DE102008016045A1

DE102008016045A1 - measuring device

Info

Publication number: DE102008016045A1
Application number: DE102008016045A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Reichelt; Werner Dipl-Phys. Rogg
Original assignee: Romess Rogg & Co KG GmbH; Daimler AG
Current assignee: Romess Rogg & Co Kg De GmbH
Priority date: 2007-11-10
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2028-03-29
Also published as: DE102008012128A1; DE102008016045B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (2) zur Bestimmung eines Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes an einer Lenkhandhabe (1) eines Kraftfahrzeuges, mit einer Winkelmessvorrichtung zur Bestimmung des Lenkradwinkels und einem Bedienelement (3), über welches ein während des Messvorganges erforderliches Lenkmoment direkt an die Messeinrichtung (2) übertragbar ist, wobei die Messeinrichtung (2) ausschließlich an der Lenkhandhabe (1) befestigt ist.The present invention relates to a measuring device (2) for determining a steering wheel angle and a steering torque on a steering handle (1) of a motor vehicle, comprising an angle measuring device for determining the steering wheel angle and an operating element (3), via which a steering torque required during the measuring process is applied directly to the steering wheel Measuring device (2) is transferable, wherein the measuring device (2) is attached exclusively to the steering handle (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes an einer Lenkhandhabe eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Bestimmung eines derartigen Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes.The The present invention relates to a measuring device for determination a steering wheel angle and a steering torque on a steering handle a motor vehicle. The invention also relates to a Method for determining such a steering wheel angle and a Steering torque.

Aus der DE 10 2005 042 446 B3 ist eine Lenkradwaage zur Messung der Ausrichtung eines Lenkrades eines Kraftfahrzeuges bezüglich der Horizontalen bekannt, die Mittel zur lösbaren Befestigung am Lenkrad in seiner Symmetrielage sowie einer variabel einstellbare Abstützvorrichtung zur Fixierung der Lenkradwaage an der Karosserie des Kraftfahrzeuges aufweist. Über ein Inklinometer wird dabei eine Abweichung von der Horizontalen erfasst, während für eine Messung von Drehmomenten zwischen Lenkradwaage und Lenkrad eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäßen Lenkradwaage soll eine Einstellung der Einzelspurwinkel der Vorderachse des Kraftfahrzeuges in der Weise erfolgen, dass bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges das Lenkrad in Bezug zu seiner Symmetrielage horizontal ausgerichtet ist.From the DE 10 2005 042 446 B3 a steering wheel balance for measuring the orientation of a steering wheel of a motor vehicle with respect to the horizontal is known, the means for releasable attachment to the steering wheel in its symmetry position and a variably adjustable support device for fixing the steering wheel balance to the body of the motor vehicle has. An inclinometer detects a deviation from the horizontal, while a force measuring device is provided for a measurement of torques between the steering wheel balance and the steering wheel. With the steering wheel balance according to the invention an adjustment of the single track angle of the front axle of the motor vehicle is to be done in such a way that when driving straight ahead of the motor vehicle, the steering wheel is aligned horizontally with respect to its symmetry position.

Bei modernen Kraftfahrzeugen werden hinsichtlich deren Fahreigenschaften heutzutage höchste Ansprüche gestellt, insbesondere auf wahrnehmbare Parameter, wie beispielsweise eine Geradeausfahrt sowie einem Lenkradschiefstand bei einer derartigen Geradeausfahrt. Um dabei die Lenkung des Kraftfahrzeuges sowie dessen Fahrwerk vermessen und gegebenenfalls ausrichten zu können, wird die Lenkarbeit und der Lenkradschiefstand bei einer Geradeausfahrt auf einer geneigten Fahrbahn mittels einer Lenkmomentenmessung über eine definierte Zeit bei einer definierten Fahrgeschwindigkeit ermittelt. Hierzu sind Messeinrichtungen mit Momenten- und Winkelsensoren bekannt, welche üblicherweise über eine Schnellspannvorrichtung an einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeuges eingespannt werden. Um dabei das Lenkmoment messen zu können, muss die Messeinrichtung zusätzlich zu ihrer Befestigung an der Lenkhandhabe, an einer anderen ortsfesten Stelle des Kraftfahrzeuges, beispielsweise an einer Karosserie oder an einem Armaturenbrett, befestigt werden, wodurch insbesondere die Installation einer derartigen Messeinrichtung schwierig und dadurch ausschließlich von Fachleuten durchzuführen ist.at modern motor vehicles are in terms of their driving characteristics today's highest demands, in particular on perceptible parameters, such as straight-ahead driving and a steering wheel angle at such a straight ahead. In order to measure the steering of the motor vehicle and its chassis and If necessary, to align, is the steering work and the Lenkradschiefstand when driving straight on an inclined Roadway by means of a steering torque measurement over a defined Time determined at a defined driving speed. For this are measuring devices with torque and angle sensors known, which usually has a quick release device be clamped to a steering handle of the motor vehicle. Around while being able to measure the steering torque, the measuring device must in addition to its attachment to the steering handle, on another fixed location of the motor vehicle, for example attached to a bodywork or dashboard, whereby in particular the installation of such a measuring device difficult and therefore to be carried out exclusively by professionals is.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Messeinrichtung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Benutzerfreundlichkeit auszeichnet.The The present invention addresses the problem of for a measuring device an improved embodiment which is characterized in particular by a high degree of user-friendliness.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively by the objects of the independent claims. advantageous Embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes an einer Lenkhandhabe mit einem Bedienelement auszustatten, über welches ein erforderliches Lenkmoment über die Messeinrichtung in die Lenkhandhabe eingebracht wird. Mit diesem Bedienelement ist es möglich, die Messeinrichtung ausschließlich an der Lenkhandhabe zu befestigen, beispielsweise mittels Schnellspannverschlüssen, und dadurch trotzdem äußerst genaue Versuchsergebnisse erzielen zu können. Weitere Befestigungspunkte an der Karosserie bzw. an einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges, sind nicht erforderlich. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Messeinrichtungen, wird ein für die Messung erforderliches Lenkmoment nicht direkt über die Lenkhandhabe in das Lenksystem eingebracht wird, sondern unmittelbar über das Bedienelement der Messeinrichtung, so dass diese über die auf das Bedienelement ausgeübte Kraft Rückschlüsse auf das aufgebrachte Lenkmoment ziehen kann. Daneben weist die erfindungsgemäße Messeinrichtung eine Winkelmessvorrichtung zur Bestimmung des Lenkradwinkels auf. Die Messeinrichtung ist somit äußerst flexibel an unterschiedlichsten Fahrzeugtypen einsetzbar, da sie im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Messeinrichtungen, keinen separaten Befestigungspunkt am Kraftfahrzeug benötigt, sondern ausschließlich an der Lenkhandhabe, beispielsweise zwischen einem Lenkkranz und einer Speiche der Lenkhandhabe eingespannt wird. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung kann dabei an unterschiedlichste Fahrzeugtypen, sowohl hinsichtlich der Befestigung, als auch hinsichtlich der zu messenden Parameter angepasst werden und ist somit äußerst flexibel einsetzbar.The The invention is based on the general idea of a measuring device for determining a steering wheel angle and a steering torque at a To equip steering handle with a control over which is a required steering torque on the measuring device is introduced into the steering handle. With this control is it is possible to use the measuring device exclusively to attach to the steering handle, for example by means of quick release fasteners, and thereby still extremely accurate test results to achieve. Further attachment points on the body or on a dashboard of the motor vehicle, are not required. In contrast to the measuring devices known from the prior art, does not require a steering torque required for the measurement directly introduced via the steering handle in the steering system is, but directly on the operating element of the measuring device, so that these are exerted over the on the control Force conclusions on the applied steering torque can pull. In addition, the inventive Measuring device, an angle measuring device for determining the steering wheel angle on. The measuring device is thus extremely flexible can be used on a wide variety of vehicle types, as they differ to the known from the prior art measuring devices, none requires separate attachment point on the motor vehicle, but only on the steering handle, for example, between a steering wheel and a spoke of the steering handle is clamped. The measuring device according to the invention can thereby to a wide variety of vehicle types, both in terms of attachment, as well as with regard to the parameters to be measured and is therefore extremely flexible.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, weist die Winkelmesseinrichtung eine Wasserwaage auf. Mittels einer Wasserwaage lassen sich die Lenkwinkel, welche selbstverständlich einen gewissen Grad nicht überschreiten dürfen, äußerst einfach bestimmen, wobei auch eine elektronische Aufzeichnung, bzw. eine elektronische Ausbildung der Wasserwaage, vorgesehen sein kann, so dass direkt elektronisch weiterverarbeitbare Daten erzeugt werden können, die beispielsweise über eine geeignete Schnittstelle mit einem Auswerterechner verbunden werden kann.at a further advantageous embodiment of the invention Solution, the angle measuring device has a spirit level on. By means of a spirit level can be the steering angle, which Of course, do not exceed a certain degree allowed to determine, extremely simply, being also an electronic recording, or an electronic training the spirit level, can be provided so that directly electronically weiterverarbeitbare Data can be generated, for example, via a suitable interface connected to an evaluation computer can be.

Zweckmäßig ist die Messeinrichtung über eine Halteeinrichtung an der Lenkhandhabe befestigbar, wobei die Halteeinrichtung ausfahrbare Haltestreben aufweist, über welche sich die Halteeinrichtung gegenüber einem Lenkkranz der Lenkhandhabe und/oder gegenüber zumindest einer Speiche der Lenkhandhabe abstützen kann. Die Halteeinrichtung ist dabei so konzipiert, dass sie an unterschiedlichste Lenkhandhaben einfach anpassbar ist und damit auch an unterschiedlichsten Lenkhandhaben verwendet werden kann. Durch die teleskopierbaren Haltestreben ist es möglich, die erfindungsgemäße Messeinrichtung an allen gängigen Lenkhandhaben zu befestigen, so dass die insbesondere für eine Geradeausfahrt wichtigen Fahrparameter bzw. Lenkparameter, leicht an gängigen Fahrzeugtypen mit der erfindungsgemäßen Messeinrichtung erfasst werden können.Suitably, the measuring device via a holding device on the steering handle can be fastened, wherein the holding device has retractable retaining struts, via which the holding device relative to a steering rim of the steering handle and / or against at least one spoke of Can support steering handle. The holding device is designed so that it is easily adaptable to a wide variety of steering handles and thus can be used on a variety of steering handle. Due to the telescopic support struts, it is possible to attach the measuring device according to the invention to all common steering handles, so that the important in particular for straight ahead driving parameters or steering parameters can be easily detected on common types of vehicles with the measuring device according to the invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Subclaims, from the drawing and from the associated Description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One preferred embodiment of the invention is in the Drawing and shown in the following description explained in more detail.

Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Messeinrichtung.The only 1 shows a measuring device according to the invention.

Entsprechend der 1, ist an einer Lenkhandhabe 1 eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeuges, eine erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 zur Bestimmung eines Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes befestigt. Die Messeinrichtung 1 weist dabei eine Winkelmessvorrichtung zur Bestimmung des Lenkradwinkels sowie ein Bedienelement 3 auf, über welches ein erforderliches Lenkmoment direkt an die Messeinrichtung 2 über tragbar ist. Die Messeinrichtung 2 ist dabei ausschließlich an der Lenkhandhabe 1 befestigt und benötigt darüber hinaus keine weiteren Befestigungspunkte, beispielsweise an einem Armaturenbrett bzw. einer Karosserie des Kraftfahrzeuges.According to the 1 , is on a steering handle 1 an otherwise not shown motor vehicle, a measuring device according to the invention 2 attached to determine a steering wheel angle and a steering torque. The measuring device 1 has an angle measuring device for determining the steering wheel angle and an operating element 3 on, over which a required steering torque directly to the measuring device 2 about is portable. The measuring device 2 is exclusively on the steering handle 1 attached and requires beyond any other attachment points, for example on a dashboard or a body of the vehicle.

Gehalten wird die erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 an der Lenkhandhabe 1 über eine Halteeinrichtung 4, welche ausfahrbare Haltestreben 5 und 5' aufweist, über die sich die Halteeinrichtung 4 gegenüber einem Kranz 6 der Lenkhandhabe 1 und/oder gegenüber zumindest einer Speiche 7 der Lenkhandhabe 1 abstützen kann. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 ist somit äußerst einfach und flexibler an unterschiedlichste Typen von Lenkhandhaben 1 anpassbar bzw. an diesen befestigbar.Held is the measuring device according to the invention 2 at the steering handle 1 via a holding device 4 , which extendable struts 5 and 5 ' has, over which the holding device 4 opposite a wreath 6 the steering handle 1 and / or opposite at least one spoke 7 the steering handle 1 can support. The measuring device according to the invention 2 is thus extremely simple and flexible to a wide variety of types of steering handle 1 adaptable or attachable to these.

Zur Messung des Lenkradwinkels, weist die Winkelmessvorrichtung beispielsweise eine Wasserwaage auf, die insbesondere elektronisch ausgestaltet ist und somit direkt elektronisch verarbeitbare Daten für die Auswertung erzeugen kann. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 darüber hinaus geeignete, nicht gezeigte, Schnittstellen aufweisen, über welche eine elektronische Datenverbindung mit einem Rechner, beispielsweise einem PC, möglich ist. Hierbei ist insbesondere an eine sogenannte „Bluetooth"-Schnittstelle gedacht, über welche eine drahtlose Übertragung von Messdaten erfolgen kann.For measuring the steering wheel angle, the angle measuring device, for example, a spirit level, which is designed in particular electronically and thus can generate directly electronically processable data for the evaluation. Of course, the measuring device according to the invention 2 In addition, suitable, not shown, have interfaces over which an electronic data connection to a computer, such as a PC, is possible. In this case, in particular a so-called "Bluetooth" interface is thought, via which a wireless transmission of measurement data can take place.

Prinzipiell läuft ein Verfahren zur Bestimmung eines Lenkradwinkels und eines Lenkmomentes an der Lenkhandhabe 1 wie folgt ab:
Zunächst muss das Kraftfahrzeug während einer vordefinierten Zeitspanne mit einer vordefinierten Geschwindigkeit fahren, wobei das Kraftfahrzeug während dieser Zeitspanne ausschließlich über das Bedienelement 3 der, an der Lenkhandhabe 1 be festigten, Messeinrichtung 2 gelenkt wird. Während dieser Zeitspanne erfasst die Messeinrichtung 2 über die Winkelmessvorrichtung den Lenkradwinkel und über das Bedienelement, das in die Lenkhandhabe 1 eingebrachte Lenkmoment. Eine Lagedefinition ist hierbei nicht erforderlich, da die Momentenmessung direkt und nicht indirekt über eine lageabhängige Kraftmessung erfolgt.In principle, a method for determining a steering wheel angle and a steering torque on the steering handle 1 as follows:
First, the motor vehicle must travel at a predefined speed for a predefined period of time, during which time the motor vehicle is driven exclusively by the operating element 3 the, at the steering handle 1 strengthened, measuring equipment 2 is steered. During this period, the measuring device detects 2 via the angle measuring device, the steering wheel angle and the operating element that is in the steering handle 1 introduced steering torque. A position definition is not required in this case since the torque measurement takes place directly and not indirectly via a position-dependent force measurement.

Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 2 ist dabei, dass das Messen auch von Nichtfachleuten durchgeführt werden kann und trotzdem reproduzierbar bleibt. Die Messwerte werden generell fahrzeugunabhängig gewonnen, wobei ein zeitaufwändiges Anschließen der Messeinrichtung an die Fahrzeugelektronik grundsätzlich entfallen kann. Darüber hinaus ist die Messeinrichtung unabhängig von der Marke und dem Typ des Kraftfahrzeuges.Of particular advantage in the measuring device according to the invention 2 This is because measuring can also be carried out by non-specialists and still remains reproducible. The measured values are generally obtained independently of the vehicle, whereby a time-consuming connection of the measuring device to the vehicle electronics can basically be dispensed with. In addition, the measuring device is independent of the make and type of the motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 weist somit im Vergleich zu herkömmlich bekannten Messeinrichtungen, welche aufwändig an der Lenkhandhabe bzw. am Kraftfahrzeug befestigt werden muss, deutliche Montagevorteile auf, und ist darüber hinaus deutlich flexibler einsetzbar. Insbesondere lassen sich mit der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 2 auch von Nichtfachleuten genaue Messungen durchführen. Da die Messeinrichtung an unterschiedlichsten Fahrzeugtypen eingesetzt werden kann, bietet sie zudem ein großes Potential bei der Vermarktung im Bereich des Fahrzeugservice bzw. der Kraftfahrzeugwartung.The measuring device according to the invention 2 Thus, in comparison to conventionally known measuring devices, which must be laboriously attached to the steering handle or on the motor vehicle, clear mounting advantages, and is also much more flexible use. In particular, can be with the measuring device according to the invention 2 even by non-experts to make accurate measurements. Since the measuring device can be used on a wide variety of vehicle types, it also offers great potential for marketing in the field of vehicle service or vehicle maintenance.

11: LenkhandhabeSteering handle
22: Messeinrichtungmeasuring device
33: Bedienelementoperating element
44: Halteeinrichtungholder
55: Strebestrut
66: Kranz der Lenkhandhabe 1 Wreath of the steering handle 1
77: Speiche der Lenkhandhabe 1 Spoke of the steering handle 1

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005042446 B3 [0002]

Claims

Measuring device ( 2 ) for determining a steering wheel angle and a steering torque on a steering handle ( 1 ) of a motor vehicle, with an angle measuring device for determining the steering wheel angle and a control element ( 3 ), via which a steering torque required during the measuring process is transmitted directly to the measuring device ( 2 ) is transferable, the measuring device ( 2 ) exclusively on the steering handle ( 1 ) is attached.

Measuring device according to claim 1, characterized the angle measuring device has a spirit level.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device ( 2 ) via a holding device ( 4 ) on the steering handle ( 1 ) is fastened, wherein the holding device ( 4 ) extendable struts ( 5 . 5 ' ), over which the holding device ( 4 ) opposite a wreath ( 6 ) of the steering handle ( 1 ) and / or against at least one spoke ( 7 ) of the steering handle ( 1 ) is supported.

Method for determining a steering wheel angle and a steering torque on a steering handle ( 1 ) of a motor vehicle, with a measuring device ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, in which - the motor vehicle travels at a predefined speed for a predefined period of time, - the motor vehicle during this time period exclusively via the operating element ( 3 ), on the steering handle ( 1 ) attached measuring device ( 2 ), - is detected and evaluated during the time a steering wheel angle and a steering torque introduced.