DE102014226154B4 - Reibungsbremsmechanismus und dazugehörige Lenksäule - Google Patents

Reibungsbremsmechanismus und dazugehörige Lenksäule Download PDF

Info

Publication number
DE102014226154B4
DE102014226154B4 DE102014226154.6A DE102014226154A DE102014226154B4 DE 102014226154 B4 DE102014226154 B4 DE 102014226154B4 DE 102014226154 A DE102014226154 A DE 102014226154A DE 102014226154 B4 DE102014226154 B4 DE 102014226154B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
braking
steering shaft
friction member
steering system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014226154.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014226154A1 (de
Inventor
Olivier Bernard Perichon
Pritish S. Khale
Michael McFarland
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.)
Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Original Assignee
Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS filed Critical Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Publication of DE102014226154A1 publication Critical patent/DE102014226154A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014226154B4 publication Critical patent/DE102014226154B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/003Backup systems, e.g. for manual steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/184Mechanisms for locking columns at selected positions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B62D1/286Systems for interrupting non-mechanical steering due to driver intervention
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
    • G05G5/08Interlocking of members, e.g. locking member in a particular position before or during the movement of another member
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/12Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/12Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant
    • G05G5/14Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant by locking a member with respect to a fixed quadrant, rod, or the like
    • G05G5/16Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant by locking a member with respect to a fixed quadrant, rod, or the like by friction
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/12Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant
    • G05G5/20Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant by locking a quadrant, rod, or the like carried by the member
    • G05G5/24Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in an indefinite number of positions, e.g. by a toothed quadrant by locking a quadrant, rod, or the like carried by the member by positive interengagement, e.g. by a pawl
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G2700/00Control mechanisms or elements therefor applying a mechanical movement
    • G05G2700/22Mechanisms linking plurality of controlling or controlled members
    • G05G2700/24Locking controlled members of selectively controlled mechanisms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Lenkanlage (10), umfassend eine Lenkspindel (14) und einen Bremsmechanismus (36), der zwischen einer ausgerückten Position und einer eingerückten Position bewegbar ist, um die Lenkspindel (14) winkelmäßig festzustellen, wobei in der ausgerückten Position des Bremsmechanismus (36) die Lenkspindel (14) freigegeben ist, wobei der Bremsmechanismus (36) eine Überbrückung umfasst, so dass ein zerstörungsfreies externes Drehmoment, das auf die Lenkspindel (14) über einer bestimmten Drehmomentschwelle ausgeübt wird, wenn sich der Bremsmechanismus (36) in der eingerückten Position befindet, zu einer Drehung der Lenkspindel (14) führt, wobei der Bremsmechanismus ein erstes ringförmiges Bremselement (48), ein zweites Bremselement (46) und ein Stellglied (38), um die ersten und zweiten Bremselemente (48, 46) in der eingerückten Position miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst, wobei die Überbrückung ein erstes Reibungselement (54), das mit Bezug auf die Lenkspindel (14) nicht drehbar ist, und ein zweites Reibungselement (52), das mit Bezug auf eine ringförmige Grenzfläche des ersten Bremselements (48) des Bremsmechanismus (36) nicht drehbar ist, umfasst, wobei das erste Reibungselement (54) und das zweite Reibungselement (52) in der eingerückten Position reibschlüssig ineinandergreifen und wobei die Lenkanlage mindestens eine Vorspannfeder (58) umfasst, um eine vorbestimmte Vorspannkraft auf mindestens eines von den ersten und zweiten Reibungselementen (54, 52) auszuüben und das erste Reibungselement (54) und das zweite Reibungselement (52) reibschlüssig miteinander in Eingriff zu bringen, wobei die vorbestimmte Vorspannkraft derart ist, dass die ersten und zweiten Reibungselemente (54, 52) zu rutschen beginnen, wenn ein Drehmoment ausgeübt wird, das größer als die Drehmomentschwelle ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkanlage, die während eines Übergangs zwischen einem autonomen Lenkmodus und einem fahrergesteuerten Lenkmodus, insbesondere in einem Notfall, eine beschränkte Betriebsart bereitstellt.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • undfür Fahrzeuge bekannt, die eine ringförmige Verriegelungshülse umfasst, die konzentrisch um die Fahrzeuglenkwelle angebracht ist und normalerweise in Reibungseingriff mit dieser steht. Die Verriegelungshülse umfasst ein Körperteil mit einer wellenförmigen Querschnittskonfiguration, wodurch am Innenumfang der Hülse eine Vielzahl von abwechselnd glatten konvexen Vorsprüngen und konkaven Tälern definiert wird. Die konvexen Vorsprünge stehen in Reibungseingriff mit der Umfangsfläche der Lenkwelle mit einer vorbestimmte Reibungskraft, die größer ist als die während des normalen Lenkvorgangs des Fahrzeugs erzeugte Drehmomentkraft. Mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Zähne erstrecken sich von der Verriegelungshülse radial nach außen, wodurch zwischen den Zähnen mehrere Verriegelungsschlitze gebildet werden, von denen einer zur Aufnahme des freien Endes des Verriegelungsarms einer Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist. Eine solche Diebstahlsicherungsvorrichtung ist jedoch für die Sicherung einer Lenkspindel in einem autonomen Lenkmodus ungeeignet, zumal die vorbestimmte Reibungskraft nur sehr unpräzis eingestellt werden kann, und daher keine beschränkte Betriebsart in einem Notfall bereitstellt.
  • Aus der US 5 289 893 A ist eine Anordnung zur Bereitstellungeiner automatischen Lenkung und zur Verhinderung der Drehung eines Lenkrads im Falle der automatischen Lenkung bekannt. Eine Zahnstange ist seitlich beweglich am Fahrzeug angebracht und mit einer Hauptwelle eines Lenkrads verbunden. Eine seitliche Welle ist seitlich beweglich mit und gegenüber der Zahnstange angeordnet und an ihren gegenüberliegenden Enden mit lenkbaren Rädern des Fahrzeugs verbunden. Die relativen Positionen der Zahnstange und der Seitenwelle werden durch eine Einstellvorrichtung eingestellt. Eine elektromagnetische Kupplung ist so angeordnet, dass sie verhindert, dass die Zahnstange oder die Hauptwelle mit einer darauf ausgeübten Reibungskraft im Falle der automatischen Lenkung bewegt wird. Folglich wird das Lenkrad bei der automatischen Lenksteuerung nicht gedreht, während das Lenkrad manuell gegen die Reibungskraft gedreht werden kann.
  • Um auf die Frage eines ergonomischen und intuitiven gewollten Übergangs von einem autonomen Lenkmodus auf eine manuelle Lenkung einzugehen, wurde in der US 2013 / 002 416 A1 vorgeschlagen, eine Fahrzeuglenkanlage mit einem Lenkrad mit autonomer Schnittstelle, das von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist, und einer elektronischen Fahrsteuereinheit, die konfiguriert ist, um ein Signal zu empfangen, dass das Lenkrad mit autonomer Schnittstelle von der ersten Position in die zweite Position bewegt wurde, und um eine Betriebsänderung des Fahrzeugs zwischen dem manuellen Lenkmodus und dem autonomen Lenkmodus als Reaktion auf den Empfang des Signals einzuleiten, bereitzustellen. Diese Anlage geht jedoch nicht auf die Frage eines sicheren Übergangs von dem autonomen Lenkmodus auf den manuellen oder fahrergesteuerten Lenkmodus auf Initiative der autonomen elektronischen Fahrsteuereinheit, z.B. in einem Notfall, ein.
  • In einem etwas anderen Zusammenhang offenbart die US 6 580 989 B1 eine so genannte hybride Lenkanlage, die selektiv in einer von drei Betriebsarten funktionieren kann: elektrische Lenkung, elektronische Servolenkung (EPAS) und manuelle Lenkung. Die elektrische Anlage umfasst ein Fahrerschnittstellensystem (DIS), ein Laufrad-Stellgliedsystem (RWAS) und einen Controller zum Überwachen und Umsetzen einer bevorzugten Steuerstrategie. Die Lenkanlage funktioniert normalerweise in einem elektrischen Lenkmodus. Der Betrieb in dem alternativen EPAS-Modus und dem manuellen Modus wird durch einen Controller als Reaktion auf eine Fehlfunktion in einem Teil entweder des DIS oder des RWAS bestimmt. In jedem von dem EPAS-Modus und dem manuellen Modus bewirkt der Controller, dass ein Kupplungsmechanismus eingerückt wird, wodurch eine mechanische Verbindung zwischen dem lenkbaren Element und dem Zahnstangensystem hergestellt wird. Im EPAS-Modus ist eines von dem Laufradstellglied oder dem Reaktionsmomentgenerator verfügbar, um den Lenkvorgang zu unterstützen. Alternativ sind im manuellen Modus sowohl das DIS als auch das RWAS deaktiviert, und das Fahrzeug ist über rein mechanische Mittel lenkbar. Da der Fahrer das Lenkrad in allen drei Betriebsarten festhalten muss, müssen keine bestimmten Maßnahmen beim Übergang zwischen den verschiedenen Lenkmodi getroffen werden.
  • Entsprechend besteht ein Bedarf an Mitteln, um einen sicheren Übergang von einer autonomen Lenkung auf eine fahrergesteuerte Lenkung in einem Fahrzeug sicherzustellen, wenn sich der Fahrer dem unmittelbaren Bevorstehen dieses Übergangs nicht bewusst ist.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe ist durch die Lenkanlage des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Während eines Übergangs von einem autonomen Lenkmodus auf den fahrergesteuerten Lenkmodus kann der Bremsmechanismus in die eingerückte Position bewegt werden, um die Lenkspindel winkelmäßig festzustellen, die mechanisch mit den Bodenrädern verbunden ist, während der Fahrer wieder die Kontrolle über das Lenkrad erlangt. Sobald die Hände des Fahrers auf dem Lenkrad liegen, kann das Fahrzeug dadurch gelenkt werden, dass das Lenkrad ein Drehmoment über dem Schwellenwert der Überbrückung ausgeübt wird.
  • Die Drehmomentschwelle für die Überbrückung des Bremsmechanismus ist durch den Druck zwischen den ersten und zweiten Reibungselementen gegeben.
  • Ein einstellbarer Anschlag, der in einer einstellbaren Position mit Bezug auf die Lenkspindel fixiert ist, kann bereitgestellt werden, um die Vorspannfeder zu spannen. Ein besonders kompakter Mechanismus kann erreicht werden, wenn die Vorspannfeder eine Schraubenfeder ist, die sich um die Lenkspindel windet.
  • Wie es sich ohne Weiteres versteht, kann die Anlage auf verschiedene Art und Weise abgestimmt werden, bevor sie in das Fahrzeug eingebaut wird, um eine gewünschte Drehmomentschwelle für die Überbrückung zu definieren: das Material der Reibungselemente kann geändert werden. Die Steifigkeit der Feder kann geändert werden. Die einfachste Möglichkeit, die Drehmomentschwelle anzupassen, ohne die Einzelteile der Lenkanlage zu ändern, besteht jedoch darin, die Position des einstellbaren Anschlags zu ändern.
  • Das Stellglied ist bevorzugt ein elektromechanisches Stellglied.
  • Gemäß einer Ausführungsform stehen die ersten und zweiten Bremselemente in der eingerückten Position formschlüssig miteinander in Eingriff. Insbesondere kann mindestens eines von den ersten und zweiten Bremselementen eine ringförmige Grenzfläche mit einer gewissen Anzahl von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen umfassen, die über einen Umfang der ringförmigen Grenzfläche herum verteilt sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform stehen die ersten und zweiten Bremselemente in der eingerückten Position reibschlüssig miteinander in Eingriff.
  • Die Lenkanlage kann ferner ein Lager zwischen dem ringförmigen Bremselement und der Lenkspindel umfassen.
  • Figurenliste
  • Andere Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung spezifischer Ausführungsformen der Erfindung hervorgehen, die nur als nicht einschränkende Beispiele angegeben werden und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
    • - 1 eine Lenkanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • - 2 eine isometrische Ansicht einer Lenksäule der Lenkanlage aus 1;
    • - 3 eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils der Lenkanlage aus 1 und 2, welche die Montage einer Bremsanlage an der Lenksäule zeigt;
    • - 4 eine ausführlichere auseinandergezogene Ansicht der Bremsanlage aus 3;
    • - 5 eine Schnittansicht einer Lenkspindel und der Bremsanlage aus 3;
    • - 6 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Bremsanlage;
    • - 7 eine alternative Ausführungsform der Lenkanlage.
  • Entsprechende Bezugszahlen beziehen sich auf die gleichen oder entsprechende Teile in jeder der Figuren.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mit Bezug auf 1 ist ein Fahrzeug mit einer Lenkanlage 10 versehen, die ein Lenkrad 12, eine Lenkspindel 14, ein Antriebsritzel 16, das sich mit der Lenkspindel 14 dreht und mit einer Zahnstange 18 kämmt, um Spurstangen 20 zu bewegen, die mit lenkbaren Bodenrädern 22 verbunden sind, umfasst. Das Lenkrad 12 ist mit der Lenkspindel über eine mechanische oder elektrische Kupplung 26 verbunden. Ein Lenkmotor 28 ist mit der Lenkspindel verbunden und wird von einer Lenksteuereinheit 30 gesteuert. Dreh- und/oder Drehmomentsensoren 32, 34 werden an dem Lenkrad 12 und der Lenkspindel 14 bereitgestellt und sind an die Steuereinheit 30 angeschlossen. An sich ist diese Lenkanlage 10 aus der US 2013 002416 bekannt, die hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
  • Die Lenkanlage 10 ist mit einem Reibungsbremsmechanismus 36 versehen, der in 3 bis 5 ausführlich abgebildet ist. Der Bremsmechanismus 36 umfasst ein Stellglied 38, das in einem Stellgliedgehäuse 40 aufgenommen wird, das mit einer C-förmigen Klammer 42 auf ein Mantelrohr 44 geklemmt wird, in dem die Lenkspindel 14 zur Drehung um eine Lenkachse 100 herum eingebaut ist. Das Stellglied 38, das beliebiger Art sein kann, bewegt einen gezahnten Feststellriegel 46 gegen eine Zahnhülse 48 in einer radialen Richtung mit Bezug auf die Lenkachse 100 hin und her. Ein Nadellager 50 wird bereitgestellt, um die Zahnhülse 48 drehmäßig um die Lenkachse 100 herum zu führen. Die Zahnhülse 48 wird auf einen Außenlaufring des Nadellagers aufgepresst. Die Zahnhülse weist eine erste ringförmige ebene Seite 52 in Reibungskontakt mit einem flachen Anschlagring 54, der auf die Lenkspindel 14 aufgepresst wird, und eine zweite ringförmige Seite 56 gegenüber der ersten ringförmigen Seite 52 auf. Eine Druckfeder 58 ist zwischen der zweiten ringförmigen Seite 56 und einer einstellbaren Druckscheibe 60 gespannt, die mit der Lenkspindel 14 durch Aufpressen in einem geeigneten Abstand von dem Anschlagring 54 verbunden wird, um eine gewünschte Axialkraft durch die Druckfeder 58 an der Grenzfläche zwischen der Zahnhülse 48 und dem Anschlagring 54 zu erreichen. Wie es für den Fachmann ersichtlich sein wird, übt der Bremsmechanismus keinen Axialschub auf die Lenkspindel aus, da sowohl die einstellbare Druckscheibe als auch der Anschlagring auf der Lenkspindel liegen.
  • Ein Schalter 62 kann bereitgestellt werden, um es dem Fahrer zu ermöglichen, zwischen einem fahrergesteuerten Lenkmodus und einem autonomen Lenkmodus umzuschalten. Dieser Schalter 62 kann sich auf dem Armaturenbrett befinden oder kann in das Lenkrad 12 integriert sein, wie beispielsweise in der US 2013 002416 offenbart.
  • In dem fahrergesteuerten Lenkmodus und dem autonomen Lenkmodus wird der Bremsmechanismus ausgerückt, d.h. der gezahnte Feststellriegel 46 wird aus der Zahnhülse 48 ausgerückt, die sich zusammen mit dem Anschlagring 54, der Druckfeder 58, der einstellbaren Druckscheibe 60 und der Lenkspindel 14 als eine Einheit drehen kann.
  • Bei dem fahrergesteuerten Lenkmodus ist die Kupplung 26 eingerückt und das Lenkrad 12 ist mechanisch mit der Lenkspindel 14 und den Bodenrädern 22 verbunden. Der Motor 28 kann gegebenenfalls als Servovorrichtung verwendet werden, um das Drehmoment zu ergänzen, das vom Fahrer auf das Lenkrad 12 abgegeben wird.
  • Im autonomen Lenkmodus ist die Kupplung 26 ausgerückt, und der Motor 28 übt unabhängig von der Position des Lenkrads 12 ein Antriebsdrehmoment auf die Lenkspindel 14 aus. In dem autonomen Lenkmodus kann der Fahrer mindestens teilweise die Kontrolle über die Lenkung wiedererlangen, indem er das Lenkrad 12 um einen vorbestimmten Winkel dreht, der von dem Sensor 32 erkannt wird. Eine haptische Rückmeldung (z.B. ein Einrasten) kann bereitgestellt werden, um den Fahrer darüber zu informieren, dass seine Anfrage, die teilweise oder vollständige Kontrolle über die Lenkanlage 10 zurückzuerlangen, registriert und ausgeführt wurde. Es können als Reaktion auf die Eingabe des Fahrers und diverse andere Parameter des Fahrzeugs diverse Übergangsstrategien konfiguriert werden: die Kupplung 26 kann ausgerückt bleiben oder nicht, und wenn nicht, kann der Motor 28 als Servovorrichtung verwendet werden oder nicht.
  • Falls andererseits der autonome Lenkmodus auf Grund einer Notsituation auf Initiative der Lenksteuereinheit 30 unterbrochen wurde, z.B. auf Grund einer Fehlfunktion des Motors 28 oder eines Sensors, bevor der Fahrer Zeit hatte, die Kontrolle über die Lenkung zurückzuerlangen, generiert die autonome Lenksteuereinheit einen Alarm, um den Fahrer zu informieren, und rückt gleichzeitig die Kupplung 26 und den Bremsmechanismus 36 wieder ein. Der gezahnte Feststellriegel 46 greift in die Zahnhülse 48 ein, um ihre Drehung zu verhindern. Die Zahnhülse 48 wird von der gespannten Druckfeder 58 in Reibschluss mit dem flachen Anschlagring 54 vorgespannt und verhindert die Drehung der Lenkspindel 14. Daraufhin bleiben das Zahnstangengetriebe 18, 16, die Spurstangen 20 und die Bodenräder 22 in der Position, die sie zu Beginn des Übergangs innehatten, um dem Fahrer Zeit zu lassen, die Kontrolle über das Lenkrad 12 zurückzuerlangen. Sobald der Fahrer ein Drehmoment auf das Lenkrad 12 ausübt, erkennt der Sensor 32 das ausgeübte Drehmoment, und die Steuereinheit rückt den gezahnten Feststellriegel 46 aus, um die Lenkspindel 14 freizugeben. Sollte der gezahnte Feststellriegel 46 jedoch eingerückt bleiben, z.B. auf Grund einer Fehlfunktion des Sensors 32, des Stellglieds 38 oder der Steuereinheit 30, kann der Fahrer den Bremsmechanismus 36 überbrücken, indem er ein Drehmoment ausübt, das höher ist als das Reibungsnenndrehmoment, das sich aus der Axialkraft der Druckfeder 58 auf die Zahnhülse 48 ergibt, um das Fahrzeug in einem beschränkten Modus zu einer Vollbremsung zu veranlassen. Während dieses Vorgangs bleibt der Bremsmechanismus 36 eingerückt, was bedeutet, dass der Fahrer das Reibungsnenndrehmoment des Bremsmechanismus ständig überwinden muss. Aus diesem Grund muss das Reibungsnenndrehmoment des Bremsmechanismus bevorzugt sowohl groß genug sein, um eine Drehung der Lenkspindel zu verhindern, bevor der Fahrer das Lenkrad ergriffen hat, als auch gering genug sein, um es dem Fahrer zu erlauben, das Lenkrad zu drehen.
  • Bei der in 6 abgebildeten Ausführungsform ist der Bremsmechanismus 36 an einer Hülse 70 eingebaut, um ein selbstständiges Modul zu erstellen. Die Hülse 70 kann auf die Lenkspindel 14 aufgepresst oder angeschweißt werden.
  • Bei der Ausführungsform aus 7 wird der Bremsmechanismus 36 in eine Lenkanlage 10 ohne Kupplung eingefügt, die ein Lenkrad 12, eine Lenkspindel 14, ein Ritzel 16, das sich mit der Lenkspindel 14 dreht und mit einer Zahnstange 18 kämmt, um die Spurstangen 20 zu bewegen, die mit lenkbaren Bodenrädern 22 verbunden sind, umfasst. Ein Lenkmotor 28 ist mit der Lenkspindel verbunden und wird von einer Lenksteuereinheit 30 gesteuert. Das Lenkrad 12 ist mit einem Rückkopplungsmotor 80 verbunden. Dreh- und/oder Drehmomentsensoren 32, 34 werden auf dem Lenkrad 12 und der Lenkspindel 14 bereitgestellt und sind mit der Steuereinheit 30 verbunden.
  • Es kommen diverse andere Änderungen in Frage. In Abhängigkeit von dem verfügbaren Bauraum kann die Druckfeder 58 durch eine Tellerfeder ersetzt werden. Das Lager 50 zum Führen der Zahnhülse kann beliebiger Art sein, z.B. ein Wälzlager mit oder ohne Laufring oder ein Gleitlager, um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen oder Platzbedingungen zu erfüllen. Eine Abstimmung kann durch die richtige Auswahl der Werkstoffe und der Oberflächenrauheit oder des Reibungskoeffizienten an der Reibungsgrenzfläche zwischen dem flachen Anschlagring 54 und der Zahnhülse 48 erreicht werden. Insbesondere kann man Kunststoff, Gummi, Keramik und/oder ein organisches Harz sowie Stahl verwenden. Die einstellbare Druckscheibe und/oder der Anschlagring kann bzw. können durch Muttern ersetzt werden, falls die Spindel für ein Außengewinde vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine sehr genaue Abstimmung des Rutschdrehmoments.

Claims (10)

  1. Lenkanlage (10), umfassend eine Lenkspindel (14) und einen Bremsmechanismus (36), der zwischen einer ausgerückten Position und einer eingerückten Position bewegbar ist, um die Lenkspindel (14) winkelmäßig festzustellen, wobei in der ausgerückten Position des Bremsmechanismus (36) die Lenkspindel (14) freigegeben ist, wobei der Bremsmechanismus (36) eine Überbrückung umfasst, so dass ein zerstörungsfreies externes Drehmoment, das auf die Lenkspindel (14) über einer bestimmten Drehmomentschwelle ausgeübt wird, wenn sich der Bremsmechanismus (36) in der eingerückten Position befindet, zu einer Drehung der Lenkspindel (14) führt, wobei der Bremsmechanismus ein erstes ringförmiges Bremselement (48), ein zweites Bremselement (46) und ein Stellglied (38), um die ersten und zweiten Bremselemente (48, 46) in der eingerückten Position miteinander in Eingriff zu bringen, umfasst, wobei die Überbrückung ein erstes Reibungselement (54), das mit Bezug auf die Lenkspindel (14) nicht drehbar ist, und ein zweites Reibungselement (52), das mit Bezug auf eine ringförmige Grenzfläche des ersten Bremselements (48) des Bremsmechanismus (36) nicht drehbar ist, umfasst, wobei das erste Reibungselement (54) und das zweite Reibungselement (52) in der eingerückten Position reibschlüssig ineinandergreifen und wobei die Lenkanlage mindestens eine Vorspannfeder (58) umfasst, um eine vorbestimmte Vorspannkraft auf mindestens eines von den ersten und zweiten Reibungselementen (54, 52) auszuüben und das erste Reibungselement (54) und das zweite Reibungselement (52) reibschlüssig miteinander in Eingriff zu bringen, wobei die vorbestimmte Vorspannkraft derart ist, dass die ersten und zweiten Reibungselemente (54, 52) zu rutschen beginnen, wenn ein Drehmoment ausgeübt wird, das größer als die Drehmomentschwelle ist.
  2. Lenkanlage nach Anspruch 1, ferner umfassend einen einstellbaren Anschlag (60) zum Spannen der Vorspannfeder (58), wobei der einstellbare Anschlag (60) in einer einstellbaren Position mit Bezug auf die Lenkspindel (14) fixiert ist.
  3. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei die Vorspannfeder (58) eine Schraubenfeder ist, die sich um die Lenkspindel (14) herum windet.
  4. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentschwelle größer als 1 Nm und kleiner als 13 Nm ist.
  5. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei das Stellglied (38) ein elektromechanisches Stellglied ist.
  6. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei mindestens eines (46) von den ersten und zweiten Bremselementen eine ringförmige Grenzfläche in Kontakt mit dem anderen (48) von den ersten und zweiten Bremselementen in der eingerückten Position umfasst.
  7. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Bremselemente (48, 46) in der eingerückten Position formschlüssig ineinandergreifen.
  8. Lenkanlage nach Anspruch 7, wobei mindestens eines von den ersten und zweiten Bremselementen eine ringförmige Grenzfläche mit einer gewissen Anzahl von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen umfasst, die auf einem Umfang der ringförmigen Grenzfläche verteilt sind.
  9. Lenkanlage nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Bremselemente (48, 46) in der eingerückten Position reibschlüssig ineinandergreifen.
  10. Lenkanlage nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Lager (50) zwischen dem ringförmigen Bremselement (48) und der Lenkspindel (14).
DE102014226154.6A 2014-01-07 2014-12-17 Reibungsbremsmechanismus und dazugehörige Lenksäule Active DE102014226154B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14149309 2014-01-07
US14/149,309 US9669864B2 (en) 2014-01-07 2014-01-07 Friction brake mechanism and associated steering column

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014226154A1 DE102014226154A1 (de) 2015-07-23
DE102014226154B4 true DE102014226154B4 (de) 2022-12-08

Family

ID=53437847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014226154.6A Active DE102014226154B4 (de) 2014-01-07 2014-12-17 Reibungsbremsmechanismus und dazugehörige Lenksäule

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9669864B2 (de)
DE (1) DE102014226154B4 (de)
FR (1) FR3016152B1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9630644B2 (en) 2013-03-15 2017-04-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for stowing steering column in an autonomous vehicle
DE102015223688A1 (de) * 2015-11-30 2017-06-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anordnung, Fortbewegungsmittel und Verfahren zur Übernahme einer Fahraufgabe durch einen Insassen eines in einem hochautomatisierten Fahrzustand befindlichen Fortbewegungsmittels
CN106828588B (zh) * 2015-12-03 2019-12-13 联创汽车电子有限公司 电动助力转向***遥控转向控制方法
US9481393B1 (en) * 2015-12-22 2016-11-01 Uber Technologies, Inc. Integrated clutch steering system
CN110234897B (zh) * 2016-11-17 2022-04-08 罗伯特·博世汽车转向有限责任公司 摩擦离合器机构
US20190202496A1 (en) * 2018-01-04 2019-07-04 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Systems and methods for autonomous front wheel steering
US11105330B2 (en) 2018-08-29 2021-08-31 Borgwarner Inc. Power transmitting component having a shaft with a circumferential channel communicating fluid between a shaft-driven pump and a feed conduit formed in the shaft
DE102019102069A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schaltbare Kupplung für ein Steer-by-Wire-Lenksystem, Steer-by-Wire-Lenksystem, Verfahren zum Betrieb und Fahrzeug
DE102019217922B4 (de) * 2019-11-20 2023-08-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs
CN114684246B (zh) * 2020-12-30 2023-08-08 比亚迪股份有限公司 车辆转向***和具有其的车辆
DE102021201431A1 (de) 2021-02-16 2022-08-18 Thyssenkrupp Ag Hilfskraftantrieb zur Einbringung eines Hilfsdrehmoments in eine Lenkwelle einer Kraftfahrzeuglenkung und Verfahren zur Herstellung eines Hilfskraftantriebs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756042A (en) 1972-05-15 1973-09-04 Jacobsen Mfg Co Slip clutch with signal
US5289893A (en) 1991-09-10 1994-03-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Steering control apparatus
US6580989B1 (en) 2002-08-20 2003-06-17 Visteon Global Technologies, Inc. Motor vehicle steering system
US20050092044A1 (en) 2003-11-05 2005-05-05 Michel Chartrain Anti-theft locking means for a vehicle steering shaft
US20130002416A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 GM Global Technology Operations LLC Steering Wheels for Vehicle Control in Manual and Autonomous Driving
DE102014102767A1 (de) 2013-03-14 2014-09-18 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Lenksystem für ein autonom fahrendes Fahrzeug und Verfahren, um dieses zu lenken

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2021706A (en) * 1933-05-22 1935-11-19 Lavine Gear Company Power steering
US2340356A (en) * 1941-07-23 1944-02-01 Protectall Motor Signal Inc Direction indicator switch
US2523772A (en) * 1947-10-08 1950-09-26 Comm Engineering Pty Ltd Electromagnetically operated coil clutch
US2598142A (en) * 1950-06-22 1952-05-27 Frederic W Smith Magnetic steering control
US2738202A (en) * 1953-05-14 1956-03-13 Burnett Fred Automobile safety steering gear
JP3097542B2 (ja) * 1996-02-05 2000-10-10 トヨタ自動車株式会社 自動操舵装置
US7469615B2 (en) * 2004-02-19 2008-12-30 Delphi Technologies, Inc. Snap on lower bracket and bearing support
DE102005034636B3 (de) * 2005-07-20 2007-03-22 Takata-Petri Ag Lenkeinrichtung für eine Überlagerungslenkung
US20160009311A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 ZF Steering Systems, LLC Friction clutch for steering column

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756042A (en) 1972-05-15 1973-09-04 Jacobsen Mfg Co Slip clutch with signal
US5289893A (en) 1991-09-10 1994-03-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Steering control apparatus
US6580989B1 (en) 2002-08-20 2003-06-17 Visteon Global Technologies, Inc. Motor vehicle steering system
US20050092044A1 (en) 2003-11-05 2005-05-05 Michel Chartrain Anti-theft locking means for a vehicle steering shaft
US20130002416A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 GM Global Technology Operations LLC Steering Wheels for Vehicle Control in Manual and Autonomous Driving
DE102014102767A1 (de) 2013-03-14 2014-09-18 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Lenksystem für ein autonom fahrendes Fahrzeug und Verfahren, um dieses zu lenken

Also Published As

Publication number Publication date
FR3016152B1 (fr) 2019-05-31
US9669864B2 (en) 2017-06-06
US20150191198A1 (en) 2015-07-09
FR3016152A1 (fr) 2015-07-10
DE102014226154A1 (de) 2015-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014226154B4 (de) Reibungsbremsmechanismus und dazugehörige Lenksäule
DE112019002990B4 (de) Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung und Fahrzeug
DE102016111473A1 (de) Stationäre lenkradbaugruppe und verfahren
EP3380389A1 (de) Feedback-aktuator für eine lenkeinrichtung
DE102014216140A1 (de) Lenkung für ein Kraftfahrzeug
WO2019149671A1 (de) Verfahren zum insassenschutz eines kraftfahrzeuges mit einem steer-by-wire-lenksystem
DE102010036655A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems
DE19947265A1 (de) Fehlertolerante Kraftfahrzeuglenkung mit autonomem Lenkeingriff
DE102015115873A1 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung
DE112020005479T5 (de) Elektrische (steer-by-wire-) lenkvorrichtung
DE102018119977A1 (de) Lenkgetriebe für ein Steer-by-Wire-Lenksystem
DE102019206671A1 (de) Lenkgetriebe für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs
DE3924324B4 (de) Lenkgetriebe und damit versehene Lenkung für Kraftfahrzeuge
DE102018120266A1 (de) Steer-by-Wire-Lenkgetriebe mit Hohlwellenmotor und Kugelgewindetrieb
WO2009003830A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum eingreifen in ein lenksystem mit einer aktivlenkeinrichtung
DE112020002348T5 (de) Kraftfahrzeuglenkvorrichtung
DE112020002748T5 (de) Lenksteuervorrichtung, lenksteuerverfahren und lenkunterstützungssystem diese einschliessend
WO2020169662A1 (de) STEER-BY-WIRE LENKSYSTEM MIT SENSORBASIERTER BESTIMMUNG DER SPURSTANGENKRÄFTE ZUR ERZEUGUNG EINER STRAßENRÜCKMELDUNG
DE102015214122A1 (de) Verfahren zur selbsttätigen Einstellung des Lenkwinkels in einem Lenksystem eines Fahrzeugs
WO2005110833A1 (de) Vorrichtung zum überlagern von lenkbewegungen für eine lenkkrafthilfe sowie verfahren zum betreiben der vorrichtung
DE102022212923A1 (de) Elektrische bremse für ein fahrzeug
EP3214035B1 (de) Verfahren zum betrieb eines flurförderzeugs
DE102019206672A1 (de) Lenkgetriebe für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs
DE102022205249A1 (de) Steer-by-wire Lenkvorrichtung
DE102020211549A1 (de) Automatisches Auswählen einer aus einer Mehrzahl von Parkassistenzfunktionen bei einem Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING VENDOME SAS, FR

Free format text: FORMER OWNER: ZF SYSTEMES DE DIRECTION NACAM, S.A.S., VENDOME, FR

R082 Change of representative

Representative=s name: BROYDE, MARC, CPI, FR

R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B62D0005040000

Ipc: B62D0001184000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative

Representative=s name: ALTA ALATIS PATENT, FR

R020 Patent grant now final