DE19936263B4 - Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer eine Lenkspindel (5) und ein an der Lenkspindel (5) befestigtes Lenkrad (3) umfassenden Lenkeinrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges mit einer Einheit zum Erfassen eines über das Lenkrad (3) auf die Lenkspindel (5) ausgeübten Drehmoments, welche Einheit über ein in einer Schnittstelle der Lenkeinrichtung angeordnetes Torsionsmodul (4) und zum Erfassen eines Drehwinkelversatzes zwischen den beiden Seiten der Schnittstelle über jeweils eine jeder Seite der Schnittstelle bei Aufbringen eines Drehmomentes auf das Lenkrad (3) zugeordnete Winkeldetektionseinheit (6, 7) verfügt und 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsmodul (4) in die Schnittstelle zwischen Lenkrad (3) und Lenkspindel (5) integriert ist und dass die lenkradseitig angeordnete Winkeldetektionseinheit (6) eine Lenkwinkelsensoreinheit zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades (3) ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer eine Lenkspindel und ein an der Lenkspindel befestigtes Lenkrad umfassenden Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einer Einheit zum Erfassen eines über das Lenkrad auf die Lenkspindel ausgeübten Drehmoments, welche Einheit über ein in einer Schnittstelle der Lenkeinrichtung angeordnetes Torsionsmodul und zum Erfassen eines Drehwinkelversatzes zwischen den beiden Seiten der Schnittstelle über jeweils eine jeder Seite der Schnittstelle bei Aufbringen eines Drehmomentes auf das Lenkrad zugeordnete Winkeldetektionseinheit verfügt und die Ausgänge der beiden Winkeldetektionseinheiten zum Ermitteln des bei einem Lenkvorgang auf das Lenkrad ausgeübten Drehmomentes eine Prozessoreinheit beaufschlagend angeschlossen sind.
- Kraftfahrzeuge werden mitunter mit einem elektronischen Stabilitätsprogramm (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 gewünschten 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 Lenkspindelteile durch ein Torsionsmodul miteinander verbunden sind. Dem einen Lenkspindelabschnitt ist eine absolut messende Winkeldetektionseinheit 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 angeschlossen. 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 Ansteuerung der elektrischen Lenkunterstützungseinrichtung.
- Diese vorbekannte Einrichtung vermag zwar die gewünschten und benötigten 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 diese Kenndatenerfassung benötigte Hardwareeinsatz beträchtlich.
- Aus
DE 197 55 044 C1 ist eine eingangs genannte gattungsgemäße Einrichtung zum Erfassen von Kenndaten einer eine Lenkspindel und ein an der Lenkspindel befestigtes Lenkrad umfassenden Lenkeinrichtung bekannt. Die Lenkeinrichtung bei dem Gegenstand dieses Dokumentes besteht aus einem Lenkrad, welches an dem freien Ende eines ersten Lenkspindelabschnittes angeordnet ist. Über ein Torsionsmodul ist dieser erste Lenkspindelabschnitt mit dem weiteren Lenkspindelabschnitt verbunden. Zwar ist beim Gegenstand dieses Dokumentes der Lenkspindelabschnitt, an dem das Lenkrad angeordnet ist, in dem anderen Lenkspindelabschnitt gelagert, gleichwohl ist hierdurch eine zweite Schnittstelle in der Lenkspindel realisiert. Zu jeder Seite des Torsionsmodules ist eine Winkeldetektionseinheit angeordnet, die zum Feststellen des relativen Versatzes zwischen den beiden Lenkspindelabschnitten ausgelegt sind. Das Maß des Drehwinkelversatzes gibt Aufschluss über das über das Lenkrad auf die Lenkspindel einwirkende Drehmoment. Um eine Lenkwinkeldetektion durchzuführen, ist eine zusätzliche Winkeldetektionseinheit notwendig. - 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 – Vermeidung möglichst vieler Schnittstellen sowie Reduzierung der eingesetzten Hardware – vermieden sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Torsionsmodul in die Schnittstelle zwischen Lenkrad und Lenkspindel integriert ist und dass die lenkradseitig angeordnete Winkeldetektionseinheit eine Lenkwinkelsensoreinheit zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades ist.
- 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 Torsionsmodul einzusetzen. Die Lenkspindel als solche kann somit ungeteilt und als Einheit verbleiben. Lenkradseitig ist bezüglich des Torsionsmodules eine erste absolut messende Winkeldetektionseinheit, nämlich eine Lenkwinkelsensoreinheit angeordnet. Mit dieser kann die Winkelstellung des Lenkrades ausgehend von einer Nullstellung des Lenkrades oder innerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches erfaßt werden. Lenkspindelseitig ist eine weitere absolut messende Winkeldetektionseinheit angeordnet, 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 gewünschten Kenndaten kann nicht nur eine ungeteilte Lenkspindel eingesetzt werden, sondern in Bezug auf den vorbekannten Stand der Technik ist auch die Anzahl der eingesetzten Winkeldetektionseinheiten reduziert. Die beiden Winkeldetektionseinheiten befinden sich zweckmäßigerweise getrennt durch das Torsionsmodul in enger Nachbarschaft zueinander, so daß diese gemeinsam in ein Lenksäulenmodul, beispielsweise zusammen mit Schaltermodulen oder einer Wickelfederkassette integriert werden können. Daraus ergeben sich entsprechende Montagevorteile.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte
1 erläutert. Die1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Einrichtung1 zum Erfassen von Kenndaten einer Lenkeinrichtung2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Lenkeinrichtung2 umfaßt ein Lenkrad3 , das durch Einsatz eines Torsionsmodules4 an dem freien Ende einer Lenkspindel5 angeordnet ist. Lenkradseitig bezüglich des Torsionsmoduls4 ist eine als Lenkwinkelsensoreinheit ausgebildete erste absolut messende Winkeldetektionseinheit6 zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades3 vorgesehen. Lenkspindelseitig bezüglich des Torsionsmoduls4 ist eine zweite absolut messende Winkeldetektionseinheit7 zum Erfassen der Winkelstellung der Lenkspindel5 angeordnet. In Abhängigkeit von der Torsionssteifigkeit des Torsionsmodules4 ist bei einer Beaufschlagung des Lenkrades3 mit einem bestimmten Drehmoment durch die Winkeldetektionseinheit6 eine andere neue Winkelstellung des Lenkrades3 detektierbar als mit der der Lenkspindel5 zugeordneten Winkeldetektionseinheit7 . Die Differenz der beiden erfaßten Winkelstellungen ist ein Maß für das auf das Lenkrad3 ausgeübte Drehmoment. Ausgangsseitig sind die beiden Winkeldetektionseinheiten6 ,7 an eine Prozessoreinheit8 angeschlossen, die zwei Ausgänge A1, A2 aufweist. Am Ausgang A1 der Prozessoreinheit8 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 Lenkunterstützung ist das EPS-System in nicht näher dargestellter Art und Weise elektromotorisch mit der Lenkspindel5 verbunden, so daß in Abhängigkeit von dem ermittelten Drehmoment eine stärkere oder schwächere Lenkunterstützung durch das EPS-System bereitgestellt werden kann. -
- 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 eine Lenkspindel (
5 ) und ein an der Lenkspindel (5 ) befestigtes Lenkrad (3 ) umfassenden Lenkeinrichtung (2 ) eines Kraftfahrzeuges mit einer Einheit zum Erfassen eines über das Lenkrad (3 ) auf die Lenkspindel (5 ) ausgeübten Drehmoments, welche Einheit über ein in einer Schnittstelle der Lenkeinrichtung angeordnetes Torsionsmodul (4 ) und zum Erfassen eines Drehwinkelversatzes zwischen den beiden Seiten der Schnittstelle über jeweils eine jeder Seite der Schnittstelle bei Aufbringen eines Drehmomentes auf das Lenkrad (3 ) zugeordnete Winkeldetektionseinheit (6 ,7 ) verfügt und 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsmodul (4 ) in die Schnittstelle zwischen Lenkrad (3 ) und Lenkspindel (5 ) integriert ist und dass die lenkradseitig angeordnete Winkeldetektionseinheit (6 ) eine Lenkwinkelsensoreinheit zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades (3 ) ist.
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1999
- 1999-07-31 DE DE1999136263 patent/DE19936263B4/de not_active Expired - Fee Related
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