DE19936263A1

DE19936263A1 - Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19936263A1
Application number: DE1999136263
Authority: DE
Inventors: Frank Blaesing
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-31
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2019-08-01
Also published as: DE19936263B4

Abstract

Eine Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung 2 eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Lenkwinkelsensoreinheit und eine Einheit zum Erfassen eines auf die Lenkspindel 5 ausgeübten Drehmoments, ist dadurch bestimmt, daß an der Schnittstelle zwischen einem der Lenkeinrichtung 2 zugeordneten Lenrad 3 und der Lenkspindel 5 ein Torsionsmodul 4 angeordnet ist, daß lenkradseitig eine erste, als Lenkwinkelsensoreinheit ausgebildete Winkeldetektionseinheit 6 zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades 3 und lenkspindelseitig eine weitere absolut messende Winkeldetektionseinheit 7 zum Erfassen der Winkelstellung der Lenkspindel 5 angeordnet sind und daß die Ausgänge der beiden Winkeldetektionseinheiten 6, 7 zum Ermitteln des bei einem Lenkvorgang auf das Lenkrad 3 ausgeübten Drehmomentes eine Prozessoreinheit 8 beaufschlagend angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Lenkwinkelsen soreinheit und eine Einheit zum Erfassen eines auf die Lenkspindel aus geübten Drehmoments.

Kraftfahrzeuge werden mitunter mit einem elektronischen Stabilitätspro gramm (ESP-System) und einer elektrischen Lenkunterstützung (EPS- System) ausgerüstet. Eine Kenngröße, die im Rahmen eines ESP- Systems benötigt wird, ist die Stellung des Lenkrades bezogen auf seine Geradeausstellung. Diese Kenngröße wird mit einer absolut messenden Lenkwinkelsensoreinheit ermittelt, die in Abhängigkeit von der ge wünschten Ausgestaltung durch Einsatz von Schleifkontakten oder auch berührungslos arbeiten kann.

Zur Bereitstellung der für eine elektrische Lenkunterstützung benötigten Kenndaten ist die Lenkspindel zweigeteilt aufgebaut, wobei beide Lenk spindelteile durch ein Torsionsmodul miteinander verbunden sind. Dem einen Lenkspindelabschnitt ist eine absolut messende Winkeldetektions einheit und dem anderen Lenkspindelabschnitt ist eine den durch das Torsionsmodul bedingten Winkelversatz aufnehmende relativ messende Winkeldetektionseinheit zugeordnet. Beide Winkeldetektionseinheiten sind zur Auswertung der erfaßten Daten an eine Prozessoreinheit angeschlos sen. Das von einem Fahrzeuglenker über das Lenkrad auf den oberen Lenkspindelabschnitt ausgeübte Drehmoment ist direkt durch die relativ messende Winkeldetektionseinheit gegeben. In Abhängigkeit von dem ausgeübten Drehmoment und der Winkelstellung erfolgt dann eine An steuerung der elektrischen Lenkunterstützungseinrichtung.

Diese vorbekannte Einrichtung vermag zwar die gewünschten und benö tigten Kenndaten zu liefern, jedoch ist eine Teilung der Lenkspindel in die beiden benötigten Abschnitte nicht unproblematisch auch bezüglich ihrer Lagerung und im Hinblick auf Sicherheitsaspekte. Überdies ist der für die se Kenndatenerfassung benötigte Hardwareeinsatz beträchtlich.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte gattungsgemäße Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges dergestalt weiterzubilden, daß die oben aufgezeigten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Schnitt stelle zwischen einem der Lenkeinrichtung zugeordneten Lenkrad und der Lenkspindel ein Torsionsmodul angeordnet ist, daß lenkradseitig eine er ste, als Lenkwinkelsensoreinheit ausgebildete Winkeldetektionseinheit zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades und lenkspindelseitig eine weitere absolut messende Winkeldetektionseinheit zum Erfassen der Winkelstellung der Lenkspindel angeordnet sind und daß die Ausgänge der beiden Winkeldetektionseinheiten zum Ermitteln des bei einem Lenk vorgang auf das Lenkrad ausgeübten Drehmomentes eine Prozessorein heit beaufschlagend angeschlossen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges wird die ohnehin vorhandene Schnittstelle zwischen dem Lenkrad und der Lenkspindel eingesetzt, um an dieser Stelle ein zur Ermittlung des Drehmomentes notwendiges Torsi onsmodul einzusetzen. Die Lenkspindel als solche kann somit ungeteilt und als Einheit verbleiben. Lenkradseitig ist bezüglich des Torsionsmo dules eine erste absolut messende Winkeldetektionseinheit, nämlich eine Lenkwinkelsensoreinheit angeordnet. Mit dieser kann die Winkelstellung des Lenkrades ausgehend von einer Nullstellung des Lenkrades oder in nerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches erfaßt werden. Lenkspin delseitig ist eine weitere absolut messende Winkeldetektionseinheit ange ordnet, die zum Erfassen der Winkelstellung der Lenkspindel vorgesehen ist. Durch die drehelastische Kopplung des Lenkrades an die Lenkspindel geben die unterschiedlichen ermittelten Winkelstellungen Aufschluß über das auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment. Zu diesem Zweck sind die Ausgänge der beiden Winkeldetektionseinheiten an eine Prozessoreinheit angeschlossen, mit der eine Ermittlung des Drehmomentes erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Bereitstellen der gewünsch ten Kenndaten kann nicht nur eine ungeteilte Lenkspindel eingesetzt wer den, sondern in Bezug auf den vorbekannten Stand der Technik ist auch die Anzahl der eingesetzten Winkeldetektionseinheiten reduziert. Die bei den Winkeldetektionseinheiten befinden sich zweckmäßigerweise getrennt durch das Torsionsmodul in enger Nachbarschaft zueinander, so daß die se gemeinsam in ein Lenksäulenmodul, beispielsweise zusammen mit Schaltermodulen oder einer Wickelfederkassette integriert werden kön nen. Daraus ergeben sich entsprechende Montagevorteile.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles un ter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 erläutert. Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Einrichtung 1 zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung 2 eines nicht näher dargestellten Kraft fahrzeuges. Die Lenkeinrichtung 2 umfaßt ein Lenkrad 3, das durch Ein satz eines Torsionsmodules 4 an dem freien Ende einer Lenkspindel 5 angeordnet ist. Lenkradseitig bezüglich des Torsionsmoduls 4 ist eine als Lenkwinkelsensoreinheit ausgebildete erste absolut messende Winkel detektionseinheit 6 zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades 3 vorgesehen. Lenkspindelseitig bezüglich des Torsionsmoduls 4 ist eine zweite absolut messende Winkeldetektionseinheit 7 zum Erfassen der Winkelstellung der Lenkspindel 5 angeordnet. In Abhängigkeit von der Torsionssteifigkeit des Torsionsmodules 4 ist bei einer Beaufschlagung des Lenkrades 3 mit einem bestimmten Drehmoment durch die Winkel detektionseinheit 6 eine andere neue Winkelstellung des Lenkrades 3 detektierbar als mit der der Lenkspindel 5 zugeordneten Winkeldetekti onseinheit 7. Die Differenz der beiden erfaßten Winkelstellungen ist ein Maß für das auf das Lenkrad 3 ausgeübte Drehmoment. Ausgangsseitig sind die beiden Winkeldetektionseinheiten 6, 7 an eine Prozessoreinheit 8 angeschlossen, die zwei Ausgänge A₁, A₂ aufweist. Am Ausgang A₁ der Prozessoreinheit 8 ist das ermittelte Drehmoment zum Beaufschlagen eines EPS-Systems und an dem Ausgang A₂ der ermittelte Lenkwinkel zum Beaufschlagen eines ESP-Systems abgreifbar. Zur elektrischen Lenk unterstützung ist das EPS-System in nicht näher dargestellter Art und Weise elektromotorisch mit der Lenkspindel 5 verbunden, so daß in Ab hängigkeit von dem ermittelten Drehmoment eine stärkere oder schwä chere Lenkunterstützung durch das EPS-System bereitgestellt werden kann.

Zusammenstellung der Bezugszeichen

1

Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten

2

Lenkeinrichtung

3

Lenkrad

4

Torsionsmodul

5

Lenkspindel

6

Winkeldetektionseinheit

7

Winkeldetektionseinheit

8

Prozessoreinheit
A₁

, A₂

Ausgänge der Prozessoreinheit

Claims

1. Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Lenkwinkelsensoreinheit und eine Einheit zum Erfassen eines auf die Lenkspindel (5) aus geübten Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schnittstelle zwischen einem der Lenkeinrichtung (2) zugeordneten Lenkrad (3) und der Lenkspindel (5) ein Torsionsmodul (4) ange ordnet ist, daß lenkradseitig eine erste, als Lenkwinkelsensoreinheit ausgebildete Winkeldetektionseinheit (6) zum Erfassen der Winkel stellung des Lenkrades (3) und lenkspindelseitig eine weitere ab solut messende Winkeldetektionseinheit (7) zum Erfassen der Win kelstellung der Lenkspindel (5) angeordnet sind und daß die Aus gänge der beiden Winkeldetektionseinheiten (6, 7) zum Ermitteln des bei einem Lenkvorgang auf das Lenkrad (3) ausgeübten Drehmomentes eine Prozessoreinheit (8) beaufschlagend ange schlossen sind.