WO2018197147A1

WO2018197147A1 - Steuerung eines lenksystems zur bedarfsweisen bereitstellung einer lenkkraft und/oder eines lenkmoments

Info

Publication number: WO2018197147A1
Application number: PCT/EP2018/058016
Authority: WO
Inventors: Markus Hermes; Jens Löffler; Matthias Mierau; Klaas-Simon Jenke
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2018-11-01
Also published as: DE102017207094A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerung eines Lenksystems (10) zur bedarfsweisen Bereitstellung einer Lenkkraft und/oder eines Lenkmoments mittels einer von einer Steuereinheit (38) gesteuerten Antriebseinheit (22), mit einem die Steuereinheit (38) umschließenden Steuerungsgehäuse (40), wobei mindestens eine aus dem Steuerungsgehäuse (40) herausführende Leitungsdurchführung (50, 52) ausgebildet ist und in einem die mindestens eine Leitungsdurchführung (50, 52) einschließenden, außenseitig an das Steuerungsgehäuse (40) angrenzenden Sensierraum (54) mindestens ein Feuchtigkeitssensor (56, 58) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

„Steuerung eines Lenksystems zur bedarfsweisen Bereitstellung einer Lenkkraft und/oder eines

Lenkmoments"

Die Erfindung betrifft eine Steuerung eines Lenksystems zur bedarfsweisen Bereitstellung einer Lenkkraft und/oder eines Lenkmoments gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ,

insbesondere für die Lenkung eines Fahrzeuges, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeuges. Mit den Begriffen„Lenkkraft" und„Lenkmoment" sind dabei sowohl solche Kräfte und Momente gemeint, mit denen ein Fahrzeug ohne zusätzliche manuelle Lenkkräfte oder Lenkmomente (beispielsweise durch Betätigung eines Lenkrades durch einen Fahrer) vollständig lenkbar ist, als auch solche Kräfte und Momente, die üblicherweise als Lenkhilfskraft oder Lenkhilfsmoment bezeichnet werden, weil sie die insgesamt erforderliche Kraft bzw. das insgesamt erforderliche Moment nur teilweise zur Verfügung stellen, um den Fahrer eines Fahrzeuges bei einer manuellen Lenkbewegung zu unterstützen.

Die Erfindung betrifft insbesondere Steuerungen, welche für die Realisierung eines

hochautomatisierten Fahrens eines Fahrzeuges bestimmt sind, insbesondere für ein

hochautomatisiertes Fahren von Kraftfahrzeugen. Eine derartige Steuerung ist insoweit in solchen Fällen ein essentielles, sicherheitsrelevantes Teilelement eines solchen

Kraftfahrzeuges, als ein unerwarteter Ausfall einer solchen Steuerung und damit ein Wegfall der bereitgestellten Lenkkraft und/oder des Lenkmoments ein großes Unfallrisiko darstellt, welches zu Fahrzeugschäden und/oder Personenschäden führen kann und welches es somit sicher zu vermeiden gilt.

Aus DE 10 2012 023 073 A1 ist eine Servolenkungsvorrichtung bekannt, die Feuchtigkeit messen kann. In der Servolenkungsvorrichtung ist dazu ein Feuchtigkeitssensor angeordnet. Dieser Feuchtigkeitssensor soll entweder im Bodenbereich des Innenraums der

Servolenkungsvorrichtung angeordnet sein oder in einem Bereich eines Gehäuses, der mit einer Abdeckung einer Lenkspurstange gekoppelt ist. Wenn die mit dem Feuchtigkeitssensor gemessene Feuchtigkeit einen Referenzwert überschreitet, soll eine mit der

Servolenkungsvorrichtung bereitgestellte Lenkhilfskraft reduziert oder vollständig gestoppt werden. Alternativ oder in Ergänzung kann mit dieser Servolenkungsvorrichtung ein optisches oder akustisches Signal an den Fahrer ausgegeben werden.

Aus DE 10 2007 028 793 A1 ist eine elektronische Steuereinheit mit einem Gehäuse, einer Leiterplatte und einem Feuchtigkeitssensor sowie ein elektronisches Lenksystem mit einer solchen Steuereinheit bekannt. Bei dem Feuchtigkeitssensor soll es sich um einen

Wasserstandssensor handeln, der mittels einer Isolierlage derart ausgebildet ist, dass eine Feuchtigkeitssättigung der Isolierlage gemessen werden kann. Die Steuereinheit mit dem Feuchtigkeitssensor soll in einem flüssigkeitsdichten Gehäuse bevorzugt an einem tiefsten Punkt des elektronischen Lenksystems angeordnet sein.

Aus DE 10 2015 104 867 A1 ist ein Steuergerät für ein Lenksystem in einem Fahrzeug mit elektromotorischer Servounterstützung bekannt, mit dem ein hochautomatisiertes Fahren ermöglicht werden soll. Das Steuergerät soll so ausgebildet sein, dass ein Ausfall aufgrund eines Wassereintritts ausgeschlossen ist. Das Steuergerät weist dazu mindestens zwei Teilsteuergeräte und mindestens zwei Kammern zur Aufnahme elektronischer Komponenten der Teilsteuergeräte auf, wobei die Kammern bis zu einer definierten Füllhöhe wasserdicht gegeneinander abgedichtet sind und wobei die Teilsteuergeräte auf verschiedene Kammern verteilt sind.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Steuerungen weisen den Nachteil auf, dass Feuchtigkeit erst detektiert wird, wenn sie bereits in den Bereich der Steuereinheit gelangt ist. Die Steuerungen sind für hochautomatisiertes Fahren nicht geeignet bzw. weisen ein

Feuchtigkeits-Ausfallrisiko auf, das weiter reduziert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in Bezug auf das Feuchtigkeits-Ausfallrisiko weiter verbesserte Steuerung eines Lenksystems zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in

Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Eine erfindungsgemäße Steuerung eines Lenksystems zur bedarfsweisen Bereitstellung einer Lenkkraft und/oder eines Lenkmoments mittels einer Antriebseinheit weist eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinheit auf. Der Begriff Antriebseinheit bezieht sich dabei insbesondere auf einen Motor, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Die Antriebseinheit dient dazu, bedarfsweise - vollständig oder teilweise - eine Lenkkraft und/oder ein Lenkmoment bereitzustellen, beispielsweise zur Einstellung des Lenkwinkels (Lenkeinschlag) lenkbarer Räder eines Kraftfahrzeuges. Die Steuerung weist ferner ein die Steuereinheit umschließendes Steuerungsgehäuse auf, wobei mindestens eine, aus dem Steuerungsgehäuse herausführende - vorzugsweise gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit in das Steuerungsgehäuse dichtend ausgebildete - Leitungsdurchführung in dem Steuerungsgehäuse ausgebildet ist. Ferner ist weiterhin in einem die Leitungsdurchführung einschließenden, außenseitig an das Steuerungsgehäuse angrenzenden Sensierraum mindestens ein Feuchtigkeitssensor angeordnet.

Durch die Separation der Steuereinheit gegenüber anderen Elementen (wie beispielsweise der Antriebseinheit) und somit die Anordnung der Steuereinheit in einem separaten

Steuerungsgehäuse bei gleichzeitiger Schaffung eines Sensierraumes außerhalb des

Steuerungsgehäuses kann Feuchtigkeit frühzeitig und sicher detektiert werden, bevor sie überhaupt erst weiter in Richtung Steuereinheit vordringen kann. Bevorzugt ist es insoweit, wenn das Steuerungsgehäuse selbst einschließlich der mindestens einen Leitungsdurchführung (falls mehrere vorhanden sind, vorzugsweise gegenüber allen Leitungsdurchführungen und weiter vorzugsweise auch gegenüber jeglichen sonstigen Stoßstellen und Öffnungen) vollständig dichtend gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, das Steuerungsgehäuse einschließlich der mindestens einen

Leitungsdurchführung (falls mehrere Leitungsdurchführungen vorhanden sind, aller

Leitungsdurchführungen) wasserdicht auszubilden. Damit ist eine konstruktive Gestaltung gemeint, mittels welcher das Eindringen von Feuchtigkeit in das Steuerungsgehäuse auch nach einer Detektion von Feuchtigkeit in dem Sensierraum wirksam vermieden wird, solange das Steuerungsgehäuse selbst und die Dichtelemente (soweit vorhanden und korrekt montiert) unbeschädigt sind. Mit der erfindungsgemäßen Steuerung wird Feuchtigkeit in diesem Fall so frühzeitig detektiert, dass eine unmittelbare Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Steuereinheit auch nach der Detektion von Feuchtigkeit in dem Sensierraum zunächst ausgeschlossen sein müsste.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit einer erfindungsgemäßen Steuerung nicht nur zur

Aussendung von Steuersignalen ausgebildet, sondern auch für die Energieversorgung der Antriebseinheit. Unabhängig davon umfasst die Steuereinheit weiter bevorzugt Mikrocontroller und/oder Schalter, insbesondere elektronisch gesteuerte Schalter. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der mindestens eine Sensierraum - oder falls mehrere Sensierraume vorgesehen sind, alle Sensierraume - sämtliche Bereiche des

Steuerungsgehäuses umschließt, welche Leitungsdurchführungen und sonstige Feuchtigkeits- Gefahrenbereiche aufweisen. Mit sonstigen Gefahrenbereichen sind sämtliche Bereiche des Steuerungsgehäuses gemeint, in welchen aufgrund einer Öffnung oder einer Stoßstelle die Gefahr besteht, dass aufgrund eines fehlerhaft montierten oder beschädigten Dichtelements Feuchtigkeit in das Steuerungsgehäuse eindringt. Diesbezüglich wird insbesondere auf sonstige Öffnungen verwiesen, die keine Leitungsdurchführungen sind, sowie auf Stoßstellen, wie sie beispielsweise im Bereich von aneinander anliegenden Gehäuseteilen von mehrteiligen Gehäusen auftreten. Nur beispielhaft wird insoweit auf zwei aneinander angrenzende

Gehäusehälften, drei oder mehr zumindest teilweise aneinander angrenzende Gehäuseteile sowie auf ein einseitig offenes Gehäuse mit einem die offene Seite verschließenden

Gehäusedeckel verwiesen. Denn abgesehen von einer mechanischen Beschädigung des Steuerungsgehäuses selbst, die - außer bei Unfällen und ggf. durch Materialermüdung nach einer weit über die übliche Nutzungsdauer hinausgehenden Zeitdauer - in der Praxis nicht auftreten sollte, kann Feuchtigkeit in solchen Fällen nur über den Sensierraum oder die Sensierräume in Richtung Steuerungsgehäuse gelangen. Der Sensierraum (bzw. bei mehreren die Sensierräume) bildet gemeinsam mit dem mindestens einen Feuchtigkeitssensor dann einen Feuchtigkeits-Vorraum, in welchem Feuchtigkeit detektiert wird, bevor diese überhaupt Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Steuereinheit haben kann. Damit kann die Feuchtigkeits-Ausfallsicherheit einer Steuerung, insbesondere aufgrund eines

Feuchtigkeitseintritts in die Steuereinheit, signifikant erhöht werden. Eine erfindungsgemäße Steuerung weist damit eine hohe Ausfallsicherheit auf. Mit dieser Ausfallsicherheit kann insbesondere im Falle eines sogenannten„common cause", wie bei einer sich abzeichnenden Gefahr eines Eintritts von Feuchtigkeit, sofort reagiert und über die Steuerung mittels der Steuereinheit die Lenkung bzw. das Fahrzeug in einen geeigneten Zustand versetzt werden, beispielsweise indem es eine Halte- oder Parkposition einnimmt und den Fahrer auffordert, entweder vollständig selbst zu lenken oder die Fahrt erst fortzusetzen, nachdem ein

Servicemitarbeiter das Fahrzeug überprüft und ggf. instandgesetzt hat.

Die Erfindung ist besonders für Fahrzeuge von Relevanz, mit welchen ein hochautomatisiertes Fahren durchführbar sein soll, da bei solchen Fahrzeugen ein Ausfall der Steuerung besonders große Schäden verursachen kann. Dies gilt umso mehr, wenn ein Eingriff des Fahrers in das Lenkverhalten des Fahrzeuges nicht vorgesehen und/oder überhaupt nicht möglich ist. Für die Detektion von Feuchtigkeit oder Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder Öl, eignen sich insbesondere kapazitive Feuchtigkeitssensoren und/oder resistive Feuchtigkeitssensoren.

Bei Steuerungen eines Kraftfahrzeuges ist die Antriebseinheit insbesondere funktional derart in dem Kraftfahrzeug angeordnet, dass sie unmittelbar oder mittelbar mittels eines

Zwischenelements, wie beispielsweise einem Kugelgewindetrieb und/oder einem Riementrieb und/oder einem Zahnradgetriebe, im unteren Bereich eines Vorderwagens auf eine Lenkstange einwirkt. Die Einwirkung erfolgt dabei entweder von der Antriebseinheit selbst oder von dem Zwischenelement unmittelbar auf die Lenkstange, insbesondere unabhängig von einer etwaigen weiteren funktionalen Verbindung einer Lenkstange mit einer zu einem Lenkrad führenden Lenkwelle, welche in den meisten Fällen über eine bekannte Lenkritzel-Verbindung erfolgt.

Der Vollständigkeit halber wird darauf verwiesen, dass bei einer Steuerung für eine Lenkung mit Kugelgewindetrieb eine Lenkstange in den meisten Fällen einen Zahnstangenabschnitt für den Angriff eines Ritzels einer Lenkwelle und einen Spindelabschnitt für den Angriff der

Kugelgewindemutter aufweist, die in Fahrzeugquerrichtung betrachtet in voneinander beabstandeten Bereichen der Lenkstange ausgebildet sind.

In diesem Zusammenhang wird auch darauf verwiesen, dass die Erfindung alternativ oder ergänzend auch Steer-by-Wire Lenkungen betrifft, bei welchen Lenkbefehle ausschließlich elektronisch zu einer mit der Antriebseinheit verbundenen Steuereinheit weitergeleitet werden und keine direkte mechanische Kopplung zwischen Lenkrad und Lenkstange bzw. Rädern vorhanden sein muss. Eine Lenkritzel-Verbindung ist daher nicht zwingend erforderlich. Eine solche entfällt, wenn es sich um eine ausschließliche Steer-by-Wire Lenkung handelt.

Bei den vorstehend erläuterten, in einem Kraftfahrzeug an einer relativ niedrigen Position verbauten Steuerungen mit entsprechender Antriebseinheit ist die Gefahr eines

Feuchtigkeitseintritts - im Vergleich zu höher angeordneten Steuerungen, die auf die Lenkwelle wirken - besonders groß.

In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung ist als Sensierraum ein Antriebsgehäuse für einen als Antriebseinheit dienenden Elektromotor vorgesehen.

Alternativ oder in Ergänzung dazu, kann in einer weiteren praktischen Ausführungsform als Sensierraum ein Steckeranschluss mit einer Öffnung für einen Stecker vorgesehen sein. So kann eine kompakte und in Bezug auf den Schutz vor dem Eindringen von Feuchtigkeit sichere Steuereinheit geschaffen werden, die zugleich für Montage und Wartungszwecke eine gute Zugänglichkeit ermöglicht. Mit dem Begriff„vorgesehen" sind vorstehend und nachfolgend die Begriffe„ausgebildet" (d.h. einstückig mit einem anderen Teil hergestellt, z.B. kann der Steckeranschluss einstückig mit dem Steuerungsgehäuse ausgebildet sein) und„angeordnet" umfasst (z.B. kann das Antriebsgehäuse separat hergestellt und als Sensierraum unmittelbar benachbart zu dem Steuerungsgehäuse derart angeordnet sein, dass es eine

Leitungsdurchführung umschließt).

Eine besonders gute Zugänglichkeit zu dem Antriebsgehäuse und zu dem Steckeranschluss sowie Vorteile bezüglich der Herstellung ergeben sich, wenn das Antriebsgehäuse und der Steckeranschluss auf verschiedenen Seiten des Steuerungsgehäuses vorgesehen sind. Zum einen kann dann die jeweilige Seite vollständig für die Ausbildung bzw. Anordnung des entsprechenden Elements (Antriebsgehäuse bzw. Steckeranschluss) genutzt werden, so dass die Anordnung ergonomisch vorteilhaft unter Berücksichtigung der Anordnung von anderen die Steuerung umgebenden Elementen erfolgen kann, insbesondere in einem - oft sehr kompakt gestalteten und daher stark bauraumbegrenzten - Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges. Ferner kann durch diese Flexibilität häufig auch eine einstückige Herstellung eines kompakten

Steuerungsgehäuses - ggf. mit vollständiger oder teilweise Ausbildung von Antriebsgehäuse und/oder Steckeranschluss - ermöglicht werden, insbesondere in einem

Kunststoffspritzgießverfahren.

Das Steckergehäuse mit dem Anschluss für einen Stecker dient insbesondere zum Anschluss der Steuereinheit und gegebenenfalls auch des Elektromotors an eine externe

Stromversorgung. Optional können über diesen Stecker auch zusätzliche Steuersignale zur Steuereinheit transferiert werden. Insbesondere kann der Stecker als Teil eines BUS-Systems zur Übertragung von Daten innerhalb eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein.

Für den Fall, dass sowohl ein Antriebsgehäuse als Sensierraum und ein Steckergehäuse als Sensierraum vorgesehen sind, ist es in einer weiteren praktischen Ausführungsform vorteilhaft, das Steuerungsgehäuse zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Steckergehäuse

anzuordnen, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten des Steuerungsgehäuses. Bei einer derartigen Anordnung kann eine erfindungsgemäße Steuerung mit nur sehr geringen

Modifikationen betreffend den Aufbau von existierenden Fahrzeuglenkungen mit

Kugelgewindeantrieb realisiert werden. So kann ein Steuerungsgehäuse insbesondere an existierende Gehäuse zur Aufnahme der Antriebseinheit (und ggf. weiterer Elemente) angepasst werden, um solche weiter zu nutzen, wodurch die Kosten für neue

Gehäusekonstruktionen und Werkzeuge eingespart werden können. In einer weiteren praktischen Ausführungsform sind das Steuerungsgehäuse und der mindestens eine Sensierraum jeweils aus mindestens zwei Teilelementen gebildet,

insbesondere derart, dass die mindestens zwei Teilelemente demontierbar miteinander verbunden sind. In diesem Fall ergibt sich eine Zugänglichkeit zu dem Steuerungsgehäuse und einem den Sensierraum bildenden weiteren Gehäuse.

Um eine flüssigkeitsdichte Gestaltung der mindestens einen Leitungsdurchführung (und bei mehreren Leitungsdurchführungen aller Leitungsdurchführungen) zu erzielen, ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Leitungsdurchführung selbst unmittelbar mittels mindestens eines Dichtelements oder einer Dichtmasse abgedichtet ausgebildet ist. Eine Dichtmasse kann dazu in dem Bereich der Leitungsdurchführung gespritzt oder anderweitig eingebracht werden, oder es kann ein Dichtelement die Leitung(en) umschließend in einen Freiraum zwischen Leitung(en) und der die Leitungsdurchführung begrenzenden Öffnung eingesetzt werden, insbesondere derart eingepresst werden, dass ein wasserdichter Verschluss der Leitungsdurchführung erzielt wird. Damit wird das Risiko eines Eindringens von Feuchtigkeit in das Steuerungsgehäuse reduziert bzw. die Zeitdauer bis zum erwarteten Eindringen von Feuchtigkeit in das

Steuerungsgehäuse erhöht, insbesondere nach Detektion von Feuchtigkeit im Sensierraum. Die Ausfallsicherheit einer erfindungsgemäßen Steuerung wird damit weiter erhöht. Wenn mehrere Leitungsdurchführungen vorgesehen sind, gilt das Vorstehende vorzugsweise für mehrere, besonders bevorzugt für alle Leitungsdurchführungen.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung, die alternativ oder ergänzend realisiert sein kann, ist ein die Leitungsdurchführung umgebender Bereich flüssigkeitsdichtend ausgebildet, insbesondere ein Bereich, der deutlich größere Maße aufweist als die Öffnungsweite der Leitungsdurchführung(en). So kann beispielsweise der mindestens eine Sensierraum mittels mindestens eines Dichtelements feuchtigkeitsdicht ausgebildet sein. Nur beispielhaft wird diesbezüglich auf einen Dichtring verwiesen, der vollumfänglich zwischen einer Wand des Sensierraumes und einer unmittelbar angrenzenden Wand des Steuerungsgehäuses angeordnet ist. Damit stellt der Sensierraum ein weiteres Gehäuse dar, das unmittelbar benachbart zu dem Steuerungsgehäuse angeordnet ist und als Vorraum für die Detektion von Feuchtigkeit fungiert. Einem Eindringen von Feuchtigkeit in das Steuerungsgehäuse wird insoweit in diesem zweistufig kaskadenartig entgegenwirkt.

Der Sensierraum ist vorzugsweise das Steuerungsgehäuse zumindest teilweise umgebend angeordnet, insbesondere derart, dass eine Seite des Steuerungsgehäuses vollständig oder teilweise von dem Sensierraum umschlossen ist. Insbesondere wird auf die Möglichkeit verwiesen, dass zwei Gehäuseelemente mit gleicher Außenkontur mit ihren Stirnseiten derart aneinander angeordnet werden, dass ein umlaufendes Dichtelement zwischen den einander zugewandten Stirnseiten die gewünschte,

flüssigkeitsdichtende Verbindung herstellt. Insbesondere können die zwei Gehäuseelemente dazu miteinander verschraubt werden, wobei zwischen den Gehäuseelementen mindestens ein Dichtungselement angeordnet ist.

Alternativ oder ergänzend zu Vorstehendem können der Sensierraum und das

Steuerungsgehäuse bzw. ein Deckel und ein Gehäuseelement nach Montage der relevanten Elemente (z.B. der Steuereinheit in einem Steuerungsgehäuse oder der Antriebseinheit in einem Antriebsgehäuse) durch die Art der Verbindung flüssigkeitsdicht verbunden sein, insbesondere durch Verschweißen, Verkleben und/oder Verpressen.

Die in dem Steuerungsgehäuse angeordnete Steuereinheit ist insbesondere mit dem mindestens einen Feuchtigkeitssensor funktional unmittelbar verbunden. Ein solche direkte Verbindung zwischen Steuereinheit und Feuchtigkeitssensor hat den Vorteil, dass

- unabhängig von dem Ausfall eines übergeordneten Steuergerätes - auf einen detektierten Feuchtigkeitseintritt unmittelbar mittels der geschützt in dem Steuerungsgehäuse angeordneten Steuereinheit reagiert werden kann. Dabei ist die Verbindung des Feuchtigkeitssensors mit der Steuereinheit insbesondere über eine Leitung realisiert, die über eine der genannten

Leitungsdurchführungen unmittelbar in das Steuerungsgehäuse führt.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie die Informationen des

Feuchtigkeitssensors unmittelbar erhält bzw. abfragt und geeignete Steuerbefehle an die Antriebseinheit aussenden kann. Alternativ oder in Ergänzung kann der Feuchtigkeitssensor über eine andere Leitung mit einem übergeordneten Steuergerät verbunden sein, das wiederum funktional mit der Steuereinheit gekoppelt ist.

Der mindestens eine Feuchtigkeitssensor ist in einer weiteren praktischen Ausführungsform dazu ausgebildet, eine Feuchtigkeitsmenge quantitativ zu ermitteln. Dies hat den Vorteil, dass

- abhängig von der detektierten Menge - geeignete (stufenlose oder gestufte) Steuerbefehle mittels der Steuereinheit veranlasst werden können. Als Stufen solcher Steuerbefehle kommen beispielsweise eine durch die Steuereinheit ausgelöste Senkung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine Maximalgeschwindigkeit, das Ausgeben eines Alarmsignals an den Fahrer bzw. Passagier, ein selbstständiges Ansteuern einer Werkstatt oder eines Parkplatzes sowie das sofortige Halten des Kraftfahrzeuges am Straßenrand in Betracht.

Optional kann in Abhängigkeit der detektierten Feuchtigkeitsmenge ein Countdownzähler aktiviert werden, um das Fahrzeug nach einer bestimmten Zeit und/oder nach einer bestimmten zusätzlich zurückgelegten Wegstrecke (z.B. in Kilometern) sicherheitshalber zum Stillstand zu bringen. Die jeweils geltende(n) Restriktion(en) werden dem Fahrer in dem Kraftfahrzeug vorzugsweise angezeigt, damit er ein geeignetes Ziel ansteuern kann, insbesondere einen Parkplatz oder unmittelbar eine Werkstatt.

Die Restriktionen können variabel definiert sein, insbesondere in Abhängigkeit von einer detektierten Position und/oder Menge an Feuchtigkeit.

Hinsichtlich der möglichen Position bzw. Anordnung von Feuchtigkeitssensoren innerhalb eines Sensierraumes wird darauf verwiesen, dass es vorteilhaft ist, wenn a) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor an der tiefsten Stelle des Sensierraumes angeordnet ist, und/oder b) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor unmittelbar benachbart zu einem

Dichtabschnitt in dem Sensierraum angeordnet ist, und/oder c) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor unmittelbar an der Leitungsdurchführung in dem Sensierraum angeordnet ist.

Die Anordnung eines Feuchtigkeitssensors an der tiefsten Stelle des Sensierraumes gemäß Merkmal a) nutzt die Schwerkraft insoweit aus, als sich eindringende Feuchtigkeit bzw.

Flüssigkeit üblicherweise nach relativ kurzer Zeit an der tiefsten Stelle des Sensierraumes sammelt und dort zuverlässig durch den Feuchtigkeitssensor detektiert werden kann.

Die Anordnung eines Feuchtigkeitssensors gemäß Merkmal b) unmittelbar benachbart zu einem Dichtabschnitt, das heißt möglichst nah an einem Bereich, durch welchen - insbesondere bei nicht (mehr) ordnungsgemäß funktionierendem Dichtelement bzw. Dichtmaterial - Feuchtigkeit in den Sensierraum eindringen kann, ermöglicht eine besonders frühe Detektion von in den Sensierraum eindringender Feuchtigkeit. Eine solche Anordnung kann aber problematisch und/oder kostenintensiv sein, wenn sich dieser Bereich über den gesamten Umfang und somit über einen großen Weg erstreckt.

Wenn der (oder ein zusätzlicher) Feuchtigkeitssensor unmittelbar an einer

Leitungsdurchführung angeordnet ist, kann Feuchtigkeit, die schon sehr nah an einen

Übergangsbereich zu dem Steuerungsgehäuse gelangt ist, noch kurz (hier gemeint in Bezug auf den zurückzulegenden Weg) vor dem Eindringen in das Steuerungsgehäuse detektiert werden. Feuchtigkeit, die in diesen Bereich gelangt, stellt ein besonders hohes Feuchtigkeits- Ausfallrisiko dar, insbesondere wenn geometrische und oder sonstige konstruktive Maßnahmen realisiert sind, die einem Vordringen von Feuchtigkeit in diesen Bereich - z.B.

schwerkraftbedingt - entgegenwirken. Wenn dort Feuchtigkeit detektiert wird, kann das Fahrzeug unmittelbar auf eine sehr geringe, sichere Geschwindigkeit gedrosselt oder sogar zum Stillstand gebracht werden, um Fehlfunktionen der Steuerung und dadurch verursachte Gefahren sicher auszuschließen.

Wie bereits aus der Formulierung ersichtlich, können die vorstehend unter a), b) oder c) genannten Positionen für Feuchtigkeitssensoren auch beliebig miteinander kombiniert werden, insbesondere durch die Anordnung einer entsprechend geeigneten Anzahl von

Feuchtigkeitssensoren, die voneinander unabhängig ausgelesen bzw. überwacht werden. Insbesondere ein benachbart zu der Leitungsdurchführung angeordneter Feuchtigkeitssensor wird bevorzugt nur als zusätzlicher Feuchtigkeitssensor zu einem der anderen

Feuchtigkeitssensoren angeordnet.

Eine wie vorstehend beschriebene Steuerung oder eine Steuerung mit einer zur Steuerung einer Antriebseinheit vorgesehenen Steuereinheit und einem die Steuereinheit - insbesondere flüssigkeitsdicht - umschließenden Steuerungsgehäuse ist in einer weiteren praktischen Ausführungsform, für welche auch unabhängig Schutz beansprucht wird, so ausgebildet, dass zumindest die in dem Steuerungsgehäuse angeordnete Steuereinheit derart mit einer

Dichtmasse vergossen ist, dass sie vollständig von der Dichtmasse umschlossen ist. Das Steuerungsgehäuse kann dabei entweder vollständig ausgegossen sein oder auch nur teilweise, wobei ein teilweises Ausgießen vorteilhaft in Bezug auf die Wärmeabfuhr sein kann, insbesondere wenn die Dichtmasse mit einer oberflächenvergrößernden Struktur ausgebildet ist, beispielsweise mit einer außenseitigen Rippenstruktur.

Als Dichtmasse für diese Ausführungsform sind jegliche Dichtmassen geeignet, die sich bei Temperaturen vergießen lassen, die nicht zu einer Schädigung der Steuereinheit führen und nach dem Aushärten bzw. Verfestigen eine flüssigkeitsdichte Umhüllung schaffen, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in Richtung Steuereinheit sicher zu vermeiden. Nur beispielhaft wird an dieser Stelle auf das Verwenden von geeigneten Harzen verwiesen.

Im Falle eines solchen Vergießens sind Feuchtigkeitssensoren nicht zwingend erforderlich, d.h. es kann auf solche Feuchtigkeitssensoren vollständig verzichtet werden, insbesondere wenn durch Langzeitversuche sichergestellt ist, dass über die erwartete Nutzungsdauer des

Fahrzeuges, in welchem die Steuerung zum Einsatz kommen soll, die Flüssigkeitsdichtheit sicher erhalten bleibt.

Bevorzugt sind Dichtmassen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um Wärme von der Steuereinheit nach außen abführen zu können.

Die Erfindung bezieht sich explizit auch auf ein Lenksystem mit den vorstehend beschriebenen Steuerungen sowie auf Kraftfahrzeuge mit wie vorstehend beschriebenen Steuerungen.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges mit einer sich in

Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Lenkstange und sich parallel zu der Lenkstange erstreckenden Gehäuseelementen des Lenksystems in einer isometrischen Darstellung mit Blick senkrecht auf die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung),

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung in einer

schematischen Schnittdarstellung, und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung in einer

schematischen Schnittdarstellung.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Lenksystems 10 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Dieses

Lenksystem 10 ist im unteren Bereich eines nicht dargestellten Vorderwagens eines

Kraftfahrzeuges (ebenfalls nicht dargestellt) angeordnet, insbesondere auf Höhe der Räder des Kraftfahrzeuges. Das Lenksystem 10 umfasst eine sich überwiegend in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Lenkstange 12, von welcher vorliegend nur jeweils das linke und das rechte Ende zu sehen sind. Diese Enden sind funktional mit nicht dargestellten Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden, um diese zu lenken und somit gewünschte Lenkwinkel einzustellen.

In den sich an die Enden anschließenden Bereichen ist die Lenkstange 12 jeweils außenseitig zunächst von Faltenbälgen 14 umgeben und in einem Bereich dazwischen von einem - hier mehrteilig ausgebildeten - Lenkstangengehäuse 16.

Die Einleitung von Lenkkräften und/oder Lenkmomenten auf die Lenkstange 12 erfolgt über eine - hier nur ansatzweise dargestellte - Lenkwelle 18, die über ein Ritzel, das in Fig. 1 nicht erkennbar ist, weil es hier von dem Lenkstangengehäuse 16 verdeckt ist, wobei das Ritzel in einem kämmenden Eingriff mit einem - aus dem gleichen Grund nicht erkennbaren - Zahnstangenabschnitt der Lenkstange 12 angeordnet ist.

Alternativ oder in Ergänzung zu über die Lenkwelle 18 eingebrachten Lenkkräften bzw.

Lenkmomenten können Lenkkräfte bzw. Lenkmomente vollständig oder teilweise in bekannter Art und Weise über eine Lenkzusatzeinheit 20 mittels einer Antriebseinheit 22, einem

Zwischenelement (z.B. einem Riementrieb) und einer Kugelgewindemutter auf einen nicht dargestellten Spindelabschnitt der Lenkstange 12 übertragen werden.

In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der nur schematisch dargestellten Antriebseinheit 22 um einen Elektromotor. Weitere Einzelheiten der Antriebseinheit 22 sowie weitere Elemente der Lenkzusatzeinheit 20 werden im Folgenden anhand von zwei in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei werden zur

Beschreibung von identischen oder zumindest funktionsgleichen Bauteilen der

Ausführungsformen jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Das in den Fig. 2 und Fig. 3 im Detail dargestellte Lenksystem 10 ist insbesondere für die Realisierung eines hochautomatisierten Fahrens von Kraftfahrzeugen geeignet. In diesem Fall erbringt die Lenkzusatzeinheit 20 die erforderlichen Lenkkräfte bzw. Lenkmomente vollständig und unabhängig von über die Lenkwelle 18 eingebrachten Lenkkräften bzw. Lenkmomenten. Dazu kann optional auch eine temporäre Entkoppelung von Lenkwelle 18 und Lenkstange 12 vorgesehen sein, oder die Lenkwelle 18 kann vollständig entfallen. Wenn die Lenkwelle 18 vollständig entfällt, ist die Lenkzusatzeinheit 20 ggf. die einzige Lenkantriebseinheit, so dass dann der Begriff Lenkeinheit die Funktion besser beschreibt als Lenkzusatzeinheit 20. In dem letztgenannten Fall kann es sich insbesondere um eine Steer-by-Wire Lenkung handeln, bei der keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und den lenkbaren Rädern des

Kraftfahrzeuges existiert und Lenkbefehle ausschließlich elektrisch an die Lenkzusatzeinheit 20 (bzw. Lenkeinheit) übermittelt werden.

Die Antriebseinheit 22 sowie funktional damit verbundene Elemente, welche nachfolgend in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 erläutert werden, werden im Folgenden insgesamt als Steuerung 24 der Lenkzusatzeinheit 20 bezeichnet.

Wie aus den Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich ist, ist in beiden Ausführungsformen die

Antriebseinheit 22 in einem Antriebsgehäuse 42 angeordnet. In einem unmittelbar an das Antriebsgehäuse 42 angrenzenden, separaten Steuerungsgehäuse 40 ist eine Steuereinheit 38 für die Antriebseinheit 22 angeordnet.

Das Antriebsgehäuse 42 ist in der gezeigten Ausführungsform gebildet durch einen die

Antriebseinheit 22 umgebenden Teil einer Umfangswand 28, einen Deckel 32 sowie eine erste Zwischenwand 34. Die Antriebseinheit 22 ist in eine Öffnung 30 eingesetzt, die insbesondere über den Deckel 32 zugänglich ist.

Das Steuerungsgehäuse 40 ist in der gezeigten Ausführungsform gebildet durch einen die Steuereinheit 38 umgebenden Teil der Umfangswand 28, die erste Zwischenwand 34 und eine zweite Zwischenwand 36.

Auf der dem Steuerungsgehäuse 40 abgewandten Seite der zweiten Zwischenwand 36 schließt sich ein weiteres separates Gehäuse in Form eines Steckergehäuses 48 an, welches durch einen entsprechenden Teil der Umfangswand 28 und die zweite Zwischenwand 36 gebildet ist. Außenseitig der Umfangswand 28 ist ein Steckeranschluss 44 für einen Stecker sowie eine Steckerdichtung 46 angeordnet, durch welche eine nicht dargestellte Leitung in den Innenraum des Steckergehäuses 48 geführt ist.

In der ersten Zwischenwand 34 und in der zweiten Zwischenwand 36 sind jeweils aus dem Steuerungsgehäuse 40 herausführende Leitungsdurchführungen 50, 52 für

Verbindungsleitungen 60, 62 zu der Steuereinheit 38 ausgebildet. In den Figuren 2 und 3 führt die Verbindungsleitung 60 durch die erste Zwischenwand 34 zu einem in dem Antriebsgehäuse 42 angeordneten ersten Feuchtigkeitssensor 56. Die Verbindungsleitung 62 führt durch die zweite Zwischenwand 36 zu einem in dem Steckergehäuse 48 angeordneten zweiten

Feuchtigkeitssensor. Das Antriebsgehäuse 42 und das Steckergehäuse 48 umschließen diese Leitungsdurchführungen 50, 52 jeweils außenseitig. Das Antriebsgehäuse 42 und das

Steckergehäuse 48 bilden damit jeweils einen separaten Sensierraum 54. Der Bereich der Leitungsdurchführungen 50, 52 ist mittels nicht dargestellten Dichtelementen derart flüssigkeitsdicht gestaltet, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung keine Flüssigkeit durch den Bereich der Leitungsdurchführungen 50, 52 der ersten Zwischenwand 34 oder der zweiten Zwischenwand 36 gelangen kann.

In der gezeigten Ausführungsform ist für die Steuerung 24 mit dem Steuerungsgehäuse 40 sowie dem als Sensierraum 54 dienenden Antriebsgehäuse 42 und dem als Sensierraum 54 dienenden Steckergehäuse 48 eine gemeinsame Umfangswand 28 vorgesehen. Dadurch können zusätzliche Stoßstellen, durch welche Feuchtigkeit - unter Umgehung der

Sensierräume 54 - unmittelbar in das Steuerungsgehäuse 40 gelangen kann, wirksam vermieden werden. Dies kann aber alternativ auch durch eine geeignete Ausbildung und Anordnung von Teilgehäuseelementen erreicht werden.

Wenn davon ausgegangen werden kann, dass das Material der Umfangswand 28 über seine Lebensdauer flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, kann Feuchtigkeit in die Steuerung 24 in der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform lediglich über einen Dichtabschnitt 66 zwischen dem Deckel 32 und der Umfangswand 28 in das Antriebsgehäuse 42 eindringen oder über die Öffnung 68 für den Stecker. Wie in den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist in dem Bereich des Dichtabschnitts 66 eine Dichtung 26 (hier in Form eines Dichtrings) angeordnet. Mittels des ersten Feuchtigkeitssensors 56 in dem als Sensierraum 54 dienenden Antriebsgehäuse 42 wird Feuchtigkeit detektiert, die über den Dichtabschnitt 66 eindringt. Mittels des zweiten

Feuchtigkeitssensors 58 wird in dem als Sensierraum 54 dienenden Steckergehäuse 48 Feuchtigkeit detektiert, die über die Öffnung 68 für den Stecker eindringt, was nur dann auftreten sollte, wenn es zu einem Montagefehler, einer Langzeit-Materialermüdung der Dichtung oder einer Beschädigung der Dichtung gekommen ist. In jedem Fall wird die

Feuchtigkeit dann aber detektiert, bevor diese durch die - ebenfalls flüssigkeitsdicht gestalteten Leitungsdurchführungen 50, 52 oder zwischen den flüssigkeitsdicht gegenüber der

Umfangswand 28 angeordneten Zwischenwänden 34, 36 und der Umfangswand 28 hindurch zur Steuereinheit 38 vordringen kann. Es können damit rechtzeitig geeignete Maßnahmen ergriffen und eingeleitet werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit sicher zu vermeiden und einen unsicheren Zustand eines Fahrzeuges zu verhindern. Beispielsweise kann der Fahrer eines Kraftfahrzeuges einen Warnhinweis erhalten und aufgefordert werden, sofort eine Werkstatt anzusteuern. Alternativ kann das Fahrzeug so schnell wie möglich zum Stehen gebracht werden, die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges gedrosselt werden und/oder ein Modus zum hochautomatisierten Fahren beendet werden, sofern ein Alternativmodus verfügbar ist (z.B. ausschließlich manuelles Fahren).

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung 24 dargestellt. Im Folgenden wird nur auf Unterschiede zu der ersten Ausführungsform Bezug genommen. In der zweiten Ausführungsform ist die in dem Steuerungsgehäuse 40 angeordnete Steuereinheit 38 derart mit einer Dichtmasse 64 vergossen (hier gepunktet dargestellt), dass sie vollständig von der Dichtmasse 64 umschlossen und damit gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit sicher geschützt ist. In Fig. 3 sind zwar die erste Zwischenwand 34 und die zweite

Zwischenwand 36 sowie der erste Feuchtigkeitssensor 56 und der zweite Feuchtigkeitssensor 58 dargestellt (analog zu Fig. 2). Der Vollständigkeit halber wird aber darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, auf die erste Zwischenwand 34 und/oder die zweite Zwischenwand 36 sowie auf den ersten Feuchtigkeitssensor 56 und/oder den zweiten Feuchtigkeitssensor 58 vollständig zu verzichten, insbesondere wenn darauf vertraut werden kann, dass die

Dichtmasse 64 ihre Funktion während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs erfüllen wird.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen

Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.

Bezugszeichenliste

Lenksystem

Lenkstange

Faltenbalg

Lenkstangengehäuse

Lenkwelle

Lenkzusatzeinheit

Antriebseinheit

Steuerung

Dichtung

Umfangswand

Öffnung

Deckel

erste Zwischenwand

zweite Zwischenwand

Steuereinheit

Steuerungsgehäuse

Antriebsgehäuse

Steckeranschluss

Steckerdichtung

Steckergehäuse

Leitungsdurchführung (zur Antriebseinheit)

Leitungsdurchführung (zum Steckeranschluss) Sensierraum

erster Feuchtigkeitssensor

zweiter Feuchtigkeitssensor

Verbindungsleitung (zum ersten Feuchtigkeitssensor) Verbindungsleitung (zum zweiten Feuchtigkeitssensor) Dichtmasse

Dichtabschnitt

Öffnung (für Stecker)

Claims

Patentansprüche

1. Steuerung eines Lenksystems (10) zur bedarfsweisen Bereitstellung einer Lenkkraft und/oder eines Lenkmoments mittels einer von einer Steuereinheit (38) gesteuerten Antriebseinheit (22), mit einem die Steuereinheit (38) umschließenden

Steuerungsgehäuse (40), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine aus dem Steuerungsgehäuse (40) herausführende

Leitungsdurchführung (50, 52) ausgebildet ist und in einem die mindestens eine

Leitungsdurchführung (50, 52) einschließenden, außenseitig an das Steuerungsgehäuse (40) angrenzenden Sensierraum (54) mindestens ein Feuchtigkeitssensor (56, 58) angeordnet ist.

2. Steuerung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als

Sensierraum (54) ein Antriebsgehäuse (42) für einen als Antriebseinheit (22) dienenden Elektromotor vorgesehen ist und/oder als Sensierraum (54) ein Steckeranschluss (44) mit einer Öffnung (68) für einen Stecker vorgesehen ist.

3. Steuerung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Antriebsgehäuse (42) und ein Steckeranschluss (44) auf verschiedenen Seiten des Steuerungsgehäuses (40) vorgesehen sind.

4. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsgehäuse (40) und der Sensierraum (54) jeweils aus mindestens zwei

Teilelementen gebildet sind.

5. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leitungsdurchführung (50, 52) selbst unmittelbar mittels mindestens eines Dichtelements oder einer Dichtmasse abgedichtet ausgebildet ist.

6. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Leitungsdurchführung (50, 52) umgebender Bereich flüssigkeitsdichtend ausgebildet ist.

7. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) mit dem mindestens einen Feuchtigkeitssensor (56, 58) funktional unmittelbar verbunden ist.

8. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitssensor (56, 58) dazu ausgebildet ist, eine Feuchtigkeitsmenge quantitativ zu ermitteln.

9. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor (56, 58) an einer tiefsten Stelle des

Sensierraumes (54) angeordnet ist, und/oder b) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor (56, 58) unmittelbar benachbart zu einem Dichtabschnitt (66) in dem Sensierraum (54) angeordnet ist, und/oder c) der mindestens eine Feuchtigkeitssensor (56, 58) unmittelbar an der

Leitungsdurchführung (50, 52) angeordnet ist.

10. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die in dem Steuerungsgehäuse (40) angeordnete Steuereinheit (38) derart mit einer Dichtmasse (64) vergossen ist, dass die Steuereinheit (38) vollständig von der Dichtmasse (64) umschlossen ist.