DE102004029858B4

DE102004029858B4 - Lenksystem mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung und einem Servolenksystem sowie Verfahren zur Ansteuerung eines solchen Servolenksystems

Info

Publication number: DE102004029858B4
Application number: DE102004029858.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Wistrach; Torsten Zawade; Marko Wollenberg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-06-19
Filing date: 2004-06-19
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2024-06-20
Also published as: DE102004029858A1

Abstract

Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung; einer Zündanlasseinrichtung (ZS) zur Betätigung der Lenkverriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen eines Schaltsignals, wobei die Zündanlasseinrichtung (ZS) durch ein elektromechanisches Zündschloss oder einen elektrischen Zündanlassschalter realisiert ist; und einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Servolenksystems, wobei die Steuereinrichtung umfasst: – eine Signalverarbeitungseinrichtung – eine Signaleingangseinrichtung zur Aufnahme des Schaltsignals von der Zündanlasseinrichtung (ZS); – eine an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossenen Signalausgangseinrichtung zur Ausgabe eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA) in Abhängigkeit des Schaltsignals, so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange verändert wird, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Zum Lösen der Lenkungsverriegelung in Fahrzeugen muss die Lenksäule in den meisten Fällen zunächst entspannt werden. Dies wirkt bei Fahrzeugen mit mechanischem Zündanlassschloss und mechanischer Lenksäulenverriegelung störend auf den Fahrer. Bei Fahrzeugen mit elektrischem Zündanlassschalter und elektrischer Lenksäulenverriegelung muss der Fahrer sogar mit Hilfe einer Textmeldung oder blinkenden Warnlampe darauf aufmerksam gemacht werden, dass er vor dem Startvorgang bzw. vor dem automatischen Lösen der elektrischen Lenksäulenverriegelung die Lenksäule durch Drehen am Lenkrad entspannen muss. Eine entsprechende Situation tritt beispielsweise dann auf, wenn ein Fahrzeug am Bordstein geparkt wird oder die Reifen in einer Rille stehen, so dass ein Gegendruck auf die Lenkung ausgeübt wird.
In ähnlicher Weise kann das automatische Verriegeln der Lenksäule nach einer Fahrt Probleme bereiten, da der Verriegelungsbolzen nicht genau auf das dafür vorgesehene Loch trifft. Dennoch ist es heute für den Diebstahlschutz ausreichend, wenn der, mittels Federkraft vorgespannte Bolzen, in das Loch fährt, sobald das Lenkrad bewegt wird.
Lenkverriegelungssysteme sind in diesem Zusammenhang aus den Druckschriften DE 100 55 361 C2 , DE 197 04 062 C2 , DE 198 47 391 A1 und DE 199 08 216 C2 bekannt.
Die Druckschrift DE 43 03 485 A1 offenbart eine Lenkanlage mit einer Verriegelungseinrichtung, die nach dem Einstecken des Zündschlüssels durch Aufbringen einer mechanischen Kraft entriegelt werden kann. Mithilfe einer Hilfskraftunterstützung wird nach dem Einstecken des Schlüssels ein Fahrer bei Betätigung des Lenkrads unterstützt, so dass die Kraft zum Bewegen des Lenkrads gegen ein Lenkmoment hydraulisch unterstützt wird.
Die Druckschrift DE 100 16 487 A1 offenbart eine elektromechanische Lenkungsverriegelung in einem Kraftfahrzeug, wobei die Lenkungsverriegelung einen Sperrbolzenmotor aufweist und mit Sensoren zur Durchführung einer Erfolgskontrolle der Sperrbolzenbewegung versehen ist. Beim Entriegelungsvorgang wird vor der Sperrbolzenbewegung zunächst die Servolenkung des Kraftfahrzeugs zur Entlastung des Lenkschlosses aktiviert.
Die Druckschrift FR 2 837 445 A1 offenbart eine Entriegelungseinrichtung für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, wobei abhängig von einem Schaltsignal oder einem Fahrzeugzustand ein Servoantrieb aktiviert wird, bis ein auf die Verriegelungseinrichtung wirkendes Moment Null oder etwa Null beträgt, so dass dieses entriegelt werden kann.
Die Druckschrift DE 196 01 827 A1 offenbart ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Stellantrieb zur Unterstützung einer von einem Fahrer initiierten Lenkbewegung. Es ist eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Lenkrads vorgesehen. Bei einer bestimmten vorgegeben Betriebsbedingung wird das Lenkrad durch eine Ansteuerung des Stellantriebs in die Stellung gebracht, in der die Arretiervorrichtung das Lenkrad arretiert. Dadurch kann erreicht werden, dass das Lenkrad nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs automatisch in der Arretierposition arretiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Entriegeln und/oder Verriegeln einer Lenkung komfortabler zu gestalten. Hierzu soll eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Lenkssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung bzw. dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß kann somit, wenn beispielsweise die Lenkungsverriegelung verklemmt ist, mit Hilfe einer elektromechanischen Lenkung ein entsprechendes Gegenmoment aufgebaut werden, so dass die Verklemmung des Verriegelungsbolzens gelöst wird. Daraufhin ist eine Entriegelung der Lenkung ohne sonderlichen Kraftaufwand möglich.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung (1) näher erläutert, die eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Lenksystems darstellt.
Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Das in 1 dargestellte Lenkgestänge LG wird von einem Lenkrad LR über eine Lenkwelle LW und ein erstes Ritzel R1 bewegt. Ein Servoantrieb SA kann die Lenkbewegung über ein zweites Ritzel R2 unterstützen. Hierzu wird das erste Ritzel R1 von einem Lenkmomentgeber LM abgetastet. Das Ausgangssignal des Lenkmomentgebers LM wird einem Steuergerät SG zugeführt, mit dessen Hilfe ein Ansteuersignal für den Servoantrieb SA generiert wird.
Darüber hinaus ist an der Lenkwelle LW ein mechanisches Zündanlassschloss ZS mit einer Verriegelungseinrichtung angebracht. Erfindungsgemäß ist nun eine Steuerleitung von dem Zündanlassschloss ZS zu dem Steuergerät SG vorgesehen, so dass das Steuergerät von einer durchzuführenden Entriegelung bzw. Verriegelung informiert werden kann.
Die Entspannung der Lenksäule bzw. Lenkwelle LW kann nun, beispielsweise beim Einstechen des Schlüssels in das Zündanlassschloss ZS, automatisch. ablaufen, so dass die oben beschriebene manuelle Entspannung der Lenksäule durch den Fahrer nicht mehr erforderlich ist. Hierzu wird vorzugsweise eine elektromechanische Servolenkung eingesetzt, mit der ein aufzubringendes Drehmoment oder Gegendrehmoment ohne Weiteres erzeugt werden kann. Darüber hinaus kann für die Entspannung aber auch eine elektromechanische Überlagerungslenkung oder Additionslenkung verwendet werden, wenn das Fahrzeug eine hydraulische Servolenkung besitzt. Diese sind unter Umständen bereits für andere Funktionalitäten im Fahrzeug verbaut.
Die Einleitung des automatischen Entspannungsvorgangs kann bei Fahrzeugen mit mechanischem Zündanlassschloss ZS bei Erkennung des S-Kontakts (Schlüssel steckt) erfolgen. Dabei wird ein entsprechendes Signal von dem Zündanlassschloss ZS zu dem Steuergerät SG geführt.
Bei Fahrzeugen mit elektrischem Zündanlassschalter und elektrischer Lenkungsverriegelung kann der Entspannungsvorgang über Software kurz vor dem Lösen der elektrischen Lenkungsverriegelung eingeleitet werden. Auch hierbei wird an das Steuergerät SG ein entsprechendes Signal gerichtet.
Nach Erhalt eines entsprechenden Signals steuert das Steuergerät SG den Servoantrieb SA derart an, dass ein Drehmoment auf die Lenksäule bzw. Lenkwelle LW gegeben wird, wodurch die Lenksäule entspannt und ein Lösen der Lenkungsverriegelung bzw. der Lenkwelle LW ermöglicht wird.
Für die Entriegelung ist es notwendig, die Richtung des aufzubringenden Drehmoments zu entscheiden. Hierzu kann ein Drehmomentgeber an geeigneter Stelle in dem Lenksystem vorgesehen sein. Alternativ kann das Drehmoment auch in beiden Richtungen erzeugt werden, so dass auf jeden Fall eine Entspannung der Lenksäule stattfindet.
Der Betrag des erzeugten Drehmoments muss eine geeignete Höhe aufweisen, so dass zum einen eine Entriegelung möglich ist und zum anderen ein Verriegelungsbolzen nicht durch ein zu hohes Drehmoment wieder verklemmt wird. Daher kann es günstig sein, das Drehmoment in seinem Betrag und/oder seiner Richtung so lange verändern, bis von einer Lenkverriegelungseinrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt. Hierzu ist eine entsprechende Signalleitung an dieser Lenkverriegelungseinrichtung zu dem Steuergerät SG vorzusehen (in 1 nicht eingezeichnet).
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Lenksystem kann auch dazu eingesetzt werden, automatisch eine Verriegelung der Lenkung durchzuführen. Hierzu wird beim Abschalten der Zündung an dem Zündschloss ZS ein entsprechendes Signal an das Steuergerät SG geliefert, das den Servoantrieb SA veranlasst, eine Drehung der Lenkwelle zu initiieren, so dass der Verriegelungsbolzen in das vorgesehene Loch gedrückt werden kann.
Bezugszeichenliste

SA: Servoantrieb
LG: Lenkgestänge
LM: Lenkmomentgeber
LR: Lenkrad
LW: Lenkwelle
R1: erstes Ritzel
R2: zweites Ritzel
SG: Steuergerät
ZS: Zündanlassschloss (Zündanlasseinrichtung)

Claims

Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung; einer Zündanlasseinrichtung (ZS) zur Betätigung der Lenkverriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen eines Schaltsignals, wobei die Zündanlasseinrichtung (ZS) durch ein elektromechanisches Zündschloss oder einen elektrischen Zündanlassschalter realisiert ist; und einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Servolenksystems, wobei die Steuereinrichtung umfasst: – eine Signalverarbeitungseinrichtung – eine Signaleingangseinrichtung zur Aufnahme des Schaltsignals von der Zündanlasseinrichtung (ZS); – eine an die Signalverarbeitungseinrichtung angeschlossenen Signalausgangseinrichtung zur Ausgabe eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA) in Abhängigkeit des Schaltsignals, so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange verändert wird, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.
Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal ein Zündanlasssignal für ein Kraftfahrzeug ist, und durch das Antreiben des Servoantriebs (SA) ein Entriegeln einer Lenkwelle (LW) durchführbar ist.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb (SA) einen elektromechanischen Antrieb umfasst.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb (SA) einen elektromechanischen Überlagerungslenkungsantrieb umfasst.
Verfahren zur Ansteuerung eines Servolenksystems für ein Lenksystem mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung, mit folgenden Schritten: Ausgeben eines Antriebssignals für einen Servoantrieb (SA), so dass ein Drehmoment auf eine Lenksäule des Lenksystems gegeben wird; Aufnehmen eines Schaltsignals von einer Zündanlasseinrichtung (ZS); und Erzeugen des Antriebssignals in Abhängigkeit des Schaltsignals, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: Veränderndes Drehmoments des Servoantriebs (SA) in seinem Betrag und seiner Richtung so lange, bis von der Lenkverriegelungsvorrichtung ein Entriegelungssignal vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal ein Zündanlasssignal für ein Kraftfahrzeug ist und durch das Antreiben des Servoantriebs (SA) eine Lenkwelle (LW) entriegelt wird.