DE10255751A1

DE10255751A1 - Electric steering booster for motor vehicle has divided spindle with drive shaft carrying steering wheel and shaft driven by motor; shafts are kinematically connected by controlled coupling device

Info

Publication number: DE10255751A1
Application number: DE2002155751
Authority: DE
Inventors: Simon Pfeifer
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-09

Abstract

The steering arrangement has an electric steering booster, a steering wheel (2) on a steering spindle (5), a torque sensor (3) for detecting the force applied to the steering wheel by the driver and an electric motor (10) driving the spindle. The spindle is divided and has a drive shaft (4) carrying the steering wheel and a shaft (6) driven by the motor. The shafts are kinematically connected by a controlled coupling device (15). AN Independent claim is also included for the following: (a) a steering arrangement with an inventive device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrische Lenkkraftunterstützungseinrichtung, umfassend ein mit einer Lenkspindel verbundenes Lenkrad, einen Drehmomentsensor zum Erfassen des von einem Benutzer auf das Lenkrad ausgeübten Drehmomentes sowie einen die Lenkspindel antreibenden Elektromotor.The invention relates to a steering device for a motor vehicle, with an electric power steering device comprising a steering wheel connected to a steering spindle, a torque sensor for detecting the torque exerted by a user on the steering wheel and an electric motor driving the steering spindle.

Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen werden mitunter vielfach mit einer elektrischen Lenkkraftunterstützung (EPS-System) ausgerüstet. Eine solche elektrische Lenkkraftunterstützungseinrichtung umfasst einen Drehmomentsensor zum Erfassen des von einem Benutzer auf das Lenkrad ausgeübten Drehmomentes. In Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment wird ein Elektromotor zum zusätzlichen Antreiben der Lenkspindel angesteuert, um auf diese Weise das zum Lenken der Räder notwendige und über das Lenkrad aufzubringende Drehmoment zu reduzieren. Bei einer solchen Lenkkraftunterstützungseinrichtung wird das über das Lenkrad in die Lenkspindel eingebrachte Drehmoment unmittelbar auf das Lenkgetriebe übertragen. Derartige Einrichtungen lassen sich mit einfachen Mitteln realisieren und platzsparend in einem Kraftfahrzeug unterbringen. Bei einer solchen Lenkunterstützungseinrichtung ist jedoch eine Überlagerungslenkung nicht möglich.Steering devices for motor vehicles are sometimes often with an electric power steering (EPS system) equipped. Such an electrical steering force support device comprises one Torque sensor for detecting a user on the steering wheel exerted Torque. Dependent on from the detected torque, an electric motor becomes an additional one Driving the steering spindle controlled in order to Steering the wheels necessary and about to reduce the torque to be applied to the steering wheel. With one Steering force assistance device will that over the steering wheel immediately introduced torque into the steering spindle transferred to the steering gear. such Facilities can be realized with simple means and accommodate space-saving in a motor vehicle. With one Steering assist means is, however, an overlay steering not possible.

Neben diesen direkt lenkenden Systemen sind Lenkeinrichtungen be kannt, die nach dem sogenannten Steer-by-Wire-Konzept arbeitend ausgelegt sind. Eine solche Lenkeinrichtung ist beispielsweise in EP 0 447 626 A2 beschrieben. Die in diesem Dokument beschriebene kybernetische Lenkung umfasst eine erste Welle, an deren freien Ende das Lenkrad angeordnet ist. Auf diese Welle wirkt ein erster Elektromotor. Ferner umfasst diese Lenkung eine zweite Welle, die durch einen weiteren Elektromotor angetrieben ist und das Lenkgetriebe antreibt. Zwischen den beiden Wellen und entsprechend zwischen den beiden Elektromotoren ist eine Kupplung angeordnet, die bei einem Defekt, etwa einem Systemausfall sperrt und dann eine direkte Kraftübertragung mit dem Lenkrad auf die Lenkspindel erlaubt. Diese Kupplung ist elektromagnetisch ausgelegt und wird bei einem Betrieb der Lenkeinrichtung durch den Elektromagneten in Trennstellung gehalten. Der auf die erste Welle einwirkende Elektromotor dient dem Zweck der Bereitstellung einer Lenkhaptik, um dem Fahrer das ihm vertraute, sich bei einer Direktlenkung einstellende Lenkgefühl der gelenkten Räder zu vermitteln.In addition to these direct steering systems, steering devices are known that are designed to work according to the so-called steer-by-wire concept. Such a steering device is for example in EP 0 447 626 A2 described. The cybernetic steering described in this document comprises a first shaft, at the free end of which the steering wheel is arranged. A first electric motor acts on this shaft. Furthermore, this steering comprises a second shaft which is driven by a further electric motor and drives the steering gear. A clutch is arranged between the two shafts and accordingly between the two electric motors, which locks in the event of a defect, such as a system failure, and then allows direct power transmission with the steering wheel to the steering spindle. This clutch is designed electromagnetically and is held in the disconnected position by the electromagnet during operation of the steering device. The electric motor acting on the first shaft serves the purpose of providing a steering feel in order to convey to the driver the familiar feeling of steering of the steered wheels that occurs in direct steering.

Auch wenn derartige Steer-by-Wire-Systeme mit einer Notfallsperrung zum Ermöglichen einer direkten Lenkung bei einem Systemausfall zufriedenstellend arbeiten, ist die Realisierung einer solchen Lenkeinrichtung aufwendig und benötigt überdies insbesondere in axialer Richtung einen nicht unbeträchtlichen Einbauraum, der nicht in jedem Kraftfahrzeug zur Verfügung steht. Vorteilhaft ist bei einer solchen Lenkeinrichtung jedoch, dass ein Überlagerungslenken möglich ist und Lenkkorrekturen vorgenommen werden können, ohne dass diese eine Drehwinkeländerung des Lenkrades zur Folge hätten.Even if such steer-by-wire systems with an emergency lock to enable direct steering in the event of a system failure satisfactory work, the implementation of such a steering device is complex and also needs in particular a not inconsiderable installation space in the axial direction, which is not available in every motor vehicle stands. With such a steering device, however, it is advantageous that superimposed steering possible and steering corrections can be made without this changing the angle of rotation of the steering wheel would result.

Ausgehend von einer eingangs genannten gattungsgemäßen Lenkeinrichtung liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, diese dergestalt weiterzubilden, dass mit einer solchen auch eine Überlagerungslenkung möglich ist.Starting from a generic steering device mentioned at the outset the invention is therefore based on the object of developing it in such a way that such a superimposition steering is also possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lenkspindel geteilt ist und eine das Lenkrad tragende Antriebswelle sowie eine durch den Elektromotor antreibbare Abtriebswelle aufweist und beide Wellen durch eine ruhebetätigte, ansteuerbare Kupplungseinrichtung miteinander kinematisch verbunden sind.This object is achieved according to the invention solved, that the steering shaft is divided and a drive shaft carrying the steering wheel and has an output shaft drivable by the electric motor and both shafts by a quietly actuated, controllable coupling device are kinematically connected to each other.

Eine solche elektrische Lenkkraftunterstützungseinrichtung vereint in sich die Vorteile einer Direktlenkung mit einer Lenkkraftunterstützung mit den Vorteilen eines Steer-by-Wire-Systems, jedoch ohne die zuvor aufgezeigten Nachteile hinnehmen zu müssen. Insbesondere benötigt diese Lenkeinrichtung zum Erzeugen einer Lenkhaptik grundsätzlich keine weiteren Aktoren, da die haptische Rückmeldung von den gelenkten Rädern über die Lenkspindel auf das Lenkrad übertragen wird. Lediglich im Falle einer Überlagerungslenkung, etwa zum Korrigieren der gewünschten Fahrtrichtung, beispielsweise zum Korrigieren einer Seitenwindsituation, bei der die Kupplungseinrichtung kurzzeitig getrennt wird, erfolgt grundsätzlich keine lenkhaptische Rückmeldung in der zuvor beschriebenen Art und Weise.Such an electric power steering device combines the advantages of direct steering with power steering the advantages of a steer-by-wire system, but without the previous ones have to accept the disadvantages shown. In particular, this requires Basically no further steering device for generating a steering haptic Actuators because of haptic feedback from the steered wheels over the Transfer the steering spindle to the steering wheel becomes. Only in the case of overlay steering, about correcting the one you want Direction of travel, for example to correct a cross wind situation, in which the coupling device is briefly disconnected, there is basically no steering haptic feedback in the manner described above.

Bei der Kupplungseinrichtung handelt es sich um eine ruhebetätigte, ansteuerbare, beispielsweise elektromagnetisch betätigbare Kupplungseinrichtung. Somit befindet sich im Grund- bzw. Normalzustand dieser Lenkeinrichtung die Antriebswelle und die Abtriebswelle der Lenkspindel in drehmomentschlüssiger Verbindung miteinander. Durch diese Kupplungseinrichtung verfügt die Lenkeinrichtung neben dem Elektromotor jedoch über ein weiteres aktives Element, wodurch die Funktionalität herkömmlicher Lenkkraftunterstützungseinrichtungen nicht unerheblich erweitert wird. Durch die Kupplungseinrichtung kann insbesondere eine Überlagerungslenkungsfunktion realisiert werden. Die Kupplungseinrichtung kann auch genutzt werden, um durch rasches Trennen und Öffnen derselben dem Fahrer bei Gefahrensituation eine haptische Information zu vermitteln, wobei in einem solchen Fall eine derartige Kupplungseinrichtungsbetätigung zu einer Vibration des Lenkrades führen würde. Ebenfalls kann eine schleifende Drehmitnahme realisiert werden, so dass in einem solchen Falle die Kupplungseinrichtung nach Art einer Bremse wirkt.Acting in the coupling device it is a quiet operated, controllable, for example electromagnetically actuated Clutch device. It is therefore in the basic or normal state this steering device the drive shaft and the output shaft of Steering spindle in torque-locking Connection with each other. Through this coupling device, the steering device has in addition the electric motor, however another active element, making the functionality more traditional Power steering devices is not insignificantly expanded. Through the coupling device can in particular be an overlay steering function will be realized. The coupling device can also be used to by quick disconnection and opening This provides the driver with haptic information in the event of a dangerous situation to convey, in such a case such a clutch actuation cause the steering wheel to vibrate would. Grinding rotary driving can also be implemented, so that in such a case the coupling device according to Art a brake works.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird als Elektromotor zum Antreiben der Abtriebswelle der Lenkspindel ein Direktantrieb, vorzugsweise ein bürstenloser Permanentmagnetmotor, etwa ein drei-phasiger Synchronmotor mit Permanenterregung eingesetzt. Der Einsatz eines solchen Antriebes hat zum Vorteil, dass zusätzliche Aggregate, beispielsweise Getriebe oder dergleichen grundsätzlich nicht benötigt sind. Daher ist auch der zum Einbau eines solchen Direktantriebes benötigte Einbauraum relativ klein. Bei einem solchen Direktantrieb sind Rotor und Stator konzentrisch zur Achse der Lenkspindel und zwar mit einem gewissen Abstand zwischen der Mantelfläche der Lenkspindel und der Innenseite des Rotors angeordnet. Der von dem Rotor eingeschlossene Raum wird zweckmäßigerweise genutzt, um darin die Kupplungseinrichtung unterzubringen. Die Kupplungseinrichtung selbst ist zweckmäßigerweise elektromagnetisch arbeitend ausgelegt und vertilgt über einen Ringmagneten der gemäß einem Ausführungsbeispiel drehmomentschlüssig mit dem Rotor des Direktantriebes verbunden ist. Drehmomentschlüssig ist mit der von dem Lenkrad angetriebenen Welle der Lenkspindel ein erstes Kupplungselement verbunden. Zwischen diesem Kupplungselement und dem Ringmagneten befindet sich in axialer Richtung bewegbar und unter Vorspannung an dem ersten Kupplungsring anliegend ein zweites Kupplungselement, das das Stellglied darstellt. Die Vorspannung, mit dem das zweite Kupplungselement als Stellglied an dem ersten Kupplungsring anliegt, kann beispielsweise durch Druckfedern oder auch durch einen Permanentmagneten realisiert sein. Somit benötigt eine solche Einrichtung keinen zusätzlichen Einbauraum, der nicht auch ohnehin von dem Direktantrieb benötigt wird.In a preferred embodiment, a direct drive, preferably a, is used as the electric motor for driving the output shaft of the steering spindle brushless permanent magnet motor, such as a three-phase synchronous motor with permanent excitation. The use of such a drive has the advantage that additional units, for example gears or the like, are generally not required. Therefore, the installation space required to install such a direct drive is relatively small. In such a direct drive, the rotor and stator are arranged concentrically to the axis of the steering spindle, with a certain distance between the outer surface of the steering spindle and the inside of the rotor. The space enclosed by the rotor is expediently used to accommodate the coupling device therein. The coupling device itself is expediently designed to operate electromagnetically and has a ring magnet which, according to one exemplary embodiment, is torque-locked to the rotor of the direct drive. A first coupling element is connected to the shaft of the steering spindle driven by the steering wheel in a torque-locking manner. Between this coupling element and the ring magnet, there is a second coupling element, which is the actuator, movable in the axial direction and biased against the first coupling ring. The pretension with which the second coupling element rests as an actuator on the first coupling ring can be realized, for example, by compression springs or also by a permanent magnet. Thus, such a device does not require any additional installation space, which is not also required by the direct drive anyway.

Die beiden miteinander zusammenwirkenden Kupplungsringe können an ihren zueinanderweisenden Oberflächen glatt ausgebildet sein. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der drehmomentschlüssig mit der Welle verbundene Kupplungsring mit seiner von dem als Stellglied dienenden Kupplungsring wegweisenden Seite an einer von einer Drehbewegung der Welle entkoppelten Schreibe, beispielsweise als Teil einer Gehäuseschale bei geschlossener Kupplungseinrichtung anliegt, damit auf diese Weise eine Kraftübertragung auf einer größeren Fläche erfolgen kann.The two interacting with each other Coupling rings can be smooth on their mutually facing surfaces. In a further development it is provided that the torque-locking with the shaft connected coupling ring with its as an actuator serving coupling ring pointing side on one of a rotational movement the decoupled shaft, for example as part of a housing shell is present when the coupling device is closed, thus on it Way a power transmission be done on a larger area can.

Betrieben wird eine solche Lenkeinrichtung ausgehend von einer geschlossenen Kupplungseinrichtung. Ein der Lenkeinrichtung zugeordneter Drehmomentsensor dient zum Erfassen des auf das Lenkrad von einem Benutzer ausgeübten Drehmomentes. Überschreitet dieses Drehmoment eine vorgegebene Größe, wird der zweckmäßigerweise als Direktantrieb ausgelegte Elektromotor angesteuert, damit dieser zusammen mit dem über das Lenkrad eingebrachten Drehmoment die mit dem Lenkgetriebe verbundene Abtriebswelle antreibt. In dieser Anordnung arbeitet die Lenkeinrichtung mit geschlossener Kupplungseinrichtung der Lenkspindel ent sprechend einem EPS-System. Sollte eine Überlagerungslenkung gewünscht sein oder aufgrund anderweitig erfasster Daten notwendig werden, wird die Kupplung geöffnet und somit ein Kraftfluss von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle unterbunden und es erfolgt eine den erfassten Umständen entsprechende Lenkkorrektur über den Elektromotor. Nach Beendigung einer solchen Überlagerungslenkung wird die Kupplung wieder geschlossen und der Grundzustand ist wiederhergestellt. Gleichwohl können mit dieser Lenkeinrichtung auch Situationen mit einer länger anhaltenden Kupplungsöffnung vorgesehen sein, etwa beim Rangieren. Ein solcher Fall kann beispielsweise dann eintreten, wenn ein Lenkradeinschlag begrenzt ist, etwa auf 90 Grad in jede Richtung, sich aber über das Lenkgetriebe die gewünschte Radwinkelstellung mit diesem Lenkradeinschlag nicht realisieren lässt. In diesem Fall öffnet die Kupplungseinrichtung zum Trennen der beiden Kupplungselemente und über den Elektromotor wird die gewünschte weitere Lenkbewegung ausgeübt. Ein solches Trennen der Kupplungseinrichtung und das entsprechende Ansteuern des Elektromotors kann beispielsweise Drehmomentsensor gesteuert erfolgen, etwa dann, wenn ein bestimmtes Drehmoment überschritten wird, wie durch Anschlagen der Lenkraddrehbewegung an einen Anschlag. Bei der Rückstellung der gelenkten Räder in ihre Geradeausstellung kann die Kupplungseinrichtung auf eine schleifende Mitnahme eingestellt werden, so dass auch eine Mitnahme des Lenkrades in seine Geradeausstellung mit geringerer Drehwinkelgeschwindigkeit erfolgt.Such a steering device is operated starting from a closed coupling device. One of the steering devices assigned torque sensor is used to detect the steering wheel exercised by a user Torque. exceeds this torque is a predetermined value, which is expedient designed as a direct drive electric motor, so this along with the over the steering wheel introduced torque associated with the steering gear Output shaft drives. In this arrangement, the steering device works with the coupling device of the steering spindle closed an EPS system. Should overlay steering be desired or become necessary due to other data collected the clutch opened and thus a power flow from the input shaft to the output shaft prevented and there is a corresponding to the recorded circumstances Steering correction over the electric motor. After such an overlay steering has ended, the The clutch is closed again and the basic state is restored. Still can with this steering device also situations with a longer lasting coupling opening be provided, for example when maneuvering. Such a case can then, for example occur when steering wheel lock is limited, approximately 90 degrees in every direction, but about that Steering gear the desired Do not implement wheel angle position with this steering wheel lock leaves. In in this case opens the coupling device for separating the two coupling elements and about that Electric motor will be the one you want further steering movement exercised. Such a separation of the coupling device and the corresponding Driving the electric motor can be, for example, a torque sensor controlled, such as when a certain torque is exceeded becomes like hitting the steering wheel rotation against a stop. With the provision of the steered wheels in its straight-ahead position, the coupling device can on a dragging can be set, so that taking away the steering wheel in its straight-ahead position with a lower rotational angular velocity he follows.

Um auch bei geöffneter Kupplungseinrichtung dem Lenkrad ein bestimmtes Gegenmoment entgegenzustellen, kann vorgesehen sein, dass die das Lenkrad tragende Welle in einem Zellenlager gelagert ist. Infolge der vorgesehenen Lenkradunterstützung wirkt sich dies nicht nachteilig auf die zum Lenken notwendige Kraft aus.To even when the clutch device is open The steering wheel can be countered by a certain counter torque be that the shaft carrying the steering wheel is stored in a cell bearing is. As a result of the provided steering wheel support, this has no effect disadvantageously on the force necessary for steering.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:The invention is based on the following of an embodiment with reference to the attached Figures described. Show it:

1: eine schematisierte Schnittdarstellung einer Lenkeinrichtung mit einer ruhebetätigten ansteuerbaren Kupplungseinrichtung, 1 a schematic sectional illustration of a steering device with a rest-actuated, controllable coupling device,

2: die Lenkeinrichtung der 1 mit dem Kraftverlauf bei ge schlossener Kupplungseinrichtung und 2 : the steering device of the 1 with the force curve when the coupling device is closed and

3: eine Darstellung entsprechend 2 mit dem sich darstellendem Kraftfluss bei geöffneter Kupplungseinrichtung. 3 : a representation accordingly 2 with the force flow when the clutch device is open.

Eine Lenkeinrichtung 1 umfasst ein Lenkrad 2, das unter Zwischenschaltung eines Drehmomentsensors 3 an einer Antriebswelle 4 als Teil einer zweiteiligen Lenkspindel 5 befestigt ist. Die Lenkspindel 5 umfasst eine weitere, im folgenden als Abtriebswelle 6 bezeichnete Welle, die an ein Lenkgetriebe 7 angeschlossen ist.A steering device 1 includes a steering wheel 2 , with the interposition of a torque sensor 3 on a drive shaft 4 as part of a two-part steering spindle 5 is attached. The steering spindle 5 includes another, hereinafter referred to as the output shaft 6 designated shaft connected to a steering gear 7 connected.

Die Lenkeinrichtung 1 umfasst eine in einem Gehäuse 8 angeordnete Lenkkraftunterstützungseinrichtung 9. Teil der Lenkkraftunterstützungseinrichtung 9 ist ein als Direktantrieb dienender drei-phasiger Synchronmotor 10 mit Permanenterregung, dessen Stator 11 drehschlüssig mit dem Gehäuse 8 verbunden ist. Das Gehäuse 8 wiederum stützt sich über Lager 12, 12' auf der Lenkspindel 5 ab. Der Rotor 13 des Synchronmotors 10 ist unter Ausbildung einer Hohlwelle 14 drehmomentschlüssig mit der Abtriebswelle 6 der Lenkspindel 5 verbunden.The steering device 1 includes one in one housing 8th arranged steering force support device 9 , Part of the power steering device 9 is a three-phase direct drive ger synchronous motor 10 with permanent excitation, its stator 11 rotationally locked to the housing 8th connected is. The housing 8 in turn is supported by bearings 12 . 12 ' on the steering shaft 5 from. The rotor 13 of the synchronous motor 10 is forming a hollow shaft 14 torque-locked with the output shaft 6 the steering spindle 5 connected.

Zum Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Antriebswelle 4 und der Abtriebswelle 6 ohne Zwischenschaltung des Elektromotors 10 dient eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnete Kupplungseinrichtung. Die Kupplungseinrichtung 15 ist elektromagnetisch arbeitend ausgelegt und umfasst einen konzentrisch zur Lenkspindel 5 angeordneten Ringmagneten 16, der drehmomentschlüssig mit dem Rotor 13 des Synchronmotors 10 verbunden ist. Die Kupplungseinrichtung 15 verfügt ferner über eine drehmomentschlüssig mit der Antriebswelle 4 verbundene Kupplungsscheibe 17, die an ihrem äußeren Rand in axialer Richtung beidseitig einen Belag 18, 18' trägt. Diese Beläge 18, 18' sind ringförmig konzipiert, so dass von seiner Wirkung her die Kupplungsscheibe 17 ein Kupplungsring ist. Zwischen der Kupplungsscheibe 17 und dem Ringmagneten 16 ist als bewegliches Stellglied ein Kupplungsring 19 als weiteres Kupplungselement angeordnet. Dieser steht unter Federvorspannung und liegt unter Federvorspannung stehend an dem Belag 18 der Kupplungsscheibe 17 reibschlüssig an, so dass über diese Verbindung ein Drehmoment von der Kupplungsscheibe 17 auf den Kupplungsring 19 übertragen wird. Der Kupplungsring 19 ist drehmomentschlüssig schlüssig gegenüber dem Ringmagneten 16 gehalten, so dass das auf den Kupplungsring 19 übertragene Drehmoment auf den Ringmagneten 16 und auf den Rotor 12 des Synchronmotors 10 übertragen wird, um über die Hohlwelle 14 auf die Abtriebswelle 6 und letztendlich dem Lenkgetriebe 7 zugeführt zu werden. Dieser Kraftfluss ist in 2 schematisiert durch die Blockpfeile wiedergegeben.For establishing a non-positive connection between the drive shaft 4 and the output shaft 6 without interposing the electric motor 10 serves one overall with the reference symbol 15 labeled coupling device. The coupling device 15 is designed to work electromagnetically and includes one concentric to the steering spindle 5 arranged ring magnets 16 , which is torque-locked with the rotor 13 of the synchronous motor 10 connected is. The coupling device 15 also has a torque fit with the drive shaft 4 connected clutch disc 17 that have a coating on their outer edge in the axial direction on both sides 18 . 18 ' wearing. These rubbers 18 . 18 ' are designed in a ring shape so that the clutch disc acts 17 is a clutch ring. Between the clutch disc 17 and the ring magnet 16 is a coupling ring as a movable actuator 19 arranged as a further coupling element. This is under spring preload and is under spring preload on the covering 18 the clutch disc 17 frictionally, so that this connection creates a torque from the clutch disc 17 on the clutch ring 19 is transmitted. The clutch ring 19 is torque-locking with respect to the ring magnet 16 held so that on the clutch ring 19 Torque transmitted to the ring magnet 16 and on the rotor 12 of the synchronous motor 10 is transmitted to over the hollow shaft 14 on the output shaft 6 and ultimately the steering gear 7 to be fed. This flow of power is in 2 represented schematically by the block arrows.

Bei einer Betätigung des Ringmagneten 16 wird der Kupplungsring 19 entgegen der Kraft der auf den Kupplungsring 19 einwirkenden Federelemente von dem Belag 18 der Kupplungsscheibe 17 gelöst, so dass dann eine Kraftübertragung von dem Lenkrad 2 über die Antriebswelle 4 und die Kupplungseinrichtung 15 auf die Abtriebswelle 6 getrennt ist.When the ring magnet is actuated 16 becomes the clutch ring 19 against the force of the clutch ring 19 spring elements acting from the covering 18 the clutch disc 17 solved so that then a power transmission from the steering wheel 2 via the drive shaft 4 and the coupling device 15 on the output shaft 6 is separated.

Mit einer eine solche Kupplungseinrichtung 15 aufweisenden Lenkeinrichtung 1 ist nicht nur eine direkte Lenkung mit einer Lenkkraftunterstützung bei entsprechender Ansteuerung des Synchronmotors 10 möglich, sondern insbesondere kann der direkte Kraftfluss vom Lenkrad 2 zum Lenkgetriebe 7 durch Öffnen der Kupplungseinrichtung 15 unterbrochen werden, so dass dann über den Synchronmotor 10 eine Überlagerungslenkung erfolgen kann. Zur Vereinfachung der in den Figuren gewählten Darstellung der Lenkeinrichtung 1 sind weitere Komponenten, wie beispielsweise ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen der Drehwinkelstellung des Lenkrades sowie ein Drehwinkelsensor zum Erfassen der Drehwinkelstellung der Abtriebswelle nicht dargestellt.With such a coupling device 15 having steering device 1 is not just direct steering with power steering with appropriate control of the synchronous motor 10 possible, but in particular the direct power flow from the steering wheel 2 to the steering gear 7 by opening the coupling device 15 be interrupted so that then via the synchronous motor 10 an overlay steering can take place. To simplify the representation of the steering device chosen in the figures 1 Further components, such as a steering angle sensor for detecting the angle of rotation position of the steering wheel and a rotation angle sensor for detecting the angle of rotation position of the output shaft, are not shown.

Die Drehmomenterfassung in dem Drehmomentsensor 3 dient dem Zweck, dass von einem Benutzer auf das Lenkrad 2 einwirkende Drehmoment zu erfassen, um in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment den Synchronmotor für die gewünschte Lenkkraftunterstützung und/oder für eine Überlagerungslenkung anzusteuern.The torque detection in the torque sensor 3 serves the purpose of being on the steering wheel by a user 2 Detect acting torque in order to control the synchronous motor for the desired steering force support and / or for a superimposed steering as a function of the detected torque.

11: Lenkeinrichtungsteering device
22: Lenkradsteering wheel
33: Drehmomentsensortorque sensor
44: Antriebswelledrive shaft
55: Lenkspindelsteering shaft
66: Abtriebswelleoutput shaft
77: Lenkgetriebesteering gear
88th: Gehäusecasing
99: LenkkraftunterstützungseinrichtungSteering force assistance device
1010: Synchronmotorsynchronous motor
1111: Statorstator
12, 12'12 12 ': Lagercamp
1313: Rotorrotor
1414: Hohlwellehollow shaft
1515: Kupplungseinrichtungcoupling device
1616: Ringmagnetring magnet
1717: Kupplungsscheibeclutch disc
18, 18'18 18 ': Kupplungsbelagclutch lining
1919: Kupplungsringcoupling ring

Claims

Steering device for a motor vehicle with an electric steering force support device, comprising a on a steering spindle ( 5 ) arranged steering wheel ( 2 ), a torque sensor ( 3 ) for detecting the user on the steering wheel ( 2 ) applied torque and the steering spindle ( 5 ) driving electric motor ( 10 ), characterized in that the steering spindle ( 5 ) and the steering wheel ( 2 ) supporting drive shaft ( 4 ) and one by the electric motor ( 10 ) driven output shaft ( 6 ) and both waves ( 5 . 6 ) by a rest-actuated, controllable coupling device ( 15 ) are kinematically connected to each other.

Steering support device according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 15 ) is designed to work electromagnetically.

Steering support device according to claim 2, characterized in that the coupling device ( 15 ) the steering spindle ( 5 ) concentric ring magnets ( 16 ) and a torque lock with the drive shaft ( 4 ) connected first coupling element ( 17 ) and one between the first coupling element ( 17 ) and the ring magnet ( 16 ) arranged under spring preload on the first coupling element ( 17 ) with a torque fit and from the ring magnet ( 16 ) to open the coupling device ( 15 ) second coupling element movable in the axial direction ( 19 ) having.

Steering assist means according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the electric motor is a brushless Permanent magnet motor, especially a three-phase synchronous motor with permanent excitation.

Steering support device according to claim 4, characterized in that the ring magnet ( 16 ) torque-locked with the rotor ( 12 ) of the brushless permanent magnet motor ( 10 ) connected is.