierelement in der Arretierstellung die Lenkwelle mit einer fahrzeugfesten Komponente koppelt. Beispielsweise handelt es sich bei der Fahrzeugkomponente um ein fahrzeugfestes Stützelement (beispielsweise einer Lenksäule des Fahrzeugs).The first locking device has, in particular, a locking element which can be brought from an initial position into a locking position in which it locks the steering shaft, d. H. counteracts a rotation of the steering shaft about its longitudinal axis. The steering shaft is locked with the aid of the locking element, in particular in a form-fitting and / or force-fitting manner. It is conceivable that the locking element, in the locking position, couples the steering shaft to a component that is fixed to the vehicle. For example, the vehicle component is a support element fixed to the vehicle (for example a steering column of the vehicle).

Des Weiteren umfasst die zweite Arretiervorrichtung beispielsweise ebenfalls ein Arretierelement, das aus einer Ausgangsstellung in eine Arretierstellung bewegbar ist. In der Arretierstellung greift das Arretierelement in die Lenkhandhabe oder in eine mit der Lenkhandhabe verbundene Komponente ein und arretiert die Lenkhandhabe. Auch die Arretierung der Lenkhandhabe mit Hilfe des Arretierelements erfolgt insbesondere form- und/oder kraftschlüssig.Furthermore, the second locking device also comprises, for example, a locking element that can be moved from an initial position into a locking position. In the locked position, the locking element engages in the steering handle or in a component connected to the steering handle and locks the steering handle. The steering handle is also locked with the aid of the locking element, in particular in a form-fitting and / or force-fitting manner.

Beispielsweise ist der Antrieb und/oder das Getriebe zumindest teilweise in einem durch die Lenkhandhabe ausgebildeten oder mit der Lenkhandhabe verbundenen Gehäuse untergebracht, wobei das Arretierelement der zweiten Arretiervorrichtung in der Arretierstellung mit dem Gehäuse gekoppelt ist, in dem es beispielsweise in eine Aussparung oder eine Aufnahme des Gehäuses eingreift. Das Gehäuse ist zum Beispiel einstückiger Bestandteil der Lenkhandhabe. Denkbar ist auch, dass das Gehäuse als separates Bauteil der Lenkhandhabe ausgeführt ist. Darüber hinaus kann in dem Gehäuse ein oberes Ende der Lenkwelle (zum Beispiel relativ zu dem Gehäuse und damit zur Lenkhandhabe drehbar) gelagert sein.For example, the drive and / or the transmission is at least partially accommodated in a housing formed by the steering handle or connected to the steering handle, the locking element of the second locking device being coupled to the housing in the locking position, in which it is, for example, in a recess or a receptacle of the housing engages. The housing is, for example, an integral part of the steering handle. It is also conceivable that the housing is designed as a separate component of the steering handle. In addition, an upper end of the steering shaft (for example rotatable relative to the housing and thus to the steering handle) can be mounted in the housing.

Darüber hinaus ist die Verstellanordnung insbesondere ausgebildet, die Position der Lenkhandhabe entlang der Drehachse zu verstellen, wenn sich die erste Arretiervorrichtung in einer Stellung befindet, in der sie die Lenkwelle nicht arretiert, und sich die zweite Arretiervorrichtung in einer Stellung befindet, in der sie die Lenkhandhabe arretiert.In addition, the adjustment arrangement is particularly designed to adjust the position of the To adjust the steering handle along the axis of rotation when the first locking device is in a position in which it does not lock the steering shaft, and the second locking device is in a position in which it locks the steering handle.

Möglich ist auch, dass die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung eine Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung aufweist, welche bei Betätigung der Lenkhandhabe durch einen Fahrzeugführer des Kraftfahrzeuges ein bestimmtes Gegendrehmoment erzeugt bzw. einstellt. Die Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung dient (zum Beispiel, wenn die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems ist) insbesondere dazu, ein Rückstellmoment zu erzeugen, das einem durch einen Fahrzeugführer über die Lenkhandhabe erzeugten Drehmoment (einer Drehung der Lenkhandhabe) entgegenwirkt. Bei einer Steer-by-wire-Lenkung wird bei einem durch den Fahrzeugführer auf die Lenkhandhabe ausgeübten Drehmoment (Lenkmoment) ein Drehwinkel erzeugt, der über eine Sensorik oder Aktuatorik in einen Lenkwinkel für die zu steuernden Fahrzeugräder (Radlenkwinkel) des Kraftfahrzeugs umsetzbar ist. Das durch den Fahrzeugführer ausgeübte Lenkmoment wird durch Drehung der Lenkhandhabe um eine Achse aufgebracht, welche der Drehachse einer der Lenkhandhabe zugeordneten Lenkwelle entspricht.It is also possible that the steering device according to the invention has a restoring torque generating device which generates or sets a specific counter-torque when the steering handle is actuated by a vehicle driver of the motor vehicle. The restoring torque generating device is used (for example, if the steering device according to the invention is part of a steer-by-wire steering system) in particular to generate a restoring torque that counteracts a torque generated by a vehicle driver via the steering handle (a rotation of the steering handle). In steer-by-wire steering, a torque (steering torque) exerted on the steering handle by the vehicle driver generates a rotation angle that can be converted into a steering angle for the vehicle wheels to be controlled (wheel steering angle) of the motor vehicle via sensors or actuators. The steering torque exerted by the vehicle driver is applied by rotating the steering handle about an axis which corresponds to the axis of rotation of a steering shaft assigned to the steering handle.

Die Erzeugung eines derartigen Rückstellmoments ist bei Steer-by-wire Lenkungen erforderlich, da die Fahrzeugräder mechanisch von der Lenkhandhabe entkoppelt sind. Ein über die Lenkhandhabe vom Fahrzeugführer eingegebener gewünschter Lenkwinkel wird dabei ausschließlich auf elektrischem Weg an Stellaggregate oder Aktuatoren zur Lenkung der Fahrzeugräder übermittelt. Bei einer Lenkbewegung auf die Räder wirkende Kräfte werden daher nicht unmittelbar an die Lenkhandhabe weitergegeben. Um dem Fahrer dennoch ein Fahrgefühl ähnlich einer konventionellen Lenkung zu vermitteln, werden beispielsweise elektronisch angesteuerte Aktuatoren, etwa in Form von Elektromotoren, zur Erzeugung eines Rückstellmoments verwendet, welches in Größe und Richtung an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden kann.The generation of such a restoring torque is necessary in steer-by-wire steering systems, since the vehicle wheels are mechanically decoupled from the steering handle. A desired steering angle entered by the vehicle driver via the steering handle is only transmitted electrically to control units or actuators for steering the vehicle wheels. Forces acting on the wheels during a steering movement are therefore not passed on directly to the steering handle. In order to give the driver a driving experience similar to conventional steering, for example, electronically controlled actuators, for example in the form of electric motors, are used to generate a restoring torque, which can be adapted in size and direction to different conditions.

Beispielsweise wirkt aufgrund von drehfesten Verbindungen zwischen dem oben erwähnten Gehäuse und der Lenkhandhabe sowie des Antriebs und des Gehäuses bei einer Kopplung der Lenkwelle mit einer fahrzeugfesten Komponente (etwa in Form eines Stützelements), z.B. mit Hilfe der oben erwähnten ersten Arretiervorrichtung, bei Betrieb des (an dem Gehäuse festgelegten) Antriebs ein Drehmoment auf das Gehäuse und somit auf die Lenkhandhabe, wobei auf diese Weise das vom Fahrzeugführer wahrnehmbare Rückstellmoment erzeugt wird.For example, due to the non-rotatable connections between the above-mentioned housing and the steering handle as well as the drive and the housing, when the steering shaft is coupled to a component fixed to the vehicle (e.g. in the form of a support element), e.g. with the aid of the above-mentioned first locking device, when the ( fixed on the housing) drive a torque on the housing and thus on the steering handle, the restoring torque perceptible by the vehicle driver being generated in this way.

Eine derartige Lenkvorrichtung nutzt für die Funktion der Höhenverstellung der Lenkhandhabe insbesondere Antriebselemente, die der Lenkhandhabe zugeordnet sind und somit insbesondere den Bauraumbedarf innerhalb einer Lenksäule des Fahrzeugs reduzieren. Bevorzugt erfolgt dies (aus Kostengründen) durch die Verwendung von Antriebselementen, welche beispielsweise gleichzeitig auch für die Erfüllung anderer Funktionen vorgesehen sind, wie z.B. Antriebsfunktionen innerhalb einer Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung, wie weiter unten erläutert werden wird.Such a steering device uses, for the function of adjusting the height of the steering handle, in particular drive elements which are assigned to the steering handle and thus in particular reduce the space requirement within a steering column of the vehicle. This is preferably done (for reasons of cost) through the use of drive elements which, for example, are also provided for other functions at the same time, such as drive functions within a restoring torque generating device, as will be explained below.

Denkbar ist, dass der Antrieb und/oder das Getriebe der Verstellanordnung gleichzeitig der Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung zugehört (und insbesondere die Funktion der Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung übernimmt) oder die Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung ausbildet. Insbesondere wird das Rückstellmoment also mit Hilfe des Antriebs und/oder des Getriebes der Verstellanordnung erzeugt.It is conceivable that the drive and / or the gear of the adjustment arrangement belongs to the restoring torque generating device at the same time (and in particular assumes the function of the restoring torque generating device) or forms the restoring torque generating device. In particular, the restoring torque is thus generated with the aid of the drive and / or the transmission of the adjustment arrangement.

Das Getriebe ist beispielsweise als Schneckenradgetriebe ausgebildet und weist ein drehfest mit einer Lenkwelle der Lenkvorrichtung verbundenes Schneckenrad und eine dem Antrieb zugeordnete und insbesondere von dem Antrieb angetriebene und mit dem Schneckenrad in Eingriff stehende Schneckenwelle auf.The transmission is designed, for example, as a worm gear transmission and has a worm wheel connected non-rotatably to a steering shaft of the steering device and a worm shaft assigned to the drive and, in particular, driven by the drive and in engagement with the worm wheel.

Möglich ist darüber hinaus, dass die Lenkhandhabe mit Hilfe der Verstellanordnung stufenlos zwischen zwei Endpositionen verstellbar ist.It is also possible for the steering handle to be continuously adjustable between two end positions with the aid of the adjustment arrangement.

Die Erfindung betrifft auch ein Steer-by-Wire-Lenksystem mit einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung. Allerdings ist die Erfindung nicht auf Steer-by-Wire-Lenksysteme beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung durchaus auch im Rahmen von Lenksystemen, bei denen eine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und den zu lenkenden Rädern besteht, eingesetzt werden.The invention also relates to a steer-by-wire steering system with a steering device according to the invention. However, the invention is not limited to steer-by-wire steering systems. Rather, the steering device according to the invention can also be used within the framework of steering systems in which there is a mechanical connection between the steering handle and the wheels to be steered.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung. Beispielsweise lässt sich die Lenkhandhabe in eine Verwahrposition, insbesondere in einen Unterbringungsraum einer Instrumententafel des Kraftfahrzeuges, hinein bewegen. Denkbar ist zudem, dass die Verwahrposition einer Funktionseinheit innerhalb der Instrumententafel zugeordnet ist. So kann der Unterbringungsraum durch eine innerhalb der Instrumententafel angeordnete Funktionseinheit ausgebildet sein, wobei die Funktionseinheit nach der Aufnahme der Lenkhandhabe in dem Unterbringungsraum ihre Position bezüglich der Instrumententafel ändern kann.In addition, the invention also relates to a vehicle with the steering device according to the invention. For example, the steering handle can be moved into a storage position, in particular into an accommodation space of an instrument panel of the motor vehicle. It is also conceivable that the storage position is assigned to a functional unit within the instrument panel. Thus, the accommodation space can be formed by a functional unit arranged within the instrument panel, the functional unit being able to change its position with respect to the instrument panel after the steering handle has been received in the accommodation space.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Betriebsmodus;
2 die Lenkvorrichtung aus 1 in einem zweiten Betriebsmodus;
3 die Lenkvorrichtung aus den 1 und 2 nach Verstellung der Position der Lenkhandhabe;
4 schematisch eine in einem Fahrzeug montierte Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung mit unterschiedlichen Positionen der Lenkhandhabe; und
5 die Lenkvorrichtung aus 4 mit der sich in einer Verwahrposition befindlichen Lenkhandhabe.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the figures. Show it:

1 a steering device according to an embodiment of the invention in a first operating mode;
2 the steering device off 1 in a second operating mode;
3 the steering device from the 1 and 2 after adjusting the position of the steering handle;
4th schematically a steering device mounted in a vehicle according to the invention with different positions of the steering handle; and
5 the steering device off 4th with the steering handle located in a safe position.

Die in 1 dargestellte Lenkvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Lenkhandhabe in Form eines Lenkrades 1, das ein Betätigungselement in Form eines eine Nabe 11 umlaufenden Lenkradkranzes 12 aufweist. Über den Lenkradkranz 12 kann von einem Fahrer des Fahrzeugs durch Ausüben eines Drehmoments ein Lenkwinkel eingegeben werden. Beispielsweise ist die Lenkvorrichtung 10 Bestandteil einer Steer-by-wire-Lenkung, bei der in Abhängigkeit von einem über den Lenkradkranz 12 vorgegebenen Lenkwinkel ein Radlenkwinkel erzeugt wird, wie oben bereits erläutert. Der Lenkradkranz 12 ist um eine Achse D drehbar, die mit einer Drehachse einer dem Lenkrad 1 zugeordneten Lenkwelle 2 zusammenfällt.In the 1 shown steering device 10 for a motor vehicle comprises a steering handle in the form of a steering wheel 1 , which is an actuator in the form of a hub 11 surrounding steering wheel rim 12th having. About the steering wheel rim 12th For example, a steering angle can be input by a driver of the vehicle by exerting a torque. For example, the steering device 10 Part of a steer-by-wire steering system, in which a function of the steering wheel rim 12th predetermined steering angle a wheel steering angle is generated, as already explained above. The steering wheel rim 12th is rotatable about an axis D, which is one of the steering wheel with an axis of rotation 1 associated steering shaft 2 coincides.

Die Lenkvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Verstellanordnung 3, mit der sich die Position des Lenkrades 1 entlang der Drehachse D verstellen lässt. Das Lenkrad 1 befindet sich in der Darstellung der 1 in einer oberen Endstellung, d.h. in der maximal ausgefahrenen Stellung.The steering device 10 further comprises an adjustment arrangement 3 with which the position of the steering wheel 1 can be adjusted along the axis of rotation D. The steering wheel 1 is in the representation of the 1 in an upper end position, ie in the maximally extended position.

Die Verstellanordnung 3 weist einen Antrieb 31 (insbesondere in Form eines Elektromotors) auf, der mit einem Getriebe 32 zusammenwirkt. Das Getriebe 32 umfasst wiederum ein Schneckenrad 321, das mit einer von dem Antrieb 31 angetriebenen Schneckenwelle 322 kämmt. Der Antrieb 31, das Schneckenrad 321 und die Schneckenwelle 322 sind zumindest teilweise in einem Gehäuse 13 angeordnet, das drehfest an dem Lenkrad 1 befestigt oder einstückig mit dem Lenkrad 1 verbunden ist. Der Antrieb 31 ist drehfest an dem Gehäuse 13 festgelegt.The adjustment arrangement 3 has a drive 31 (especially in the form of an electric motor) with a gearbox 32 cooperates. The gear 32 again includes a worm wheel 321 that with one of the drive 31 driven worm shaft 322 combs. The drive 31 , the worm wheel 321 and the worm shaft 322 are at least partially in a housing 13th arranged, the rotatably on the steering wheel 1 attached or integral with the steering wheel 1 connected is. The drive 31 is non-rotatable on the housing 13th set.

Darüber hinaus ist in dem Gehäuse 13 ein oberes Ende der Lenkwelle 2 gelagert, und zwar relativ zum Gehäuse 13 drehbar. Ein unteres Ende 21 der Lenkwelle 2 weist ein Gewinde 211 auf, wobei das untere Ende 21 in einer Gewindebuchse 20 gelagert, insbesondere mit der Gewindebuchse 20 verschraubt, ist. Die Gewindebuchse 20 ist an einem fahrzeugfesten Halteelement 8 angebracht.It is also in the housing 13th an upper end of the steering shaft 2 stored, relative to the housing 13th rotatable. A lower end 21 the steering shaft 2 has a thread 211 on, being the lower end 21 in a threaded bush 20th stored, especially with the threaded bushing 20th screwed is. The threaded bush 20th is on a holding element fixed to the vehicle 8th appropriate.

Die Lenkvorrichtung 10 weist des Weiteren eine erste ansteuerbare Arretiervorrichtung 5 auf, mit der die Lenkwelle 2 arretierbar ist. Insbesondere kann die erste Arretiervorrichtung 5 aus einer Ausgangsposition in die in 1 angedeutete Arretierposition gebracht werden. In der Arretierposition stützt sich die Lenkwelle 2 an einem fahrzeugfesten, insbesondere einer Lenksäule des Fahrzeugs zugehörenden Stützelement 6 gegenüber einer Drehung um seine Achse so ab, dass die Lenkwelle 2 fixiert ist. Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann dies auch unter Zwischenschaltung eines elastischen Elementes erfolgen. Des Weiteren kann die Arretiervorrichtung 5 ein (zum Beispiel bolzenartiges) Arretierelement (nicht dargestellt) aufweisen, das in einer Arretierstellung die Lenkwelle 2 mit dem Stützelement 6 koppelt. Zum Bewegen des Arretierelements kann ein in 1 ebenfalls nicht dargestellte Aktuator vorhanden sein.The steering device 10 furthermore has a first controllable locking device 5 with which the steering shaft 2 is lockable. In particular, the first locking device 5 from a starting position to the in 1 indicated locking position are brought. The steering shaft is supported in the locked position 2 on a support element fixed to the vehicle, in particular belonging to a steering column of the vehicle 6th against a rotation about its axis so that the steering shaft 2 is fixed. Although in 1 not shown, this can also be done with the interposition of an elastic element. Furthermore, the locking device 5 a (for example bolt-like) locking element (not shown), which in a locking position, the steering shaft 2 with the support element 6th couples. To move the locking element, an in 1 also not shown actuator be present.

Der Antrieb 31 und das Getriebe 32 sind gleichzeitig Bestandteile einer Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung 4, mit der bei einer Betätigung das Lenkrad 1 ein Gegendrehmoment erzeugt wird. Die Erzeugung des Gegendrehmoments erfolgt insbesondere nach Arretierung der Lenkwelle 2 mit Hilfe der ersten Arretiervorrichtung 5. Durch die Arretierung der Lenkwelle 2 ist nämlich auch das mit ihr verbundene Schneckenrad 321 fixiert, so dass bei einem Aktivieren des Antriebs 31, d. h. bei einer Rotation der Schneckenwelle 322, ein Drehmoment um die Drehachse D auf den Antrieb 31 und damit auf das mit ihm verbundene Gehäuse 13 und somit auf den Lenkradkranz 12 ausgeübt wird. Dieses Drehmoment kann vom Fahrzeugführer als Gegendrehmoment wahrgenommen werden.The drive 31 and the transmission 32 are also part of a restoring torque generating device 4th , with which the steering wheel when pressed 1 a counter torque is generated. The counter-torque is generated in particular after the steering shaft has been locked 2 with the help of the first locking device 5 . By locking the steering shaft 2 is namely also the worm wheel connected to it 321 fixed so that when the drive is activated 31 , ie when the worm shaft rotates 322 , a torque about the axis of rotation D on the drive 31 and thus on the housing connected to it 13th and thus on the steering wheel rim 12th is exercised. This torque can be perceived by the driver as a counter torque.

An dem Stützelement 6 ist darüber hinaus eine zweite, ansteuerbare Arretiervorrichtung 7 angebracht. Die zweite Arretiervorrichtung 7 umfasst ein bolzenartiges Arretierelement 71, das aus einer in 1 gezeigten Ausgangsstellung in eine Arretierstellung bewegt werden kann, insbesondere mit Hilfe eines Aktuators 72 der zweiten Arretiervorrichtung 7. In der Ausgangsstellung ist das Lenkrad 1 drehbar. In der Arretierstellung jedoch greift das Arretierelement 71 in eine entsprechende Aufnahme oder Aussparung des Gehäuses 13 ein, wodurch das Gehäuse 13 und damit das Lenkrad 1 fixiert wird. Dieser Zustand der Lenkvorrichtung 10 ist in 2 dargestellt.On the support element 6th is also a second, controllable locking device 7th appropriate. The second locking device 7th comprises a bolt-like locking element 71 that comes from an in 1 starting position shown can be moved into a locking position, in particular with the aid of an actuator 72 the second locking device 7th . The steering wheel is in the starting position 1 rotatable. In the locked position, however, the locking element engages 71 in a corresponding receptacle or recess in the housing 13th a, making the case 13th and with it the steering wheel 1 is fixed. This state of the steering device 10 is in 2 shown.

Gemäß 2 wurde zudem die Arretierung der Lenkwelle 2 mittels der ersten Arretiervorrichtung 5 gelöst, d. h. die erste Arretiervorrichtung 5 oder ihr Arretierelement wurde in die Ausgangsstellung oder jedenfalls aus der Arretierstellung heraus bewegt. Entsprechend ist die Lenkwelle 2 mit Hilfe des Antriebs 31 und des Getriebes 32 rotierbar. Bei einer Rotation der Lenkwelle 2 wird sich ihr unterer Abschnitt 21 abhängig von der Rotationsrichtung der Lenkwelle 2 in die Gewindebuchse 20 hinein- oder aus ihr hinausschrauben. Bei einem Hineinschrauben der Lenkwelle 2 eine Gewindebuchse 20 bewegt sich die Lenkwelle 2 axial nach unten, wobei das Ende 21 der Lenkwelle 2 zunehmend durch eine unterhalb der Gewindebuchse 20 befindliche Durchgangsöffnung des Halteelements 8 hindurch erstreckt. Der Bewegung der Lenkwelle 2 nach unten folgt auch das Gehäuse 13 und damit das Lenkrad 1.According to 2 was also the locking of the steering shaft 2 by means of the first locking device 5 solved, ie the first locking device 5 or its locking element was in the Starting position or at least moved out of the locking position. The steering shaft is accordingly 2 with the help of the drive 31 and the transmission 32 rotatable. When the steering shaft rotates 2 will become your lower section 21 depending on the direction of rotation of the steering shaft 2 into the threaded bush 20th screw in or out of it. When screwing in the steering shaft 2 a threaded bushing 20th the steering shaft moves 2 axially downwards, with the end 21 the steering shaft 2 increasingly by one below the threaded bushing 20th located through opening of the holding element 8th extends therethrough. The movement of the steering shaft 2 the housing also follows below 13th and with it the steering wheel 1 .

Das Arretierelement 71 der zweiten Arretiervorrichtung 7 bleibt bei der axialen Bewegung im Eingriff mit dem Gehäuse 13 und verhindert das Mitdrehen des Lenkrads 1 (gilt für beide Rotationsrichtungen). Beispielsweise erstreckt sich das Arretierelement 71 zunehmend in das Gehäuse 13 hinein. In dieser Stellung der ersten und der zweiten Arretiervorrichtung 5, 7 (erste Arretiervorrichtung 5 geöffnet, zweite Arretiervorrichtung 7 in Arretierstellung) kann durch Betrieb des Antriebs 31 also eine Verstellung der Lenkradposition (der Lenkradhöhe) vorgenommen werden. Die Erzeugung des Rückstellmomentes ist bei diesen Stellungen der ersten und zweiten Arretiervorrichtung 5, 7 jedoch nicht mehr möglich.The locking element 71 the second locking device 7th remains in engagement with the housing during the axial movement 13th and prevents the steering wheel from turning 1 (applies to both directions of rotation). For example, the locking element extends 71 increasingly into the housing 13th into it. In this position the first and the second locking device 5 , 7th (first locking device 5 open, second locking device 7th in locked position) by operating the drive 31 so an adjustment of the steering wheel position (the steering wheel height) can be made. The generation of the restoring torque is in these positions of the first and second locking device 5 , 7th but no longer possible.

Es wird angemerkt, dass die in den 1 und 2 gezeigte und oben beschriebene Ausführung der ersten und zweiten Arretiervorrichtung 5, 7 lediglich beispielhaft bzw. symbolhaft zu verstehen ist. Die Verwendung anderer Ausführungen der ersten und zweiten Arretiervorrichtung, die die gleichen Funktionen realisieren, sind ebenso möglich. Eine geeignete Arretiervorrichtung umfasst beispielsweise mindestens einen ansteuerbaren Aktuator und ein mit dem Aktuator beaufschlagbares (insbesondere aus einer Ausgangs- in eine Arretierstellung und umgekehrt bewegbares) Arretierelement. Die Arretierung der Lenkwelle oder der Lenkhandhabe erfolgt insbesondere form- und/oder kraftschlüssig.It is noted that the 1 and 2 shown and described above embodiment of the first and second locking device 5 , 7th is to be understood only as an example or symbolically. The use of other designs of the first and second locking devices, which realize the same functions, are also possible. A suitable locking device comprises, for example, at least one controllable actuator and a locking element that can be acted upon by the actuator (in particular that can be moved from a starting position into a locking position and vice versa). The locking of the steering shaft or the steering handle takes place in particular positively and / or non-positively.

3 zeigt das Lenkrad 1 in einer unteren Endposition. Denkbar ist auch, dass die Höhenposition H des Lenkrads 1 durch Rotation der Lenkwelle 2 um ihre Drehachse (angedeutet durch den Doppelpfeil R) stufenlos in jede Position zwischen einer oberen und der unteren Endpositionen gebracht werden kann. Damit ist die erfindungsgemäße Verstellanordnung auch für eine komfortbedingte Höhenverstellung zur Anpassung zum Beispiel an die körperlichen Gegebenheiten des Fahrzeuginsassen nutzbar. 3 shows the steering wheel 1 in a lower end position. It is also conceivable that the height position H of the steering wheel 1 by rotating the steering shaft 2 around its axis of rotation (indicated by the double arrow R) can be brought continuously into any position between an upper and a lower end position. The adjustment arrangement according to the invention can thus also be used for a comfort-related height adjustment for adaptation, for example, to the physical conditions of the vehicle occupant.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass die durch die vorstehend beschriebene Verstellanordnung 3 (umfassend den Antrieb 31 und das Getriebe 32) gleichzeitig realisierte Rückstellmomenterzeugungsvorrichtung 4 zur Verwendung sowohl mit einem Kraftsensor als auch einem Wegsensor zur Bestimmung eines zu erzeugenden Rückstellmoments geeignet ist. Beispielsweise lässt sich auf der Grundlage einer bekannten Weg-Kraft-Kennung ein Ausmaß einer Lenkbewegung (insbesondere einem Lenkwinkel) dem durch den Antrieb 31 zu erzeugenden Rückstellmoment zuordnen, das der Lenkbewegung des Fahrers entgegenwirkt. Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung und insbesondere ihre Verstellanordnung ist zur Verwendung mit jedweder Sensoranordnung geeignet, die Rückschlüsse auf die Größe einer Lenkbewegung an der Lenkhandhabe oder eines Lenkdrehmoments gestatten.In addition, it should be noted that the adjustment arrangement described above 3 (including the drive 31 and the transmission 32 ) at the same time realized restoring torque generating device 4th is suitable for use with both a force sensor and a displacement sensor for determining a restoring torque to be generated. For example, on the basis of a known path-force identifier, an extent of a steering movement (in particular a steering angle) can be compared to that caused by the drive 31 Assign the restoring torque to be generated that counteracts the driver's steering movement. The steering device according to the invention, and in particular its adjustment arrangement, is suitable for use with any sensor arrangement that allows conclusions to be drawn about the magnitude of a steering movement on the steering handle or a steering torque.

In 4 ist das Lenkrad 1 in verschiedenen Position A, B, C relativ zu einer Instrumententafel 9 des Fahrzeugs dargestellt. Die Position A ist eine obere Endposition des Lenkrads 1, während die Position C eine untere Endposition des Lenkrads 1 darstellt, in der sich das Lenkrad 1 weiter entfernt von einem Fahrzeuginsassen 30 befindet. Für den Fall, dass das Fahrzeug autonom gesteuert werden soll, ist der unteren Endposition C (Verwahrposition) innerhalb der Instrumententafel 9 ein Unterbringungsraum 91 zugeordnet, in den das Lenkrad 1 hinein bewegbar ist und in dem es sich in der unteren Endposition C befindet.In 4th is the steering wheel 1 in different positions A, B, C relative to an instrument panel 9 of the vehicle. The position A is an upper end position of the steering wheel 1 , while position C is a lower end position of the steering wheel 1 represents in which the steering wheel 1 further away from a vehicle occupant 30th is located. In the event that the vehicle is to be controlled autonomously, the lower end position C (storage position) is within the instrument panel 9 an accommodation room 91 assigned to the steering wheel 1 is movable into it and in which it is in the lower end position C.

5 bezieht sich auf eine weitere Anwendung für ein autonom gesteuertes Kraftfahrzeug, wonach das Lenkrad 1 einer Funktionseinheit 90 zugeordnet ist, deren Position bezüglich der Instrumententafel 9 veränderbar, bevorzugt schwenkbar, ist. Beispielsweise ist der Unterbringungsraum 91 Bestandteil der Funktionseinheit 90 und wird insbesondere (zum Beispiel zusammen mit dem in ihm verstauten Lenkrad 1) mit der Funktionseinheit 90 mitbewegt. 5 relates to another application for an autonomously controlled motor vehicle, according to which the steering wheel 1 a functional unit 90 is assigned whose position with respect to the instrument panel 9 is changeable, preferably pivotable. For example is the accommodation space 91 Part of the functional unit 90 and is especially (for example together with the steering wheel stowed in it 1 ) with the functional unit 90 moved along.

Somit kann die Funktionseinheit 90 verschwenkt werden, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Unterbringungsraum 91 befindet; insbesondere, um dem Fahrzeuginsassen 30 weitere Funktionen bereitzustellen; zum Beispiel ist nach dem Verschwenken der Funktionseinheit 90 ein Display und/oder eine Tastatur (nicht dargestellt) der Funktionseinheit 90 dem Fahrzeuginsassen 30 zugänglich. Bezüglich der Funktionseinheit 90 wird auf die DE 10 2018 210 924 A1 verwiesen, auf die insofern ausdrücklich Bezug genommen wird. Es wird zudem darauf hingewiesen, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen anstelle des Lenkrads 1 natürlich auch eine anders gestaltete Lenkhandhabe verwendet werden kann.Thus, the functional unit 90 be swiveled when the steering wheel is turned 1 in the accommodation room 91 is located; especially to the vehicle occupant 30th provide additional functions; for example, after the functional unit has been pivoted 90 a display and / or a keyboard (not shown) of the functional unit 90 the vehicle occupant 30th accessible. Regarding the functional unit 90 is on the DE 10 2018 210 924 A1 referred to, which are expressly referred to in this respect. It should also be noted that in the exemplary embodiments described above, instead of the steering wheel 1 Of course, a differently designed steering handle can also be used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2017/060149 A1 [0003]
DE 102018210924 A1 [0038]

Claims

Steering device for a motor vehicle with - A steering handle (1) rotatable about an axis of rotation (D); and - An adjustment arrangement (3) for adjusting the position of the steering handle (1), the adjustment arrangement (3) comprising a drive (31) and a gear (32) cooperating with the drive (31), characterized in that the drive (31) and / or the transmission (32) are arranged in or on the steering handle (1).

Steering device according to Claim 1 , characterized in that the adjustment arrangement (3) is designed to adjust the position of the steering handle (1) along the axis of rotation (D).

Steering device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the adjustment arrangement (3) is designed to continuously adjust the position of the steering handle (1).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation (D) coincides at least substantially with an axis of a steering shaft (2) of the steering device (10).

Steering device according to Claim 4 , characterized by a first locking device (5) for locking the steering shaft (2).

Steering device according to Claim 4 or 5 , characterized by a second locking device (7) for locking the steering handle (1).

Steering device according to Claim 6 , characterized in that the second locking device (7) comprises a locking element (71) which can be moved from an initial position into a locking position, the locking element (71) in the locking position in the steering handle (1) or in one with the steering handle ( 1) engages connected component and locks the steering handle (1).

Steering device according to Claim 7 , characterized in that the drive (31) and / or the gear (32) are at least partially accommodated in a housing (13) formed by the steering handle (1) or connected to the steering handle (1), the locking element (71) in the locked position with the housing (13).

Steering device according to one of the preceding claims as far as referred back Claim 5 and 6th , characterized in that the adjustment arrangement (3) is designed to adjust the position of the steering handle (1) along the axis of rotation (D) when the first locking device (5) is in a position in which it supports the steering shaft (2) not locked, and the second locking device (7) is in a position in which it locks the steering handle (1).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized by a restoring torque generating device (4) which generates a counter-torque when the steering handle (1) is actuated by a vehicle driver of the motor vehicle.

Steering device according to Claim 10 , characterized in that the drive (31) and / or the gear (32) of the adjustment arrangement (3) belongs at the same time to the restoring torque generating device (4) or forms the restoring torque generating device (4).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (32) is designed as a worm gear and a worm wheel (321) connected in a rotationally fixed manner to a steering shaft (2) of the steering device (10) and a worm shaft (322) assigned to the drive (31) ) having.

Steer-by-wire steering system with a steering device according to one of the preceding claims.

Vehicle with a steering device according to one of the Claims 1 to 12th , characterized in that the steering handle (1) can be moved into an accommodation space (91) of an instrument panel (9) of the vehicle with the aid of the adjustment arrangement (3).

Steering device according to Claim 14 , characterized in that the accommodation space (91) is formed by a functional unit (90) arranged within the instrument panel (9), the functional unit (90) after receiving the steering handle (1) in the accommodation space (91) its position with respect to the Instrument panel (9) can change.