DE10221241A1

DE10221241A1 - Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10221241A1
Application number: DE2002121241
Authority: DE
Inventors: Tobias Bruegge
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-27

Abstract

Eine Lenkeinrichtung für ein mittels eines Steer by Wire-Konzeptes zu lenkendes Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad 2 und mit einer Einrichtung 4 zum Erzeugen einer auf das Lenkrad 2 wirkenden Lenkhaptik, umfassend einen elektrischen Antrieb, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung 4 zum Bereitstellen eines einer aktiven Lenkbewegung des Lenkrades 2 entgegenwirkenden Widerstandsmomentes eine mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktors 11, bezüglich ihrer Bremswirkung einstellbare Bremseinrichtung 10 zugeordnet ist, durch deren Aktor 11 das benötigte Widerstandsmoment mittelbar bereitgestellt wird, indem dieser auf eine Flüssigkeit zum Verändern ihrer Viskosität oder auf einen Flüssigkeitskreislauf zum Verändern der wirksamen Störmungsquerschnittsfläche, jeweils die eigentliche Bremsarbeit übernehmend, einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein mittels eines Steer-by- Wire-Konzeptes zu lenkendes Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad und mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer auf das Lenkrad wirkenden Lenkhaptik, umfassend einen elektrischen Antrieb.
Es sind Lenkeinrichtungen zum Lenken von Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen im Gegensatz zu herkömmlichen Lenkeinrichtungen eine mechanische Zwangskopplung zwischen einer Bewegung des von einem Fahrer bewegten Lenkrads und den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges einem sogenannten Steer-by-Wire-Konzept gewichen ist. Bei diesen Steer- by-Wire-Lenkkonzepten wird mittels einem oder mehrerer Lenkwinkelsensoren die aktuelle Drehwinkelstellung des Lenkrades erfaßt. In Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Lenkrades werden Aktoren, beispielsweise Elektromotoren oder ein hydraulisches System angesteuert, um entsprechend dem erfaßten Lenkwinkel bzw. der durchgeführten Lenkradbewegung die gelenkten Räder des Kraftfahrzeuges in die entsprechende Stellung zu bringen. Diese Lenkeinrichtungen verfügen ferner über eine Einrichtung zum Erzeugen einer Lenkhaptik. Diese auf das Lenkrad einwirkende Einrichtung dient dem Zweck, dem Fahrer bei einer Betätigung des Lenkrades das ihm von herkömmlichen Lenkeinrichtungen, deren Lenkräder mechanisch zwangsgekoppelt mit den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden sind, zu vermitteln. Eine solche Lenkhaptikeinrichtung ist aus EP 0 447 626 A2 bekannt. Als aktiv ansteuerbares Element zum Bereitstellen der jeweils benötigten lenkhaptischen Rückmeldung dient beim Gegenstand dieses Dokumentes ein herkömmlicher Gleichstrommotor, der mittels eines Schneckengetriebes auf eine dem Lenkrad zugeordnete Lenkspindel einwirkt. Der Elektromotor und das Getriebe erstrecken sich radial zur Lenkspindel und sind daher unterhalb des Armaturenbrettes des Kraftfahrzeuges angeordnet. Mit dem Elektromotor kann zum Erzeugen der benötigten Lenkhaptik die Lenkspindel mit einem der Lenkbewegung entgegenwirkenden Gegenmoment beaufschlagt oder auch aktiv, etwa zum Unterstützen einer Rückdrehbewegung des Lenkrades in die Geradeausstellung, angetrieben werden.
Aus DE 195 39 101 C1 ist eine weitere Lenkeinrichtung bekannt geworden, die neben dem getrieblich auf die Lenkspindel einwirkenden Elektromotor eine Rückstelleinrichtung umfaßt, mit der das Lenkrad den Gegebenheiten der gelenkten Räder entsprechend nach einer Kurvenfahrt in seine Geradeausstellung zurückgebracht wird. Diese Rückstelleinrichtung verwendet eine Druckfeder, die beim Durchführen der Lenkbewegung durch ein auf einem Kulissenstein mit einer schiefen Ebene geführtes Widerlagerelement gespannt wird und deren gespeicherte Energie zum Rückstellen des Lenkrades wieder freigesetzt wird. Bei der Rückstellfeder handelt es sich um eine Spiralfeder, die die Lenkspindel konzentrisch umgibt. Die aus diesem Dokument bekannte Lenkeinrichtung ist ebenfalls unterhalb des Armaturenbrettes eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Bei dieser vorbekannten Lenkeinrichtung dient der Einsatz der separaten Rückstelleinrichtung, um eine verbesserte, das Lenkrad rückstellende Lenkhaptik zu erzeugen, verglichen mit solchen Lenkeinrichtungen, bei denen die das Lenkrad rückstellende Lenkhaptik durch einen getrieblich untersetzten Elektromotor bereitgestellt wird.
Dem aus den beiden zitierten Dokumenten vorbekannten Stand der Technik ist gemein, dass diese nicht unbeträchtlichen Einbauraum benötigen. Auch wenn dieser grundsätzlich bei herkömmlichen Kraftfahrzeugkonstruktionen unter dem Armaturenbrett zur Verfügung steht, besteht dennoch der Wunsch, nach einer Lenkhaptikeinrichtung, die einen geringeren Einbauraum benötigt.
Aus US 4 771 846 A ist eine weitere Lenkeinrichtung bekannt. Der Lenkeinrichtung zugeordnet ist eine elektromagnetisch steuerbare Bremse zum Bereitstellen eines einer aktiven Lenkbewegung entgegenwirkenden Widerstands- bzw. Gegenmomentes. Damit soll erreicht werden, dass dem Fahrer in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrzustand ein unterschiedlicher haptischer Lenkwiderstand simuliert wird. Diese Bremseinrichtung umfaßt einen Elektromagneten, mit einem ringförmigen Eisenkern, an dessen Stirnseite ein ferromagnetisches Gegenstück geführt ist. Der Eisenkern ist feststehend bezüglich einer Drehbewegung des Lenkrades, während das Gegenstück eine Drehbewegung des Lenkrades mitmacht. Beide Gegenstände - Eisenkern und Gegenstück - stehen miteinander in Berührung. Durch unterschiedliche Bestromung des Magneten wirken unterschiedliche magnetische Haltekräfte auf das ferromagnetische Gegenstück, so dass auf diese Weise das gewünschte Gegenmoment bereitgestellt wird.
Nachteilig ist bei diesem vorbekannten Stand der Technik jedoch, dass mit dieser Lenkhaptikeinrichtung allein ein eine aktive Lenkbewegung entgegenstehendes Widerstandsmoment erzeugbar ist. Ferner ist von Nachteil, dass die beiden miteinander zusammenwirkenden Elemente - Eisenkern des Magneten und Gegenstück - reibend aneinander grenzen. Dieses verursacht zum einen Reibgeräusche und zum anderem unterliegen die reibend aneinandergrenzenden Elemente einen Verschleiß.
Ausgehend von dem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße Lenkeinrichtung dergestalt weiterzubilden, dass mit dieser eine Lenkhaptik erzeugbar ist, die den Lenkgewohnheiten herkömmlicher Lenkeinrichtungen mit einer Zwangskopplung zwischen Lenkrad und gelenkten Räder entspricht oder zumindest sehr nahe kommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einrichtung zum Bereitstellen eines einer aktiven Lenkbewegung des Lenkrades entgegenwirkenden Widerstandsmomentes eine mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktors bezüglich ihrer Bremswirkung einstellbare Bremseinrichtung zugeordnet ist, durch deren Aktor das benötigte Widerstandsmoment mittelbar bereitgestellt wird, indem dieser auf eine Flüssigkeit zum Verändern ihrer Viskosität oder auf einen Flüssigkeitskreislauf zum Verändern der wirksamen Strömungsquerschnittsfläche, jeweils die eigentliche Bremsarbeit übernehmend, einwirkt.
Bei der beanspruchten Lenkeinrichtung dient ein als Aktor dienender Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Direktantrieb zum Bereitstellen eines auf das Lenkrad einwirkenden Drehmomentes. Über diese Einrichtung läßt sich eine Lenkradrückstellung nach einer Kurvenfahrt oder auch eine Übertragung von Fahrbahnunebenheiten von den gelenkten Rädern auf das Lenkrad simulieren. Teil dieser Lenkeinrichtung ist ferner eine Bremseinrichtung, durch deren Aktor das benötigte Widerstands- bzw. Gegenmoment mittelbar auf das Lenkrad einwirkend bereitgestellt wird. Der Aktor ist elektrisch ansteuerbar, so dass auf diese Weise unterschiedliche Widerstandsmomente bereitgestellt werden können. Der Aktor selbst wirkt auf eine Flüssigkeit zum Verändern ihrer Viskosität oder auf einen Flüssigkeitskreislauf zum Verändern der wirksamen Strömungsquerschnittsfläche ein. Somit arbeitet eine solche Bremseinrichtung verschleißfrei. Besonderer Vorteil einer solchen Bremseinrichtung ist jedoch, dass der Aktor nicht unmittelbar auf die Lenkbewegung einwirkend vorgesehen ist, sondern dieser lediglich zur Beeinflussung einer zum Betrieb in der Bremse wirksamen Größe ausgelegt ist. Folglich kann eine wirksame Bremsung bzw. die Bereitstellung eines wirksamen Widerstandsmomentes mit nur einem sehr geringen Strombedarf bereitgestellt werden, da das Widerstandsmoment nicht unmittelbar von dem Aktor bereitgestellt wird. Der Aktor ist beispielsweise ein Elektromagnet, der etwa auf eine rheologische Flüssigkeit einwirkt. Entsprechend der Bestromung des Elektromagneten, der zweckmäßigerweise als Ringmagnet ausgelegt ist, ändert sich die Viskosität der Flüssigkeit. Eine an die Lenkbewegung des Lenkrades gekoppelte Bremsscheibe greift ein in diese Flüssigkeit und wird von dieser entsprechend der jeweils eingestellten Viskosität mehr oder weniger gebremst. In einer weiteren Ausgestaltung wirkt der Aktor ein, um in einem hydraulischen System, ebenfalls als Elektromagnet ausgelegt, als Stellglied die wirksame Strömungsquerschnittsfläche einzustellen. Der in diesem Fall eingesetzte Elektromagnet betätigt somit ein Durchflußregelventil, welches die eigentliche Bremsarbeit übernimmt. Der hydraulische Kreislauf kann beispielsweise in Gang gesetzt werden durch zwei miteinander im Eingriff stehende Förderzahnräder, die in den hydraulischen Kreislauf eingeschaltet sind. Eines der beiden Förderzahnräder ist an die Drehbewegung des Lenkrades gekoppelt. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, den hydraulischen Kreislauf zumindest abschnittsweise in einem flexiblen Schlauch zu führen, auf dessen Oberseite eine oder mehrere Quetschglieder, zweckmäßigerweise als drehbare Rollen ausgebildet, entlang geführt sind, durch die ein Transport der in dem Schlauch enthaltenen Hydraulikflüssigkeit bewirkt wird. Bei Vorsehen eines hydraulischen Kreislaufs im Rahmen der Bremseinrichtung kann der geförderte Durchfluß genutzt werden, um daraus den Drehwinkelbetrag und somit die Drehwinkelstellung des Lenkrades zu ermitteln. Dieses kann beispielsweise mittels einer Durchflußmeßeinrichtung erfolgen, die in diesem Falle als Lenkwinkelsensor ausgewertet wird.
Als Antrieb zum Antreiben des Lenkrades ist es zweckmäßig, einen Direktantrieb einzusetzen. Durch Einsatz eines solchen Antriebes ist es zum einen möglich, diesen unmittelbar auf das Lenkrad einwirkend anzuordnen. Daher sind zusätzliche Aggregate, beispielsweise Getriebe grundsätzlich nicht benötigt. Bei einer solchen, das Lenkrad direkt antreibenden Konfiguration ist die Lenkhaptik besonders wirkungsvoll, insbesondere da die Kopplung zwischen dem Direktantrieb und dem Lenkrad spielfrei realisiert sein kann. Die konzentrische Anordnung eines solchen Direktantriebes zur Drehachse des Lenkrades unterstützt ferner die Forderung, nur einen möglichst geringen Einbauraum zum Unterbringen der Lenkeinrichtung zu benötigen. Ein solcher Direktantrieb läßt sich in das Lenkrad integrieren, dergestalt, dass beispielsweise der Stator des Direktantriebes kraftfahrzeugseitig festgelegt ist, etwa an der Frontseite des Armaturenbrettes. Durch den Rotor des Direktantriebes ist das Lenkrad unmittelbar angetrieben.
Der Rotor eines solchen Direktantriebes sitzt zweckmäßigerweise auf einer Hohlwelle. Diese Anordnung hat zum einen zum Vorteil, dass aufgrund des dadurch bedingten radialen Abstandes der Komponenten des Direktantriebes - Rotor und Stator - zur Drehachse ein hohes Drehmoment auf das Lenkrad einwirken bzw. auch ein hohes Gegenmoment bei sehr flacher Bauweise realisiert werden kann. Ferner kann der durch den Direktantrieb eingeschlossene Raum genutzt werden, um in diesem Raum ein oder mehrere weitere Module der Lenkeinrichtung, beispielsweise einen Lenkwinkelsensor anzuordnen.
Als bürstenloser Permanentmagnetmotor wird zweckmäßigerweise ein drei-phasiger Synchronmotor mit Permanenterregung eingesetzt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lenkeinrichtung ferner eine verschleißfreie Bremse umfaßt, durch die ein einer Lenkbewegung entgegenwirkendes Widerstandsmoment aufgebracht werden kann. Diese Bremseinrichtung kann ebenfalls innerhalb des durch den Direktantrieb eingeschlossenen Raumes angeordnet sein. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung liegt letztendlich darin, dass mit geringerem Strombedarf ein wirkungsvolles Gegenmoment darstellbar ist. Als verschleißfreie Bremsen können beispielsweise hydraulische oder auch rheologische Bremsen eingesetzt sein.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisiert dargestellte Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Lenkeinrichtung der Fig. 2 und
Fig. 4 eine schematisierte Darstellung einer Bremseinrichtung für eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Lenkeinrichtung für ein mittels eines Steer-by-Wire-Konzeptes zu lenkenden Kraftfahrzeuges. Die Lenkeinrichtung 1 umfaßt ein Lenkrad 2, das drehfest auf einer Stellwelle 3 angeordnet ist. Eine Drehbewegung des Lenkrades 2 hat somit eine entsprechende Drehbewegung der Stellwelle 3 zur Folge. Die Lenkeinrichtung 1 verfügt über eine Einrichtung 4 zum Erzeugen einer Lenkhaptik, um durch diese Einrichtung einem Fahrer bei einer Betätigung des Lenkrades eine herkömmlichen Lenkeinrichtungen entsprechende haptische Rückmeldung des durchgeführten Lenkvorganges zu vermitteln. Die Lenkhaptikeinrichtung 4 umfaßt einen Direktantrieb 5, aufgebaut als drei-phasiger Synchronmotor mit Permanenterregung. Der Stator S des Direktantriebes 5 ist an einer Statorplatte 6 befestigt. Die Statorplatte 6 ist - wie durch die symbolisiert dargestellten Schrauben 7, 7' dargestellt - an der Frontseite eines nicht näher dargestellten Armaturenbrettes festgelegt. Der Rotor R des Direktantriebes 5 ist drehfest über eine Hohlwelle 8 mit der Stellwelle 3 verbunden. Aus der beschriebenen Anordnung des Direktantriebes 5 wird deutlich, dass bei einer Bestromung des Direktantriebes 5 unmittelbar ein Moment auf die Stellwelle 3 und somit auf das Lenkrad 2 ausübbar ist.
An die Drehbewegung der Hohlwelle 8 gekoppelt ist ferner das Geberelement 9 eines Lenkwinkelsensors. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind aus Informationsredundanzgründen zwei Lenkwinkelsensoren eingesetzt.
Angeordnet in dem durch den Rotor R des Direktantriebes 5 eingeschlossenen Raum ist eine Bremseinrichtung 10, durch die einer aktiven Lenkbewegung ein Gegenmoment entsprechend der benötigten lenkhaptischen Rückmeldung entgegengesetzt werden kann. Bei der Bremseinrichtung 10 handelt es sich um eine verschleißfreie rheologische Bremse mit einem elektrisch ansteuerbaren Ringmagneten 11, der - eingesetzt in ein Gehäuse 12 - statorseitig festgelegt ist. In einen U-förmig ausgebildeten, konzentrisch radial innenseitig zu dem Ringmagneten 11 angeordnet, befindet sich ein Flüssigkeitsspalt 13, in dem eine rheologische Flüssigkeit eingebracht ist. Die rheologische Flüssigkeit ändert in Abhängigkeit von der Bestromung des Ringmagneten 11 ihre Viskosität. In die rheologische Flüssigkeit eintauchend ist ferner eine Bremsscheibe 14 vorgesehen, auf die die Reibung der rheologischen Flüssigkeit in Abhängigkeit von der jeweiligen Viskosität einwirkt.
Mit dem Direktantrieb 5 ist mit hoher Präzision und insbesondere hohem Drehmoment spielfrei ein aktives Drehmoment auf das Lenkrad 2 ausübbar, wie es beispielsweise zum Rückstellen des Lenkrades 2 nach einer Kurvenfahrt gewünscht wird. Gewünscht ist eine solche Lenkhaptik ebenfalls bei Fahrten auf unebenem Untergrund, bei denen bei herkömmlichen Lenkeinrichtungen mit einer Zwangskopplung zwischen einer Drehbewegung des Lenkrades und der Stellung der gelenkten Räder ein Drehmoment von den Rädern auf das Lenkrad ausgeübt wird. Zum Aufbringen eines aktiven Gegenmomentes einer durch den Fahrer ausgeübten aktiven Lenkbewegung dient die Bremseinrichtung 10, die mit sehr geringem Stromverbrauch und insbesondere ohne eine übermäßige Erwärmung ein sehr hohes Gegenmoment bereitstellen kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lenkeinrichtung 1 Teil des Lenkrades 2, da das Lenkrad 2 zusammen mit der Lenkhaptikeinrichtung 1 und mit dem Lenkwinkelsensor insgesamt am Armaturenbrett befestigbar und ebenfalls auch von diesem entfernbar ist.
Der Übersicht halber sind die notwendigen elektrischen Verbindungen und weiteren Komponenten zum Realisieren des Steer-by-Wire-Konzeptes in Fig. 1 und den folgenden Figuren nicht dargestellt.
Eine weitere Lenkeinrichtung 15, die konzentrisch eine Stellwelle 16 umgebend angeordnet ist, ist in Fig. 2 abgebildet. Mit der Stellwelle 16 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise ein Lenkrad verbunden. Als Antrieb der Lenkeinrichtung 15 dient gleichfalls ein Direktantrieb 17. An dem Rotor R des Direktantriebes 17 sind mehrere Rollen 18 zur Stellwelle 16 weisend drehbar gelagert. Die Rollen 18 wirken ein auf einen Schlauchabschnitt 19, in dem eine hydraulische Flüssigkeit enthalten ist. Der Schlauchabschnitt 19 stützt sich an einem statorseitig gehaltenem Widerlager 20 ab. Durch die Rollen 18 wird der flexible Schlauchabschnitt 19 zusammengequetscht, so dass bei einer Drehung des Rotors R, bedingt durch eine Drehung des Lenkrades und somit der Stellwelle 16, die in dem Schlauchabschnitt 19 befindliche hydraulische Flüssigkeit entsprechend der Drehbewegung gefördert wird. Diese Einrichtung ist eingesetzt als Bremseinrichtung zum Bereitstellen eines einer Lenkbewegung entgegenwirkenden Widerstandsmomentes. Der Aufbau der insgesamt mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichneten Bremseinrichtung ist auch in der Darstellung der Fig. 3 erkennbar. Der Schlauchabschnitt 19 erstreckt sich über einen Bereich von etwas mehr als 180° und liegt in diesem Bereich an dem Widerlager 20 an. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Rollen 18 vorgesehen, die den Schlauchabschnitt 19 im Bereich des Widerlagers 20 verquetschen. Der Schlauchabschnitt 19 ist Teil eines hydraulischen Kreislaufs, der durch einen Abschnitt 22, die beiden Schlauchenden verbindend, gebildet ist. In den Abschnitt 22 eingeschaltet ist ein elektromagnetisches Stellglied 23, mit dem die wirksame Strömungsquerschnittsfläche im Bereich des Abschnittes 22 eingestellt werden kann. In Abhängigkeit von der Stellung des elektromagnetischen Stellgliedes 23 ist ein größerer oder kleinerer Strömungsquerschnitt gebildet, so dass dementsprechend ein kleineres oder größeres Widerstandsmoment einer Drehbewegung des Lenkrades entgegengesetzt werden kann. In den hydraulischen Kreislauf eingeschaltet ist ferner eine Durchströmungsmeßeinrichtung 24, mit dem die Durchströmungsrate erfaßt wird. Mit dem Durchströmungsmesser 24 ist somit unmittelbar eine Aussage bezüglich der Lenkwinkelstellung und des Lenkwinkeldrehbetrages ermittelbar. Aus Fig. 3 wird ferner deutlich, dass durch Verquetschen des Schlauchabschnittes 19 durch die mehreren Rollen 18 bei einer Bewegung des Rotors R die in dem hydraulischen Kreislauf, gebildet durch den Schlauchabschnitt 19 und den Abschnitt 22, befindliche Flüssigkeit transportiert wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Bremseinrichtung 25 für eine Lenkeinrichtung zum Bereitstellen eines einer Lenkbewegung entgegenwirkenden Widerstandsmomentes. Die Bremseinrichtung 25 ist ebenfalls hydraulisch arbeitend ausgelegt und umfaßt einen Kreislauf 26, in den zwei Förderzahnräder 27, 27' eingeschaltet sind. Das Förderzahnrad 27 ist drehfest mit der Stellwelle verbunden. Bei einer Betätigung der Stellwelle wird durch die beiden Zahnräder 27, 27' die in dem Kreislauf 26 befindliche hydraulische Flüssigkeit gefördert. Teil der Bremseinrichtung 25 ist ferner ein elektromagnetisches Stellglied 28, mit dem die wirksame Strömungsquerschnittsfläche innerhalb des Kreislaufes 26 eingestellt werden kann. Durch die Einstellung der wirksamen Strömungsquerschnittsfläche ist ein größeres oder kleineres Widerstandsmoment aufbringbar.
Mit geringem Strombedarf ist durch die in den Figuren beispielhaft aufgezeigten Bremseinrichtungen auch ein Widerstandsmoment aufbringbar, durch das eine weitere Drehbewegung des Lenkrades blockiert ist. Das Lenkrad braucht dann keine weiteren Anschläge zur Begrenzung einer maximalen Lenkbewegung aufzuweisen.
Die beschriebenen Lenkeinrichtungen eignen sich aufgrund ihrer kompakten Bauweise grundsätzlich auch zur Anordnung an anderen Elementen und nicht notwendigerweise am Armaturenbrett. Ein solches anderes Element kann beispielsweise ein etwa von der Fahrertür her ausschwenkbarer Arm sein. In diesem Fall kann der Raum unter dem Armaturenbrett - falls überhaupt vor dem Fahrer vorhanden - auch verglast sein, ohne dass dieser Raum wie beim vorbekannten Stand der Technik durch notwendige Einrichtungen der Lenkeinrichtung verbaut wäre. Bezugszeichenliste 1 Lenkeinrichtung
2 Lenkrad
3 Stellwelle
4 Lenkhaptikeinrichtung
5 Direktantrieb
6 Statorplatte
7, 7' Schraube
8 Hohlwelle
9 Geberelement
10 Bremseinrichtung
11 Ringmagnet
12 Gehäuse
13 Flüssigkeitsspalt
14 Bremsscheibe
15 Lenkeinrichtung
16 Stellwelle
17 Direktantrieb
18 Rollen
19 Schlauchabschnitt
20 Widerlager
21 Bremseinrichtung
22 Abschnitt
23 elektromagnetisches Stellglied
24 Durchströmungsmeßeinrichtung
25 Bremseinrichtung
26 Kreislauf
27, 27' Förderzahnräder
28 elektromagnetisches Stellglied
R Rotor
S Stator

Claims

1. Lenkeinrichtung für ein mittels eines Steer-by-Wire-Konzeptes zu lenkendes Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad (2) und mit einer Einrichtung (4, 15) zum Erzeugen einer auf das Lenkrad (2) wirkenden Lenkhaptik, umfassend einen elektrischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung (4, 15) zum Bereitstellen eines einer aktiven Lenkbewegung des Lenkrades (2) entgegenwirkenden Widerstandsmomentes eine mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktors (11, 23, 28) bezüglich ihrer Bremswirkung einstellbare Bremseinrichtung (10, 21, 25) zugeordnet ist, durch deren Aktor (11, 23, 28) das benötigte Widerstandsmoment mittelbar bereitgestellt wird, indem dieser auf eine Flüssigkeit zum Verändern ihrer Viskosität oder auf einen Flüssigkeitskreislauf zum Verändern der wirksamen Strömungsquerschnittsfläche, jeweils die eigentliche Bremsarbeit übernehmend, einwirkt.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (10) rheologisch arbeitend ausgelegt ist und einen an die Drehbewegung des Lenkrades (2) gekoppelte Bremsscheibe (14) konzentrisch umgebenden Ringmagneten (11) umfasst, wobei in einem Flüssigkeitsspalt (13) zwischen der Bremsscheibe (14) als Rotor und einem statorseitigen Gehäuse (12) zur Aufnahme des Ringmagneten (11) mit einer rheologischen Flüssigkeit gefüllt ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad (2) drehfest mit einer Stellwelle (3) verbunden ist, auf der die Bremsscheibe (14) ebenfalls drehfest angeordnet ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf einen hydraulischen Kreislauf (26) einwirkende Aktor ein Elektromagnet (23, 28) ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Flüssigkeit in dem hydraulischen Kreislauf (26) zwei in den Kreislauf (26) eingeschaltete, miteinander im Eingriff stehende Förderzahnräder (27, 27') vorgesehen sind, von denen eines an die Drehbewegung des Lenkrades gekoppelt ist.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskreislauf zumindest in einem Abschnitt durch einen flexiblen, auf einem Widerlager (20) gehaltenen Schlauch (19) gebildet ist, auf den ein oder mehrere, durch eine Drehbewegung des Lenkrades bewegte Quetschglieder (18) auf die äußere Oberfläche des Schlauches (19) zum Fördern der in dem Schlauch enthaltenen Flüssigkeit bei einer Drehbewegung des Lenkrades einwirken.

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Quetschglieder drehbar gelagerte Rollen (18) sind.

8. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremseinrichtung (21) ferner eine in den hydraulischen Kreislauf eingeschaltete Durchflußmeßeinrichtung (24) als Lenkwinkelsensor zugeordnet ist.

9. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer Aktor zum Erzeugen eines auf das Lenkrad (2) wirkenden Drehmomentes ein direkt das Lenkrad antreibender, bürstenloser Permanentmagnetmotor (5, 17) eingesetzt ist.

10. Lenkeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bürstenlose Permanentmagnetmotor ein 3-phasiger Synchronmotor mit Permanenterregung ist.

11. Lenkeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) des Permanentmagnetmotors (5) auf einer Hohlwelle (8) sitzt.

12. Lenkeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetmotor (5) sowie die Bremseinrichtung (10) prinzipiell Teil des Lenkrades (2) sind und das Lenkrad (2) über eine den Stator (S) des Permanentmagnetmotors (5) tragende Statorplatte (6) kraftfahrzeugseitig befestigt ist.

13. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den von dem Rotor (R) bzw. seiner Hohlwelle (8) eingeschlossenen Raum des Permanentmagnetmotors (5) die Bremseinrichtung (10) angeordnet ist.