DE102007010053A1 - Steering module for motor vehicle, has steering gear, steering gear housing, electrical servomotor, steering supported over steering gear, and controller - Google Patents

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Abstract

The steering module has a steering gear, a steering gear housing (12), an electrical servomotor, a steering supported over the steering gear, and a controller (20). The servomotor is inserted in a receptacle (14) of the steering gear housing. The controller is inserted in the same receptacle of the steering gear housing. The receptacle is formed as drilling in the steering gear housing. The servomotor is inserted into the drilling from the gear side.

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.The The present invention relates to a steering module of a motor vehicle. with a steering gear, a steering gear housing, an electric servomotor, the over the steering gear supports the steering, and a control unit.

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.power steering are used in vehicles to assist the driver during the steering operation. At first this was mainly a reduction of the driver applied steering force, which increases with the vehicle weight and increasing tire widths increased. To increase user comfort and Safety is the driver depending on the speed traveled supported. The youngest Developments are characterized by increased front axle loads. When As a result, more powerful and concomitantly larger servomotors required. For integration of the steering in the safety systems of the vehicle, such as electronic stability programs, is also a high accuracy in the detection and setting of the chosen Steering angle required, wherein the detection of the steering angle, for example via a Sensor in the region of the engine and / or the steering gear takes place. For a sufficient However, accuracy is time-consuming and costly during assembly Work steps required if housed in a separate housing Servomotor, for example, is flanged to the steering gear housing. So can with longer tolerance chains z. B. several post-processing steps or even closer fits be provided, both of which cost more to manufacture or production conditionally. As for the flanging of the engine and the Attaching a control unit Two seals are required, this also means a greater effort during installation. Furthermore The risk of failure is higher for multiple seals, making it more likely to be one Ingress of dirt and moisture, d. H. to a pollution the servo motor or the steering gear can come.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lenkmodul mit möglichst kurzen Toleranzketten und gutem Schutz vor Verschmutzung zur Verfügung zu stellen.The Object of the present invention is a steering module with as possible short tolerance chains and good protection against pollution put.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Lenkmodul der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Servomotor in eine Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse eingesetzt ist.According to the invention Problem solved by a steering module of the type mentioned in at the servomotor inserted into a receptacle in the steering gear housing is.

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.Of the Advantage of the steering module according to the invention one is that only one seal is required is to seal the receptacle in the steering gear housing. On the other hand is for the engine no separate housing required.

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.Prefers is a steering module, wherein the receptacle formed as a bore in the steering gear housing is because providing a well well in the manufacturing process the steering gear housing integrate, where the servomotor used for example from the transmission side into the hole is.

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.Preferably the bore is closed on the side facing away from the transmission with the control unit, being the control unit at least partially inserted in the steering gear housing and a Seal between control unit and steering gear housing is provided. This is next to the steering box only still the case the control required. Furthermore The number of seals is reduced to a minimum.

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.Especially preferred is an embodiment at the control unit is arranged axially to the servo motor, so that a possible simple electrical structure with a cheap electrical connection between the engine and the controller results. The axial arrangement claims as well little space and provides good access to the control unit.

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 a further preferred embodiment is the control unit via suitable Mating surfaces in the steering gear housing pressed in and exclusively held by means of the press fit. Due to the press fit further fasteners not required. Usually, the mating surfaces are concentric to the motor axis of rotation.

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.In an expedient embodiment the invention features the control unit for the Press fit over a cylindrical body for insertion into the hole, made of a good heat-conducting material exists, so over the interference fit heat loss a power transistor of the controller to the steering gear housing derivable is. Since the heat dissipation, the for optimal operation of the transistor is required over the Press fit done the usual used heatsink omitted, for the a corresponding space is required. By the flat press fit is a big area to dissipate the heat in the gearbox with its constructive mass available.

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.Further preferred is an embodiment in which the motor shaft of the motor is provided to the control unit out with a magnetic body and the control unit, a motor angle sensor is provided to detect, for example, the chosen steering angle. The magnetic body is the encoder of the sensor, which is independent of an elec is the supply of electricity. The wired part of the sensor is located on the control unit. A complex wiring between the control unit and the transmitter part of the sensor on the engine is therefore not required.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:following will become apparent from the attached drawings closer up an embodiment the invention received. Show it:

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. 1 in a perspective view a section of a steering module in not yet completely assembled state; 2 the steering module after 1 in a further perspective view and 3 the steering module after 2 in a top view.

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.In 1 a section of a steering module of a motor vehicle is shown. The steering module has a steering gear housing 12 on. The steering gear housing 12 is with a trained as a bore receptacle 14 provided, in which an electric servomotor 16 is used. The servomotor 16 supported by an output shaft 18 , in the 2 is shown, and a steering gear, not shown, the steering. The steering gear is on the side of the wear shaft 18 put on and thus closes this side of the hole 14 , The hole 14 is on the side facing away from the transmission with a control unit 20 locked. In 1 is the control unit 20 not yet in its mounted position while the controller 20 in 2 and 3 on the steering gear housing 12 is fixed and the bore 14 closes. The control unit 20 is arranged axially to the engine. The axial arrangement of the control unit 20 gives a compact possible space of the steering module.

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.To detect a chosen steering angle is the motor shaft of the engine 16 to the control unit 20 provided with a magnetic body and the control unit 20 a motor angle sensor is provided. Since the magnetic body requires no electrical supply, a complex wiring of the motor angle sensor is not required. The wired part of the sensor is provided on the control unit, so that the wiring is simple.

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.To the steering gear housing 12 Close tight is a seal between the controller 20 and the steering gear housing 14 provided, with both the control unit 20 as well as the steering gear housing 14 over a flat pressure surface 22 between which the seal is held in mounted condition. The control unit 20 is via suitable mating surfaces in the steering gear housing 12 pressed and held exclusively by means of the press fit, wherein the mating surfaces are concentric with the motor axis of rotation. A greater holding power or additional security is obtained by the use of adhesive in addition to the interference fit. The mating surfaces of the controller 20 are on a cylindrical body 24 for insertion into the hole 14 educated. Because the mating surfaces of the controller 20 lie concentric to the motor axis of rotation, the position of the motor after insertion into the receptacle 14 not be set separately. Rather, the position of the motor is predetermined by the bore.

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.The cylindrical body 24 consists of a good heat conducting material, thereby being able to as much heat loss as possible in the control unit 20 provided power transistor to the steering gear housing 12 leave. This allows the usual and necessary cooling surfaces on the control unit 20 omitted, because so to speak the entire steering gear housing 12 as a kind of heat sink is available.

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.The control unit 20 is with screws 26 provided in corresponding threaded holes 28 on the steering gear housing 12 be screwed. This screw connection can be used for the press-in and also provides additional security that the seal between the pressure surfaces 22 is kept pressed.

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.The advantage of the steering module according to the invention over the prior art, in which a servo motor is housed in a separate housing, which is flanged, for example, to the steering gear housing, is that on the one hand, the tolerance chain and on the other hand, the number of Monta steps is reduced because the steering gear housing 12 at the same time the housing for the engine 16 forms. In addition, the number of seals is reduced, which means better protection against contamination.

Claims (9)

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.Steering module of a motor vehicle, with a steering gear, a steering gear housing ( 12 ), an electric servomotor ( 16 ), which supports the steering via the steering gear, and a control unit ( 20 ), characterized in that the servomotor ( 16 ) in a receptacle in the steering gear housing ( 12 ) is used. Lenkmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) in die gleiche Aufnahme in dem Lenkgetriebegehäuse (12) eingesetzt ist.Steering module according to claim 1, characterized in that the control unit ( 20 ) in the same receptacle in the steering gear housing ( 12 ) is used. Lenkmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als Bohrung (14) in dem Lenkgetriebegehäuse (12) ausgebildet ist.Steering module according to claim 1 or 2, characterized in that the receptacle as a bore ( 14 ) in the steering gear housing ( 12 ) is trained. Lenkmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (16) von der Getriebeseite her in die Bohrung (14) eingesetzt ist.Steering module according to claim 3, characterized in that the servomotor ( 16 ) from the transmission side into the bore ( 14 ) is used. 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.Steering module according to one of claims 2 to 4, characterized in that the bore ( 14 ) on the side facing away from the transmission with the control unit ( 20 ) is closed, wherein the control unit ( 20 ) at least partially into the steering gear housing ( 12 ) is inserted and a seal between the control unit ( 20 ) and steering gear housing ( 12 ) is provided. Lenkmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) axial zum Servomotor (16) angeordnet ist.Steering module according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) axially to the servomotor ( 16 ) is arranged. 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.Steering module according to claim 6, characterized in that the control unit ( 20 ) via suitable mating surfaces in the steering gear housing ( 12 ) is pressed and held exclusively by means of the press fit. 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.Steering module according to claim 7, characterized in that the control unit ( 20 ) for the press fit over a cylindrical body ( 24 ) for insertion into the bore ( 14 ), which consists of a highly thermally conductive material, so that via the interference fit heat loss of a power transistor of the control unit ( 20 ) to the steering gear housing ( 12 ) is derivable. 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.Steering module according to one of claims 6 to 8, characterized in that the motor shaft of the motor ( 16 ) to the control unit ( 20 ) is provided with a magnetic body and on the control unit ( 20 ) An engine angle sensor is provided.
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