WO2005005230A1 - Verfahren zur verriegelung bzw. entriegelung einer verstellbaren lenksäule - Google Patents

Verfahren zur verriegelung bzw. entriegelung einer verstellbaren lenksäule Download PDF

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Peter Wieltsch
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/184—Mechanisms for locking columns at selected positions

Definitions

  • the invention relates to methods for electrically switching locking means of an adjustable steering column of a vehicle between an unlocking position releasing the adjustment of the steering column and a locking position blocking the adjustment of the steering column.
  • This object is achieved in that a switch from the locking position to the unlocking position takes place only when a predetermined unlocking condition is fulfilled and / or that a switchover from the unlocking position to the locking position takes place automatically when a predetermined locking condition is fulfilled.
  • the unlocking of the locking means for adjusting the steering column is only possible if the unlocking condition is fulfilled.
  • This unlocking condition can check the current driving state of the vehicle and only allow a steering column or steering wheel adjustment if the vehicle is in a driving state in which the steering column can be adjusted safely.
  • the steering column is locked by the locking means if the locking condition is fulfilled. As soon as the safe driving state of the vehicle, in which the steering column can be adjusted safely, no longer exists, the locking means are automatically switched back to their locking position.
  • the unlocking condition can include that the longitudinal vehicle speed is not greater than a predetermined speed threshold value, which in particular can be chosen to be zero.
  • a predetermined speed threshold value which in particular can be chosen to be zero.
  • the locking condition is fulfilled if a predetermined time threshold has elapsed since the unlocking position of the locking means was taken. len value (T max ) was reached or exceeded. This prevents the locking means from accidentally remaining in the unlocked position.
  • T max len value
  • the driver can keep both hands on the steering wheel and wait until the locking means automatically fix the steering column in the desired position after the time threshold value has been reached or expired. This not only increases safety, but also ease of use for the driver.
  • the locking condition is met when the starting of the vehicle has been recognized, so that starting with the steering column unlocked is prevented.
  • the start can be recognized by evaluating the variables engine torque and / or engine speed and / or variables derived therefrom. Another possibility is to evaluate the driver's operating activities, such as accelerator pedal and / or clutch pedal and / or brake actuation, in order to conclude that the vehicle is starting up.
  • the start can also be recognized by evaluating the longitudinal vehicle speed or the wheel speeds.
  • Fig. 1 is a flowchart of an embodiment of a method according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of an apparatus for performing the method according to the invention. 2 shows a control device 5 to which two input signals are fed: firstly, a request signal A of a switch or button 7 that can be operated manually by the driver and a speed signal corresponding to the longitudinal vehicle speed v Fz .
  • the control device controls a locking means 11 containing an electric motor 9 via a changeover signal U. Via the switchover signal U, the locking means 11 can be switched between an unlocking position releasing the adjustment of a steering column of a vehicle, not shown, and a locking position blocking the adjustment of the steering column. In the de-energized state of the electric motor 9, the locking means 11 are in their locking position, whereas in the case of the electric motor 9, the unlocking position is assumed.
  • the control device 5 has a time counter 13, the function of which is explained on the basis of the method sequence shown in FIG. 1.
  • a query is made as to whether the driver has requested the unlocking of the steering column via the switch / button 7, i.e. whether the driver wishes to adjust the steering column. If this is not the case, this query is repeated cyclically in accordance with the first step 15.
  • Step 17 queries whether an unlocking condition is fulfilled.
  • the locking means are only switched from the locking position to the unlocking position if the unlocking condition is fulfilled.
  • a check is carried out as an unlocking condition as to whether the longitudinal vehicle speed v Fz is greater than a predetermined speed threshold value v s .
  • the speed threshold value v s is chosen to be zero here, so that it is checked whether the vehicle is at a standstill or not.
  • the process jumps back to the first step 15. Otherwise, the locking means are switched to the unlocking position in a third step 19, so that the steering column or steering wheel position can be changed by the driver. Simultaneously with the switching of the locking means 11 into the unlocking position, the measurement of the unlocking time period T E is started in the time counter 13. The unlocking time period T E indicates how long the locking means 11 have been in the unlocking position since the last switchover.
  • a query is first made as to whether a first sufficient criterion of the locking condition is met.
  • the first sufficient criterion is fulfilled in the present example if a starting process of the vehicle was recognized.
  • the detection can take place, for example, by evaluating characteristic engine variables such as engine torque and / or engine speed and / or variables derived therefrom.
  • characteristic engine variables such as engine torque and / or engine speed and / or variables derived therefrom.
  • engine speed or engine torque have a characteristic curve from which a starting request can be recognized.
  • the starting request can in particular be reliably recognized by the fact that the time derivative of the engine torque is greater than or equal to a predefinable engine torque change threshold value and at the same time the time derivative of the engine speed is less than or equal to a predefinable negative engine speed change threshold value.
  • starting can also be recognized by the driver's operating activities. For example, actuating the accelerator pedal when the drive train is at least partially established (for example, a closed friction clutch) and simultaneously releasing the vehicle brake (service or parking brake) indicates a starting process.
  • actuating the accelerator pedal when the drive train is at least partially established for example, a closed friction clutch
  • vehicle brake service or parking brake
  • a sixth step 25 is then carried out and a check is carried out to determine whether a second sufficient criterion of the locking condition is fulfilled.
  • the second sufficient criterion is queried whether the unlocking time period T E has reached or exceeded a time threshold value T max . If the unlocking period T E is still less than the time threshold T ma ma , the process jumps back to step 21. Otherwise, the locking means 11 are transferred to their locking position in the fifth step 23.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Umschalten von Verriegelungsmitteln (11) einer verstellbaren Lenksäule eines Fahrzeugs zwischen einer die Verstellung der Lenksäule freigebenden Entriegelungsstellung und einer die Verstellung der Lenksäule blockierenden Verriegelungsstellung. Das Umschalten von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung erfolgt nur dann, wenn eine vorgegebene Entriegelungsbedingung erfüllt ist. Alternativ oder gleichzeitig erfolgt ein selbsttätiges Umschalten von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung, wenn eine vorgegebene Verriegelungsbedingung erfüllt ist.

Description

Verfahren zur Verriegelung bzw. Entriegelung einer ver- stellbaren Lenksäule
Die Erfindung betrifft Verfahren zum elektrischen Umschalten von Verriegelungsmitteln einer verstellbaren Lenksäule eines Fahrzeugs zwischen einer die Verstellung der Lenksäule freigebenden Entriegelungsstellung und einer die Verstellung der Lenksäule blockierenden Verriegelungsstellung .
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 101 07 775 AI bekannt. Dort wird das Umschalten zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung der Verriegelungsmittel anhand eines Elektromotors vorgenommen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das eine erhöhte Verkehrssicherheit gewährleistet .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Umschalten von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung nur dann erfolgt, wenn eine vorgegebene Entriegelungsbedingung erfüllt ist und/oder dass ein Umschalten von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung selbsttätig erfolgt, wenn eine vorgegebene Verriegelungsbedingung erfüllt ist.
BESTATIGUNGSKOPIE Somit ist das Entriegeln der Verriegelungsmittel zur Verstellung der Lenksäule nur dann möglich, wenn die Entriegelungsbedingung erfüllt ist. Diese Entriegelungsbedingung kann den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs prüfen und eine Lenksäulen- bzw. Lenkradverstellung nur dann zulassen, wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand befindet, in dem das Verstellen der Lenksäule gefahrlos möglich ist.
Alternativ oder gleichzeitig wird die Lenksäule durch die Verriegelungsmittel verriegelt, wenn die Verriegelungsbedingung erfüllt ist. Sobald z.B. der sichere Fahrzustand des Fahrzeugs, in dem das Verstellen der Lenksäule gefahrlos möglich ist, nicht mehr besteht, werden die Verriegelungsmittel automatisch wieder in ihre Verriegelungsstellung umgeschaltet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Als notwendiges Kriterium kann die Entriegelungsbedingung enthalten, dass die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit nicht größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert, der insbesondere gleich Null gewählt werden kann. Somit können die Verriegelungsmittel nur dann in die Entriegelungsstellung umgeschaltet werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit klein ist bzw. das Fahrzeug steht. Bei stehenden Fahrzeug ist ein gefahrloses Verstellen der Lenksäule für den Fahrer möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn die Verriegelungsbedingung erfüllt ist, wenn seit der Einnahme der Entriegelungsstellung der Verriegelungsmittel ein vorgegebener Zeitschwel- lenwert (Tmax) erreicht oder überschritten wurde. Dadurch wird verhindert, dass die Verriegelungsmittel versehentlich in der Entriegelungsstellung verbleiben. Zudem kann der Fahrer nachdem er das Lenkrad bzw. die Lenksäule in die gewünschte Stellung gebracht hat, beide Hände am Lenkrad lassen und warten, bis die Verriegelungsmittel nach Erreichen bzw. Ablauf des ZeitSchwellenwertes, die Lenksäule automatisch in der gewünschten Stellung fixieren. Dies erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern auch den Bedienkomfort für den Fahrer.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Verriegelungsbedingung erfüllt, wenn das Anfahren des Fahrzeugs erkannt wurde, so dass ein Anfahren mit entriegelter Lenksäule verhindert ist.
Das Anfahren kann dabei durch eine Auswertung der Größen Motormoment und/oder Motordrehzahl und/oder daraus abgeleiteter Größen erkannt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Bedientätigkeiten des Fahrers wie Fahrpedal- und/oder Kupplungspedal- und/oder Bremsbetätigungen auszuwerten, um auf einen Anfahrvorgang zu schließen. Ferner kann das Anfahren auch durch die Auswertung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit bzw. der Raddrehzahlen erkannt werden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens . Fig. 2 zeigt eine Steuereinrichtung 5, der zwei Einganssignale zugeführt werden: zum Einen ein Anforderungssignal A eines manuell vom Fahrer bedienbaren Schalters oder Tasters 7 und ein der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vFz entsprechendes Geschwindigkeitssignal .
Die Steuereinrichtung steuert einen Elektromotor 9 enthaltende Verriegelungsmittel 11 über ein Umschaltsignal U an. Über das Umschaltsignal U sind die Verriegelungsmittel 11 zwischen einer die Verstellung einer nicht dargestellten Lenksäule eines Fahrzeugs freigebenden Entriegelungsstellung und einer die Verstellung der Lenksäule blockierenden Verriegelungsstellung umschaltbar. Im stromlosen Zustand des Elektromotors 9 befinden sich die Verriegelungsmittel 11 in ihrer Verriegelungsstellung, wohingegen bei bestro tem Elektromotor 9 die Entriegelungsstellung eingenommen wird.
Die Steuereinrichtung 5 weist einen Zeitzähler 13 auf, dess Funktion anhand des in Fig. 1 dargestellten Verfahrensablaufs erläutert wird.
Es sei angenommen, dass sich die Verriegelungsmittel 11 in ihrem Verriegelungszustand befinden, der bei der vorliegenden Ausführvariante des Verfahrens beim Abstellen der Zündung automatisch eingenommen wird. In einem ersten Schritt 15 wird abgefragt, ob der Fahrer über den Schalter/ Taster 7 das Entriegeln der Lenksäule angefordert hat, d.h. ob ein Verstellwunsch der Lenksäule seitens des Fahrers vorliegt. Ist dies nicht der Fall wird diese Abfrage gemäß dem ersten Schritt 15 zyklisch wiederholt.
Sobald im ersten Schritt 15 die Anforderung zum Entriegeln der Lenksäule erkannt wurde, wird in einem zweiten Schritt 17 abgefragt, ob eine Entriegelungsbedingung erfüllt ist. Nur bei erfüllter Entriegelungsbedingung erfolgt ein Umschalten der Verriegelungsmittel aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung. Beispielsgemäß wird als Entriegelungsbedingung geprüft, ob die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vFz größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert vs. Der Geschwindigkeitsschwellenwert vs ist hier gleich Null gewählt, so dass überprüft wird, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet oder nicht.
Ist die die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vFz größer als der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert vs, so wird zum ersten Schritt 15 zurückgesprungen. Andernfalls werden in einem dritten Schritt 19 die Verriegelungsmittel in die Entriegelungsstellung umgeschaltet, so dass die Lenksäulen- bzw. die Lenkradposition durch den Fahrer verändert werden kann. Gleichzeitig mit dem Umschalten der Verriegelungsmittel 11 in die Entriegelungsstellung wird im Zeitzähler 13 die Messung der Entriegelungszeitdauer TE gestartet. Die Entriegelungszeitdauer TE gibt an, wie lange sich die Verriegelungsmittel 11 seit dem letzten Umschalten in der Entriegelungsstellung befinden.
Nunmehr wird im Folgenden überprüft, ob eine Verriegelungsbedingung erfüllt ist, deren Erfüllung dazu führt, dass die Verriegelungsmittel aus ihrer Entriegelungsstellung selbsttätig in die Verriegelungsstellung umgeschaltet werden.
In einem vierten Schritt 21 wird zunächst abgefragt, ob ein erstes hinreichendes Kriterium der Verriegelungsbedingung erfüllt ist. Das erste hinreichende Kriterium ist im vorliegenden Beispiel dann erfüllt, wenn ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs erkannt wurde.
Die Erkennung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass charakteristische Motorgrößen wie Motormoment und/oder Motordrehzahl und/oder daraus abgeleitete Größen ausgewertet werden. Während der Übergangsphase zwischen Leerlauf und vollständig eingeschlossenem Lastmoment (z.B. bei vollständig geschlossener Reibungskupplung bei Schaltgetrieben) haben Motordrehzahl bzw. Motormoment einen charakteristischen Verlauf, aus dem ein Anfahrwunsch erkannt werden kann. Der Anfahrwunsch kann insbesondere dadurch sicher erkannt werden, dass die zeitliche Ableitung des Motormoments größer oder gleich einem vorgebbaren Motormomentänderungsschwellenwert ist und gleichzeitig die zeitliche Ableitung der Motordrehzahl kleiner o- der gleich einem vorgebbaren negativen Motordrehzahlände- rungsschwellenwert ist.
Alternativ hierzu kann das Anfahren auch durch die Bedientätigkeiten des Fahrers erkannt werden. Zum Beispiel zeigt das Betätigen des Fahrpedals bei zumindest teilweise hergestelltem Kraftschluss des Antriebsstrangs (beispielsweise geschlossene Reibungskupplung) und gleichzeitigem Lösen der Fahrzeugbremse (Betriebs- oder Feststellbremse) einen Anfahrvorgang an.
Beispielsgemäß entspricht das erste Kriterium der Verriegelungsbedingung im vierten Schritt 21 der Entriegelungsbedingung, d.h. es wird geprüft, ob die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vFz größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert vs (hier beträgt vs=0) . Ist dies der Fall, liegt ein Anfahrvorgang vor und die Ver- riegelungsmittel 11 werden in einem fünften Schritt 23 automatisch in ihre Verriegelungsstellung umgeschaltet.
Wurde im vierten Schritt 21 kein Anfahrvorgang erkannt, so wird als nächstes ein sechster Schritt 25 ausgeführt und überprüft, ob ein zweites hinreichendes Kriterium der Verriegelungsbedingung erfüllt ist. Dabei wird als zweites hinreichendes Kriterium abgefragt, ob die Entriegelungszeitdauer TE einen Zeitschwellenwert Tmax erreicht o- der überschritten hat. Ist die Entriegelungszeitdauer TE noch kleiner als der Zeitschwellenwert Tmaχ, wird zum Schritt 21 zurückgesprungen. Andernfalls werden die Verriegelungsmittel 11 im fünften Schritt 23 in ihre Verriegelungsstellung überführt.
Nach dem Verriegeln der Lenksäule im fünften Schritt 23 beginnt das Verfahren wieder beim ersten Schritt 15.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum elektrischen Umschalten von Verriegelungsmitteln einer verstellbaren Lenksäule eines Fahrzeugs zwischen einer die Verstellung der Lenksäule freigebenden Entriegelungsstellung und einer die Verstellung der Lenksäule blockierenden Verriegelungsstellung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Umschalten von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung nur dann erfolgt, wenn eine vorgegebene Entriegelungsbedingung erfüllt ist und/oder dass ein Umschalten von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung selbsttätig erfolgt, wenn eine vorgegebene Verriegelungsbedingung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Entriegelungsbedingung das notwendige Kriterium enthält, dass die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vFz) nicht größer ist als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert (vs) .
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Geschwindigkeitsschwellenwert (vs) in etwa gleich Null gewählt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verriegelungsbedingung erfüllt ist, wenn seit der Einnahme der Entriegelungsstellung der Verriegelungsmittel ein vorgegebener Zeitschwellenwert (Tmax) erreicht oder überschritten wurde.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verriegelungsbedingung erfüllt ist, wenn das Anfahren des Fahrzeugs erkannt wurde.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Anfahren durch Auswertung der Größen Motormoment und/oder Motordrehzahl und/oder daraus abgeleiteten Größen erkannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Anfahren durch Auswertung der Bedientätigkeiten des Fahrers erkannt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Anfahren durch die Auswertung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit bzw. der Raddrehzahlen erkannt wird.
PCT/EP2004/007313 2003-07-08 2004-07-05 Verfahren zur verriegelung bzw. entriegelung einer verstellbaren lenksäule WO2005005230A1 (de)

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