DE102009057361A1

DE102009057361A1 - Drehmomentsensoranordnung

Info

Publication number: DE102009057361A1
Application number: DE102009057361A
Authority: DE
Inventors: Karl Simonis; Wolfgang Hamm; Michael Barwanitz; Christian Rütz
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Es wird eine Drehmomentsensoranordnung (01) an einer Lenksäule (03) eines Kraftfahrzeugs beschrieben, mit einem an der Lenksäule (03) angeordneten Drehmomentsensor (02) und einer elektrischen Verbindung (05) des Drehmomentsensors (02) wenigstens mit einem Steuergerät und/oder einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Die Drehmomentsensoranordnung (01) kennzeichnet sich durch eine räumlich benachbarte Anordnung des Drehmomentsensors (02) zu einem an der Lenksäule (03) angeordneten Lenkstockschaltermodul (04) sowie durch eine gemeinsame elektrische Verbindung (05) des Lenkstockschaltermoduls (04) und des Drehmomentsensors (02) wenigstens mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz aus.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentsensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem Kraftfahrzeug, kurz Fahrzeug, kann an der Lenksäule ein Drehmomentsensor angeordnet sein, um ein zwischen Lenkrad und den über die Lenksäule, gegebenenfalls das Lenkgetriebe und das Lenkgestänge mit dem Lenkrad verbundenen lenkbaren Rädern des Fahrzeugs über die Lenksäule übertragenes bzw. wirkendes Lenk- bzw. Betätigungsmoment zu bestimmen. Ein dem Lenk- oder Betätigungsmoment proportionales Ausgangssignal des Drehmomentsensors kann dann zu dessen weiterer Verwendung einem Steuergerät zugeführt werden. Eine weitere Verwendung kann z. B. die Steuerung einer z. B. servounterstützten, elektromotorischen, hydraulischen, pneumatischen oder anders oder in Kombination wirkenden Lenkhilfe sein.
Üblicherweise ist der Drehmomentsensor am Ende der Lenksäule angeordnet, typischerweise am unteren Ende der Lenksäule.
Durch EP 1 053 456 B1 und durch EP 1 053 163 B1 ist bekannt, einen Drehwinkelsensor am oberen Ende der Lenksäule unmittelbar an der Verbindungsstelle der Lenksäule mit dem Lenkrad anzuordnen.
Nachteilig an den bekannten Drehmomentanordnungen ist, dass z. B. bei am unteren Ende der Lenksäule angebrachtem Drehmomentsensor die elektrische Verbindung zur Stromversorgung des Drehmomentsensors und zur Weitergabe des von dem Drehmomentsensor ausgegebenen Signals, z. B. ein hierfür vorgesehener Stecker, in diesem Bereich nicht frei zugänglich ist.
Bei am oberen Ende der Lenksäule angeordnetem Drehmomentsensor ist die elektrische Verbindung z. B. in Form eines Steckers, ebenfalls nur erschwert zugänglich und insbesondere aufwändig zu kaschieren, da ansonsten in diesem Bereich Stecker, Buchsen und Kabel eine anspruchsvolle Gestaltung des Fahrzeuginnenraums verhinderten.
Sowohl bei am unteren Ende der Lenksäule angeordnetem Drehmomentsensor, als auch bei am oberen Ende der Lenksäule angeordnetem Drehmomentsensor sind diese im Servicefall deshalb nur mit großem Zeitaufwand tauschbar, verbunden mit hohen Kosten für Demontage und Montage. Ferner bedeutet die eigens hierfür erforderliche elektrische Verbindung unabhängig von deren Lage eine Herabsetzung der Zuverlässigkeit der Drehmomentsensoranordnung und damit des Fahrzeugs. Außerdem zieht die eigene elektrische Verbindung einen hohen Montageaufwand bei der Herstellung des Fahrzeugs nach sich, verbunden mit einem entsprechend hohen Kostenaufwand. Darüber hinaus stellt eine eigens für einen Zweck vorgesehene elektrische Verbindung eine potentielle Schadstelle dar, verbunden mit der Gefahr eines Ausfalls der elektrischen Verbindung.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentsensoranordnung mit verbesserter Zuverlässigkeit zu entwickeln, welche darüber hinaus im Servicefall eines geringeren Zeitaufwands zum Austausch bedarf.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach ist bei einer Drehmomentsensoranordnung eines Drehmomentsensors an einer Lenksäule vorgesehen, den Drehmomentsensor räumlich benachbart zum Lenkstockschaltermodul anzuordnen. Die elektrische Verbindung zwischen Drehmomentsensor und Steuergerät und/oder Bordnetz erfolgt über eine gemeinsame elektrische Verbindung mit dem Lenkstockschaltermodul bzw. umfasst eine gemeinsame elektrische Verbindung mit dem Lenkstockschaltermodul.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung in jedem Falle dadurch verwirklicht ist, dass der Drehmomentsensor räumlich benachbart zu einem an der Lenksäule vorgesehenen Lenkstockschaltermodul angeordnet ist und mittels einer gemeinsamen Verbindung über das Lenkstockschaltermodul mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz verbunden ist. Die elektrische Verbindung des Drehmomentsensors mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz umfasst demnach eine gemeinsame elektrische Verbindung mit dem Lenkstockschaltermodul, sodass der Drehmomentsensor mittels der gemeinsamen Verbindung über das Lenkstockschaltermodul mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz verbunden ist.
Dadurch kann die Auswertung der Signale für Drehmoment, Drehwinkel, Stellung der Lenkstockschalter und dergleichen auf einer gemeinsamen Platine erfolgen, z. B. auf einer Hauptplatine des Lenkstockschaltermoduls, und die Ausgangssignale können, gegebenenfalls aufbereitet, über die gemeinsame elektrische Verbindung, z. B. über einen Bordnetzstecker, z. B. des Lenkstockschaltermoduls, ausgegeben werden.
Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem dadurch, dass die gemeinsame elektrische Verbindung im Servicefall einfach über das Lenkstockschaltermodul zugänglich ist. Dadurch werden Kosten für Demontage und Montage insbesondere im Servicefall verringert. Durch die gemeinsame elektrische Verbindung wird die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit der Drehmomentsensoranordnung und damit des Fahrzeugs erhöht. Die gemeinsame elektrische Verbindung hat einen im Vergleich zum Stand der Technik geringeren Montageaufwand bei der Herstellung und Wartung des Kraftfahrzeugs, da anstelle von bisher zwei getrennten elektrischen Verbindungen z. B. mit dem Bordnetz und/oder mit einem Steuergerät nur noch die gemeinsame elektrische Verbindung hergestellt werden muss. Ferner wird durch die im Vergleich zum Stand der Technik nur noch eine, gemeinsame elektrische Verbindung mit dem Bordnetz und/oder mit einem Steuergerät eine potentielle Schadstelle und Fehlerquelle, sowohl bei Herstellung, Montage, Service als auch im Betrieb, eliminiert.
Der Drehmomentsensor kann z. B. in einem eigenen Gehäuse, innerhalb, unterhalb oder oberhalb des Lenkstockschaltermoduls angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Anordnung unterhalb des Lenkstockschaltermoduls.
Beispielsweise ist denkbar, den Drehmomentsensor im Gehäuseboden oder -deckel des Lenkstockschaltermoduls vorzusehen, z. B. geschützt durch eine eigene Abdeckung vom verbleibenden Raum mit den darin angeordneten Komponenten des Lenkstockschaltermoduls abgetrennt.
Besonders bevorzugt ist der Drehmomentsensor in das Lenkstockschaltermodul bzw. in dessen Gehäuse integriert.
Zwischen einer Hauptplatine des Lenkstockschaltermoduls und dem Drehmomentsensor kann eine elektrische Verbindung, bevorzugt eine Steckverbindung vorgesehen sein, welche Teil der gemeinsamen Verbindung ist. Die elektrische Verbindung kann so angeordnet sein, dass sie ohne weiteren Zeitaufwand beim Zusammenbau des Lenkstockschaltermoduls hergestellt, und/oder beim Auseinanderbauen gelöst wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleich wirkende Elemente. Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Drehmomentsensoranordnung an einer Lenksäule in einem Längsschnitt. 2 Eine Detailansicht einer Drehmomentsensoranordnung an einer Lenksäule in perspektivischer Ansicht.
3 Eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Drehmomentsensoranordnung einer Lenksäule in perspektivischer Ansicht.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei einer in den 1 bis 3 vollständig oder in Teilen dargestellte Drehmomentsensoranordnung 01 mit einem Drehmomentsensor 02 an einer Lenksäule 03 eines Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, den Drehmomentsensor 02 räumlich benachbart zu einem an der Lenksäule 03 angeordneten Lenkstockschaltermodul 04 anzuordnen. Die elektrische Verbindung zwischen Drehmomentsensor 02 und einem Steuergerät und/oder einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs umfasst eine gemeinsame elektrische Verbindung 05 des Lenkstockschaltermoduls 04 und des Drehmomentsensors 02 mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz.
Der Drehmomentsensor 02 ist demnach bei der Drehmomentsensoranordnung 01 mittels der gemeinsamen Verbindung 05 über das Lenkstockschaltermodul 04 mit einem Bordnetz und/oder dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs verbunden.
In einem Kraftfahrzeug sind ein oder mehrere Lenkstockhebel 06, 07 an oder nahe der Lenksäule 03 angeordnet, um verschiedene Funktionen des Kraftfahrzeugs betätigen zu können, ohne dabei die Hände vom Lenkrad nehmen zu müssen. Wenigstens die Lenkstockhebel 06, 07, die mittels der Lenkstockhebel 06, 07 betätigbaren Schalter, ein an der Lenksäule 03 anordbares, eine Mimik für die Lenkstockhebel 06, 07, sowie zumindest einige der mit den Lenkstockhebeln 06, 07 betätigbaren Schalter und gegebenenfalls wenigstens eine Platine 08 beherbergendes Gehäuse 11, sind Bestandteile des Lenkstockschaltermoduls 04.
Das Lenkstockschaltermodul 04 hat z. B. einen Lenkstockhebel 06 zur Betätigung von Fernlicht, Blinker sowie gegebenenfalls Abblendlicht und/oder Bordcomputer des Kraftfahrzeugs und einen Lenkstockhebel 07 zur Betätigung von Scheibenwischer und Spritzwasserpumpe des Kraftfahrzeugs. Im Inneren des Lenkstockschaltermoduls 04 ist die wenigstens eine Platine 08 angeordnet. Die Platine 08 ist mit den Lenkstockhebeln 06, 07 betätigbaren Schaltern verbunden. Auf der Platine 08 sind elektrische und elektronische Bauteile angeordnet, um die Ausgangssignale der Schalter aufzubereiten. Die Platine 08 hat einen von außerhalb des Lenkstockschaltermoduls 04 zugänglichen Bordnetzstecker 09 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Bordnetz sowohl zur elektrischen Stromversorgung des Lenkstockschaltermoduls 04 und der darin angeordneten Schalter sowie der auf der Platine 08 angeordneten elektrischen und elektronischen Bauteile, als auch zur Übertragung von Ausgangssignalen der Schalter und/oder von Steuersignalen sowie gegebenenfalls anderen Signalen.
Der Drehmomentsensor 02 kann z. B. in einem eigenen Gehäuse 12, innerhalb (1), unterhalb oder oberhalb (3) des Gehäuses 11 des Lenkstockschaltermoduls 04 angeordnet sein.
Der Drehmomentsensor 02 kann alternativ oder zusätzlich im Gehäuseboden 13 oder -deckel 14 des Gehäuses 11 des Lenkstockschaltermoduls 04 untergebracht sein.
Ebenso kann der Drehmomentsensor 02 in das Lenkstockschaltermodul 04 integriert sein, z. B. in das Gehäuse 11 des Lenkstockschaltermoduls 04, z. B. geschützt durch eine eigene Abdeckung 15 vom verbleibenden, Schalter und Platine 08 beherbergenden Raum 16 innerhalb des Gehäuses 11 des Lenkstockschaltermoduls 04 abgetrennt (1).
Wie in 2 gezeigt, kann eine elektrische Steckverbindung 10 zwischen einer Platine 08 des Lenkstockschaltermoduls 04 und dem Drehmomentsensor 02 vorgesehen sein. Die elektrische Steckverbindung 10 ist Teil der gemeinsamen elektrischen Verbindung 05. Die elektrische Steckverbindung 10 ist so angeordnet, dass sie ohne weiteren Zeitaufwand beim Zusammenbau des Lenkstockschaltermoduls 04 bzw. bei der Anordnung von Drehmomentsensor 02 und Lenkstockschaltermodul 04 an der Lenksäule 03 hergestellt, und/oder beim Auseinanderbauen gelöst wird.
Da der Drehmomentsensor 02 bei der Drehmomentsensoranordnung 01 über das Lenkstockschaltermodul 04, bevorzugt über eine Platine 08, z. B. die Hauptplatine 08 des Lenkstockschaltermoduls 04 mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs und über dieses mit einem Steuergerät verbunden ist, kann die Auswertung der Signale für Drehmoment und Drehwinkel der Lenksäule 03, Stellung der Lenkstockschalter 06, 07 und dergleichen auf einer gemeinsamen Platine 08 erfolgen, z. B. auf der Hauptplatine 08 des Lenkstockschaltermoduls 04. Die Ausgangssignale des Drehmomentsensors 02 können, gegebenenfalls unter dazwischenliegender Aufbereitung auf der Platine 08, über die gemeinsame elektrische Verbindung 05 ausgegeben werden. Dabei kann der Drehmomentsensor 02 über den durch die elektrische Steckverbindung 10 gebildeten Teil der gemeinsamen elektrischen Verbindung 05 zunächst seine Ausgangssignale an das Lenkstockschaltermodul 04 weitergeben. Auf der vorzugsweise mit der elektrischen Steckverbindung 10 verbundenen Platine 08 können die Ausgangssignale des Drehmomentsensors 02 aufbereitet, z. B. ausgewertet und/oder verstärkt werden. Anschließend werden die Ausgangssignale des Drehmomentsensors und/oder deren aufbereitete Äquivalente über den z. B. durch den Bordnetzstecker 09 des Lenkstockschaltermoduls 04 gebildeten Teil der gemeinsamen elektrischen Verbindung 05 an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs und über dieses an ein Steuergerät aus- bzw. weitergegeben.
Die Erfindung ist beispielsweise im Bereich der Herstellung von Lenkstockschaltermodulen für Fahrzeuge gewerblich anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1053456 B1 [0004]
EP 1053163 B1 [0004]

Claims

Drehmomentsensoranordnung (01) an einer Lenksäule (03) eines Kraftfahrzeugs, mit einem an der Lenksäule (03) angeordneten Drehmomentsensor (02) und einer elektrischen Verbindung des Drehmomentsensors (02) wenigstens mit einem Steuergerät und/oder einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine räumlich benachbarte Anordnung des Drehmomentsensors (02) zu einem an der Lenksäule (03) angeordneten Lenkstockschaltermodul (04) sowie durch eine gemeinsame elektrische Verbindung (05) des Lenkstockschaltermoduls (04) und des Drehmomentsensors (02) wenigstens mit dem Steuergerät und/oder dem Bordnetz.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Verbindung (05) einen Bordnetzstecker (09) des Lenkstockschaltermoduls (04) umfasst.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung der Ausgangssignale des Drehmomentsensors (02) und des Lenkstockschaltermoduls (04) auf einer gemeinsamen Platine (08) erfolgt.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) in einem eigenen Gehäuse (12) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) innerhalb des Lenkstockschaltermoduls (04, 11) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) unterhalb des Lenkstockschaltermoduls (04) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) im Gehäuseboden (13) des Lenkstockschaltermoduls (04) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) oberhalb des Lenkstockschaltermoduls (04) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) im Gehäusedeckel (14) des Lenkstockschaltermoduls (04) angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) in das Lenkstockschaltermodul (04) integriert ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) geschützt durch eine Abdeckung (15) vom verbleibenden Raum (16) mit den darin angeordneten Komponenten des Lenkstockschaltermoduls (04) abgetrennt angeordnet ist.
Drehmomentsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor (02) eine elektrische Verbindung (10) mit einer Hauptplatine (08) des Lenkstockschaltermoduls (04) aufweist, welche elektrische Verbindung (10) Teil der gemeinsamen Verbindung (05) ist.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrischen Verbindung des Drehmomentsensors (02) mit der Hauptplatine (08) des Lenkstockschaltermoduls (04) um eine Steckverbindung (10) handelt.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung (10) des Drehmomentsensors (02) mit der Hauptplatine (08) des Lenkstockschaltermoduls (04) so angeordnet ist, dass sie beim Zusammenbau des Lenkstockschaltermoduls (04) hergestellt und/oder beim Auseinanderbauen lösbar wird.