EP2464544A1 - Lenkvorrichtung für ein kraftfahrzeug mit einem lenkrad und einer elektrischen kontakteinheit - Google Patents

Lenkvorrichtung für ein kraftfahrzeug mit einem lenkrad und einer elektrischen kontakteinheit

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Publication number
EP2464544A1
EP2464544A1 EP10754438A EP10754438A EP2464544A1 EP 2464544 A1 EP2464544 A1 EP 2464544A1 EP 10754438 A EP10754438 A EP 10754438A EP 10754438 A EP10754438 A EP 10754438A EP 2464544 A1 EP2464544 A1 EP 2464544A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
steering wheel
electrical
steering device
contact unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10754438A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Delf Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takata AG
Original Assignee
Takata AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Takata AG filed Critical Takata AG
Publication of EP2464544A1 publication Critical patent/EP2464544A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/027—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems between relatively movable parts of the vehicle, e.g. between steering wheel and column

Definitions

  • Steering device for a motor vehicle with a steering wheel and a
  • the invention relates to a steering device for a motor vehicle with a steering wheel and an electrical contact unit according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a steering device for a motor vehicle, which avoids high heat development in or on the steering wheel. This object is achieved by a steering device with the features of claim 1. Embodiments of the invention are specified in the subclaims.
  • the present invention contemplates providing at least one temperature generating portion of an electronic control unit (ECU) for controlling one or more of the electric and electronic components of a steering wheel out of the steering wheel into an electrical contact unit of the steering apparatus
  • the electrical contact unit has a stator and a rotor, and that the electronic control unit or at least one temperature-generating part thereof is integrated into the rotor of the electrical contact unit
  • at least one temperature-generating electronic component for signal processing and / or signal transmission of the electronic control unit, or the electronic control unit is connected to the rotor, either directly or indirectly via a support purity in total, shifted in the rotor of an electrical contact unit.
  • Another advantage of integrating parts of the electronic control unit into the rotor is that the multiplicity of interconnections between the electronic control unit and complex actuator technology (such as for superposition steering) do not have a flexible one Leaders must be led.
  • the rotor has an annular support on which the electronic control unit or at least one temperature-generating part thereof is arranged.
  • the annular carrier is, for example, disc-shaped. The rotor is rotated during a rotation of the steering wheel.
  • the electrical contact unit has means for heat dissipation.
  • Heat dissipation takes place, for example, through a housing of the electrical contact unit.
  • This serves in addition to the protection and the leadership of a flexible conductor as a heat dissipation and can have cooling fins and / or active cooling elements. It can also be provided in a simple manner large surfaces on the housing of the electrical contact unit or Temperaturableit vom for temperature dissipation.
  • means for temperature absorption and dissipation be provided, for example in the form of cooling fins or cooling slots.
  • the electrical contact unit comprises a cover element through which the steering shaft or a steering shaft stub of the steering shaft or a coupling element coupled to the steering shaft protrudes, wherein the cover element means for dissipating heat which is provided by the electronic control unit or at least one temperature-generating part thereof.
  • the individual elements are arranged in one embodiment and optimized in their function and matched to each other, that upon rotation of the steering wheel and thus rotatably connected rotor there is an additional ventilation of the electrical contact unit and so the heat generation is further reduced.
  • An electrical contact unit is a component that serves to electrically connect one or more electrical or electronic components arranged in a steering wheel with one or more electrical or electronic components not arranged in the steering wheel.
  • a component not arranged in the steering wheel can also be a power source for a component arranged in the steering wheel.
  • An electrical contact unit comprises a flexible conductor, for example in the form of a coil spring, which electrically couples a stator of the contact unit to a rotor of the contact unit, wherein both signals and energy can be transmitted by the electrical coupling. By means of the flexible conductor signals and / or energy can be transmitted during a relative movement between the rotor and stator.
  • the rotor and the flexible conductor are arranged in an embodiment with respect to the axis of rotation of the steering shaft of the steering wheel axially one behind the other.
  • the rotor and the flexible conductor are arranged successively in the radial direction with respect to the axis of rotation of the steering shaft of the steering wheel, the flexible conductor being surrounded radially on the outside by the rotor.
  • a superposition drive is integrated in the steering wheel and the control unit is designed to control at least the superposition drive.
  • Figure 1 is an exploded view of a first embodiment of a
  • Figure 2 is a sectional view of the assembled steering wheel of Figure 1;
  • Figure 3 is an exploded view of a second embodiment of a
  • Control unit is integrated
  • FIGS. 1 and 2 shows a sectional view of the assembled steering wheel of FIG. 3.
  • the control device shown in FIGS. 1 and 2 comprises a steering wheel 1 and an electrical contact unit 2.
  • the steering wheel 1 comprises a steering wheel rim 1 1, a plurality of spokes 12 and a steering wheel hub 13, which serves for connection of the steering wheel 1 with a steering shaft 3 of the vehicle.
  • a superposition drive 4 is integrated in the steering wheel 1, which comprises an actuator in the form of an electric motor 41 and a superposition gear with a drive worm 42 and a worm wheel 43.
  • the drive worm 42 is driven by the electric motor 41.
  • the worm wheel 43 is coupled to the steering shaft 3.
  • the superposition drive 4 is suitable and configured to superimpose a further steering angle on a steering angle input by a driver.
  • a housing and bearing elements and fastening means of the superposition gear 42, 43 and the drive motor 41 are not shown for clarity.
  • the electrical contact unit 2 comprises a stator 21, a flexible conductor 22, a rotor 23 and an upper cover 24.
  • the stator 21 is stationary, that is fixed non-rotatably, for example on a steering column cover or on a steering column assembly arranged immediately behind the steering wheel 1. It is in the illustrated embodiment, but not necessarily, a hollow cylinder and includes a circular in cross section outer wall 21 1 and a steering wheel 1 facing away from the lower lid 212.
  • the cover 212 has a central recess through which a provided with a toothing 41 steering shaft stub 4 of the steering shaft 3 protrudes.
  • a cylindrical cavity is provided, which serves to receive the flexible conductor 22 and the rotor 23 and which can be closed by the upper cover 24 on the steering wheel side facing the electrical contact unit 2.
  • the flexible conductor 22 is formed for example as a winding spring. It is connected at one end or end region by means of one or more contact points, not shown, electrically and signal-conducting with the stator 21. At its other end or end region, it is electrically and signal-conducting connected to the rotor 23 at one or more contact points (also not shown).
  • the flexible conductor 22 makes it possible to transmit energy and / or signals between components electrically coupled to the stator and components electrically coupled to the rotor during a relative movement of the components. In this case, the flexible conductor 22 is also moved due to its flexibility during a relative movement between the stator 21 and rotor 23.
  • the exact design of the flexible conductor 22 is not essential to the present invention.
  • the illustrated flexible conductor 22 is only to be understood as an example.
  • the rotor 23 which, as explained, is electrically and signal-connected to the flexible conductor 22 by means of one or more contact points (not shown), comprises a ring-shaped and disk-shaped carrier 231 in the illustrated embodiment.
  • Electronic components for signal processing and / or signal transmission are arranged on the latter. representing an electronic control unit 232 (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • the electronic components are arranged exclusively on the side facing away from the steering wheel 1 side of the annular support 231 in the illustrated embodiment.
  • the electronic components can also be arranged on the other side and / or both sides of the carrier 231.
  • the annular support 231 may be provided with integrated electrical lines corresponding to a printed circuit board.
  • the annular support 231 further comprises an electrical connection point 233, for example in the form of an electrical connection
  • the annular support 231, the Electronic control unit 232 and the electrical connection point 233 thereby form a subassembly, which is also referred to as ECU unit.
  • the contact unit 2 serves insofar as the electrical supply of the illustrated motor 41 of the superposition steering.
  • the contact unit 2 can also serve the power supply and / or signaling connection of further, arranged in the steering wheel 1 electrical consumers, such as electrical controls in the steering wheel and of electrical components of an airbag module.
  • the electrical connection point 233 is accordingly designed to provide an electrical connection with such further electrical consumers, including, for example, plug-in receptacles for plugs of further electrical consumers are provided.
  • the control unit 232 is used to electrically control one or more arranged in the steering wheel 1 electrical components, such as the electrical control of the superposition steering and the electrical control of electrical controls of the steering wheel. In principle, the control unit 232 can also assume control tasks with regard to vehicle components which are not arranged in the steering wheel.
  • the control unit 232 may be designed and provided to control a power steering, which is coupled to the steering shaft 3 outside of the steering wheel 1.
  • the upper cover 24 closes the electrical contact unit 2. It has an edge-side opening 241, which is the implementation of the electrical connection point
  • Embodiment with the plug 41 1 of the drive motor 41 is connected.
  • Lid 24 further includes a central opening 242 which is provided with cooling fins 243 in FIG.
  • slats or slots are provided. These run in a variant not parallel to the axis of rotation of the steering shaft 3, but inclined thereto, to provide an improved cooling effect. It should be noted that the diameter of the central opening 242, as can be seen in particular from the sectional view of Figure 2, larger than the diameter of the steering shaft 3 and a coupling with the steering shaft stub 4 part of the worm wheel 43. This allows that by the cooling fins 43 can be effectively dissipated heat.
  • Figures 3 and 4 show an embodiment which differs from the embodiment of Figures 1 and 2, in particular by the arrangement of the flexible conductor 22 and the rotor 23. While in the embodiment of Figures 1 and 2, the rotor 23 and the flexible conductor 22 in the direction of the axis of rotation of the steering shaft 3 are arranged one behind the other, in the embodiment of Figures 3 and 4, the rotor 23 'and the flexible conductor 22 radially with respect to arranged the rotation axis of the steering shaft 3 in succession. The flexible conductor 22 is thereby surrounded radially on the outside by the rotor 23 '.
  • the ECU unit In the first case ( Figures 1 and 2), the ECU unit is thus placed as a ring around the steering shaft 3 and directly on the conduction band of the flexible conductor 22 and, for example, firmly connected thereto. In the second case ( Figures 3 and 4), the ECU unit is placed as a ring radially outward around the conduction band of the flexible conductor 22 and, for example, firmly connected thereto.
  • cooling fins 243 ' are provided at the edge of the lid 24'. In addition, however, such cooling fins may also be formed at the central opening 242.
  • stator 21 is designed as a disc and does not form a housing.
  • the invention is not limited in its execution to the illustrated embodiments.
  • the steering device according to the invention be formed without superposition steering.
  • Their electric motor is merely an example of an integrated into a steering wheel electrical component whose operation is controlled by a control unit.
  • the control unit is integrated in the stator instead of in the rotor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad (1) und einer elektrischen Kontakteinheit (2), die der Führung von Leitungen zur elektrischen Verbindung wenigstens eines im oder am Lenkrad (1) angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteils mit wenigstens einem nicht im oder am Lenkrad (1) angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteil eines Kraftfahrzeuges dient, wobei in die elektrische Kontakteinheit (2) mindestens ein temperaturerzeugendes Teil einer elektronischen Steuereinheit (232) zur Steuerung mindestens eines elektrischen oder elektronischen Bauteils des Lenkrads (1) integriert ist. Es ist vorgesehen, dass die elektrische Kontakteinheit (2) einen Stator (21) und einen Rotor (23, 23') aufweist und die elektronische Steuereinheit (232) oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben in den Rotor (23, 23') der elektrischen Kontakteinheit (2) integriert sind.

Description

Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad und einer
elektrischen Kontakteinheit
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad und einer elektrischen Kontakteinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist zunehmend üblich, eine Vielzahl von elektrischen und elektronischen Fahrzeugkomponenten und Funktionselementen in das Lenkrad eines Fahrzeugs zu integrieren. Beispielsweise ist es aus der WO 2007/009 420 A1 bekannt, einen Überlagerungsantrieb für eine Überlagerungslenkung mit einem Elektromotor in ein Lenkrad zu integrieren. Überlagerungslenkungen zeichnen sich dadurch aus, dass einem vom Fahrer eingegebenen Lenkwinkel ein weiterer Winkel durch einen Aktuator überlagert werden kann. Weiter ist beispielsweise die Integration elektrischer Bedienelemente in ein Lenkrad bekannt. Die EP 1 040 982 A2 beschreibt ein Lenkrad, bei dem eine in den Lenkradkranz des Lenkrads integrierte Heizung mittels eines Lenkstockschalters angesteuert wird, der ortsfest an einem Mantelrohr eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Der Lenkstockschalter umfasst dabei ein Übertragungsmodul mit einer integrierten Leistungsregelungseinheit für die Heizung.
Die zunehmende Integration von elektrischen und elektronischen Fahrzeugkomponenten und Funktionselementen führt zu einer unerwünschten Wärmeentwicklung, die schlimmstenfalls sogar die Funktion der jeweiligen Komponenten gefährden kann. Es besteht damit das Bedürfnis einer effizienten Reduzierung von Wärme, die im oder am Lenkrad erzeugt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das eine hohe Wärmeentwicklung im oder am Lenkrad vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach sieht die vorliegende Erfindung vor, mindestens ein temperaturerzeugendes Teil einer elektronischen Steuereinheit (ECU = „Electronic Control Unit"), die der Steuerung einer oder mehrerer der elektrischen und elektronischen Komponenten eines Lenkrads dient, aus dem Lenkrad heraus in eine elektrische Kontakteinheit der Lenkvorrichtung zu verlagern. Dabei ist vorgesehen, dass die elektrische Kontakteinheit einen Stator und einen Rotor aufweist und die elektronische Steuereinheit oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben in den Rotor der elektrischen Kontakteinheit integriert sind. Dass das temperaturerzeugende Teil in den Rotor integriert ist bedeutet dabei, dass das temperaturerzeugende Teil entweder direkt oder mittelbar über einen Träger drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Es wird somit mindestens ein temperaturerzeugendes elektronisches Bauteil zur Signalverarbeitung und/oder Signalweiterleitung der elektronischen Steuereinheit, oder die elektronische Steuereinheit insgesamt, in den Rotor einer elektrischen Kontakteinheit verlagert. Durch die Verlagerung der elektronischen Steuereinheit oder deren temperaturerzeugender Teile aus dem Lenkrad heraus und in den Rotor der elektrischen Kontakteinheit wird die Entstehung von Wärme im Lenkrad reduziert, da die durch die Steuereinheit bzw. deren temperaturerzeugenden Teile entstehende Wärme nun in der elektrischen Kontakteinheit vorliegt und dementsprechend die elektrische Kontakteinheit erwärmt wird. Insbesondere wird vermieden, dass das Lenkradskelett durch die elektronische Steuereinheit oder deren temperaturerzeugende Teile erwärmt wird. Dadurch ist es verbessert möglich, durch andere elektrische oder elektronische Bauteile im Lenkrad entstehende Wärme, wie beispielsweise die durch einen Antriebsmotor eines Überlagerungsgetriebes oder elektrische Bedienelemente bereitgestellte Wärme, effektiv aus dem Lenkrad abzuleiten. Durch Integration von Teilen der elektronischen Steuereinheit in den Rotor der elektrischen Kontakteinheit wird darüberhinaus erreicht, dass diese Teile nahe der Bauteile des Lenkrads angeordnet sind und die elektrischen Kontakte und Leitungen zwischen den Teilen der elektronischen Steuereinheit und den Bauteilen des Lenkrads, mit denen diese elektrisch verbunden sind, aufgrund der Integration in den Rotor keiner Relativbewegung bezüglich des Lenkrades unterliegen. Damit werden die Gefahr von Störungen bei der Signalübertragung reduziert und einfache Möglichkeiten der elektrische Kontaktierung beispielsweise über Stecker geschaffen.
Ein weiterer Vorteil der Integration von Teilen der elektronischen Steuereinheit in den Rotor (im Gegensatz zu der in einen fahrzeugfeste Bereich) besteht darin, dass die Vielzahl von Verbindungsleitungen zwischen der elektronischen Steuereinheit und einer komplexen Aktuatorik (wie z.B. für eine Überlagerungslenkung) nicht über einen flexiblen Leiter geführt werden müssen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor einen ringförmigen Träger auf, an dem die elektronische Steuereinheit oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben angeordnet ist. Der ringförmige Träger ist beispielsweise scheibenförmig ausgebildet. Der Rotor wird bei einer Rotation des Lenkrads mitgedreht.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die elektrische Kontakteinheit Mittel zur Wärmeableitung aufweist. Eine Wärmeableitung erfolgt beispielsweise durch ein Gehäuse der elektrischen Kontakteinheit. Dieses dient neben dem Schutz und der Führung eines flexiblen Leiters auch als Wärmeabieiter und kann Kühlrippen und/oder aktive Kühlelemente aufweisen. Dabei können auch in einfacher Weise große Oberflächen am Gehäuse der elektrischen Kontakteinheit bzw. Temperaturableitflächen zur Temperaturableitung bereitgestellt werden. Weiter können am Rotor der elektrischen Kontakteinheit, in den in einer Ausgestaltung der Erfindung die elektronischen Steuereinheit oder deren temperaturerzeugender Teile integriert sind, Mittel zur Temperaturaufnahme- und -ableitung vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Kühlrippen oder Kühlschlitzen. Auch kann vorgesehen sein, dass die elektrische Kontakteinheit ein Deckelelement umfasst, durch das die Lenkwelle oder ein Lenkwellenstupf der Lenkwelle oder ein mit der Lenkwelle gekoppeltes Kopplungselement ragt, wobei das Deckelelement Mittel zur Ableitung von Wärme aufweist, die durch die elektronische Steuereinheit oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben bereitgestellt wird.
Die einzelnen Elemente sind dabei in einer Ausgestaltung derart angeordnet und in ihrer Funktion optimiert und aufeinander abgestimmt, dass bei einer Drehung des Lenkrads und des damit drehfest verbundenen Rotors es zu einer zusätzlichen Belüftung der elektrischen Kontakteinheit kommt und so die Wärmeentstehung weiter reduziert wird.
Eine elektrische Kontakteinheit ist ein Bauteil, dass der elektrischen Verbindung einer oder mehrerer in einem Lenkrad angeordneter elektrischer oder elektronischen Bauteile mit einem oder mehreren nicht im Lenkrad angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteilen dient. Ein nicht im Lenkrad angeordnetes Bauteil kann dabei auch eine Stromquelle für ein im Lenkrad angeordnetes Bauteil sein. Eine elektrische Kontakteinheit umfasst einen flexiblen Leiter beispielsweise in Form einer Wickelfeder, die einen Stator der Kontakteinheit mit einem Rotor der Kontakteinheit elektrisch koppelt, wobei durch die elektrische Kopplung sowohl Signale als auch Energie übertragen werden können. Mittels des flexiblen Leiters können auch während einer Relativbewegung zwischen Rotor und Stator Signale und/oder Energie übertragen werden.
Der Rotor und der flexible Leiter sind dabei in einer Ausgestaltung in Bezug auf die Rotationsachse der Lenkwelle des Lenkrads axial hintereinander angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform sind der Rotor und der flexible Leiter in Bezug auf die Rotationsachse der Lenkwelle des Lenkrads in radialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei der flexible Leiter radial außen von dem Rotor umgeben ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in das Lenkrad ein Überlagerungsantrieb integriert und die Steuereinheit dazu ausgebildet, zumindest den Überlagerungsantrieb zu steuern.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines
Lenkrads mit einer elektrischen Kontakteinheit, in die eine elektronische
Steuereinheit integriert ist; Figur 2 eine Schnittdarstellung des zusammengebauten Lenkrads der Figur 1 ;
Figur 3 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines
Lenkrads mit einer elektrischen Kontakteinheit, in die eine elektronische
Steuereinheit integriert ist;
Figur 4 eine Schnittdarstellung des zusammengebauten Lenkrads der Figur 3. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Steuervorrichtung umfasst ein Lenkrad 1 und eine elektrische Kontakteinheit 2.
Das Lenkrad 1 umfasst einen Lenkradkranz 1 1 , mehrere Speichen 12 und eine Lenkradnabe 13, die bei Verbindung des Lenkrades 1 mit einer Lenkwelle 3 des Fahrzeuges dient.
Im Bereich der Lenkradnabe 13 ist ein Überlagerungsantrieb 4 in das Lenkrad 1 integriert, der einen Aktuator in Form eines Elektromotors 41 und ein Überlagerungsgetriebe mit einer Antriebsschnecke 42 und einem Schneckenrad 43 umfasst. Die Antriebsschnecke 42 wird durch den Elektromotor 41 angetrieben. Das Schneckenrad 43 ist mit der Lenkwelle 3 gekoppelt. Der Überlagerungsantrieb 4 ist dazu geeignet und eingerichtet, einem von einem Fahrer eingegebenen Lenkwinkel einen weiteren Lenkwinkel zu überlagern. In der Darstellung der Figur 1 sind zur besseren Übersicht ein Gehäuse sowie Lagerelemente und Befestigungsmittel des Überlagerungsgetriebes 42, 43 und des Antriebsmotors 41 nicht dargestellt.
Die elektrische Kontakteinheit 2 umfasst einen Stator 21 , einen flexiblen Leiter 22, einen Rotor 23 und einen oberen Deckel 24.
Der Stator 21 ist ortsfest, d.h. nicht drehbar festgelegt, beispielsweise an einer Lenksäulenverkleidung oder an einer unmittelbar hinter dem Lenkrad 1 angeordneten Lenkstockbaugruppe. Er ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, hohlzylindrisch ausgebildet und umfasst eine im Querschnitt kreisförmige Außenwand 21 1 und einen dem Lenkrad 1 abgewandten unteren Deckel 212. Der Deckel 212 weist eine mittige Aussparung auf, durch die ein mit einer Verzahnung 41 versehener Lenkwellenstumpf 4 der Lenkwelle 3 ragt. Durch die zylindrische Wandung 211 wird ein zylindrischer Hohlraum bereitgestellt, der der Aufnahme des flexiblen Leiters 22 sowie des Rotors 23 dient und der durch den oberen Deckel 24 an der dem Lenkrad zugewandten Seite der elektrischen Kontakteinheit 2 verschließbar ist.
Der flexible Leiter 22 ist beispielsweise als Wickelfeder ausgebildet. Er ist an einem Ende oder Endbereich mittels einer oder mehrerer nicht dargestellter Kontaktstellen elektrisch und signalleitend mit dem Stator 21 verbunden. An seinem anderen Ende oder Endbereich ist er an einer oder mehreren Kontaktstellen (ebenfalls nicht dargestellt) elektrisch und signalleitend mit dem Rotor 23 verbunden. Der flexible Leiter 22 ermöglicht, dass auch während einer Relativbewegung der Bauteile Energie und/oder Signale zwischen mit dem Stator elektrisch gekoppelten Bauelementen und mit dem Rotor elektrisch gekoppelten Bauelementen übertragen werden können. Dabei wird der flexible Leiter 22 aufgrund seiner Flexibilität während einer Relativbewegung zwischen Stator 21 und Rotor 23 ebenfalls bewegt. Die genaue Ausbildung des flexiblen Leiters 22 ist dabei für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Der dargestellte flexible Leiter 22 ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
Der Rotor 23, der wie erläutert mittels einer oder mehrerer nicht dargestellter Kontaktstellen mit dem flexiblen Leiter 22 elektrisch und signalleitend verbunden ist, umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ring- und scheibenförmigen Träger 231. Auf diesem sind elektronische Bauteile zur Signalverarbeitung und/oder Signalweiterleitung angeordnet, die eine elektronische Steuereinheit 232 (ECU) darstellen. Diese elektronischen Bauteile umfassen beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren und Speicherbausteine.
Die elektronischen Bauteile sind im dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich auf der dem Lenkrad 1 abgewandten Seite des ringförmigen Trägers 231 angeordnet.
Grundsätzlich können die elektronischen Bauteile jedoch auch auf der anderen Seite und/oder beiden Seiten des Trägers 231 angeordnet sein. Der ringförmige Träger 231 kann dabei mit integrierten elektrischen Leitungen entsprechend einer Leiterplatte versehen sein. Der ringförmige Träger 231 umfasst des Weiteren eine elektrische Verbindungsstelle 233, beispielsweise in Form eines elektrischen
Steckverbindungsanschlusses bzw. Steckkontaktes. Der ringförmige Träger 231 , die elektronische Steuereinheit 232 und die elektrische Verbindungsstelle 233 bilden dabei eine Unterbaugruppe, die auch als ECU-Einheit bezeichnet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass vorgesehen sein kann, dass nicht sämtliche Bauteile der elektronischen Steuereinheit 232 auf dem ringförmigen Träger 231 angeordnet sind, sondern nur die wärmeerzeugenden Bauteile. Andere evtl. vorhandene Bauteile der Steuereinheit können dagegen im Lenkrad 1 angeordnet sein.
In die elektrische Verbindungsstelle 233 ist ein Stecker 41 1 des Antriebsmotors 41 des Überlagerungsgetriebes 4 eingesteckt. Die Kontakteinheit 2 dient insofern der elektrischen Versorgung des dargestellten Motors 41 der Überlagerungslenkung. Die Kontakteinheit 2 kann darüber hinaus jedoch auch der Stromversorgung und/oder signaltechnischen Anbindung weiterer, im Lenkrad 1 angeordneter elektrischer Verbraucher dienen, wie zum Beispiel elektrischer Bedienelemente im Lenkrad sowie von elektrischen Komponenten eines Airbagmoduls. Die elektrische Verbindungsstelle 233 ist dementsprechend dazu ausgebildet, eine elektrische Verbindung auch mit solchen weiteren elektrischen Verbrauchern bereitzustellen, wozu beispielsweise Steckaufnahmen für Stecker weiterer elektrischer Verbraucher vorgesehen sind. Die Steuereinheit 232 dient der elektrischen Steuerung einer oder mehrerer im Lenkrad 1 angeordneter elektrischer Komponenten, beispielsweise der elektrischen Steuerung der Überlagerungslenkung sowie der elektrischen Steuerung elektrischer Bedienelemente des Lenkrads. Grundsätzlich kann die Steuereinheit 232 dabei auch Steueraufgaben in Bezug auf Fahrzeugkomponenten übernehmen, die nicht im Lenkrad angeordnet sind. Beispielsweise kann die Steuereinheit 232 dazu ausgebildet und vorgesehen sein, eine Servolenkung zu steuern, die außerhalb des Lenkrades 1 mit der Lenkwelle 3 gekoppelt ist.
Der obere Deckel 24 verschließt die elektrische Kontakteinheit 2. Er weist eine randseitige Öffnung 241 auf, die der Durchführung der elektrischen Verbindungsstelle
233 dient, die in Richtung des Lenkrads 1 und in dieses hineinragt und im dargestellten
Ausführungsbeispiel mit dem Stecker 41 1 des Antriebsmotors 41 verbunden ist. Der
Deckel 24 weist des Weiteren eine mittige Öffnung 242 auf, die mit Kühlrippen 243 in
Form von Lamellen oder Schlitzen versehen ist. Diese verlaufen in einer Ausführungsvariante nicht parallel zur Rotationsachse der Lenkwelle 3, sondern geneigt zu dieser, um einen verbesserten Kühleffekt bereitzustellen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Durchmesser der mittigen Öffnung 242, wie insbesondere anhand der Schnittdarstellung der Figur 2 ersichtlich ist, größer als der Durchmesser der Lenkwelle 3 bzw. eines mit dem Lenkwellenstumpf 4 koppelnden Teils des Schneckenrads 43. Dies ermöglicht es, dass durch die Kühlrippen 43 effektiv Wärme abgeleitet werden kann.
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 insbesondere durch die Anordnung des flexiblen Leiters 22 und des Rotors 23 unterscheidet. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 der Rotor 23 und der flexible Leiter 22 in Richtung der Rotationsachse der Lenkwelle 3 hintereinander angeordnet sind, sind bei der Ausgestaltung der Figuren 3 und 4 der Rotor 23' und der flexible Leiter 22 radial in Bezug auf die Rotationsachse der Lenkwelle 3 aufeinanderfolgend angeordnet. Der flexible Leiter 22 wird dabei radial außen von dem Rotor 23' umgeben. Im ersten Fall (Figuren 1 und 2) wird die ECU-Einheit also als Ring um die Lenkwelle 3 und direkt auf das Leitungsband des flexiblen Leiters 22 gelegt und beispielsweise fest mit diesem verbunden. Im zweiten Fall (Figuren 3 und 4) wird die ECU-Einheit als Ring radial außen um das Leitungsband des flexiblen Leiters 22 gelegt und beispielsweise fest mit diesem verbunden.
Diese Unterschiede in der Anordnung bedingen unterschiedliche Ausdehnungen bzw.
Abmaße der Kontakteinheit 2 in den beiden gewählten Richtungen und erlauben so eine
Anpassung an die jeweils vorliegenden Bauraumverhältnisse.
Weiter ist im Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 vorgesehen, dass Kühlmittel in
Form von Kühlrippen 243' am Rand des Deckels 24' vorgesehen sind. Zusätzlich können solche Kühlrippen jedoch auch an der mittigen Öffnung 242 ausgebildet sein.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Stator 21 als Scheibe ausgeführt ist und kein Gehäuse bildet.
Es können auch Kombinationen der in den Figuren 1 , 2 einerseits und den Figuren 3, 4 andererseits dargestellten Ausführungsbeispiele erfolgen. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung auch ohne Überlagerungslenkung ausgebildet sein. Deren Elektromotor stellt lediglich ein Beispiel für eine in ein Lenkrad integrierte elektrische Komponente dar, deren Betrieb durch eine Steuereinheit gesteuert wird. Weiter kann in anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass die Steuereinheit statt in den Rotor in den Stator integriert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad und einer elektrischen Kontakteinheit, die der Führung von Leitungen zur elektrischen Verbindung wenigstens eines im oder am Lenkrad angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteils mit wenigstens einem nicht im oder am Lenkrad angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteil eines Kraftfahrzeuges dient, wobei in die elektrische Kontakteinheit mindestens ein temperaturerzeugendes Teil einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung mindestens eines elektrischen oder elektronischen Bauteils des Lenkrads integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinheit (2) einen Stator (21 ) und einen Rotor (23, 23') aufweist und die elektronische Steuereinheit (232) oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben in den Rotor (23, 23') der elektrischen Kontakteinheit (2) integriert sind.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) einen ringförmigen Träger (231 ) aufweist, an dem die elektronische Steuereinheit
(232) oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben angeordnet ist.
3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Träger (231 ) scheibenförmig ausgebildet ist.
4. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen flexiblen Leiter (22) der elektrischen Kontakteinheit (2), der zum einen mit dem Stator (21 ) der Kontakteinheit (2) und zum anderen mit dem Rotor (23, 23') der Kontakteinheit (2) elektrisch verbunden ist.
5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (23) und der flexible Leiter (22) in Bezug auf die Rotationsachse der Lenkwelle (3) des Lenkrads (1 ) axial hintereinander angeordnet sind.
6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (23') und der flexible Leiter (22) in Bezug auf die Rotationsachse der Lenkwelle (3) des Lenkrads (1 ) in radialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei der flexible Leiter (22) radial außen von dem Rotor (23') umgeben ist.
7. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (23, 23') eine elektrische Verbindungsstelle (233) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem oder mehreren elektrischen Kabeln von elektrischen oder elektronischen Bauteilen des Lenkrads (1 ) verbunden zu werden, wobei über die elektrische Verbindungsstelle (233) sowohl Signale als auch Energie übertragbar sind.
8. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinheit (2) Mittel (243, 243') zur Ableitung von Wärme aufweist, die durch die elektronische Steuereinheit (232) oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben bereitgestellt wird.
9. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontakteinheit (2) ein Deckelelement (24, 24') umfasst, durch das die Lenkwelle (3) oder ein Lenkwellenstupf (4) der Lenkwelle (3) oder ein mit der Lenkwelle (3) gekoppeltes Kopplungselement ragt, wobei das Deckelelement (24, 24') Mittel (243, 243') zur Ableitung von Wärme aufweist, die durch die elektronische Steuereinheit (232) oder mindestens ein temperaturerzeugendes Teil derselben bereitgestellt wird.
10. Lenkvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine innere Öffnung (242) und in dieser angeordnete innere Kühlrippen (243) umfassen.
1 1. Lenkvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel äußere Kühlrippen (243') am Umfang des Deckelelementes (24') umfassen.
12. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (243, 243') geneigt zur Rotationsachse der Lenkwelle (3) ausgebildet sind.
13. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (232) vollständig in die elektrische
Kontakteinheit (2) integriert ist.
14. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, soweit rückbezogen auf Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (231 ) elektronische Bauteile zur Signalverarbeitung und/oder Signalweiterleitung angeordnet sind, die die elektronische Steuereinheit (232) bilden.
15. Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Lenkrad (1 ) ein Überlagerungsantrieb (4) integriert ist und die Steuereinheit (232) dazu ausgebildet ist, zumindest den Überlagerungsantrieb (4) zu steuern.
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