DE19809295C1 - Automobile steering lock - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem zur Lenkwelle des Fahrzeu ges von einer Ent- in eine Verriegelungsstellung hin ver schiebbarangeordneten Sperriegel mit zahnförmig ausgebil detem Sperrelement.The invention relates to a locking device for a Motor vehicle with at least one to the steering shaft of the vehicle ver from a Ent- in a locking position Slidably arranged locking bolt with tooth-shaped design the blocking element.
Bei Verriegelungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge ist es aus Sicherheitsgründen häufig erforderlich, die jeweilige Lage des Sperriegels mittels entsprechender Sensoren zu detektie ren, um z. B. sicherzustellen, daß die Freigabe zur Betätigung des Zündschlüssels in die Stellung "Start" nur erfolgen kann, wenn sich der Sperriegel auch tatsächlich in seiner entrie gelten Stellung befindet. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit elektromechanischer Verriegelungsvorrichtungen ist die Anordnung derartiger Lagesensoren außerordentlich wichtig, weil zwischen der Verriegelungsvorrichtung und dem mittels Schlüssel betätigbaren Zündschloß in der Regel keine mechani sche Verbindung besteht. With locking devices for motor vehicles it is over Often necessary for security reasons, the respective location to detect the locking bolt using appropriate sensors ren to z. B. Ensure that the release for actuation the ignition key can only be in the "Start" position, even if the locking bolt actually came out of its way apply position. Especially in motor vehicles with electromechanical locking devices Arrangement of such position sensors is extremely important because between the locking device and the means Key-operated ignition lock usually no mechanical connection.
Nachteilig ist bei bekannten Verriegelungsvorrichtungen mit entsprechenden Lagesensoren, daß häufig nur eine indirekte Erfassung der Ent- oder Verriegelungsstellung des Sperriegels erfolgt. Dabei wird z. B. die Lage eines die Verschiebung des Sperriegels bewirkenden Getrieberades oder eines Steuernoc kens ermittelt. Bei bekannten Verriegelungsvorrichtungen mit direkter Lageerfassung des Sperriegels werden als Sensoren in der Regel Mikroschalter verwendet, die den Nachteil aufwei sen, daß sie einem relativ hohen Verschleiß unterliegen.The disadvantage of known locking devices with corresponding position sensors that often only an indirect one Detection of the unlocked or locked position of the locking bolt he follows. Here, for. B. the location of a shift of Locking gear effecting a gear wheel or a Steueroc kens determined. In known locking devices with Direct position detection of the locking bolt are used as sensors in usually uses microswitches, which has the disadvantage sen that they are subject to relatively high wear.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 197 19 343.9 wird eine Verriegelungsvorrichtung für Kraft fahrzeuge offenbart, bei der das Sperrelement in der Ver riegelungsstellung des Sperriegels in die durch benachbarte Zähne gebildete Ausnehmung eines am äußeren Umfang der Lenk welle angeordneten Zahnkranzes eingreift. Über die Anordnung von Lagesensoren zur Ermittlung der Ent- und Verriegelungs stellung des Sperriegels macht diese Anmeldung allerdings keine Angaben.In the unpublished German patent application 197 19 343.9 becomes a locking device for force vehicles disclosed, in which the locking element in the Ver locking position of the locking bolt in the by neighboring Teeth formed in a recess on the outer circumference of the steering shaft arranged ring gear engages. About the arrangement of position sensors to determine the unlocking and locking This registration is made by the locking bolt not specified.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungs vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der auf einfache Weise sehr genau die Lage des Sperriegels in seiner Ent- und Verriegelungsstellung ermittelt werden kann.The invention has for its object a locking to specify device of the type mentioned, with the simple way very accurate the location of the locking bolt in its Unlocking and locking position can be determined.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by the features of Claim 1 solved. Further, particularly advantageous Ausge Events of the invention disclose the subclaims.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, als Sensoren mindestens zwei berührungslos arbeitende Sensoren zu verwenden, wobei der erste Sensor die Lage eines Sicherungs elementes detektiert, welches in eine entsprechende Ausneh mung des Sperriegels eingreift und diesen in der Entriege lungsstellung fixiert. Der zweite Sensor ist den Sperriegel direkt zugeordnet und spricht immer dann auf ein an dem Sperriegel angeordnetes zu detektierendes Element an, wenn sich der Sperriegel in seiner Verriegelungsstellung befindet.The invention is essentially based on the idea that Sensors at least two non-contact sensors use, the first sensor being the location of a fuse element detected, which in a corresponding Ausneh tion of the locking bar engages and this in the Entriege fixed position. The second sensor is the locking bolt directly assigned and always speaks to one at the Locking bar arranged element to be detected when the locking bolt is in its locked position.
Als Sensoren haben sich vor allem Magnetfeldsensoren als vor teilhaft erwiesen. Dabei wird das zu sensierende Magnetfeld durch entsprechende Permanentmagnete erzeugt, die sich an oder in dem Sicherungselement bzw. dem Sperriegel befinden.Above all, magnetic field sensors have proven to be sensors proven in part. The magnetic field to be sensed generated by appropriate permanent magnets that adhere to or are in the securing element or the locking bolt.
Bei Verriegelungsvorrichtungen mit einem starr (d. h. seitlich nicht verschwenkbar) ausgebildeten Sperrelement kann es vor kommen, daß das Sperrelement beim Verriegeln nicht in benach barte Zähne eines an der Lenkwelle angeordneten Zahnkranzes eingreift, sondern gegen die Spitze eines der Zähne des Zahn kranzes drückt, so daß es zu keiner Blockierung der Lenkung kommt. Um diesen Zustand ebenfalls anzuzeigen, wird bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, einen dritten berührungslos arbeitenden Sensor vorzusehen, der diese Zwi schenlage des Sperriegels detektiert. Dabei kann als zu sen sierendes Element das an dem Sperriegel bereits vorhandene Element verwendet werden.For locking devices with a rigid (i.e. laterally not pivotable) trained locking element, it can come that the locking element when locking not in cont beard teeth of a ring gear arranged on the steering shaft engages but against the tip of one of the teeth of the tooth wreath presses so that there is no blocking of the steering is coming. In order to also display this state, a Embodiment of the invention proposed a third to provide a non-contact sensor that this Zwi position of the locking bolt detected. It can be considered to sen element that already exists on the locking bolt Element can be used.
Um einen kompakten Aufbau der Sensoranordnung zu erreichen, sollten die Sensoren möglichst dicht nebeneinander in einem gemeinsamen Sensorträger angeordnet werden. Dieses setzt allerdings voraus, daß auch die an dem Sicherungselement und dem Sperriegel angeordneten zu sensierenden Elemente (Perma nentmagnete, Spiegelbereiche im Falle von optischen Sensoren etc.) entsprechend dicht nebeneinander angeordnet werden.In order to achieve a compact structure of the sensor arrangement, the sensors should be as close together as possible in one common sensor carrier can be arranged. This puts however, that the fuse element and the locking bar arranged elements to be sensed (Perma Magnets, mirror areas in the case of optical Sensors etc.) are arranged close together become.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Sicherungselement durch das erste Ende eines zweischenkligen Umlenkhebels gebildet, wobei das zweite Hebelende über ein Getriebe mit einem Elektromotor verbunden ist.In a further embodiment of the invention Securing element through the first end of a two-legged Deflection lever formed, the second lever end over a Gearbox is connected to an electric motor.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispiel. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the following embodiment explained with reference to figures example. Show it:
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung mit einem in seiner Ent riegelungsstellung befindlichen Sperriegel und Fig. 1 is a perspective view of a locking device according to the invention with a locking bolt located in its Ent locking position and
Fig. 2 eine Verriegelungsvorrichtung in einer gegenüber Fig. 1 gedrehten Stellung, bei der die Sensoren zur Lageermittlung des Sperriegels in einem gemeinsamen Sensorträger angeordnet sind. Fig. 2 shows a locking device in a rotated position in relation to Fig. 1, in which the sensors for determining the position of the locking bolt are arranged in a common sensor carrier.
In Fig. 1 ist mit 1 die Lenkwelle einer Lenksäule und mit 2 eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung bezeichnet. Die Verriegelungsvorrichtung 2 umfaßt einen durch eine Druck feder 3 beaufschlagten und in Richtung seiner Längsachse 4 verschiebbaren Sperriegel 5. In Fig. 1, 1 denotes the steering shaft of a steering column and 2 a locking device according to the invention. The locking device 2 comprises a spring 3 acted upon by a compression spring and movable in the direction of its longitudinal axis 4 .
An dem der Druckfeder 3 abgewandten Ende des Sperriegels 5 ist ein Sperrelement 6 angeordnet, welches um eine zur Lenk wellenachse 7 parallele Drehachse 8 schwenkbar gelagert ist. Der Sperriegel 5 und damit auch das Sperrelement 6 werden durch einen an einer Nockenwelle 9 angeordneten Nocken 10, der in eine entsprechende Ausnehmung 11 des Sperriegels 5 eingreift, angesteuert. Die Nockenwelle 9 wird durch einen Elektromotor 12 angetrieben, der seinerseits über eine elek trische Leitung 13 durch eine elektronische Steuereinrichtung 14 angesteuert wird.On which the compression spring 3 opposite end of the locking bolt 5 is arranged a blocking element 6, which is mounted pivotably about a shaft axis to the steering axis of rotation 7 parallel. 8 The locking bolt 5 and thus also the locking element 6 are controlled by a cam 10 arranged on a camshaft 9 and which engages in a corresponding recess 11 in the locking bolt 5 . The cam shaft 9 is driven by an electric motor 12, which is in turn driven by an elec tric line 13 by an electronic control device fourteenth
Das Sperrelement 6 wird mit Hilfe einer relativ weichen Zen trierfeder 15 in seiner Mittelstellung gehalten.The locking element 6 is held by means of a relatively soft Zen trier spring 15 in its central position.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, besitzt das Sperrelement 6 eine Spitze 16, die in der Verriegelungsstellung des Sperrelemen tes 6 in die durch benachbarte Zähne 17 eines am äußeren Um fang der Lenkwelle 1 angeordneten Zahnkranzes 18 gebildete Ausnehmungen 19 eingreift.As can be seen in FIG. 1, the locking element 6 has a tip 16 which, in the locking position of the locking element 6, engages in recesses 19 formed by adjacent teeth 17 of a gear rim 18 arranged on the outer circumference of the steering shaft 1 .
Zur Sicherung des in seiner Entriegelungsstellung befindli chen Sperriegels 5 (z. B. gegen eine Verschiebung des Sper riegels bei einer ungewollten Aktivierung des Elektromotors 12) weist die Verriegelungsvorrichtung 2 ein elektromecha nisch ansteuerbares Sicherungselement 20 auf, welches in eine entsprechende Ausnehmung 21 des Sperriegels 5 (gegebenenfalls gegen den Druck einer Feder) eingreift und diesen in dieser Lage fixiert. Das Sicherungselement 20 wird durch das erste Ende 22 eines zweischenkligen, um eine Drehachse 23 schwenk baren Umlenkhebels 24 gebildet. Das zweite Hebelende 25 des Umlenkhebels 24 ist über ein Getriebe 26 mit einem Elektro motor 27 verbunden, der ebenfalls durch die Steuereinrichtung 14 ansteuerbar ist.To secure the locking bolt in its unlocking position 5 (e.g., against a displacement of the locking bolt in the event of an unwanted activation of the electric motor 12 ), the locking device 2 has an electromechanically controllable securing element 20 , which in a corresponding recess 21 of the locking bolt 5 engages (if necessary against the pressure of a spring) and fixes it in this position. The securing element 20 is formed by the first end 22 of a two-leg, about an axis of rotation 23 pivotable lever 24 . The second lever end 25 of the bell crank 24 is connected via a gear 26 to an electric motor 27 , which can also be controlled by the control device 14 .
Die Verriegelungsvorrichtung 2 umfaßt drei dicht nebenein ander angeordnete Hall-Sensoren 28-30, wobei der Sensor 28 dem Sicherungselement zugeordnet ist und immer dann ein Signal über die in Fig. 2 mit 31 bezeichnete elektrische Leitung an die Steuereinrichtung 14 weiterleitet, wenn das Sicherungselement in die Ausnehmung 21 des Sperriegels 5 eingreift. Das entsprechende von dem Sensor 28 zu detektierende Magnetfeld wird durch einen ersten Permanent magnet 32 erzeugt, der sich in einer entsprechenden Ausneh mung des Sicherungselementes 20 befindet.The locking device 2 comprises three closely alongside one other arranged Hall sensors 28-30, wherein the sensor 28 is associated with the fuse element and always transmits a signal over the designated in Fig. 2 with 31 electrical line to the control device 14 when the fuse element in the recess 21 of the locking bar 5 engages. The corresponding magnetic field to be detected by the sensor 28 is generated by a first permanent magnet 32 which is located in a corresponding recess of the securing element 20 .
Der zweite Hall-Sensor 29 ist derart dem Sperriegel 5 zuge ordnet, daß er immer dann ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 14 weitergibt, wenn der Sperriegel 5 seine Verriegelungsstellung einnimmt (nicht dargestellt). Hierzu ist in einer entsprechenden Ausnehmung des Sperriegels 5 ein zweiter Permanentmagnet 33 angeordnet, der sich in der Ver riegelungsstellung des Sperriegels 5 dem Sensor 29 gegenüber befindet.The second Hall sensor 29 is assigned to the locking bolt 5 in such a way that it always forwards a corresponding signal to the control device 14 when the locking bolt 5 assumes its locking position (not shown). For this purpose, a second permanent magnet 33 is arranged in a corresponding recess in the locking bolt 5 , which is in the locking position of the locking bolt 5 in relation to the sensor 29 .
Um auch die Stellung zu detektieren, bei welcher die dem Zahnkranz 18 zugewandte Spitze des Sperrelementes 6 sich in Höhe der Spitzen der Zähne 17 des Zahnkranzes 18 befinden, ist der Hall-Sensor 30 vorgesehen, der beim Erreichen des zweiten Permanentmagneten 33 ein entsprechendes, dieser Lage des Sperriegels 5 charakterisierendes Signal erzeugt.In order to also detect the position in which the tip of the blocking element 6 facing the ring gear 18 is at the level of the tips of the teeth 17 of the ring gear 18 , the Hall sensor 30 is provided which, when the second permanent magnet 33 reaches a corresponding one, this Location of the locking bolt 5 characterizing signal generated.
Um einen kompakten Aufbau der Sensoranordnung zu erreichen, sind die Sensoren 28-30 an einem gemeinsamen mit 34 bezeich neten Sensorträger (Fig. 2) angeordnet.In order to achieve a compact construction of the sensor system, the sensors 28 - arranged on a common 34-designated sensor carrier (Fig. 2) 30th
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können bei spielsweise anstatt magnetischer Sensoren auch optische Sen soren verwendet werden. Ferner muß das Sperrelement nicht zwangsläufig durch das Ende eines Umlenkhebels gebildet wer den. Vielmehr kann es sich auch um das entsprechende Ende einer Zahnstange handeln, die mittels einer Feder in ihrer Ausgangslage gehalten wird. The invention is of course not based on the above described embodiment limited. So at for example, optical sensors instead of magnetic sensors sensors are used. Furthermore, the locking element does not have to inevitably formed by the end of a bell crank the. Rather, it can also be the corresponding end a rack act by means of a spring in their Starting position is held.
11
Lenkwelle
Steering shaft
22nd
Verriegelungsvorrichtung
Locking device
33rd
Druckfeder
Compression spring
44th
Längsachse
Longitudinal axis
55
Sperriegel
Locking bolt
66
Sperrelement
Locking element
77
Lenkwellenachse
Steering shaft axis
88th
Drehachse
Axis of rotation
99
Nockenwelle, Welle
Camshaft, shaft
1010th
Nocken
cam
1111
Ausnehmung
Recess
1212th
Elektromotor
Electric motor
1313
elektrische Leitung
electrical line
1414
Steuereinrichtung
Control device
1515
Zentrierfeder
Centering spring
1616
Spitze
top
1717th
Zahn
tooth
1818th
Zahnkranz
Sprocket
1919th
Ausnehmung
Recess
2020th
Sicherungselement
Securing element
2121
Ausnehmung
Recess
2222
erste Ende (Umlenkhebel)
first end (bell crank)
2323
Drehachse
Axis of rotation
2424th
Umlenkhebel
Bell crank
2525th
zweite Hebelende
second lever end
2626
Getriebe
transmission
2727
Elektromotor
Electric motor
28-3028-30
Sensoren
Sensors
3131
elektrische Leitung
electrical line
3232
erste Permanentmagnet
first permanent magnet
3333
zweite Permanentmagnet, Element
second permanent magnet, element
3434
Sensorträger
Sensor carrier
Claims (8)
- a) das Sperrelement (6) greift in der Verriegelungs stellung des Sperriegels (5) in die durch benach barte Zähne (17) gebildete Ausnehmung (19) eines am äußeren Umfang der Lenkwelle (1) angeordneten Zahn kranzes (18) ein;
- b) die Verriegelungsvorrichtung (2) umfaßt ein elek tromechanisch ansteuerbares Sicherungselement (20), welches in der Entriegelungsstellung des Sperrie gels (5) in eine entsprechende Ausnehmung (21) des Sperriegels (5) eingreift und diesen in dieser Lage fixiert;
- c) die Verriegelungsvorrichtung (2) umfaßt mindestens einen dem Sicherungselement (20) zugeordneten und mit einer elektronischen Steuereinrichtung (14) verbundenen berührungslos arbeitenden ersten Sensor (28), welcher das Eingreifen des Sicherungselemen tes (20) in die Ausnehmung (21) des Sperriegels (5) detektiert und
- d) die Verriegelungsvorrichtung (2) umfaßt einen zwei ten dem Sperriegel (5) zugeordneten und mit der elektronischen Steuereinrichtung (14) verbundenen berührungslos arbeitenden Sensor (29), welcher derart in bezug auf den Sperriegel (5) angeordnet ist, daß er immer dann ein entsprechendes Signal erzeugt, wenn der Sperriegel (5) sich in seiner Verriegelungsstellung befindet.
- a) the locking element ( 6 ) engages in the locking position of the locking bolt ( 5 ) into the recess ( 19 ) formed by adjacent teeth ( 17 ) of a toothed ring ( 18 ) arranged on the outer circumference of the steering shaft ( 1 );
- b) the locking device ( 2 ) comprises an elec tromechanically controllable securing element ( 20 ) which engages in the unlocking position of the locking lever ( 5 ) in a corresponding recess ( 21 ) of the locking bolt ( 5 ) and fixes it in this position;
- c) the locking device ( 2 ) comprises at least one of the securing element ( 20 ) associated with an electronic control device ( 14 ) connected contactlessly working first sensor ( 28 ), which the engagement of the Sicherheitselemen tes ( 20 ) in the recess ( 21 ) of the locking bolt ( 5 ) detects and
- d) the locking device ( 2 ) comprises a two-th the locking bolt ( 5 ) associated with the electronic control device ( 14 ) connected contactlessly working sensor ( 29 ), which is arranged in relation to the locking bolt ( 5 ) that he always generates a corresponding signal when the locking bolt ( 5 ) is in its locking position.
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