DE19853343A1

DE19853343A1 - Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19853343A1
Application number: DE1998153343
Authority: DE
Inventors: Stephan Arnold; Karl-Heinz Broistedt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2000-05-25

Abstract

Eine Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug umfaßt eine Lenksäule, die zwischen einem Lenkrad und einem Lenkgetriebe angeordnet ist, um eine Drehbewegung, die am Lenkrad aufgebracht wird, unmittelbar auf das Lenkgetriebe zu übertragen, wobei ein Abschnitt der Lenksäule als Läufer eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist, der ein die Drehbewegung unterstützendes Drehmoment auf die Lenksäule aufbringt. Durch die Integration eines Teils bzw. Abschnittes der Lenksäule als Teil des elektrischen Antriebs läßt sich ein sehr einfacher Aufbau der Hilfskraftlenkung verwirklichen. Hervorzuheben sind insbesondere die Bauraumersparnis, die schlanke Bauweise, der Wegfall eventuell ansonsten erforderlicher Getriebe zwischen Motor und Lenksäule, sowie der niedrige Energieverbrauch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Hilfskraftlenkungen in Form elektrischer Antriebe, die eine Kraftunterstützung an einer Lenksäule eines Fahrzeuges schaffen, sind entweder als externer elektrischer Motor ausgebildet oder als Teil des Systems Lenkrad-Lenksäule, wobei dann jedoch eine mehrteilige Lenksäule Verwendung findet.

Die erstgenannte Art von Hilfskraftlenkung ist beispielsweise aus der DE-OS 41 01 810 bekannt; dort ist ein Servomotor parallel zu einer Lenksäule vorgesehen. Die Kopplung zwischen Lenkrad bzw. Lenksäule und dem Servomotor erfolgt über ein zwischengeschaltetes Getriebe. Weitere bekannte Hilfskraftlenkungen sind derart ausgebildet, daß der extern um 90° versetzt angeordnete Motor über ein Getriebe auf die Lenksäule einwirkt.

Eine Hilfskraftlenkung für eine mehrteilige Lenksäule ist beispielsweise aus der EP- 0,599,260 bekannt. Dort ist ein erster Teilabschnitt der Lenksäule mit einem Lenkrad verbunden und weist einen Meßfühler auf, der die Drehbewegung am Lenkrad erfaßt. Ein anderer, zweiter Teilabschnitt der Lenksäule, der von dem ersten Teilabschnitt körperlich getrennt ist, weist einen elektrischen Motor auf, der in Abhängigkeit der erfaßten Drehbewegung am Lenkrad angetrieben wird, um den zweiten Teilabschnitt der Lenksäule zu drehen, der mit dem Lenkgetriebe in Eingriff steht.

Die bekannten Hilfskraftlenkungen weisen daher einerseits den Nachteil auf, daß bei einem extern angeordneten Motor zusätzlicher Bauraum erforderlich ist, sowie auch ein Getriebe zwischen diesem Motor und der Lenksäule vorgesehen werden muß, sowie andererseits bei mehrteiligen Lenksäulen zusätzliche Sicherungsmaßnahmen bei einem Ausfall der elektrischen Hilfskraftlenkung vorzusehen sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug zu schaffen, die bei möglichst einfachem Aufbau eine zuverlässige Lenkunterstützung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Hilfskraftlenkung mit den Merkmalen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach umfaßt die Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug eine Lenksäule, die zwischen einem Lenkrad und einem Lenkgetriebe angeordnet ist, um eine Drehbewegung, die am Lenkrad aufgebracht wird, unmittelbar auf das Lenkgetriebe zu übertragen, wobei ein Abschnitt der Lenksäule als Läufer eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist, der ein die Drehbewegung unterstützendes Drehmoment auf die Lenksäule aufbringt.

Durch die Integration eines Teils bzw. Abschnittes der Lenksäule als Teil des elektrischen Antriebs läßt sich ein sehr einfacher Aufbau der Hilfskraftlenkung verwirklichen. Hervorzuheben sind als Vorteile dieser Lösung insbesondere die Bauraumersparnis, die schlanke Bauweise dieser Hilfskraftlenkung, der Wegfall eventuell ansonsten erforderlicher Getriebe zwischen Motor und Lenksäule, sowie der niedrige Energieverbrauch.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Hilfskraftlenkung sind der Gegenstand von Unteran sprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform beschrieben, die sich auf die zugehörige Zeichnung bezieht.

In der Zeichnung zeigt die:

Figur eine schematische Darstellung der Hilfskraftlenkung gemäß der vorliegenden Erfindung.

In der Figur ist schematisch die Anordnung der Hilfskraftlenkung in einem Fahrzeug dargestellt. Mit 2 ist ein Lenkrad bezeichnet, welches über eine Lenksäule 1 mit einem Lenkgetriebe 3 einer Lenkung verbunden ist. Nicht dargestellt sind das Fahrzeug, die Räder oder weitere Teile der Lenkung.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Lenksäule 1 in einem Abschnitt 4 als Läufer bzw. Rotor eines elektrischen Antriebs bzw. Motors ausgebildet, während ein Gehäuse 5 der Lenksäule 1 als Stator des elektrischen Motors vorgesehen ist.

Durch Messung verschiedener Parameter, wie etwa der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, der Geschwindigkeit der Lenkbewegung am Lenkrad 2 oder weiterer Meßgrößen, mit denen sich das aktuelle Fahrverhalten des Fahrzeuges bestimmen läßt, kann eine Eingangsgröße für beispielsweise ein Kennfeld ermittelt werden. Dieses Kennfeld ist in einem Speicher eines Mikrocomputers abgespeichert und ermöglicht es, die Kraftunterstützung für die Lenkung in Abhängigkeit der gemessenen Kenngrößen einzustellen bzw. zu verändern.

Die Ausgangsgröße des Kennfeldes dient zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs, der vorteilhafterweise als Gleichstrommotor oder Linearmotor ausgebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere die Ausbildung eines langsam drehenden elektrischen Antriebs, der ein vergleichsweise hohes Drehmoment zur Verfügung stellt.

Eingangsgrößen für das Kennfeld lassen sich zum Beispiel über einen Drehwinkelsensor oder Drehgeschwindigkeitssensor an dem Lenkrad oder an der Lenksäule erfassen.

Auch bei einem Ausfall der elektrischen Lenkunterstützung ist durch die unmittelbare mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe die Lenkbarkeit des Fahrzeuges weiterhin gegeben.

Für den Fall eines Linearmotors als elektrischer Antrieb kann dieser in das (Schutz-) Gehäuse 5 der Lenksäule 1 integriert sein sowie dann ein ringförmiger Rotor die Lenksäule 1 umgibt.

Da im Bereich der Fahrgastzelle gemäß der vorliegenden Erfindung keine störenden Bauteile, wie etwa externe Motoren, mehr unterzubringen sind, kann auf diese Art und Weise auch die Verletzungsgefahr für Insassen des Fahrzeuges bei einem Unfall verringert werden.

Der Wegfall eines zwischengeschalteten Getriebes reduziert die Kosten für die erfindungsgemäße Hilfskraftlenkung beträchtlich.

Eine Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug umfaßt demnach eine Lenksäule, die zwischen einem Lenkrad und einem Lenkgetriebe angeordnet ist, um eine Drehbewegung, die am Lenkrad aufgebracht wird, unmittelbar auf das Lenkgetriebe zu übertragen, wobei ein Abschnitt der Lenksäule als Läufer eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist, der ein die Drehbewegung unterstützendes Drehmoment auf die Lenksäule aufbringt.

Durch die Integration eines Teils bzw. Abschnittes der Lenksäule als Teil des elektrischen Antriebs läßt sich ein sehr einfacher Aufbau der Hilfskraftlenkung verwirklichen.

Hervorzuheben sind insbesondere die Bauraumersparnis, die schlanke Bauweise, der Wegfall eventuell ansonsten erforderlicher Getriebe zwischen Motor und Lenksäule, sowie der niedrige Energieverbrauch.

Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird ausschließlich durch die zugehörigen Patentansprüche bestimmt und die obige Beschreibung dient lediglich der Erläuterung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Kraftfahrzeug.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Lenksäule

2

Lenkrad

3

Lenkgetriebe

4

Abschnitt (der Lenksäule)

5

Gehäuse

Claims

1. Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug, mit einer Lenksäule (1), die zwischen einem Lenkrad (2) und einem Lenkgetriebe (3) angeordnet ist, um eine Drehbewegung, die am Lenkrad (2) auftritt, unmittelbar auf das Lenkgetriebe (3) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (4) der Lenksäule (1) als Läufer eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist, der ein die Drehbewegung unterstützendes Drehmoment auf die Lenksäule (1) aufbringt.

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb ein Gleichstrommotor oder ein Linearmotor ist.

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (5) der Lenksäule (1) als Stator des elektrischen Antriebs ausgebildet ist.

4. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkunterstützung in Abhängigkeit zumindest eines Parameters, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Lenkgeschwindigkeit erfolgt.

5. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (4) der Lenksäule (1) als Rotor des elektrischen Antriebs ausgebildet ist.

6. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb ein Gleichstrommotor ist.

7. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb so ausgebildet ist, daß er bei niedriger Drehzahl der Lenksäule (1) ein hohes Drehmoment zur Verfügung stellt.

8. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäule (1) das Lenkrad (2) und das Lenkgetriebe (3) mechanisch direkt verbindet.