DE102007010053A1

DE102007010053A1 - Lenkmodul

Info

Publication number: DE102007010053A1
Application number: DE200710010053
Authority: DE
Inventors: Juergen Ehret; Christof Lausser; Gerald Scharf
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Lenkmodul eines Kraftfahrzeugs, mit einem Lenkgetriebe, einem Lenkgetriebegehäuse (12), einem elektrischen Servomotor (16), der über das Lenkgetriebe die Lenkung unterstützt, und einem Steuergerät (20). Um ein Lenkmodul mit möglichst kurzen Toleranzketten und gutem Schutz vor Verschmutzung zur Verfügung zu stellen, ist der Servomotor (16) in eine als Bohrung (14) ausgebildete Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse (12) eingesetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Lenkmodul eines Kraftfahrzeugs, mit einem Lenkgetriebe, einem Lenkgetriebegehäuse, einem elektrischen Servomotor, der über das Lenkgetriebe die Lenkung unterstützt, und einem Steuergerät.
Servolenkungen werden in Fahrzeugen eingesetzt, um den Fahrer während des Lenkvorgangs zu unterstützen. Anfangs handelte es sich dabei vorwiegend um eine Reduktion der vom Fahrer aufzubringenden Lenkkraft, die sich mit zunehmendem Fahrzeuggewicht und zunehmenden Reifenbreiten erhöht. Zur Erhöhung des Nutzerkomforts und der Sicherheit wird der Fahrer in Abhängigkeit der gefahrenen Geschwindigkeit unterstützt. Die jüngsten Entwicklungen zeichnen sich durch erhöhte Vorderachslasten aus. Als Folge dessen sind leistungsfähigere und damit einhergehend auch größere Servomotoren erforderlich. Zur Einbindung der Lenkung in die Sicherheitssysteme des Fahrzeugs, wie zum Beispiel elektronische Stabilitätsprogramme, ist außerdem eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung und der Einstellung des eingeschlagenen Lenkwinkels erforderlich, wobei die Erfassung des Lenkwinkels beispielsweise über einen Sensor im Bereich des Motors und/oder des Lenkgetriebes erfolgt. Für eine ausreichende Genauigkeit sind bei der Montage jedoch zeit- und kostenintensive Arbeitsschritte erforderlich, wenn der in einem separaten Gehäuse untergebrachte Servomotor beispielsweise an das Lenkgetriebegehäuse angeflanscht wird. So können bei längeren Toleranzketten z. B. mehrere Nachbearbeitungsschritte oder auch engere Passungen vorgesehen werden, wobei beides höhere Kosten bei der Anfertigung bzw. Herstellung bedingt. Da zum Anflanschen des Motors und zum Anbringen eines Steuergeräts zwei Dichtungen erforderlich sind, bedeutet dies auch einen größeren Aufwand bei der Montage. Außerdem ist das Ausfallrisiko bei mehreren Dichtungen höher, so dass es eher zu einem Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit, d. h. zu einer Verschmutzung des Servomotors beziehungsweise des Lenkgetriebes kommen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lenkmodul mit möglichst kurzen Toleranzketten und gutem Schutz vor Verschmutzung zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Lenkmodul der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Servomotor in eine Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse eingesetzt ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Lenkmoduls besteht zum einen darin, dass nur noch eine Dichtung erforderlich ist, um die Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse abzudichten. Zum anderen ist für den Motor kein separates Gehäuse erforderlich.
Bevorzugt ist ein Lenkmodul, bei dem die Aufnahme als Bohrung in dem Lenkgetriebegehäuse ausgebildet ist, da sich das Vorsehen einer Bohrung gut in den Herstellungsvorgang des Lenkgetriebegehäuse integrieren läßt, wobei der Servomotor beispielsweise von der Getriebeseite her in die Bohrung eingesetzt ist.
Vorzugsweise ist die Bohrung auf der dem Getriebe abgewandten Seite mit dem Steuergerät verschlossen, wobei das Steuergerät wenigstens teilweise in das Lenkgetriebegehäuse eingesetzt ist und eine Dichtung zwischen Steuergerät und Lenkgetriebegehäuse vorgesehen ist. Dadurch ist neben dem Lenkgetriebegehäuse nur noch das Gehäuse der Steuerung erforderlich. Außerdem ist die Zahl der Dichtungen auf ein Minimum reduziert.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Steuergerät axial zum Servomotor angeordnet ist, so dass sich ein möglichst einfacher elektrischer Aufbau mit einer günstigen elektrischen Verbindung zwischen dem Motor und dem Steuergerät ergibt. Die axiale Anordnung beansprucht außerdem wenig Bauraum und bietet einen guten Zugang zum Steuergerät.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät über geeignete Passflächen in das Lenkgetriebegehäuse eingepresst und ausschließlich mittels der Presspassung gehalten. Aufgrund der Presspassung sind weitere Befestigungsmittel nicht erforderlich. Üblicherweise liegen die Passflächen konzentrisch zur Motordrehachse.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Steuergerät für die Presspassung über einen zylindrischen Körper zum Einsetzen in die Bohrung, der aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, so dass über die Presspassung Verlustwärme eines Leistungstransistors des Steuergeräts an das Lenkgetriebegehäuse ableitbar ist. Da die Wärmeabfuhr, die für einen optimalen Betrieb des Transistors erforderlich ist, über die Presspassung erfolgt, können die üblicherweise verwendeten Kühlkörper entfallen, für die ein entsprechender Bauraum erforderlich ist. Durch die flächige Presspassung steht eine große Fläche zur Abfuhr der Wärme in das Getriebegehäuse mit seiner konstruktiv bedingten Masse zur Verfügung.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Motorwelle des Motors zum Steuergerät hin mit einem Magnetkörper versehen ist und am Steuergerät ein Motorwinkelsensor vorgesehen ist, um beispielsweise den eingeschlagenen Lenkwinkel zu erfassen. Der Magnetkörper stellt dabei den Geber des Sensors dar, der unabhängig von einer elektrischen Versorgung ist. Der verkabelte Teil des Sensors befindet sich am Steuergerät. Eine aufwändige Verkabelung zwischen dem Steuergerät und dem Geberteil des Sensors am Motor ist also nicht erforderlich.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines Lenkmoduls in noch nicht fertig montiertem Zustand; 2 das Lenkmodul nach 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht und 3 das Lenkmodul nach 2 in einer Draufsicht.
In 1 ist ein Ausschnitt eines Lenkmoduls eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Das Lenkmodul weist ein Lenkgetriebegehäuse 12 auf. Das Lenkgetriebegehäuse 12 ist mit einer als Bohrung ausgebildeten Aufnahme 14 versehen, in welche ein elektrischer Servomotor 16 eingesetzt ist. Der Servomotor 16 unterstützt über eine Abtriebswelle 18, die in 2 gezeigt ist, und ein nicht gezeigtes Lenkgetriebe die Lenkung. Das Lenkgetriebe wird auf der Seite der Abriebswelle 18 aufgesetzt und verschließt damit diese Seite der Bohrung 14. Die Bohrung 14 wird an der dem Getriebe abgewandeten Seite mit einem Steuergerät 20 verschlossen. In 1 befindet sich das Steuergerät 20 noch nicht in seiner aufgesetzten Position, während das Steuergerät 20 in 2 und 3 an dem Lenkgetriebegehäuse 12 festgelegt ist und die Bohrung 14 verschließt. Das Steuergerät 20 ist axial zum Motor angeordnet. Die axiale Anordnung des Steuergerätes 20 ergibt einen möglichst kompakten Bauraum des Lenkmoduls.
Zur Erfassung eines eingeschlagenen Lenkwinkels ist die Motorwelle des Motors 16 zum Steuergerät 20 hin mit einem Magnetkörper versehen und am Steuergerät 20 ist ein Motorwinkelsensor vorgesehen. Da der Magnetkörper ohne elektrische Versorgung auskommt, ist eine aufwändige Verkabelung des Motorwinkelsensors nicht erforderlich. Der verkabelte Teil des Sensors ist am Steuergerät vorgesehen, so dass die Verkabelung einfach ausgebildet ist.
Um das Lenkgetriebegehäuse 12 dicht zu verschließen ist eine Dichtung zwischen dem Steuergerät 20 und dem Lenkgetriebegehäuse 14 vorgesehen, wobei sowohl das Steuergerät 20 als auch das Lenkgetriebegehäuse 14 über eine ebene Andruckfläche 22 verfügen, zwischen denen die Dichtung in montiertem Zustand gehalten ist. Das Steuergerät 20 wird über geeignete Passflächen in das Lenkgetriebegehäuse 12 eingepresst und ausschließlich mittels der Presspassung gehalten, wobei die Passflächen konzentrisch zur Motordrehachse liegen. Eine größere Haltekraft beziehungsweise eine zusätzliche Sicherheit erhält man durch die Verwendung von Kleber in Ergänzung zur Presspassung. Die Passflächen des Steuergeräts 20 sind an einem zylindrischen Körper 24 zum Einsetzen in die Bohrung 14 ausgebildet. Da die Passflächen des Steuergeräts 20 konzentrisch zur Motordrehachse liegen, muss die Lage des Motors nach dem Einfügen in die Aufnahme 14 nicht gesondert eingestellt werden. Vielmehr ist die Lage des Motors durch die Bohrung vorgegeben.
Der zylindrische Körper 24 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, um dadurch in der Lage zu sein, möglichst viel Verlustwärme eines in dem Steuergerät 20 vorgesehenen Leistungstransistors an das Lenkgetriebegehäuse 12 abzugeben. Dadurch können die bisher üblichen und notwendigen Kühlflächen an dem Steuergerät 20 entfallen, da sozusagen das gesamte Lenkgetriebegehäuse 12 als eine Art Kühlkörper zur Verfügung steht.
Das Steuergerät 20 ist mit Schrauben 26 versehen, die in entsprechende Gewindebohrungen 28 am Lenkgetriebegehäuse 12 eingedreht werden. Diese Schraubverbindung kann für das Einpressen verwendet werden und bietet zudem eine zusätzliche Sicherheit dafür, dass die Dichtung zwischen den Andruckflächen 22 gepresst gehalten wird.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Lenkmoduls gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Servomotor in einem separaten Gehäuse untergebracht ist, der beispielsweise an dem Lenkgetriebegehäuse angeflanscht wird, besteht darin, dass einerseits die Toleranzkette und andererseits die Zahl der Monta geschritte reduziert wird, da das Lenkgetriebegehäuse 12 gleichzeitig auch das Gehäuse für den Motor 16 bildet. Außerdem ist die Zahl der Dichtungen reduziert, was einen besseren Schutz vor Verschmutzung bedeutet.

Claims

Lenkmodul eines Kraftfahrzeugs, mit einem Lenkgetriebe, einem Lenkgetriebegehäuse (12), einem elektrischen Servomotor (16), der über das Lenkgetriebe die Lenkung unterstützt, und einem Steuergerät (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (16) in eine Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse (12) eingesetzt ist.
Lenkmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) in die gleiche Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse (12) eingesetzt ist.
Lenkmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als Bohrung (14) in dem Lenkgetriebegehäuse (12) ausgebildet ist.
Lenkmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (16) von der Getriebeseite her in die Bohrung (14) eingesetzt ist.
Lenkmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (14) auf der dem Getriebe abgewandten Seite mit dem Steuergerät (20) verschlossen ist, wobei das Steuergerät (20) wenigstens teilweise in das Lenkgetriebegehäuse (12) eingesetzt ist und eine Dichtung zwischen Steuergerät (20) und Lenkgetriebegehäuse (12) vorgesehen ist.
Lenkmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) axial zum Servomotor (16) angeordnet ist.
Lenkmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) über geeignete Passflächen in das Lenkgetriebegehäuse (12) eingepresst und ausschließlich mittels der Presspassung gehalten ist.
Lenkmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) für die Presspassung über einen zylindrischen Körper (24) zum Einsetzen in die Bohrung (14) verfügt, der aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, so dass über die Presspassung Verlustwärme eines Leistungstransistors des Steuergeräts (20) an das Lenkgetriebegehäuse (12) ableitbar ist.
Lenkmodul nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle des Motors (16) zum Steuergerät (20) hin mit einem Magnetkörper versehen ist und am Steuergerät (20) ein Motorwinkelsensor vorgesehen ist.