DE102004029858B4 - Steering system with a steering lock device and a power steering system and method for controlling such a power steering system - Google Patents

Steering system with a steering lock device and a power steering system and method for controlling such a power steering system Download PDF

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Abstract

Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung; einer Zündanlasseinrichtung (ZS) zur Betätigung der Lenkverriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen eines Schaltsignals, wobei die Zündanlasseinrichtung (ZS) durch ein elektromechanisches Zündschloss oder einen elektrischen Zündanlassschalter realisiert ist; und einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Servolenksystems, wobei die Steuereinrichtung umfasst: – eine Signalverarbeitungseinrichtung – eine Signaleingangseinrichtung zur Aufnahme des Schaltsignals von der Zündanlasseinrichtung (ZS); – eine an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossenen Signalausgangseinrichtung zur Ausgabe eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA) in Abhängigkeit des Schaltsignals, so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange verändert wird, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.A steering system for a vehicle having a steering lock device; a Zündanlasseinrichtung (ZS) for actuating the steering lock device and for providing a switching signal, wherein the Zündanlasseinrichtung (ZS) is realized by an electromechanical ignition lock or an electric ignition starter switch; and a control device for controlling a power steering system, wherein the control device comprises: a signal processing device a signal input device for receiving the switching signal from the ignition starting device ZS; - A signal output device connected to the signal output device for outputting a drive signal for a servo drive (SA) in response to the switching signal, so that a torque is applied to a steering column of the steering system; characterized in that the torque of the servo drive (SA) in its amount and its direction is changed until there is an unlocking signal from the steering lock device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a steering system according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 5.

Zum Lösen der Lenkungsverriegelung in Fahrzeugen muss die Lenksäule in den meisten Fällen zunächst entspannt werden. Dies wirkt bei Fahrzeugen mit mechanischem Zündanlassschloss und mechanischer Lenksäulenverriegelung störend auf den Fahrer. Bei Fahrzeugen mit elektrischem Zündanlassschalter und elektrischer Lenksäulenverriegelung muss der Fahrer sogar mit Hilfe einer Textmeldung oder blinkenden Warnlampe darauf aufmerksam gemacht werden, dass er vor dem Startvorgang bzw. vor dem automatischen Lösen der elektrischen Lenksäulenverriegelung die Lenksäule durch Drehen am Lenkrad entspannen muss. Eine entsprechende Situation tritt beispielsweise dann auf, wenn ein Fahrzeug am Bordstein geparkt wird oder die Reifen in einer Rille stehen, so dass ein Gegendruck auf die Lenkung ausgeübt wird.To release the steering lock in vehicles, the steering column must be relaxed in most cases first. This has a disruptive effect on the driver on vehicles with a mechanical ignition lock and mechanical steering column lock. On vehicles with an electric starter switch and electric steering column lock, the driver must even be alerted by a text message or flashing warning lamp that he must relax the steering column by turning the steering wheel before starting or before automatically releasing the electric steering column lock. Such a situation occurs, for example, when a vehicle is parked at the curb or the tires are in a groove, so that a back pressure is exerted on the steering.

In ähnlicher Weise kann das automatische Verriegeln der Lenksäule nach einer Fahrt Probleme bereiten, da der Verriegelungsbolzen nicht genau auf das dafür vorgesehene Loch trifft. Dennoch ist es heute für den Diebstahlschutz ausreichend, wenn der, mittels Federkraft vorgespannte Bolzen, in das Loch fährt, sobald das Lenkrad bewegt wird.Similarly, the automatic locking of the steering column after a ride can cause problems because the locking bolt does not hit exactly on the hole provided for it. Nevertheless, it is sufficient today for the theft protection, when the, biased by spring force bolt, drives into the hole as soon as the steering wheel is moved.

Lenkverriegelungssysteme sind in diesem Zusammenhang aus den Druckschriften DE 100 55 361 C2 , DE 197 04 062 C2 , DE 198 47 391 A1 und DE 199 08 216 C2 bekannt.Steering lock systems are in this context from the publications DE 100 55 361 C2 . DE 197 04 062 C2 . DE 198 47 391 A1 and DE 199 08 216 C2 known.

Die Druckschrift DE 43 03 485 A1 offenbart eine Lenkanlage mit einer Verriegelungseinrichtung, die nach dem Einstecken des Zündschlüssels durch Aufbringen einer mechanischen Kraft entriegelt werden kann. Mithilfe einer Hilfskraftunterstützung wird nach dem Einstecken des Schlüssels ein Fahrer bei Betätigung des Lenkrads unterstützt, so dass die Kraft zum Bewegen des Lenkrads gegen ein Lenkmoment hydraulisch unterstützt wird.The publication DE 43 03 485 A1 discloses a steering system with a locking device that can be unlocked after insertion of the ignition key by applying a mechanical force. Assist power assisting, after insertion of the key, assists a driver in operating the steering wheel so that the power to move the steering wheel against a steering torque is hydraulically assisted.

Die Druckschrift DE 100 16 487 A1 offenbart eine elektromechanische Lenkungsverriegelung in einem Kraftfahrzeug, wobei die Lenkungsverriegelung einen Sperrbolzenmotor aufweist und mit Sensoren zur Durchführung einer Erfolgskontrolle der Sperrbolzenbewegung versehen ist. Beim Entriegelungsvorgang wird vor der Sperrbolzenbewegung zunächst die Servolenkung des Kraftfahrzeugs zur Entlastung des Lenkschlosses aktiviert.The publication DE 100 16 487 A1 discloses an electromechanical steering lock in a motor vehicle, wherein the steering lock has a locking pin motor and is provided with sensors for carrying out a success control of the locking bolt movement. When unlocking the power steering of the motor vehicle to relieve the steering lock is activated before the locking pin movement first.

Die Druckschrift FR 2 837 445 A1 offenbart eine Entriegelungseinrichtung für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, wobei abhängig von einem Schaltsignal oder einem Fahrzeugzustand ein Servoantrieb aktiviert wird, bis ein auf die Verriegelungseinrichtung wirkendes Moment Null oder etwa Null beträgt, so dass dieses entriegelt werden kann.The publication FR 2 837 445 A1 discloses an unlocking device for a steering system of a motor vehicle, wherein depending on a switching signal or a vehicle state, a servo drive is activated until a torque acting on the locking device is zero or about zero, so that it can be unlocked.

Die Druckschrift DE 196 01 827 A1 offenbart ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Stellantrieb zur Unterstützung einer von einem Fahrer initiierten Lenkbewegung. Es ist eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Lenkrads vorgesehen. Bei einer bestimmten vorgegeben Betriebsbedingung wird das Lenkrad durch eine Ansteuerung des Stellantriebs in die Stellung gebracht, in der die Arretiervorrichtung das Lenkrad arretiert. Dadurch kann erreicht werden, dass das Lenkrad nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs automatisch in der Arretierposition arretiert.The publication DE 196 01 827 A1 discloses a steering system for a motor vehicle having an actuator for assisting a steering movement initiated by a driver. It is provided a locking device for locking the steering wheel. At a certain predetermined operating condition, the steering wheel is brought by a control of the actuator in the position in which the locking device locks the steering wheel. As a result, it can be achieved that the steering wheel automatically locks in the locked position after parking the motor vehicle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Entriegeln und/oder Verriegeln einer Lenkung komfortabler zu gestalten. Hierzu soll eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.The object of the present invention is to make unlocking and / or locking a steering more comfortable. For this purpose, a corresponding device and a corresponding method should be specified.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenkssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung bzw. dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a steering system according to claim 1 and a method according to claim 5. Advantageous developments of this device or this method will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß kann somit, wenn beispielsweise die Lenkungsverriegelung verklemmt ist, mit Hilfe einer elektromechanischen Lenkung ein entsprechendes Gegenmoment aufgebaut werden, so dass die Verklemmung des Verriegelungsbolzens gelöst wird. Daraufhin ist eine Entriegelung der Lenkung ohne sonderlichen Kraftaufwand möglich.According to the invention can thus, for example, if the steering lock is jammed, with the help of an electromechanical steering a corresponding counter-torque can be established, so that the jamming of the locking bolt is released. Then unlocking the steering is possible without much effort.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung (1) näher erläutert, die eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Lenksystems darstellt.The present invention will now be described with reference to the attached drawing (in which 1 ), which illustrates a schematic diagram of a steering system according to the invention.

Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The embodiment described in more detail below represents a preferred embodiment of the present invention.

Das in 1 dargestellte Lenkgestänge LG wird von einem Lenkrad LR über eine Lenkwelle LW und ein erstes Ritzel R1 bewegt. Ein Servoantrieb SA kann die Lenkbewegung über ein zweites Ritzel R2 unterstützen. Hierzu wird das erste Ritzel R1 von einem Lenkmomentgeber LM abgetastet. Das Ausgangssignal des Lenkmomentgebers LM wird einem Steuergerät SG zugeführt, mit dessen Hilfe ein Ansteuersignal für den Servoantrieb SA generiert wird.This in 1 illustrated steering linkage LG is moved by a steering wheel LR via a steering shaft LW and a first pinion R1. A servo drive SA can assist the steering movement via a second pinion R2. For this purpose, the first pinion R1 is scanned by a steering momentum generator LM. The output signal of the steering momentum generator LM is fed to a control unit SG, with the aid of which a drive signal for the servo drive SA is generated.

Darüber hinaus ist an der Lenkwelle LW ein mechanisches Zündanlassschloss ZS mit einer Verriegelungseinrichtung angebracht. Erfindungsgemäß ist nun eine Steuerleitung von dem Zündanlassschloss ZS zu dem Steuergerät SG vorgesehen, so dass das Steuergerät von einer durchzuführenden Entriegelung bzw. Verriegelung informiert werden kann.In addition, a mechanical ignition lock ZS with a locking device is attached to the steering shaft LW. According to the invention, a control line is now provided from the ignition starter lock ZS to the control unit SG, so that the control unit can be informed of an unlocking or locking operation to be carried out.

Die Entspannung der Lenksäule bzw. Lenkwelle LW kann nun, beispielsweise beim Einstechen des Schlüssels in das Zündanlassschloss ZS, automatisch. ablaufen, so dass die oben beschriebene manuelle Entspannung der Lenksäule durch den Fahrer nicht mehr erforderlich ist. Hierzu wird vorzugsweise eine elektromechanische Servolenkung eingesetzt, mit der ein aufzubringendes Drehmoment oder Gegendrehmoment ohne Weiteres erzeugt werden kann. Darüber hinaus kann für die Entspannung aber auch eine elektromechanische Überlagerungslenkung oder Additionslenkung verwendet werden, wenn das Fahrzeug eine hydraulische Servolenkung besitzt. Diese sind unter Umständen bereits für andere Funktionalitäten im Fahrzeug verbaut.The relaxation of the steering column or steering shaft LW can now, for example, when inserting the key in the Zündanlassschloss ZS, automatically. expire, so that the above-described manual relaxation of the steering column by the driver is no longer necessary. For this purpose, preferably an electromechanical power steering system is used, with which an applied torque or counter torque can be generated without further ado. In addition, for the relaxation but also an electro-mechanical superposition steering or addition steering can be used when the vehicle has a hydraulic power steering. These may already be installed for other functionalities in the vehicle.

Die Einleitung des automatischen Entspannungsvorgangs kann bei Fahrzeugen mit mechanischem Zündanlassschloss ZS bei Erkennung des S-Kontakts (Schlüssel steckt) erfolgen. Dabei wird ein entsprechendes Signal von dem Zündanlassschloss ZS zu dem Steuergerät SG geführt.The initiation of the automatic relaxation process can be carried out on vehicles with mechanical ignition lock ZS upon detection of the S-contact (key inserted). In this case, a corresponding signal is passed from the Zündanlassschloss ZS to the control unit SG.

Bei Fahrzeugen mit elektrischem Zündanlassschalter und elektrischer Lenkungsverriegelung kann der Entspannungsvorgang über Software kurz vor dem Lösen der elektrischen Lenkungsverriegelung eingeleitet werden. Auch hierbei wird an das Steuergerät SG ein entsprechendes Signal gerichtet.On vehicles with an electric starter switch and electric steering lock, the relaxation process can be initiated by software shortly before the electric steering lock is released. Here, too, a corresponding signal is directed to the control unit SG.

Nach Erhalt eines entsprechenden Signals steuert das Steuergerät SG den Servoantrieb SA derart an, dass ein Drehmoment auf die Lenksäule bzw. Lenkwelle LW gegeben wird, wodurch die Lenksäule entspannt und ein Lösen der Lenkungsverriegelung bzw. der Lenkwelle LW ermöglicht wird.Upon receiving a corresponding signal, the control unit SG controls the servo drive SA such that a torque is applied to the steering column or steering shaft LW, whereby the steering column relaxes and a release of the steering lock or the steering shaft LW is enabled.

Für die Entriegelung ist es notwendig, die Richtung des aufzubringenden Drehmoments zu entscheiden. Hierzu kann ein Drehmomentgeber an geeigneter Stelle in dem Lenksystem vorgesehen sein. Alternativ kann das Drehmoment auch in beiden Richtungen erzeugt werden, so dass auf jeden Fall eine Entspannung der Lenksäule stattfindet.For unlocking it is necessary to decide the direction of the applied torque. For this purpose, a torque sensor may be provided at a suitable location in the steering system. Alternatively, the torque can also be generated in both directions, so that takes place in any case a relaxation of the steering column.

Der Betrag des erzeugten Drehmoments muss eine geeignete Höhe aufweisen, so dass zum einen eine Entriegelung möglich ist und zum anderen ein Verriegelungsbolzen nicht durch ein zu hohes Drehmoment wieder verklemmt wird. Daher kann es günstig sein, das Drehmoment in seinem Betrag und/oder seiner Richtung so lange verändern, bis von einer Lenkverriegelungseinrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt. Hierzu ist eine entsprechende Signalleitung an dieser Lenkverriegelungseinrichtung zu dem Steuergerät SG vorzusehen (in 1 nicht eingezeichnet).The amount of torque generated must have a suitable height, so that on the one hand unlocking is possible and on the other hand, a locking bolt is not jammed by a high torque again. Therefore, it may be beneficial to change the torque in its amount and / or its direction until there is an unlocking signal from a steering lock device. For this purpose, a corresponding signal line at this steering lock device to the control unit SG provided (in 1 not shown).

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Lenksystem kann auch dazu eingesetzt werden, automatisch eine Verriegelung der Lenkung durchzuführen. Hierzu wird beim Abschalten der Zündung an dem Zündschloss ZS ein entsprechendes Signal an das Steuergerät SG geliefert, das den Servoantrieb SA veranlasst, eine Drehung der Lenkwelle zu initiieren, so dass der Verriegelungsbolzen in das vorgesehene Loch gedrückt werden kann.The control device according to the invention or the steering system according to the invention can also be used to automatically perform a locking of the steering. For this purpose, when the ignition is switched off at the ignition lock ZS, a corresponding signal is supplied to the control unit SG, which causes the servo drive SA to initiate a rotation of the steering shaft, so that the locking bolt can be pressed into the provided hole.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

SASA
Servoantriebservo drive
LGLG
Lenkgestängesteering linkage
LMLM
LenkmomentgeberSteering torque transducer
LRLR
Lenkradsteering wheel
LWLW
Lenkwellesteering shaft
R1R1
erstes Ritzelfirst pinion
R2R2
zweites Ritzelsecond pinion
SGSG
Steuergerätcontrol unit
ZSZS
Zündanlassschloss (Zündanlasseinrichtung)Ignition lock (ignition system)

Claims (6)

Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung; einer Zündanlasseinrichtung (ZS) zur Betätigung der Lenkverriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen eines Schaltsignals, wobei die Zündanlasseinrichtung (ZS) durch ein elektromechanisches Zündschloss oder einen elektrischen Zündanlassschalter realisiert ist; und einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Servolenksystems, wobei die Steuereinrichtung umfasst: – eine Signalverarbeitungseinrichtung – eine Signaleingangseinrichtung zur Aufnahme des Schaltsignals von der Zündanlasseinrichtung (ZS); – eine an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossenen Signalausgangseinrichtung zur Ausgabe eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA) in Abhängigkeit des Schaltsignals, so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange verändert wird, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.A steering system for a vehicle having a steering lock device; a Zündanlasseinrichtung (ZS) for actuating the steering lock device and for providing a switching signal, wherein the Zündanlasseinrichtung (ZS) is realized by an electromechanical ignition lock or an electric ignition starter switch; and a control device for controlling a power steering system, wherein the control device comprises: a signal processing device a signal input device for receiving the switching signal from the ignition starting device ZS; - A signal output device connected to the signal output device for outputting a drive signal for a servo drive (SA) in response to the switching signal, so that a torque is applied to a steering column of the steering system; characterized in that the torque of the servo drive (SA) in its amount and its direction is changed until there is an unlocking signal from the steering lock device. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal ein Zündanlasssignal für ein Kraftfahrzeug ist, und durch das Antreiben des Servoantriebs (SA) ein Entriegeln einer Lenkwelle (LW) durchführbar ist.Steering system according to claim 1, characterized in that the switching signal is a Zündanlasssignal for a motor vehicle, and by driving the servo drive (SA) unlocking a steering shaft (LW) is feasible. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb (SA) einen elektromechanischen Antrieb umfasst. Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the servo drive (SA) comprises an electromechanical drive. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb (SA) einen elektromechanischen Überlagerungslenkungsantrieb umfasst.Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the servo drive (SA) comprises an electromechanical superposition steering drive. Verfahren zur Ansteuerung eines Servolenksystems für ein Lenksystem mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung, mit folgenden Schritten: Ausgeben eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA), so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; Aufnehmen eines Schaltsignals von einer Zündanlasseinrichtung (ZS); und Erzeugen des Antriebssignals in Abhängigkeit des Schaltsignals, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: Veränderndes Drehmoments des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.Method for controlling a power steering system for a steering system with a steering locking device, comprising the following steps: Outputting a drive signal for a servo drive (SA), so that a torque is applied to a steering column of the steering system; Receiving a switching signal from a Zündanlasseinrichtung (ZS); and Generating the drive signal as a function of the switching signal, characterized by the further step: Changing the torque of the servo drive (SA) in its amount and its direction until there is an unlocking signal from the steering lock device. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal ein Zündanlasssignal für ein Kraftfahrzeug ist und durch das Antreiben des Servoantriebs (SA) eine Lenkwelle (LW) entriegelt wird.A method according to claim 5, characterized in that the switching signal is a Zündanlasssignal for a motor vehicle and by driving the servo drive (SA) a steering shaft (LW) is unlocked.
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