DE102020109779A1

DE102020109779A1 - Positionsidentifikationsanordnung für lenksäule

Info

Publication number: DE102020109779A1
Application number: DE102020109779.4A
Authority: DE
Inventors: Blake J. Riley; Robert C. Derocher; Keith A. Kidder; Paul M. Fisher
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-10-15
Also published as: CN111806550A; US20200324814A1; US11465681B2; CN111806550B

Abstract

Es wird eine Positionsidentifikationsanordnung für eine Lenksäule bereitgestellt. Die Anordnung kann eine Anbringungshalterung, eine Lenksäule, einen Sensor und einen Controller umfassen. Die Anbringungshalterung kann eine Öffnung in den Hohlraum definieren. Die Lenksäule kann für eine Verschiebung zumindest teilweise in den und aus dem Hohlraum an der Anbringungshalterung angebracht sein, und die Lenksäule kann entlang ihrer Länge ein oder mehrere physikalische Merkmale definieren. Der Sensor kann an der Anbringungshalterung befestigt sein, um die physikalischen Merkmale zu detektieren. Jedes des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale kann derart an der Lenksäule angeordnet sein, dass der Sensor das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale detektiert, wenn sich die Lenksäule zwischen Positionen verschiebt, und ein Signal an den Controller, das dies widerspiegelt, senden kann. Der Controller ist programmiert, um basierend auf dem empfangenen Signal eine Lenksäulenposition zu identifizieren.

Description

HINTERGRUND
Eine Detektionsanordnung kann verwendet werden, um eine Position einer Teleskoplenksäule einer Lenkanordnung zu identifizieren. Bei einem Beispiel kann ein Sensor einen Winkel von Zahnrädern der Lenksäulenanordnung detektieren und die detektierten Winkel in eine relative lineare Position der Lenksäule übersetzen. Diese Detektionsanordnung erfordert jedoch kostspielige Komponenten und erfordert Operationen mit Komponentenkontakt, die einen Verschleiß an den Komponenten bewirken. Ferner weist eine Anordnung mit den oben beschriebenen Zahnrädern eine Größe auf, die akzeptable Packungsbeschränkungen übersteigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Positionsidentifikationsanordnung für eine Lenksäule bereitgestellt. Die Positionsidentifikationsanordnung für eine Lenksäule umfasst eine Anbringungshalterung, eine Lenksäule, einen Sensor und einen Controller. Die Anbringungshalterung ist für eine Befestigung an einem Abschnitt einer Lenkanordnung vorgesehen und defi/ niert eine Öffnung in den Hohlraum. Die Lenksäule ist für eine Verschiebung zumindest teilweise in den und aus dem Hohlraum an der Anbringungshalterung angebracht, und die Lenksäule definiert entlang ihrer Länge ein oder mehrere physikalische Merkmale. Der Sensor ist an der Anbringungshalterung befestigt, um das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale der Lenksäule zu detektieren. Der Controller steht mit dem Sensor in Verbindung. Jedes des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale ist derart an der Lenksäule angeordnet, dass der Sensor das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale detektiert, wenn sich die Lenksäule zwischen Positionen benachbart zu dem Sensor verschiebt, und ein Signal an den Controller sendet, das dies widerspiegelt. Der Controller ist programmiert, um basierend auf dem empfangenen Signal eine Lenksäulenposition zu identifizieren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Lenksäulen-Positionsdetektionsanordnung bereitgestellt. Die Lenksäulen-Positionsdetektionsanordnung umfasst eine Halterung, eine Mantelkomponente, eine Teleskoplenksäule, einen Magneten, einen Sensor und einen Controller. Die Halterung ist für eine Anbringung an einem Abschnitt einer Lenkanordnung vorgesehen und definiert einen Hohlraum. Die Mantelkomponente ist an der Halterung befestigt und umfasst eine erste Mantelkomponente und eine zweite Mantelkomponente. Die Teleskoplenksäule ist innerhalb der zweiten Mantelkomponente für eine Verschiebung zwischen zumindest einer ersten Position und einer zweiten Position angeordnet. Eine der Positionen ist eine Position, in der die Teleskoplenksäule zumindest teilweise innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Der Magnet ist an der Teleskoplenksäule befestigt. Der Sensor ist an der ersten Mantelkomponente benachbart zu einer Öffnung in den Hohlraum befestigt, um eine Magnetfeldstärke des Magneten zu identifizieren. Der Controller steht mit dem Sensor in Verbindung und ist programmiert, um in Ansprechen auf einen Empfang eines Signals von dem Sensor, der die Magnetfeldstärke des Magneten identifiziert, eine Position der Teleskoplenksäule zu identifizieren.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Lenksäulen-Positionsidentifikationsanordnung bereitgestellt. Die Lenksäulen-Positionsidentifikationsanordnung umfasst eine Halterung, ein Lenksäulengehäuse, einen Sensor und einen Controller. Die Halterung definiert einen Hohlraum und eine Öffnung in den Hohlraum. Die Lenksäule ist für eine Verschiebung an der Halterung angebracht. Der Sensor ist benachbart zu der Öffnung an der Halterung angebracht. Der Controller steht mit dem Sensor in Verbindung und ist programmiert, um eine absolute Position des Lenksäulengehäuses relativ zu einer oder mehreren vorbestimmten Zonen basierend auf einem Empfang eines Sensorsignals zu identifizieren. Jede der einen oder mehreren vorbestimmten Zonen spiegelt einen Betriebsbefehl zur Ausgabe durch den Controller wider.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlicher.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird genau dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung eindeutig beansprucht. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Abschnitts einer Lenkanordnung ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Abschnitts einer Lenksäulenanordnung ist, die eine Lenksäulenanordnung in einer ersten Position zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht des Abschnitts der Lenksäulenanordnung von 2 ist, die die Lenksäulenanordnung in einer zweiten Position zeigt;
4A eine Tabelle ist, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Sensorausgang und detektierten physikalischen Merkmalen einer Lenksäulenanordnungsposition veranschaulicht;
4B ein Graph ist, der ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Sensorausgang und einer Lenksäulenanordnungsposition veranschaulicht;
5A eine Draufsicht ist, die ein Beispiel einer ersten Position der Lenksäulenanordnung von 2 relativ zu vorbestimmten Positionszonen veranschaulicht;
5B eine Draufsicht ist, die ein Beispiel einer zweiten Position der Lenksäulenanordnung von 2 relativ zu den vorbestimmten Positionszonen veranschaulicht; und
5C eine Draufsicht ist, die ein Beispiel einer dritten Position der Lenksäulenanordnung von 2 relativ zu den vorbestimmten Positionszonen veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun auf die Figuren Bezug nehmend, in denen die Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wird, ohne diese einzuschränken, veranschaulicht 1 ein Beispiel einer Lenkanordnung, die hierin allgemein als Lenkanordnung 10 bezeichnet ist. Die Lenkanordnung 10 ist in 1 innerhalb eines Fahrzeugs 12 angeordnet gezeigt. Die Lenkanordnung 10 kann ein Umwandeln von Benutzereingängen von einem Lenkrad 16 in eine direkte Bewegung des Fahrzeugs 12 unterstützen. Bei diesem Beispiel ist das Fahrzeug 12 ein Auto, wobei jedoch angemerkt sei, dass die Lenkanordnung 10 verwendet werden kann, um eine Lenkung bei anderen Typen von Fahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Wasserfahrzeugen, Luftfahrzeugen oder anderen ähnlichen Fahrzeugen, zu unterstützen, ohne von dem Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die Lenkanordnung 10 kann das Lenkrad 16 drehbar befestigt an einer Anordnung 18 einer elektrischen Servolenkung umfassen. Die Anordnung 18 einer elektrischen Servolenkung kann funktional mit einem Zahnstangensystem 20 oder einem Steer-by-Wire-System (nicht gezeigt) verbunden sein. Das Lenkrad 16, die Anordnung 18 einer elektrischen Servolenkung und das Zahnstangensystem 20 können miteinander angeordnet sein, um basierend auf einem Fahrereingang eine Bewegung eines vorderen Satzes von Rädern 24 (in 1 ist nur ein vorderes Rad 24 gezeigt) des Fahrzeugs 12 zu leiten. Beispielsweise kann das Zahnstangensystem 20 mit jedem des vorderen Satzes von Rädern 24 über Gelenke und Spurstangen funktional verbunden sein, um einen Fahrereingang von dem Lenkrad 16 für eine Bewegung jedes des vorderen Satzes von Rädern 24 zu übermitteln.
Die Lenkanordnung 10 kann mit einem Controller 29 in Verbindung stehen. Der Controller 29 kann eine Programmierung umfassen, um einen Betrieb von Komponenten der Lenkanordnung 10 anzuweisen und/oder einen Betrieb von anderen Komponenten des Fahrzeugs 12 anzuweisen. Die Programmierung kann beispielsweise eine Ausgabe eines oder mehrerer Fahrzeugbetriebsbefehle basierend auf empfangenen Signalen oder detektierten Fahrzeugzuständen auslösen. Das Lenkrad 16 kann eine Airbag-Anordnung darin umfassen, und der Controller 29 kann eine Programmierung umfassen, um einen Betrieb der Airbag-Anordnung anzuweisen.
Optional kann die Lenkanordnung 10 mit einer selbst lenkenden Einheit 30, wie beispielsweise einem Fahrerassistenzsystem oder dergleichen, in Verbindung stehen. Die selbst lenkende Einheit 30 kann eine Programmierung umfassen, um eine Bewegung des Fahrzeugs 12 ohne Fahrereingang an dem Lenkrad 16 anzuweisen.
2 und 3 sind perspektivische Ansichten, die ein Beispiel eines Abschnitts einer Lenkanordnung mit einer Lenksäulenanordnung, die in zwei Positionen gezeigt ist und hierin allgemein als Lenksäulenanordnung 50 bezeichnet ist, veranschaulichen. Die Lenksäulenanordnung 50 kann Komponenten einer Positionsidentifikationsanordnung zur Unterstützung beim Identifizieren einer Lenksäulenposition umfassen. Im Gegensatz zu Anordnungen nach dem Stand der Technik kann diese Positionsidentifikationsanordnung arbeiten, ohne dass es erforderlich ist, dass Komponenten während des Betriebs miteinander in Kontakt treten, wie beispielsweise Zahnräder bei Anordnungen nach dem Stand der Technik. In 2 ist die Lenksäulenanordnung 50 in einer ersten Position gezeigt, die auch als eingefahrene Position bezeichnet wird. In 3 ist die Lenksäulenanordnung 50 in einer zweiten Position gezeigt, die auch als ausgefahrene Position bezeichnet wird. Die Lenksäulenanordnung 50 umfasst eine Halterung 54 zum Tragen und Anbringen der Lenksäulenanordnung 50. Die Halterung 54 kann zur Anbringung an einem Abschnitt einer Lenkanordnung, wie beispielsweise der Lenkanordnung 10, aufgebaut sein.
Die Lenksäulenanordnung 50 kann ferner ein Mantelelement mit einer ersten Mantelkomponente und einer zweiten Mantelkomponente 58 umfassen. Die erste Mantelkomponente kann auch als obere Mantelkomponente oder Lenksäulengehäuse 64 bezeichnet werden, und die zweite Mantelkomponente 58 kann auch als untere Mantelkomponente bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass die Halterung 54 und die zweite Mantelkomponente 58 als einzelne Komponente oder als separate Komponenten ausgebildet sein können.
Die Halterung 54 und/oder die zweite Mantelkomponente 58 können einen Hohlraum 60 definieren. Der Hohlraum 60 kann bemessen sein, um einen Abschnitt der Lenksäulenanordnung 50, wie beispielsweise das Lenksäulengehäuse 64, aufzunehmen. Das Lenksäulengehäuse 64 kann einen Hohlraum definieren, der bemessen ist, um einen Abschnitt einer Lenksäule 66 aufzunehmen. Die Lenksäule 66 kann eine Teleskoplenksäule sein.
Bei einem Beispiel können die Halterung 54 und das Lenksäulengehäuse 64 derart miteinander angeordnet sein, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 zwischen zumindest der ersten Position und der zweiten Position zumindest teilweise in den und aus dem Hohlraum 60 verschieben kann. Das Lenksäulengehäuse 64 kann mit einem Motormechanismus (nicht gezeigt) in mechanischer Verbindung stehen, um die Verschiebung anzuweisen. Es sei auch angemerkt, dass das Lenksäulengehäuse 64 mit einem nicht motorisierten Mechanismus (nicht gezeigt) in mechanischer Verbindung stehen kann, um die Verschiebung anzuweisen. Somit kann sich ein an der Lenksäule 66 befestigtes Lenkrad 68 relativ zu einem Fahrer, der benachbart dazu positioniert ist, bewegen, um verschiedene Distanzen zwischen dem Lenkrad 68 und dem Fahrer zu definieren. Diese verschiedenen Distanzen können durch die Lenksäulenanordnung 50 detektiert werden und beispielsweise Triggern für Fahrzeugbetriebsbefehle zugehörig sein, wie es hierin weiter beschrieben wird.
Beispielsweise kann die Lenksäulenanordnung 50 einen Sensor 70 umfassen, der an der Halterung 54 oder der zweiten Mantelkomponente 58 angeordnet ist. Der Sensor 70 kann benachbart zu einer durch die Halterung 54 oder die zweite Mantelkomponente 58 definierten Öffnung 72 angeordnet sein. Es sei auch angemerkt, dass der Sensor 70 an alternativen Orten der Lenkanordnung 50 angeordnet sein kann. Beispielsweise kann der Sensor 70 an einem Ort angeordnet sein, der auf einer Fähigkeit des Sensors 70, das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale zu detektieren, basiert. Der Sensor 70 kann in elektrischer Verbindung mit einem Controller 73 stehen. Während der Controller 73 in 3 als einzelne Einheit gezeigt ist, werden Fachleute verstehen, dass der Controller 73 oder das bestimmte Fahrzeug mehr als einen Controller umfassen kann, um Operationen von Fahrzeugkomponenten und -systemen anzuweisen. Es sei auch angemerkt, dass die Lenksäulenanordnung 50 mehr als einen Sensor 70 umfassen kann.
Beispielsweise kann ein zweiter Sensor (nicht gezeigt) an einem anderen Ort angebracht sein und kann der Controller 73 eine Programmierung umfassen, um basierend auf Signalen, die von den beiden Sensoren empfangen werden, eine Lenksäulen- oder Lenksäulengehäuseposition zu identifizieren. Ein Vorsehen von zwei Sensoren kann eine Zuverlässigkeit einer Identifikation der Lenksäulen- oder Lenksäulengehäuseposition erhöhen. Der Sensor 70 und die zweite Mantelkomponente 58 können derart miteinander angeordnet sein, dass der Sensor 70 eine Sicht auf das Lenksäulengehäuse 64 ohne eisenhaltige Materialien dazwischen haben kann. Der Sensor 70 kann mit dem Lenksäulengehäuse 64 angeordnet sein, um eine Position dessen zu identifizieren. Der Sensor 70 kann ein Hall-Effekt-Sensor sein. Der Hall-Effekt-Sensor kann in Sperrrichtung vorgespannt sein. Ein in Sperrrichtung vorgespannter Hall-Effekt-Sensor umfasst einen Magneten.
Bei einem Beispiel kann der Sensor 70 die Position des Lenksäulengehäuses 64 basierend auf detektierten physikalischen Merkmalen, die durch das Lenksäulengehäuse 64 definiert sind, identifizieren. Bei diesem Beispiel kann das Lenksäulengehäuse 64 ein oder mehrere physikalische Merkmale, wie beispielsweise eine oder mehrere Öffnungen 74, definieren. Jede der einen oder mehreren Öffnungen 74 kann Löcher oder Schlitze umfassen, die durch oder teilweise durch das Lenksäulengehäuse 64 geschnitten sind. Jede der einen oder mehreren Öffnungen 74 kann auch ausgebildet sein, um eine durch den Sensor 70 detektierbare sich verjüngende Form zu definieren. Die eine oder die mehreren Öffnungen 74 kann oder können entlang des Lenksäulengehäuses 64 angeordnet sein, um einer einer Vielzahl von vorbestimmten Zonen zu entsprechen, wie es hierin nachstehend beschrieben wird. Es kann auch ein Zwischenraum zwischen der einen oder den mehreren Öffnungen 74 durch den Sensor 70 detektiert werden.
Es sei angemerkt, dass die eine oder die mehreren Öffnungen 74 bei einer Ausführungsform ohne das Lenksäulengehäuse 64 entlang der Lenksäule 66 selbst angeordnet sein kann oder können. Jede der einen oder mehreren Öffnungen 74 kann derart bemessen, geformt oder an einem Ort angeordnet sein, dass sie einer der Vielzahl von vorbestimmten Zonen entspricht. Bei einem anderen Beispiel kann oder können die eine oder die mehreren Öffnungen 74 miteinander angeordnet sein, um ein Muster zu definieren, das einer der Vielzahl von vorbestimmten Zonen entspricht. Beispiele für das Muster können eine Anordnung des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale entlang des Lenksäulengehäuses 64, bei der nachfolgende Öffnungen oder Schlitze unterschiedliche Größen oder Formen aufweisen können, umfassen. Bei einem Beispiel kann oder können die eine oder die mehreren Öffnungen 74 in einer Sequenz definiert und/oder miteinander angeordnet sein, in der eine erste der einen oder mehreren Öffnungen 74 ein kurzer und breiter Schlitz ist, eine zweite ein langer und schmaler Schlitz ist, und eine dritte ein Ort ohne Schlitz ist. Es sei angemerkt, dass eine Größe, Form und Anordnung des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale auch auf Fertigungsvorteilen basieren können.
Die durch das Lenksäulengehäuse 64 definierten physikalischen Merkmale können auch eine oder mehrere Materialschichten oder Komponentenabschnitte mit verschiedenen Materialien umfassen. Das Lenksäulengehäuse 64 kann aus einem ersten Material und einem zweiten Material ausgebildet sein. Bei einem Beispiel kann das erste Material ein eisenhaltiges Metall sein und kann das zweite Material ein eisenfreies Metall sein. Beispiele für eisenhaltiges Metall umfassen Stahle auf Kohlenstoffbasis, und Beispiele für eisenfreies Metall umfassen Kunststoff, Aluminium und Messing. Die Ausbildung des Lenksäulengehäuses 64 kann das erste Material und das zweite Material benachbart zueinander ausrichten. Der Sensor 70 kann diese Materialänderung (die in 3 bei Linie 75 dargestellte Materialänderung) detektieren, wenn sich das Lenksäulengehäuse 64 an dem Sensor 70 vorbei verschiebt. Der Sensor 70 kann dann ein Signal an den Controller 73 senden, das dies widerspiegelt. Der Controller 73 kann eine Programmierung umfassen, um eine Region zu identifizieren, die die Materialänderung umfasst, und um die Position des Lenksäulengehäuses 64 mit einer der Vielzahl von vorbestimmten Zonen in Verbindung zu bringen, wie es hierin weiter beschrieben wird.
Bei diesen Beispielen können die physikalischen Merkmale derart mit dem Sensor 70 angeordnet sein, dass der Sensor 70 das physikalische Merkmal detektiert und dann ein Signal an den Controller 73 sendet, das dies widerspiegelt. Die physikalischen Merkmale können auch ein Magnetfeld ändern, das sich in deren Nähe befindet und durch den Sensor 70 detektierbar ist. Der Controller 73 kann dann eine Position des Lenksäulengehäuses 64 basierend auf dem empfangenen Signal identifizieren und einen Betriebsbefehl basierend auf der identifizierten Position ausgeben. Beispiele für die Betriebsbefehle umfassen ein Zulassen eines Airbag-Einsatzes, eine Verhinderung eines Einsatzes eines Airbags, ein Zulassen oder Verhindern eines Fahrzeugstarts und ein Anweisen einer Bewegung des Lenksäulengehäuses 64 selbst.
4A ist eine Tabelle, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen von einem Sensor detektierten physikalischen Merkmalen einer Lenksäulenanordnung und einer Lenksäulengehäuseposition und/oder einer Lenksäulenposition veranschaulicht und hierin allgemein als Tabelle 100 bezeichnet ist. Es sei angemerkt, dass in der Tabelle 100 gezeigte Werte für einen bestimmten Sensortyp spezifisch sind, und dass sich die Werte für andere Sensortypen unterscheiden können. Eine erste Spalte 104 umfasst eine Information, die sich auf ein physikalisches Merkmal eines Abschnitts einer Lenksäulenanordnung, wie beispielsweise das Lenksäulengehäuse 64, bezieht. Eine zweite Spalte 106 umfasst eine Information, die sich auf eine detektierte Magnetfeldstärke des physikalischen Merkmals der ersten Spalte 104, dargestellt als Ausgang in Prozent eines Sensors, wie beispielsweise des Sensors 70, bezieht. Die detektierte Magnetfeldstärke kann auch eine Magnetfeldamplitude oder eine Magnetfeldrichtung widerspiegeln. Wenn beispielsweise das detektierte physikalische Merkmal Luft ist (z.B. sich der Sensor benachbart zu einem offenen Raum befindet und diesen detektiert), kann ein Ausgang in Prozent des Sensors im Wesentlichen gleich einem feststellbaren Wert von fünfundzwanzig Prozent sein. Als weiteres Beispiel ist, wenn das physikalische Merkmal ein Festkörper ist (z.B. sich der Sensor benachbart zu einem Festkörpermerkmal befindet und dieses detektiert), der Ausgang in Prozent des Sensors im Wesentlichen gleich einem feststellbaren Wert von siebenundvierzig Prozent.
Bei einem anderen Beispiel kann die Lenksäulenanordnung 50 Komponenten umfassen, um eine Lenksäulenposition basierend auf einer detektierten Magnetfeldstärke eines Magneten zu identifizieren. Bei diesem Beispiel kann ein Magnet 77 an einem ersten Ende 79 des Lenksäulengehäuses 64 angeordnet sein. Das erste Ende 79 kann gegenüberliegend der Halterung 54 angeordnet sein. Es sei angemerkt, dass der Magnet 77 an alternativen Orten an dem Lenksäulengehäuse 64 angeordnet sein kann, ohne von dem Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Beispiele für den Magneten 77 umfassen einen Folienmagneten, einen Magneten aus seltenen Erden und einen Ferritmagneten. Ferner können eine Länge, eine Breite, eine Tiefe aller physikalischen Merkmale und/oder ein Zwischenraum zwischen diesen abgewandelt werden, um verschiedene Sensordetektionsszenarien bereitzustellen, um ein Identifizieren von Magnetfeldstärken jedes des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale zu unterstützen.
Der Controller 73 kann eine Programmierung umfassen, um eine Position des Lenksäulengehäuses 64 basierend auf einer detektierten Magnetfeldstärke des Magneten 77 zu identifizieren. Beispielsweise kann der Controller 73 ein Signal von dem Sensor 70 empfangen, das eine Magnetfeldstärke des Magneten 77 identifiziert. Der Controller 73 kann dann auf eine Tabelle, wie beispielsweise die Tabelle 100, zugreifen und eine Position des Lenksäulengehäuses basierend auf der detektierten Magnetfeldstärke identifizieren.
4B ist ein Graph, der ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer durch einen Sensor detektierten Magnetfeldstärke und einer Lenksäulengehäuseposition oder Lenksäulenposition veranschaulicht und hierin allgemein als Graph 200 bezeichnet ist. Eine X-Achse 204 stellt einen Verfahrweg einer Lenksäule oder eines Lenksäulengehäuses dar. Bei einem Beispiel kann sich der Verfahrweg auf einen Übergang zwischen einer eingefahrenen Position und einer vollständig ausgefahrenen Position der Lenksäule oder des Lenksäulengehäuses beziehen. Eine Y-Achse 206 stellt einen Ausgang in Prozent eines Sensors, wie beispielsweise des Sensors 70, dar. Die graphische Darstellung 210 stellt einen Abbildungsvergleich einer Magnetfeldstärke und einer Position eines physikalischen Merkmals der Lenksäule oder des Lenksäulengehäuses dar. Der Graph 200 kann in dem Controller 73 gespeichert oder für diesen zugänglich sein, um eine Identifizierung einer Position des Lenksäulengehäuses 64 basierend auf von dem Sensor 70 empfangenen Signalen zu unterstützen.
Beispielsweise kann ein erster Ort 212 an dem Graphen 200 widerspiegeln, dass ein Sensor, wie beispielsweise der Sensor 70, einen Ausgang in Prozent von im Wesentlichen gleich siebenundvierzig Prozent oder einen Prozentwert zwischen fünfundvierzig Prozent und neunundvierzig Prozent aufweist. Der erste Ort 212 kann widerspiegeln, dass der Sensor 70 einen festen Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66, beispielsweise in einer eingefahrenen Position und innerhalb der ersten vorbestimmten Zone, detektiert. Ein zweiter Ort 214 an dem Graphen 200 kann widerspiegeln, dass der Sensor 70 einen Ausgang in Prozent von im Wesentlichen gleich fünfunddreißig Prozent oder einen Prozentwert zwischen dreiunddreißig Prozent und siebenunddreißig Prozent aufweist.
Der zweite Ort 214 kann widerspiegeln, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 an einer im mittleren Bereich ausgefahrenen Position und innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zone befindet und der Sensor 70 einen Schlitz mit einer Länge von im Wesentlichen gleich fünf Millimetern detektiert. Ein dritter Ort 216 an dem Graphen 200 kann widerspiegeln, dass der Sensor 70 einen Ausgang in Prozent von im Wesentlichen gleich achtundzwanzig Prozent oder einen Prozentwert zwischen sechsundzwanzig Prozent und dreißig Prozent aufweist. Der dritte Ort 216 kann widerspiegeln, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 oder die Lenksäule 66 in einer ausgefahrenen Position und innerhalb einer dritten vorbestimmten Zone befindet und der Sensor 70 einen Schlitz mit einer Länge von im Wesentlichen gleich zehn Millimetern detektiert.
Somit kann der Controller 73 beim Empfang des Sensorsignals, das eine detektierte Magnetfeldstärke widerspiegelt, auf die Tabelle 100 und/oder den Graphen 200 zugreifen und basierend darauf eine Position des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66 identifizieren. Der Controller 73 kann dann einen Betriebsbefehl in Bezug auf die identifizierte Position des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66 ausgeben.
5A bis 5C sind schematische Draufsichten, die beispielhafte Positionen von Komponenten, wie beispielsweise des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66, der Lenksäulenanordnung 50 relativ zu vorbestimmten Positionszonen veranschaulichen. In 5A ist das Lenksäulengehäuse 64 in einer ersten Position oder einer eingefahrenen Position gezeigt. Die erste Position kann ferner dadurch definiert sein, dass ein Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 innerhalb einer ersten vorbestimmten Zone 502 angeordnet ist. In 5B ist das Lenksäulengehäuse 64 in einer zweiten Position oder einer im mittleren Bereich ausgefahrenen Position gezeigt. Die zweite Position kann ferner dadurch definiert sein, dass sich ein Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 innerhalb einer zweiten vorbestimmten Zone 504 befindet oder sich ein Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 innerhalb der ersten vorbestimmten Zone 502 und der zweiten vorbestimmten Zone 504 befindet. In 5C ist das Lenksäulengehäuse 64 in einer dritten Position oder einer vollständig ausgefahrenen Position gezeigt. Die dritte Position kann ferner dadurch definiert sein, dass sich ein Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 innerhalb einer dritten vorbestimmten Zone 506 befindet oder sich ein Abschnitt des Lenksäulengehäuses 64 innerhalb der ersten vorbestimmten Zone 502, der zweiten vorbestimmten Zone 504 und der dritten vorbestimmten Zone 506 befindet. Die gezeigten Positionen spiegeln Beispiele für Verschiebungsfähigkeiten des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66 wider, wobei jedoch ersichtlich ist, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 oder die Lenksäule 66 zu einer oder mehreren Positionen zwischen den drei in 5A bis 5C gezeigten Positionen verschieben kann. Wie oben erwähnt können sich das Lenksäulengehäuse 64 oder die Lenksäule 66 relativ zu der Halterung 54 und/oder der zweiten Mantelkomponente 58 verschieben. Die Positionen des Lenksäulengehäuses 64 oder der Lenksäule 66 können vorbestimmten Positionszonen entsprechen. Jede der vorbestimmten Positionszonen kann eine Zone widerspiegeln, in der verschiedene Fahrzeugbetriebsbefehle ausgelöst werden können oder deren Auslösung verhindert werden kann.
Beispielsweise kann die erste vorbestimmte Zone 502 der Tatsache entsprechen, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 in der in 5A gezeigten ersten Position befindet. In dieser ersten vorbestimmten Zone 502 kann ein Lenkrad, wie beispielsweise das Lenkrad 16, eine akzeptable Distanz von einem Fahrer, um einen Airbag-Einsatz zuzulassen, beabstandet sein. Der Controller 73 kann eine Programmierung umfassen, um beispielsweise einen Einsatz eines Airbags zuzulassen, wenn das Lenksäulengehäuse 64 als innerhalb der ersten vorbestimmten Zone 502 angeordnet identifiziert wird.
Als weiteres Beispiel kann die zweite vorbestimmte Zone 504 der Tatsache entsprechen, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 in der in 5B gezeigten zweiten Position befindet. In dieser zweiten vorbestimmten Zone 504 kann das Lenkrad eine akzeptable Distanz von dem Fahrer, um einen Airbag-Einsatz zuzulassen, beabstandet sein. Der Controller 73 kann eine Programmierung umfassen, um beispielsweise einen Fahrzeugstart zuzulassen, wenn das Lenksäulengehäuse 64 als sich innerhalb der zweiten vorbestimmten Zone 504 befindend identifiziert wird.
Bei noch einem anderen Beispiel kann eine dritte vorbestimmte Zone 506 der Tatsache entsprechen, dass sich das Lenksäulengehäuse 64 in der in 5C gezeigten dritten Position befindet. In dieser dritten vorbestimmten Zone 506 kann das Lenkrad eine inakzeptable Distanz von dem Fahrer, um einen Airbag-Einsatz zuzulassen, beabstandet sein. Der Controller 73 kann eine Programmierung umfassen, um beispielsweise einen Einsatz des Airbags zu verhindern, wenn das Lenksäulengehäuse 64 als sich innerhalb der dritten vorbestimmten Zone 506 befindend identifiziert wird.
Während die Erfindung in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, sollte leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung so modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen beinhaltet, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Geist und dem Umfang der Erfindung entsprechen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es zudem verständlich, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen beinhalten können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung begrenzt anzusehen.

Claims

Positionsidentifikationsanordnung für eine Lenksäule, umfassend: eine Anbringungshalterung zur Befestigung an einem Abschnitt einer Lenkanordnung, die einen Hohlraum und eine Öffnung in den Hohlraum definiert; eine Lenksäule, die für eine Verschiebung zumindest teilweise in den und aus dem Hohlraum an der Anbringungshalterung angebracht ist, wobei die Lenksäule entlang ihrer Länge ein oder mehrere physikalische Merkmale definiert; einen Sensor, der an der Anbringungshalterung befestigt ist, um das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale der Lenksäule zu detektieren; und einen Controller in Verbindung mit dem Sensor, wobei jedes des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale derart an der Lenksäule angeordnet ist, dass der Sensor das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale detektiert, wenn sich die Lenksäule zwischen Positionen benachbart zu dem Sensor verschiebt, und ein Signal an den Controller sendet, das dies widerspiegelt, wobei der Controller programmiert ist, um basierend auf dem empfangenen Signal eine Lenksäulenposition zu identifizieren.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein in Sperrrichtung vorgespannter Hall-Effekt-Sensor ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei jedes des einen oder der mehreren physikalischen Merkmale ein Muster oder eine Öffnung oder einen Schlitz definiert.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Controller ferner programmiert ist, um die Lenksäulenposition innerhalb einer oder mehrerer vorbestimmter Zonen basierend auf dem empfangenen Sensorsignal zu identifizieren.
Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Controller ferner programmiert ist, um in Ansprechen auf eine Detektion, dass sich die Lenksäule innerhalb einer der einen oder mehreren vorbestimmten Zonen befindet, einen Systembetriebsbefehl auszugeben, der einer jeweiligen der einen oder mehreren vorbestimmten Zonen entspricht.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei der Systembetriebsbefehl ein Airbag-Einsatz-Zulassungsbefehl oder ein Fahrzeugstart-Zulassungsbefehl oder ein Fahrzeugstart-Unterbindungsbefehl oder ein Airbag-Einsatz-Verhinderungsbefehl ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale ein Paar von Öffnungen, die eine vorbestimmte Distanz voneinander beabstandet sind, umfasst oder umfassen, wobei der Controller ferner programmiert ist, um einen Betriebsbefehl auszugeben, der einer Detektion der vorbestimmten Distanz zwischen dem Paar von Öffnungen entspricht.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren physikalischen Merkmale zumindest zwei Materialschichten umfasst oder umfassen, wobei jede Materialschicht aus einem Material ist, das von dem anderen der zumindest zwei Materialschichten verschieden ist, wobei der Sensor mit dem Hohlraum der Anbringungshalterung angeordnet ist, um die Materialunterschiede der beiden Materialschichten in der Lenksäule zu detektieren.
Lenksäulen-Positionsdetektionsanordnung, umfassend: eine Halterung zur Anbringung an einem Abschnitt einer Lenkanordnung, die einen Hohlraum definiert; eine Mantelkomponente, die an der Halterung befestigt ist und eine erste Mantelkomponente und eine zweite Mantelkomponente umfasst; eine Teleskoplenksäule, die innerhalb der zweiten Mantelkomponente für eine Verschiebung zwischen zumindest einer ersten Position und einer zweiten Position angeordnet ist, wobei eine der Positionen eine Position ist, in der die Teleskoplenksäule zumindest teilweise innerhalb des Hohlraums angeordnet ist; einen Magneten, der an der Teleskoplenksäule befestigt ist; einen Sensor, der an der ersten Mantelkomponente benachbart zu einer Öffnung in den Hohlraum befestigt ist, um eine Magnetfeldstärke des Magneten zu identifizieren; und einen Controller in Verbindung mit dem Sensor, der programmiert ist, um eine Position der Teleskoplenksäule in Ansprechen auf einen Empfang eines Signals von dem Sensor, das die Magnetfeldstärke des Magneten identifiziert, zu identifizieren.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei der Controller ferner programmiert ist, um eine Position der Teleskoplenksäule relativ zu einer oder mehreren vorbestimmten Zonen basierend auf der identifizierten Magnetfeldstärke zu identifizieren.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei der Controller ferner programmiert ist, um in Ansprechen auf eine Identifikation der Teleskoplenksäulenposition relativ zu der einen oder den mehreren vorbestimmten Zonen einen Befehl auszugeben, um einen Einsatz eines Airbags zuzulassen, oder einen Befehl auszugeben, um einen Einsatz eines Airbags zu verhindern.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei die eine oder die mehreren vorbestimmten Zonen eine erste vorbestimmte Zone, die einem Betriebsbefehl, um einen Airbag-Einsatz zuzulassen, entspricht, eine zweite vorbestimmte Zone, die einem Betriebsbefehl, um einen Fahrzeugstart zuzulassen, entspricht, und eine dritte vorbestimmte Zone, die einem Betriebsbefehl, um einen Airbag-Einsatz zu unterbinden, entspricht, umfasst oder umfassen.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei der Magnet an der Teleskoplenksäule an einem Lenksäulenende gegenüberliegend der Halterung befestigt ist.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei der Sensor ein in Sperrrichtung vorgespannter Hall-Effekt-Sensor ist.
Lenksäulen-Positionsidentifikationsanordnung, umfassend: eine Halterung, die einen Hohlraum und eine Öffnung in den Hohlraum definiert; ein Lenksäulengehäuse, das an der Halterung für eine Verschiebung angebracht ist; einen Sensor, der an der Halterung benachbart zu der Öffnung angebracht ist; und einen Controller in Verbindung mit dem Sensor, wobei der Controller programmiert ist, um eine absolute Position des Lenksäulengehäuses relativ zu einer oder mehreren vorbestimmten Zonen basierend auf einem Empfang eines Sensorsignals zu identifizieren, wobei jede der einen oder mehreren vorbestimmten Zonen einen Betriebsbefehl für eine Ausgabe durch den Controller widerspiegelt.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei das Lenksäulengehäuse eine oder mehrere Öffnungen entlang eines Körpers des Lenksäulengehäuses definiert, wobei jede der einen oder mehreren Öffnungen einer der einen oder mehreren vorbestimmten Zonen entspricht, wobei der Sensor ein Hall-Effekt-Sensor ist, um eine Öffnung der einen oder mehreren Öffnungen zu detektieren, wobei der Controller ferner programmiert ist, um die detektierte Öffnung mit einem Betriebsbefehl, der der einen oder den mehreren vorbestimmten Zonen entspricht, in Verbindung zu bringen.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei das Lenksäulengehäuse zumindest zwei verschiedene Materialien umfasst, wobei die zumindest zwei verschiedenen Materialien benachbart zueinander sind und eine Materialübergangsregion definieren, wobei der Sensor mit der Lenksäule angeordnet ist, um die Materialübergangsregion zu detektieren, wenn sich das Lenksäulengehäuse daran verschiebt, wobei der Controller ferner programmiert ist, um in Ansprechen auf eine Detektion der Materialübergangsregion einen Betriebsbefehl auszugeben.
Anordnung nach Anspruch 17, wobei der Betriebsbefehl eine Fahrzeugstartzulassung oder eine Fahrzeugstartverhinderung oder eine Airbag-Einsatzzulassung oder eine Airbag-Einsatzverhinderung umfasst.
Anordnung nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Magneten, wobei das Lenksäulengehäuse ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei der Magnet an dem zweiten Ende angebracht ist, wobei der Sensor und der Magnet derart miteinander angeordnet sind, dass der Sensor eine Magnetfeldstärke des Magneten detektieren kann, wobei der Controller ferner programmiert ist, um basierend auf der detektierten Magnetfeldstärke einen Betriebsbefehl auszugeben.
Anordnung nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Magneten, wobei das Lenksäulengehäuse ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei der Magnet an dem zweiten Ende angebracht ist, wobei der Sensor und der Magnet derart miteinander angeordnet sind, dass der Sensor eine Magnetfeldstärke des Magneten detektieren kann, wobei der Controller ferner programmiert ist, um auf einen Magnetfeldausgangsgraphen zuzugreifen, der eine Korrelation der detektierten Magnetfeldstärke mit einer vorbestimmten Zone umfasst, wobei der Controller ferner programmiert ist, um basierend auf der in Korrelation gebrachten vorbestimmten Zone einen Betriebsbefehl auszugeben.