DE10301542A1 - Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer - Google Patents
Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer Download PDFInfo
- Publication number
- DE10301542A1 DE10301542A1 DE2003101542 DE10301542A DE10301542A1 DE 10301542 A1 DE10301542 A1 DE 10301542A1 DE 2003101542 DE2003101542 DE 2003101542 DE 10301542 A DE10301542 A DE 10301542A DE 10301542 A1 DE10301542 A1 DE 10301542A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- evaluation unit
- sensor element
- components
- vehicle
- rack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beanspruchungsanalyse nicht sichtbarer Systembauteile in Fahrzeugen.The invention relates to a Method and device for stress analysis not visible System components in vehicles.
Systembauteile von Fahrzeugen weisen oftmals eine hohe Komplexität auf. Vielfach sind komplexe Systembauteile selbst im Werkstattbetrieb nicht oder zumindest nicht vollständig sichtbar. Ein Versagen von Systembauteilen kann jedoch insbesondere bei sicherheitskritischen Bauteilen zu einem sicherheitskritischen Zustand des Fahrzeugs führen.System components of vehicles show often a high level of complexity on. In many cases, complex system components are not even in the workshop or at least not completely visible. A failure of system components can in particular in safety-critical components to a safety-critical one Condition of the vehicle.
Derartige sicherheitskritische, in der Regel nicht sichtbare Bauteile sind beispielsweise eine Zahnstange und/oder ein Schneckengetriebe einer elektromechanischen Lenkung. Ein Versagen dieser Bauteile kann beispielsweise zu einem Blockieren der Lenkung führen.Such safety critical, in Components that are usually not visible are, for example, a rack and / or a worm gear of an electromechanical steering. Failure of these components can, for example, block the Steering.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welches ein Bauteilversagen zu einem möglichst frühen Zeitpunkt erkennbar ist.The invention therefore has the technical problem to create a method and an apparatus by which a component failure can be identified as early as possible.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the problem arises through the objects with the features of claims 1 and 6. Further advantageous Embodiments of the invention result from the subclaims.
Hierfür umfasst ein nicht sichtbares Systembauteil eines Fahrzeugs mindestens ein Sensorelement, wobei das Sensorelement bei Verformung ein Signal abgibt, welches an eine Auswerteeinheit übertragbar ist. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise als Recheneinheit ausgebildet, durch welche eine detaillierte Beanspruchungsanalyse durchführbar ist. Daneben ist es denkbar, die Auswerteeinheit lediglich als optische und/oder akustische Ausgabeeinheit mit einer Warnfunktion auszubilden. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise als Signalleuchte ausbildbar, wobei bei Empfang eines entsprechenden Signals der Sensoreinheit die Signalleuchte aufleuchtet. Ist das Systembauteil starken Wechseln der Umgebungsbedingungen, beispielsweise starken Temperaturschwankungen, ausgesetzt, so ist es denkbar, dass mehrere, verschiedene Sensorelemente in ein Systembauteil integriert werden, um so eine Überwachung über den gesamten Betriebsbereich zu garantieren.For this includes an invisible one System component of a vehicle at least one sensor element, wherein the sensor element emits a signal when deformed, which is sent to a Evaluation unit transferable is. The evaluation unit is designed, for example, as a computing unit, through which a detailed stress analysis can be carried out. In addition, it is conceivable to use the evaluation unit only as an optical one and / or to design an acoustic output unit with a warning function. The evaluation unit can be designed, for example, as a signal lamp, when receiving a corresponding signal from the sensor unit the signal lamp lights up. The system component is undergoing major changes the environmental conditions, e.g. strong temperature fluctuations, exposed, it is conceivable that several different sensor elements can be integrated into a system component in order to monitor the entire system To guarantee operating range.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sensorelement als intelligenter Werkstoff ausgebildet, welcher bei Verformung ein elektrisches Signal sendet. Erfindungsgemäße intelligente Werkstoffe sind beispielsweise piezoelektrische Werkstoffe. Anstelle piezoelektrischer Materialien ist auch ein Einsatz optischer Fasern denkbar, wobei ein Bauteilschaden durch eine Trennung der entsprechenden Faser optisch erkennbar ist. Das optische Signal ist dabei durch geeignete Auswerteeinheiten in ein akustisches oder elektrisches Signal umwandelbar. Anstelle der Einarbeitung intelligenter Werkstoffe ist es auch denkbar, Dehnmessstreifen an einer Außenwand des Bauteils anzubringen. Durch die Verwendung intelligenter Werkstoffe lassen sich jedoch Schadstellen oftmals besser am Ort der Entstehung erfassen.In a preferred embodiment the sensor element is designed as an intelligent material, which sends an electrical signal when deformed. Intelligent according to the invention Materials are, for example, piezoelectric materials. Instead of Piezoelectric materials are also used in optical fibers conceivable, with component damage due to a separation of the corresponding fiber is optically recognizable. The optical signal is suitable Evaluation units can be converted into an acoustic or electrical signal. Instead of The incorporation of intelligent materials is also conceivable, strain gauges on an outer wall to attach the component. By using intelligent materials However, damaged areas can often be better detected at the point of origin.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensorelement als piezokeramische Folie, Faser und/oder Stäbchen ausgebildet und in das Bauteil eingearbeitet. Die Einarbeitung sogenannter Piezostäbchen ermöglicht eine strukturkonforme Einbindung. Außerdem ist es denkbar, dass Bauteil vollständig aus einem oder mehreren intelligenten Werkstoffen herzustellen. Hierbei muss jedoch beachtet werden, dass Eigenschaften eingehalten werden, welche durch den fahrtechnischen Einsatz des Bauteils erforderlich sind. Zudem ist eine ganzheitliche Herstellung aus intelligenten Werkstoffen für große Bauteile aus Kostengründen häufig nicht sinnvoll.In another embodiment is the sensor element as a piezoceramic film, fiber and / or rod trained and incorporated into the component. The incorporation of so-called piezo chopsticks allows a structurally compliant integration. It is also conceivable that Component completely to manufacture from one or more intelligent materials. However, it must be ensured that the properties are observed which are required due to the technical use of the component are. In addition, a holistic production from intelligent Materials for large components for cost reasons frequently not useful.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schadenanalyse eine Einleitung von Präventivmaßnahmen. Durch die Einleitung von Präventivmaßnahmen ist das betroffene Systembauteil gegen weitere Schäden schätzbar, ohne dass das Fahrzeug außer Betrieb genommen werden muss.In a further preferred embodiment The damage analysis includes an initiation of preventive measures. By taking preventive measures the affected system component can be estimated without further damage that the vehicle except Must be put into operation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Systembauteil als eine Zahnstange einer elektromechanischen Lenkung ausgebildet. Das Sensorelement ist dabei vorzugsweise als mindestens eine piezokeramische Faser ausgebildet und in die Zahnstange eingearbeitet, wobei im Schadensfall durch die Auswerteeinheit ein maximaler Lenkwinkel beschränkt wird. Durch piezokeramischen Fasern lassen sich Dehnungen der Zahnstange in Form von elektrischen Signalen wiedergeben. Anhand dieser elektrischer Signale lassen sich beginnende Brüche oder Risse in der Zahnstange erfassen. Für eine Überwachung einer elektromechanischen Lenkung können intelligente Werkstoffe auch in einem Schneckenrad des Lenk-Schneckengetriebes integriert werden. Im Allgemeinen wird die Zahnstange besonders stark bei einem Einlenken in Endanschläge beansprucht, da an dieser Stelle Spurstangenkräfte maximale Werte erreichen. Ein hoher Verschließ ist daher in den äußeren Zähnen der Zahnstange zu beobachten. Wird ein derartiger Verschleiß erkannt, so wird der maximale Lenkwinkeleinschlag begrenzt. Die äußeren Zähne werden daher nicht weiter belastet. Diese Einschränkung führt zwar zu einer Einschränkung des Fahrkomforts gefährdet jedoch nicht die Sicherheit. Unter Betrieb des Fahrzeugs mit eingeschränkter Fahrfunktion kann dann beispielsweise eine Werkstatt angefahren werden. Dabei ist es denkbar, dass der Fahrer durch optische und/oder akustische Signale auf eine Einschränkung der Funktionalität hingewiesen wird. Daneben ist es auch denkbar, dass beispielsweise ein Fahrzeugmotor aufgrund der eingeschränkten Funktionalität automatisch gedrosselt wird.In a further preferred embodiment is the system component as a rack of an electromechanical Steering trained. The sensor element is preferably as formed at least one piezoceramic fiber and into the rack incorporated, in case of damage by the evaluation unit maximum steering angle limited becomes. Piezoceramic fibers allow the rack to stretch reproduce in the form of electrical signals. Using this electrical Signals can be used to detect incipient breaks or cracks in the rack. For surveillance An electromechanical steering can intelligent materials can also be integrated in a worm wheel of the steering worm gear. In general, the rack becomes particularly strong when turning in in end stops stressed because tie rod forces reach maximum values at this point. A high closure is therefore in the outer teeth of the Watching rack. If such wear is detected, this limits the maximum steering angle. The outer teeth are therefore not further burdened. This restriction leads to a restriction of the Driving comfort at risk but not security. While the vehicle is operating with limited driving function a workshop can then be started, for example. there it is conceivable that the driver through optical and / or acoustic Signals on a restriction of functionality is pointed out. In addition, it is also conceivable that, for example a vehicle engine automatically due to the limited functionality is throttled.
In einer weiteren Ausführungsform wird der maximale Lenkwinkel durch einen Software-Anschlag beschränkt. Bei einer elektromechanischen Lenkung wird eine Unterstützungskraft durch einen elektrischen Servomotor zusätzlich zu einem durch einen Fahrer mittels eines Lenkmittels, beispielsweise eines Lenkrades, über eine durchgehende mechanische Verbindung vorgegebenen Lenkwinkels aufgebracht. Für eine Begrenzung des maximalen Lenkwinkels kann durch den Servomotor eine Gegenkraft zu dem mechanisch aufgebrachten Lenkwinkel erzeugt werden. Die Gegenkraft bildet einen virtuellen Anschlag, durch den ein Einlenken in die äußeren Zähne verhindert wird.In a further embodiment, the maximum steering angle is limited by a software stop. With electromechanical steering, a support force is provided by a electric servo motor in addition to a steering angle specified by a driver using a steering means, for example a steering wheel, via a continuous mechanical connection. To limit the maximum steering angle, the servo motor can generate a counterforce to the mechanically applied steering angle. The counterforce forms a virtual stop, which prevents it from turning into the outer teeth.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Prinzipdarstellung einer elektromechanische Lenkung mit integrierter Beanspruchungsanalyse.The invention is described below of a preferred embodiment explained in more detail. The only figure shows a schematic diagram of an electromechanical Steering with integrated stress analysis.
Die Zahnstange
Das Sensorelement
Nach einer Detektion eines drohenden
Bauteilversagens sind entsprechende Präventivmaßnahmen durch die Auswerteeinheit
Die Zahnstange
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003101542 DE10301542A1 (en) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003101542 DE10301542A1 (en) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10301542A1 true DE10301542A1 (en) | 2004-07-29 |
Family
ID=32602631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003101542 Withdrawn DE10301542A1 (en) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10301542A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005038390A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-14 | Volkswagen Ag | Steering device for vehicle has limiting device which is arranged such that steering angle is limited to different values depending upon driving conditions of vehicle |
EP1970289A2 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-17 | ZF-Lenksysteme GmbH | Method for operating an electric power steering system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3534462A1 (en) * | 1985-09-27 | 1987-04-02 | Bosch Gmbh Robert | Warning device for detecting damage on moving parts |
DE4025564C1 (en) * | 1990-08-11 | 1991-09-19 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | Impact damage registering appts. for laminated fibre components - uses piezoelectric foil pieces distributed over component and connected to monitor to ascertain changes in capacitative charge |
DE4226010A1 (en) * | 1992-08-06 | 1994-02-10 | Porsche Ag | Monitoring lifetime of vehicle components - involves continuously measuring and monitoring load on components with strain gauges feeding evaluation unit |
DE19649166A1 (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-05 | Honda Motor Co Ltd | Automobile servo steering system |
DE19829216C1 (en) * | 1998-06-30 | 2000-03-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Electromechanical transducer and manufacturing method |
DE10033909A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-24 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for controlling at least one valve |
-
2003
- 2003-01-17 DE DE2003101542 patent/DE10301542A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3534462A1 (en) * | 1985-09-27 | 1987-04-02 | Bosch Gmbh Robert | Warning device for detecting damage on moving parts |
DE4025564C1 (en) * | 1990-08-11 | 1991-09-19 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | Impact damage registering appts. for laminated fibre components - uses piezoelectric foil pieces distributed over component and connected to monitor to ascertain changes in capacitative charge |
DE4226010A1 (en) * | 1992-08-06 | 1994-02-10 | Porsche Ag | Monitoring lifetime of vehicle components - involves continuously measuring and monitoring load on components with strain gauges feeding evaluation unit |
DE19649166A1 (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-05 | Honda Motor Co Ltd | Automobile servo steering system |
DE19829216C1 (en) * | 1998-06-30 | 2000-03-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Electromechanical transducer and manufacturing method |
DE10033909A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-24 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for controlling at least one valve |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005038390A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-14 | Volkswagen Ag | Steering device for vehicle has limiting device which is arranged such that steering angle is limited to different values depending upon driving conditions of vehicle |
DE102005038390B4 (en) * | 2004-12-07 | 2014-10-30 | Volkswagen Ag | Steering a vehicle |
EP1970289A2 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-17 | ZF-Lenksysteme GmbH | Method for operating an electric power steering system |
DE102007012532A1 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Zf Lenksysteme Gmbh | Method for operating an electric power steering device |
EP1970289A3 (en) * | 2007-03-15 | 2009-04-15 | ZF-Lenksysteme GmbH | Method for operating an electric power steering system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015122253A1 (en) | METHOD FOR MONITORING THE CONDITION OF AN ELECTRONIC POWER STEERING DEVICE OR AT LEAST ONE COMPONENT OF THE ELECTRONIC POWER STEERING DEVICE OF A MOTOR VEHICLE | |
DE10244068A1 (en) | Device and method for torque measurement for electromechanical steering | |
DE102006019521B4 (en) | Circuit and method for monitoring at least a first air pressure sensor | |
DE102006059945B4 (en) | Method for determining the shock load when striking a movable element on an end stop and device therefor | |
EP1997666A1 (en) | Method and device for recognizing a tiredness condition of a car driver | |
WO2003059551A1 (en) | Placing tool with means for controlling placing processes | |
DE19723037A1 (en) | Tyre pressure monitor based on stub axle vibration | |
DE10301542A1 (en) | Stress analysis of non-visible system components in a vehicle, e.g. components of a motor vehicle electromechanical steering system, whereby a sensor transmits signals to an evaluation unit forming part of a control computer | |
DE102019200241A1 (en) | Method for measuring the distance of a motor vehicle and a distance sensor system and a motor vehicle with a distance sensor system | |
WO1998018601A1 (en) | Method of producing screw connections | |
DE102004017660A1 (en) | Load analysis method for use in electromechanical system of e.g. motor vehicle, involves determining characteristic value using system specific load parameters and loading time for detecting loading grade of system component | |
EP1970289B1 (en) | Method for operating an electric power steering system | |
EP2943378A1 (en) | Control unit for controlling a brake system of a vehicle, speed sensor arrangement, brake system and vehicle therewith, and method that can be performed therewith for speed sensing | |
DE102012022801B4 (en) | Steering monitoring method and steering system | |
DE102009055941A1 (en) | Steering system i.e. electro-mechanical steering system, for passenger car, has control device for controlling supporting force producing device such that supporting force is reduced when exceeding threshold value for deformation | |
DE102012023463A1 (en) | Method for detecting air pressure drop in tire of vehicle, involves detecting torque by sensor of steering system, where steering system has steering wheel, steering column, steering track rod and transmitting unit | |
EP4026753A1 (en) | Method for determining the wear of a steering system of a vehicle | |
DE102008026729A1 (en) | Electromechanical steering mechanism for passenger motor vehicle, has control unit activating generation unit at defined time interval during determination of functional interruption for generating sensible excitation of steering wheel | |
DE102017213415B4 (en) | Method of operating a steering device | |
EP1447157B1 (en) | Method for controlling the forming operation of blind fasteners | |
DE102012104806B4 (en) | METHOD OF OPERATING A POWER STEERING | |
EP1762833B1 (en) | Clutch testing method | |
DE102021208486A1 (en) | Procedure for monitoring a steering system | |
DE202022002874U1 (en) | Device for changing gears on a bicycle | |
DE202004004699U1 (en) | Electric driver, for surgical hand-tool, has three-axis acceleration sensor for measuring vibration and providing feedback to drive controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination |