DE3933288A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der stellung des lenkrades eines fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur steuerung der stellung des lenkrades eines fahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Stellung des Lenkrades
eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vor
richtung zu dessen Durchführung.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
dieser Art zur Erleichterung des Ein- und Aussteigens in ein bzw. aus einem
Fahrzeug.
Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung 61-2 63 870, ausgegeben am
21. 11. 1986, zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Systems.
Bei diesem bekannten Steuersystem kann die Stellung des Lenkrades geändert
werden zwischen einer Fahrstellung und einer Ein- und Ausstiegsstellung, d. h.
einer oberen Endstellung, bis zu der das Lenkrad eingestellt werden kann, und in
der der Fahrer in einfacher Weise ein- und aussteigen kann. Die Steuerung
spricht an auf das Einführen oder Abziehen des Zündschlüssels in bezug auf das
Zündschloß. Im übrigen kann die Fahrstellung des Lenkrades in eine gewünschte
Position einschließlich der Ausstiegsposition eingestellt werden. In der Aus
stiegsstellung vergrößert sich der Zwischenraum zwischen dem Lenkrad und
dem Fahrersitz.
Wenn ein Airbag verwendet wird zum Zurückhalten des Fahrers gegenüber ei
nem Aufschlagen auf das Lenkrad bei Verzögerung des Fahrzeugs und die Aus
stiegsstellung des Lenkrades hoch eingestellt ist, so daß der Fahrer leicht ein-
und aussteigen kann, führt der Winkel des Lenkrades in bezug auf das Armatu
renbrett zu einer für den Einsatz des Airbag nicht geeigneten Stellung, wenn
der Neigungswinkel des Lenkrades eingestellt wird. Wenn sodann das Gewicht
des Fahrers auf das Lenkrad einwirkt, kann der Airbag in Vorwärtsrichtung
bzw. zur Rückseite des Lenkrades ausgedehnt werden. Bei dem bekannten Steu
ersystem, bei dem die Ausstiegsstellung die höchste Lenk- oder Fahrstellung
ist, kann das Lenkrad nicht so sehr angehoben werden, daß ein einfaches Ein-
und Aussteigen möglich ist.
Wenn andererseits gleichermaßen der Betrieb des Airbag berücksichtigt und
eine Verbesserung beim Ein- und Aussteigen erreicht werden soll, wird es not
wendig, den Airbag gegenüber einer Ausdehnung nach vorwärts mit Hilfe eines
Hilfsteiles zurückzuhalten, das gleichzeitig mit der Ausdehnung des Airbag
wirksam wird. Daher wird die Konstruktion der Umgebung des Airbag kompli
ziert, und die Zahl der verwendeten Teile wird vergrößert.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Steuerung der Stellung des Lenkrades eines Fahrzeugs zu schaffen, die eine si
chere Funktion eines Airbag gewährleisten, indem die höchste Endstellung des
Lenkrades begrenzt wird, wenn das Lenkrad manuell eingestellt wird, anderer
seits aber eine Änderung zwischen einer Lenkstellung und einer Ausstiegs
stellung beim Einführen und Entfernen des Zündschlüssels ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein System zur
Steuerung der Lenkradstellung eines Fahrzeugs
- a) ein Lenkradsystem mit einem Lenkrad, dessen Position in bezug auf einen zugehörigen Fahrersitz zwischen einer ersten Stellung, in der der Fahrer das Lenkrad zum Fahren des Fahrzeugs handhaben kann, und einer zweiten Stellung verstellbar ist, in der das Lenkrad nach oben verschoben wird und dem Fahrer das Ein- und Aussteigen in Situatio nen erleichtert, in denen ein Zündschlüssel in ein entsprechendes Schlüssel loch des Fahrzeugs eingeführt oder abgezogen wird;
- b) eine erste Einrichtung zum Einstellen einer dritten Stellung zwischen der unteren Endstellung der er sten Stellung und der zweiten Stellung, welche dritte Stellung eine obere End stellung definiert, bis zu der der Fahrer das Lenkrad verstellen kann;
- c) eine zweite Einrichtung zur automatischen Rückführung des Lenkrades wenigstens in die dritte Stellung aus der zweiten Stellung, wenn der Zündschlüssel in das Schlüsselloch geschoben wird;
- d) eine dritte Einrichtung zur manuellen Betäti gung des Lenkrades und zur Einstellung der Lenkradstellung und
- e) eine vierte Einrichtung zur Begrenzung der Funktion des Lenkrades durch die dritte Ein richtung, so daß diese lediglich in Betrieb gesetzt wird, wenn das Lenkrad zwi schen der dritten Stellung und der unteren Endstellung der ersten Stellung steht.
Die Erfindung umfaßt nach einer anderen Ausführungsform
- a) ein Lenkradsy stem mit einem Lenkrad, das in eine Position in bezug auf den Fahrersitz zwi schen einer ersten Stellung, in der der Fahrer das Lenkrad handhaben und das Fahrzeug fahren kann, und einer zweiten Position, in der das Lenkrad nach oben springt und das Ein- und Aussteigen erleichtert, wenn ein Zündschlüssel in ein entsprechendes Schlüsselloch eingeführt oder aus diesem entfernt wird, ver stellt werden kann;
- b) eine erste Einrichtung zur Einstellung einer dritten Stellung zwischen der unteren Endstellung der ersten Stellung und der zweiten Stellung, welche dritte Stellung als obere Endstellung definiert ist, bis zu der der Fahrer das Lenkrad betätigen kann;
- c) eine zweite Einrichtung zur automa tischen Rückführung des Lenkrades wenigstens in die dritte Stellung, wenn der Zündschlüssel in das Schlüsselloch eingeführt wird;
- d) eine dritte Einrichtung zur Abtastung, ob eine Überlast auf das Lenkrad einwirkt und die Stellung des Lenkrades ändert;
- e) eine vierte Einrichtung zum Halten der Änderungsstellung des Lenkrades, wenn die dritte Einrichtung eine Überlast an dem Lenkrad abta stet;
- f) eine fünfte Einrichtung zur Abtastung der Fahrbewegung des Fahrzeugs und
- g) eine sechste Einrichtung, die auf das Fahren des Fahrzeugs anspricht und das Lenkrad automatisch wenigstens in die dritte Position verstellt, wenn es nicht zwischen der dritten Position und der unteren Endstellung der ersten Po sition steht.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt folgende
Schritte:
- a) Vorsehen eines Lenkradsystemes mit einem Lenkrad, das seine Stellung in bezug auf einen zugehörigen Fahrersitz ändern kann zwischen einer ersten Stellung, in der der Fahrer das Lenkrad bedienen kann, und einer zweiten Stellung, in der das Lenkrad nach oben springt und das Ein- und Aussteigen er leichtert, wenn ein Schlüssel in ein Schlüsselloch eingeführt oder abgezogen wird;
- b) Einstellen einer dritten Position zwischen der unteren Endstellung der ersten Stellung und einer zweiten Stellung, welche dritte Position definiert ist durch die höchste Position, in der der Fahrer das Lenkrad betätigt;
- c) auto matische Rückführung des Lenkrades wenigstens in die dritte Stellung aus der zweiten Stellung, wenn der Zündschlüssel in das Schloß eingeführt wird;
- d) manuelle Betätigung des Lenkrades zur Einstellung der Lenkradstellung und
- e) Begrenzung der Tätigkeit des Lenkrades bei Schritt c), so daß dieser Vorgang nur durchführbar ist, wenn das Lenkrad zwischen der dritten Position und der unteren Stellung der ersten Position steht.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zu einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Lenksäule, auf die die Erfin
dung anwendbar ist.
Fig. 3 zeigt den Neigungswinkel des Lenkrades in bezug auf das
Fahrzeug.
Fig. 4 zeigt ein Potentiometer für die erste Ausführungsform
gemäß Fig. 1.
Fig. 5 und 6 sind Diagramme zur Darstellung der Ausgangswerte des
Potentiometers.
Fig. 7 und 8 sind Flußdiagramme zu der in Fig. 1 gezeigten Schal
tung.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zu einer zweiten Ausführungs
form der Erfindung.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zu einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 11 zeigt die Verdrahtung eines Potentiometers zur dritten
Ausführungsform.
Fig. 12 ist eine Tabelle zur Erläuterung von Funktionsstörungen
des Potentiometers.
Fig. 1 zeigt die Schaltung einer ersten Ausführungsform eines Steuersystems
zur Einstellung des Lenkrades.
Ein Mikroprozessor 1, der gebildet wird durch eine Ein-Chip-LSi (Large Scale
Integrated circuit) mit einem CPU (Zentralrechner), einem ROM (Read Only Me
mory) und einem RAM (Random Access Memory) ist gemäß Fig. 1 vorgesehen. Der
Mikroprozessor 1 liest die notwendigen Informationen entsprechend den in
dem ROM gespeicherten Programmen aus.
Ein Eingang des Mikroprozessors 1 ist mit einem Startschalter 3 verbunden.
Weitere Eingänge stehen mit einem Zündschalter 4, einem Schlüsselstellungs
schalter 5, einem Schwenkschalter 11 mit einem Selbsteinstellschalter 7 und
einem manuell betätigbaren Schalter 9 und einem Potentiometer 13 in Verbin
dung.
Ein Ausgang des Mikroprozessors 1 ist mit einem Schwenkmotor 15 als Antrieb
MO für die Änderung der Stellung des Lenkrades SW verbunden.
Anschließend soll der Aufbau des Lenkrades bzw. der Lenksäule unter Bezug
nahme auf Fig. 2 erläutert werden.
Wie Fig. 2 zeigt, treibt das Lenkrad SW ein Gleitstück 19 in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung über einen Reduziermechanismus 17 mit Hilfe des
Schwenkmotors 15. Das Lenkrad kann in Aufwärts- und Rückwärtsrichtung
über einen oberen Arm 21 geschwenkt werden.
Der Hubbereich des Lenkrades SW ist definiert als der Zwischenraum zwischen
der höchsten Stellung (tiefsten Stellung) B, in der gelenkt werden kann, und ei
ner Position A, in die die Lenksäule zum Ein- und Aussteigen hochgerückt wer
den kann. Zwischen diesen Positionen A und B wird eine obere Lenkposition C
festgelegt. Diese Festlegung erfolgt durch eine Rückholeinrichtung.
Ein Airbag 23 ist in das Lenkrad SW eingebaut. Der Airbag 23 kann ausgedehnt
werden und verhindert auf diese Weise eine Beschädigung des Fahrers, insbe
sondere eine Gesichtsverletzung, wenn das Fahrzeug mit einem Hindernis in
Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs kollidiert.
Bei der ersten Ausführungsform wird eine angemessene Arbeitsweise des Air
bag 23 in einer Position unterhalb der oben beschriebenen Fahrposition er
reicht.
Gemäß Fig. 1 ermittelt der Starterschalter 3 eine Betätigung oder Nicht-Betä
tigung des Anlassermotors. Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, wird
der Anlasser in Tätigkeit gesetzt. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird,
wird der Anlasser ausgeschaltet.
Der Schlüsselstellungsschalter 5 ermittelt, ob der Zündschlüssel in das Zünd
schloß eingeschoben ist oder nicht. Wenn der Zündschlüssel eingeschoben ist,
wird der Schalter 5 geschlossen, beim Abziehen des Schlüssels geöffnet.
Der Schalter 7 für automatische Einstellung wird betätigt, wenn die Stellung
des Lenkrades SW automatisch zwischen der Fahrstellung und der Ausstiegs
stellung verstellt wird.
Wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird, springt das Lenkrad SW automatisch in
eine obere Stellung A, die die Ausstiegsstellung bildet, während der Fahrer aus
dem Fahrzeug aussteigt. Wenn im übrigen der Zündschlüssel beim Einsteigen
des Fahrers eingeführt wird, wirkt die Rückholeinrichtung RT (Mikroprozessor
1) dahingehend, daß das Lenkrad SW in eine Stellung zurückkehrt, in der der
Fahrer das Lenkrad handhaben und das Fahrzeug fahren kann. Wenn der Fahrer
aussteigt, wird diese Stellung durch den Mikroprozessor 1 gespeichert (Hub X
in Fig. 5). Wenn die automatische Rückstellung erfolgt, schaltet der Zünd
schlüssel den Anlassermotor ein. Zu diesem Zeitpunkt besitzt die Halteein
richtung ST (Mikroprozessor 1) eine Priorität gegenüber der Rückholeinrich
tung RT. Wenn der Schwenkmotor 15 angehalten wird, kann der Startvorgang in
einer stabilen Stellung durchgeführt werden.
Ein Handschalter 9, der mit dem Mikroprozessor 1 verbunden ist, bildet eine Be
tätigungseinrichtung, die die Stellung des Lenkrades manuell durch den Fahrer
verändert. Der Handschalter 9 umfaßt einen Schalter 9 a zum Hochschwenken
und einen Schalter 9 b zum Herunterschwenken. Wenn der Schalter 9 a einge
schaltet wird, dreht sich der Schwenkmotor 15 in Gegenrichtung, so daß er das
Lenkrad SW anhebt und die Stellung in die höchste Lenkstellung C bringt. Wenn
der Schalter 9 b betätigt wird, dreht sich der Schwenkmotor 15 in die normale
Richtung, so daß das Lenkrad SW gesenkt und in die tiefste Lenkstellung B ge
bracht wird.
Der Mikroprozessor 1 speichert die Stellung des Lenkrades SW nach der Tätig
keit des Schwenkmotors 15 entsprechend der Betätigung des Handschalters 9
bzw. des Ausgangssignals des Potentiometers 13.
Die Begrenzungseinrichtung RT (Mikroprozessor 1) ermöglicht eine Betätigung
des Handschalters 9 nur zwischen der tiefsten Stellung B und der höchsten
Stellung C des normalen Lenkbetriebs. Daher wird eine Tätigkeit des Airbag 23
ermöglicht.
Das Potentiometer 13 dient als Neigungssensor für das Lenkrad. Es ist bei
spielsweise an dem Gleitstück 19 des Lenkrades SW angebracht. Eine Ver
schiebung des Gleitstücks 19 wird abgetastet zur Bestimmung des Winkels der
Lenksäule. Das Potentiometer 13 erfaßt gemäß Fig. 4 eine Spannung, die zwi
schen den Klemmen b und c herrscht, durch eine Gleitklemme a, die über einen
mit dem Gleitstück 19 verbundenen Widerstand gleitet. Das Potentiometer 13
besitzt eine lineare Charakteristik und liefert eine Ausgangsspannung, die
beispielsweise gemäß Fig. 5 und 6 mit einer Toleranz von ±5% der Winkelstel
lung entspricht. Dieser Effekt wird reduziert auf der Seite niedriger Ausgangs
spannung, d. h. der Massenklemme in Fig. 4. Daher ist bei dieser Ausführungs
form die Hochstellposition A der Lenksäule auf der Massen-Seite des Potentio
meters angeordnet, und sie wird mit der Position A als Bezug der Steuerung ab
getastet.
Es soll angenommen werden, daß die Seite der Position A eine Spannung von 5 V
aufweist. In diesem Falle enthält die Spannung in der Position A, die abgegrif
fen werden soll, einen großen Fehler. Mit diesem Wert als Bezugswert kann eine
korrekte obere Position C nicht erhalten werden, so daß die Position A unter
Umständen nicht in einen Bereich fällt, in der der Airbag betreibbar ist. Auf
grund der Konstruktion des Potentiometers 13 kann jedoch eine relativ genaue
obere Position C erzielt werden. Gemäß Fig. 6 kann derselbe Effekt erreicht
werden, wenn der untere Schwenkpunkt B an Masse gelegt wird.
Die Einstelleinrichtung SI (Mikroprozessor 1) positioniert, erzeugt und über
trägt einen Antriebsbefehl an den Steuermotor 15, der das Lenkrad in die obere
Position A (Fig. 5) und/oder in die tiefste Position B (Fig. 6) des Lenkbereichs
bewegt, während eine Batterie BT als Stromquelle mit der Einstelleinrichtung
Si verbunden ist. Das Ausgangssignal des Potentiometers 13 wird in dem Spei
cher ME gespeichert, und dieser Wert ist ein Bezugswert für die Steuerung. Es
ist daher möglich, die Position des Lenkrades zu steuern, ohne daß Einflüsse
aufgrund von Abmessungs- oder Montagefehlern in der Länge des Widerstands
elements eine Rolle spielen.
Wenn das Lenkrad SW automatisch aus der Ausstiegsstellung A in die Fahrstel
lung C bis B gebracht wird, wird das Lenkrad in die höchste Stellung C des Lenk
bereichs zurückgeführt. Im übrigen ist eine Betätigung mit dem Handschalter 9
nur möglich zwischen der obersten Stellung C und der untersten Stellung B. Die
sichere Arbeitsweise des Airbag ist daher gewährleistet.
Anschließend sollen die Flußdiagramme zu der ersten Ausführungsform anhand
von Fig. 7 und 8 erläutert werden.
Der Mikroprozessor 1 führt das Programm gemäß Fig. 7 bei einer Unterbre
chung durch, die über eine vorgegebene Zeit besteht, wenn die Batterie BT mit
der Stromzufuhr des Systems verbunden und eingeschaltet ist. Die Batterie BT
ist mit der Positioniereinrichtung SI verbunden.
Fig. 7 zeigt ein Initialisierungsprogramm, das durch den Mikroprozessor 1
durchgeführt wird.
Beim Initialisieren wird ein Ausgangssignal des Potentiometers 13 in einer
Position der tiefsten Stellung P oder der hochgestellten Stellung A des Lenkra
des im Mikroprozessor 1 gespeichert, so daß die obere Position C des Lenkbe
reichs eingestellt und auf der Basis des gespeicherten Wertes gesteuert
wird.
Folglich können Abweichungen des Abtastvorganges aufgrund von Herstel
lungs- oder Montageungenauigkeiten des Potentiometers 13 verhindert wer
den.
Wenn die Batterie BT mit der Positioniereinrichtung SI verbunden wird, wird
der Schwenkmotor 15 eingeschaltet, so daß er gemäß Schritt S 1 gedreht wird.
Die Stellung des Lenkrades SW wird gemäß Schritt S 2 beispielsweise in die
hochgestellte Position A verändert. Der Mikroprozessor 1 liest zu diesem Zeit
punkt eine Spannung V s am Potentiometer 13 in Schritt S 3 ab.
In Schritt S 4 wird eine Spannung V Tmax (= V S - V T ) des Potentiometers 13 in
der oberen Fahrstellung C von der Spannung V s eingestellt, eine Differenzspan
nung V T (bestimmt durch ein Experiment) zwischen der höchsten Stellung A und
der oberen Fahrstellung C.
Wenn als nächstes der Zündschlüssel in das Zündschloß eingeschoben wird,
während der Fahrer das Fahrzeug verläßt, läuft das Programm gemäß Fig. 8 ab
entsprechend der für eine vorgegebene Zeit erzeugten Unterbrechung.
In Schritt S 5 bestimmt der Mikroprozessor 1, ob der Selbsteinstellschalter 7
ein- oder ausgeschaltet ist. Wenn der Schalter 7 eingeschaltet ist, erfolgt eine
hin- und hergehende Steuerung des Lenkrades SW. Der Mikroprozessor 1 be
stimmt, ob der Schlüsselstellungsschalter 5 gemäß Schritt S 6 von AUS auf EIN
geschaltet ist. Wenn der Fahrer das Fahrzeug verläßt, wird der Schlüssel ent
fernt, so daß der Schlüsselpositionsschalter 5 in die AUS-Stellung gelangt.
Damit ergibt sich in Schritt S 6 das Ergebnis NEIN und in Schritt S 6′ das Ergebnis
JA. Der Mikroprozessor 1 gibt ein Signal ab, durch das der Schwenkmotor 15 in
Rückwärtsrichtung gedreht wird. Das Lenkrad SW ändert seine Position aus der
Fahrposition in die hochgestellte Position A (Schritt S 8). Der Schwenkmotor
15 wird angehalten entsprechend einem Signal des Mikroprozessors 1, und das
Lenkrad SW wird fixiert (Schritt S 9). Daher wird der Zwischenraum zwischen
dem Sitz und dem Lenkrad SW vergrößert, so daß das Ein- und Aussteigen er
leichtert wird.
Wenn der Fahrer einsteigt, befindet sich das Lenkrad SW in der hochgestellten
Position A, in der leicht eingestiegen werden kann.
Wenn der Zündschlüssel eingeführt wird, gelangt der Zündschlüsselschalter 5
aus der ausgeschalteten in die eingeschaltete Position, und das Programm
läuft gemäß Schritt S 10 weiter.
Der Mikroprozessor 1 liefert ein Signal, durch das der Schwenkmotor 15 in Nor
malrichtung gedreht wird, da der Anlassermotorschalter 3 abgeschaltet ist,
wenn der Zündschlüssel eingeführt, jedoch nicht gestartet wird (Schritt S 11).
Dieses Ausgangssignal bewirkt, daß sich der Schwenkmotor 15 in Normalrich
tung dreht, so daß die Stellung des Lenkrades SW über einen Hub M (Fig. 3) aus
der oberen Stellung A wenigstens in die obere Lenkstellung C geändert wird
(Schritt S 12).
Die Stellung des Lenkrades SW wird durch den Hub X (Fig. 5) geändert, bis die
Fahrposition beim Aussteigen des Fahrers im Mikroprozessor 1 gespeichert
wird (Schritt S 13).
Daher befindet sich das Lenkrad SW in einer Position, in der der Airbag 23 ohne
Fehler arbeiten kann.
Die Anwesenheit eines Schrittes S 21 fällt stets in den geeigneten Bereich,
selbst wenn der Fahrer zunächst in das Fahrzeug einsteigt.
Wenn im übrigen die Stellung des Lenkrades SW in Richtung der Fahrstellung
geändert worden ist, wird der Schwenkmotor 15 angehalten aufgrund des Aus
gangssignals des Mikroprozessors 1 (Schritt S 14).
Das Lenkrad SW wird automatisch in die Fahrstellung zurückgestellt, wenn der
Fahrer das Fahrzeug verläßt. Wenn während der automatischen Rückkehr ein
Anlaßvorgang mit Hilfe des Zündschlüssels durchgeführt wird, wird der Anlas
serschalter 3 eingeschaltet. Daher wird der Schwenkmotor 15 entsprechend
dem Ausgangssignal des Mikroprozessors 1 angehalten (S 15). Wenn die auto
matische Rückführung des Lenkrades unterbrochen wird, kann der Anlasser in
stabiler Weise betrieben werden.
Beim manuellen Verstellen geht das Programm auf Schritt S 1, da der automati
sche Einstellschalter 7 eingeschaltet wird. Die EIN- oder AUS-Stellung des
Schlüsselschalters 5 und des Anlasserschalters 3 werden bestimmt (S 16 und
S 17).
Wenn die Stellung des Lenkrades SW nach unten verstellt wird, liefert der Mi
kroprozessor 1 ein Signal, durch das der Schwenkmotor 15 in Normalrichtung
gedreht wird, wenn der Absenkschalter 9 b eingeschaltet wird. Das Ausgangs
signal bewirkt eine Drehung des Schwenkmotors 15 in Normalrichtung, so daß
die Lenkstellung des Lenkrades SW in die tiefste Position gelangt. Wenn der Ab
senkschalter 9 b ausgeschaltet wird, hält der Motor 15 an (S 20 und S 21).
Wenn die Stellung des Lenkrades SW nach oben eingestellt wird, ist der Schal
ter 9 a eingeschaltet. Der Mikroprozessor 1 bestimmt in den Schritten S 22 und
S 23, ob die jeweilige Stellung des Lenkrades niedriger als die höchste Lenk
stellung ist. Wenn die gegenwärtige Stellung niedriger als die höchste Lenk
stellung C ist, liefert der Mikroprozessor 1 ein Signal, durch das der Schwenk
motor 15 in Rückwärtsrichtung getrieben wird. Dadurch wird die Stellung des
Lenkrades SW in die höchste Lenkstellung C verschoben (S 24).
Wenn der Schalter 9 a ausgeschaltet wird, hält der Schwenkmotor 15 an (S 25
und S 26). Wenn die jeweilige Stellung des Lenkrades SW die höchste Stellung C
des Lenkbereichs während des Anhebevorgangs erreicht hat, wird der
Schwenkmotor 15 nicht mehr gedreht, und zwar auch dann nicht, wenn der
Schalter 9 a eingeschaltet wird (S 23 und S 26).
Daher ist die Einstellung des Lenkrades SW in Aufwärtsrichtung nur möglich,
wenn die jeweilige Position des Lenkrades SW zwischen der tiefsten Stellung
B und der höchsten Stellung C des Lenkbereichs liegt. Es ist nicht möglich, die
Lenkstellung höher einzustellen, als in die höchste Position C.
Durch das erfindungsgemäße System wird daher die normale Arbeitsweise des
Airbag sichergestellt, obgleich die Stellung des Lenkrades SW in Richtung der
Ausstiegsstellung geändert werden kann und der Zwischenraum zum Ein- und
Aussteigen für den Fahrer vergrößert und das Ein- und Aussteigen erleichtert
worden ist.
Eine Verstellung ist zwischen der tiefsten und höchsten Lenkposition mög
lich.
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms entsprechend einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform wird im Falle einer Überlast, die auf das Lenkrad
SW während eines Wechsels der Stellung einwirkt, der Positionswechsel un
terbrochen. Die Position des Lenkrades SW wird automatisch geändert in Rich
tung der oberen Position C, wenn das Fahrzeug gestartet wird, so daß das Lenk
rad in eine Position gesenkt wird, die zwischen der oberen Stellung C und der
unteren Stellung B liegt. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, fügt der Mikroprozessor 1 zu
sätzlich die Schritte S 27 bis S 33 hinzu. Die anderen Schritte entsprechen Fig. 8
und sollen daher nicht erneut erläutert werden.
Wenn der Zündschlüssel in das Zündschloß eingeführt wird, wird das Lenkrad
SW aus der hochgestellten Position A in die obere Lenkstellung C überführt
(Schritte S 6 bis S 12).
Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit v des Schwenkmotors 15 unterhalb eines ab
getasteten Vergleichswerts V DWN liegt, wird der Motor abgeschaltet (S 27 und
S 14).
Der Grund, weshalb der Mikroprozessor 1 die Arbeitsgeschwindigkeit v des Mo
tors 15 bestimmt, liegt darin, daß die Frage einer Überlastung des Motors 15
geprüft werden soll.
Wenn der abgetastete Vergleichswert V DWN groß ist, ist der abgetastete Ver
gleichswert der Überlast gering. Die Operationsgeschwindigkeit v des Motors
15 kann weiterhin überprüft werden, beispielsweise durch Überprüfung des
Werts des Potentiometers 13 in regelmäßigen Zeitintervallen.
Wenn das Lenkrad SW nach unten in die höchste Lenkstellung C geschwenkt
wird, wird die Abwärtsbewegung sofort unterbrochen, wenn ein Fahrgast mit
großen Körperabmessungen gegen den unteren Teil des Lenkrades SW drückt, so
daß die Sicherheit des Fahrgastes gewährleistet ist.
In gleicher Weise wird beim Hochschwenken des Lenkrades in die Position A
beim Aussteigen des Fahrers, sofern eine Überlast auf das Lenkrad SW durch
Festhalten des Fahrers am Lenkrad erzeugt wird, der Motor 15 sofort abge
schaltet, indem die Arbeitsgeschwindigkeit v des Motors 15 abgetastet und
bestimmt wird, daß die Geschwindigkeit geringer als ein Bezugswert V UP ist
(S 28 und S 9).
Die ermittelten Bezugswerte V UP und V DWN werden festgelegt nach der Bezie
hung V UP < V DWN . Der abgetastete Vergleichswert der Überlast ist derart, daß
er kleiner ist als der abgetastete Vergleichswert während der Änderung der
Stellung beim Lenken. Wenn das Lenkrad SW nach unten geschwenkt wird, wird
eine Reibung durch Gewicht und Antriebssystem auf die Lenksäule ausgeübt. Da
der Motor im übrigen in Normalrichtung läuft, ist eine stärkere Kraft erforder
lich zum Anhalten der Abwärtsbewegung, wenn V UP = V DWN . Wenn im übrigen
im Falle, in dem eine manuelle Kraft das Lenkrad SW aufhält, die Arbeitsweise,
bei der das Lenkrad SW automatisch in Abwärtsrichtung zurückgeführt wird,
nach oben geführt wird, ist eine größere Kraft erforderlich als bei der Arbeits
weise, bei der das Lenkrad SW automatisch von oben gedrückt wird beim Zu
rückführen.
Das Verhältnis der ermittelten Vergleichswerte V DWN und V UP ist unter
schiedlich bei den einzelnen Fahrzeugmodellen und liegt im allgemeinen bei et
wa 10 : 3.
Da V UP < V DWN eingestellt ist, kann das Lenkrad SW im wesentlichen mit der
selben Kraft angehalten werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug besteigt oder
verläßt.
Wie oben beschrieben wurde, wird beim Einführen des Zündschlüssels, während
der Fahrer ein- oder aussteigt, die Lenkradstellung in die obere Position C in
Schritten S 6 bis S 12 geändert, und eine Überlast wird auf das Lenkrad SW aus
geübt. Wenn Schritt S 27 durchgeführt wird, wird die Positionsänderung des
Lenkrades sofort unterbrochen. Wenn der Zündschlüssel jedoch im Schlüssel
loch gedreht wird und der Zündschalter 4 eingeschaltet wird, bewirken die
Schritte S 29 bis S 33 eine Änderung der Stellung des Lenkrades SW in Richtung
der oberen Position C, in der die sichere Arbeitsweise des Airbag 23 gewähr
leitet ist.
Das besagt, daß auch im Falle der Überlast die Änderung der Position des Lenk
rades SW unterbrochen wird in der Mitte der Position AC in Fig. 5, der Mikropro
zessor bestimmt, daß das Fahrzeug fährt (oder fahren kann), da der Zündschal
ter 4 eingeschaltet ist. Dies wird ermittelt durch den Detektor SD gemäß
Schritt S 29. Wenn das Fahrzeug fährt oder fahren kann, bestimmt der Mikropro
zessor 1, ob das Lenkrad SW zwischen der oberen Stellung C und der unteren
Stellung B liegt (Schritt S 30).
Wenn das Lenkrad SW nicht zwischen den Stellungen B und C liegt, wird der Mo
tor 15 in Normalrichtung gedreht (S 31). Nach der Änderung der Stellung des
Lenkrades SW in die obere Stellung C wird der Motor 15 angehalten (S 32 und
S 33).
Auf diese Weise wird auch dann, wenn das Lenkrad SW aufgrund von Überlast
beim Einsteigen des Fahrers angehalten wird, die Änderung der Stellung des
Lenkrades SW in die obere Stellung C während der Fahrt des Fahrzeugs durchge
führt, und die Funktion des Airbag kann gewährleistet werden.
Da der Mikroprozessor 1 bestimmt, daß das Fahrzeug in fahrbereitem Zustand
ist, wenn der Zündschalter 4 eingeschaltet ist, erfolgt die Änderung der Stel
lung des Lenkrades SW in die obere Stellung C, so daß die Funktion des Airbag 23
gesichert ist.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer dritten bevorzugten Ausführungsform.
Bei der dritten Ausführungsform ändert der Mikroprozessor 1 automatisch die
Stellung des Lenkrades SW in die tiefste Stellung B, wenn die Ermittlung der
Abtastung der Stellung des Lenkrades SW unmöglich wird. Wenn der manuelle
Betrieb mit Hilfe der Betätigungseinrichtung OP durchgeführt wird, wird das
Lenkrad SW nach unten geschwenkt.
Folglich werden bei der dritten Ausführungsform die Schritte S 34 bis S 39 hin
zugefügt. Die anderen Schritte entsprechen Fig. 9 und sollen daher nicht noch
einmal erläutert werden.
Die Bestimmungseinrichtung JM, die bestimmt, daß die Abtastung der Lenkrad
stellung nicht möglich ist, wird gebildet durch den Mikroprozessor 1, der er
mittelt, ob eine Leitungsunterbrechung und/oder ein Kurzschluß im Potentio
meter 13 vorliegt.
Fig. 11 zeigt die Verdrahtung des Potentiometers 13.
V cc ist die Klemmenspannung der Leiter H, I und J im Potentiometer 13. Ein Wi
derstand des Potentiometers 13 ist mit R bezeichnet. Der Widerstand zwischen
den Anschlüssen I und J ist mit r bezeichnet. Der Wert r ist ausreichend groß im
Vergleich zu dem Widerstand R des Potentiometers 13.
Wenn einer der Leiter H, I und J unterbrochen wird, ist die abgetastete Spannung
E out des Potentiometers 13 0, 0, und V cc . Wenn die Schaltung einen Kurzschluß
aufweist, ist die Spannung E out Null. Bei Kurzschluß des Drahtes J arbeitet das
Potentiometer 13 normal, da der Draht J auf der Massenseite liegt.
Wenn daher der Wert Null oder V cc gemäß der Tabelle 12 abgetastet wird, ar
beitet das Potentiometer 13 nicht normal, da eine Unterbrechung oder ein
Kurzschluß vorliegt. Daher kann der Mikroprozessor 1 ermitteln, daß die abge
tastete Position des Lenkrades nicht zutreffen kann.
In diesem Falle wird ein festgesetzter Wert ε (= 0,1 V) als abgetastete Span
nung E out des Potentiometers 13 geliefert, und der Mikroprozessor bestimmt,
daß die Leitungen H und I unterbrochen sind oder einen Kurzschluß aufweisen,
da E out ε, und ein Bruch der Leitung J wird bestimmt aus E out V cc - ε.
Wenn die Änderung der Stellung des Lenkrades SW von der Ausstiegsstellung in
die höchste Lenkstellung C erfolgt (Schritt S 6 bis S 12), bestimmt der Mikro
prozessor 1, daß die Unterbrechung in den Leitungen H, I und J des Potentiome
ters 13 aufgetreten ist (S 34). Der Motor 15 wird für die Zeit T in Normalrich
tung gedreht (S 35). Die Stellung des Lenkrades SW wird in die untere Lenkstel
lung B geändert.
Unabhängig vom Bruch oder einem Kurzschluß der Drähte H, I und J des Poten
tiometers erfolgt die Änderung der Stellung des Lenkrades SW automatisch bis
zu einer Position, in der die Funktion des Luftkissens 23 gesichert ist. Zu die
sem Zeitpunkt ist es möglich, den Motor 15 durch erhöhte Belastungen des Mo
tors 15 oder durch einen Endschalter zu stoppen, wenn das Lenkrad in die obere
Lenkstellung B gelangt ist.
Wenn kein Bruch oder Kurzschluß in den Leitungen H, I und J vorliegt, während
der Fahrer in das Fahrzeug einsteigt, und eine Überlast erzeugt wird über das
Lenkrad SW, das in die obere Stellung C verstellt wird, wird das Lenkrad SW in
einer Position zwischen A und C gemäß S 27 angehalten.
Wenn der Mikroprozessor 1 bestimmt, daß das Fahrzeug läuft oder fahrbereit
ist (S 29), wird die Stellung des Lenkrades SW geändert bis wenigstens in die
obere Position C (S 30 bis S 32). Zu diesem Zeitpunkt wird eine Unterbrechung
oder ein Kurzschluß in einer der Leitungen H, I und J des Potentiometers 13 er
mittelt (S 36). Während der eingestellten Zeit T dreht sich der Motor in Normal
richtung (S 37). Die Positionsänderung des Lenkrades SW erfolgt bis in die unte
re Stellung B.
Wenn bei Betätigung des Handschalters 9 der Mikroprozessor 1 ermittelt, daß
in gleicher Weise ein Bruch oder Kurzschluß vorliegt (S 38), wird der Schalter
9 a für das Anheben der Lenksäule blockiert, und das Anheben des Lenkrades SW
durch den Handschalter 9 wird unmöglich.
Die Betätigung des Handschalters 9 bewirkt, daß das Lenkrad SW, das zwischen
den Positionen B und C liegt, nicht in den Bereich zwischen A und C gelangen
kann. Der Airbag kann daher wirksam sein.
In den Schritten S 6′ bis S 9 wird die Stellung des Lenkrades SW nicht verändert,
wenn der Motor 15 angehalten wird.
Wenn der Motor 15 angehalten wird, nachdem die Last des Motors 15 erhöht
wurde, kann das Lenkrad SW in die Ausstiegsstellung A geschwenkt werden.
Wie oben angegeben wurde, kann erfindungsgemäß die Stellung des Lenkrades
SW in Richtung der Ausstiegsstellung geändert werden, wenn der Zündschlüs
sel abgezogen wird. Wenn der Schlüssel eingeführt wird, kann die Stellung des
Lenkrades SW automatisch in Richtung der Fahrposition geändert werden, so
daß das Ein- und Aussteigen einfach erfolgen kann.
Im übrigen wird die Bewegung des Lenkrades unverzüglich unterbrochen, wenn
eine starke Kraft manuell auf das Lenkrad SW einwirkt. Die Änderung der Stel
lung des Lenkrades wird dadurch verhindert.
Wird ermittelt, daß das Fahrzeug fährt, so kann die Stellung des Lenkrades we
nigstens in die obere Fahrstellung geändert werden.
Bei manuellem Betrieb des Lenkrades ist es nur möglich, die Stellung des Lenk
rades zwischen dem oberen und unteren Punkt C, B des Lenkbereichs zu än
dern.
Wenn die Abtastung der Lenkradstellung abgeschaltet wird, erfolgt eine Ver
stellung in die tiefste Stellung, wenn die Stellung aus der Ausstiegsstellung in
die Fahrstellung geändert wird.
Wenn die Abtastung der Lenkradstellung unmöglich wird, ist die manuelle Be
tätigung begrenzt auf die Abwärtsbewegung. Die Wirksamkeit des Airbag ist
daher in jedem Falle gewährleistet.
Claims (13)
1. Verfahren zur Steuerung der Lenkradstellung eines Fahrzeugs, bei dem
- a) ein Lenkrad vorgesehen ist, dessen Position in bezug auf einen zugehöri gen Fahrersitz zwischen einer ersten Position, in der das Lenkrad zum Len ken des Fahrzeugs betätigt werden kann, und einer zweiten Position, in der das Lenkrad nach oben zur Erleichterung des Ein- und Ausstiegs ge schwenkt ist, wenn der Zündschlüssel in ein zugehöriges Zündschloß ein geschoben oder aus diesem abgezogen ist, verstellt werden kann,
dadurch
gekennzeichnet, daß
- b) eine dritte Position zwischen der tiefsten Lenkstellung und der hochge schwenkten Stellung des Lenkrades vorgesehen wird, welche dritte Posi tion den Bereich der Lenkradbetätigung zum Lenken des Fahrzeugs nach oben begrenzt,
- c) daß das Lenkrad automatisch wenigstens von der zweiten in die dritte Position geschwenkt wird, wenn der Zündschlüssel in das Zündschloß ein geführt wird,
- d) daß das Lenkrad für den Lenkbetrieb manuell eingestellt wird und
- e) daß die Betätigung des Lenkrades begrenzt ist auf die Lenkradstellung zwischen der tiefsten ersten Position und der dritten Position.
2. Vorrichtung zur Steuerung der Stellung des Lenkrades eines Fahrzeugs, ins
besondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit
- a) einem Lenkrad (SW), dessen Position in bezug auf einen Fahrersitz ver änderbar ist zwischen einer ersten Stellung, in der das Lenkrad zum Lenken des Fahrzeugs betätigbar ist, und einer zweiten, hochgeklappten Stellung (A), in der Ein- und Aussteigen beim Einstecken oder Abziehen des Zünd schlüssels in bezug auf das Zündschloß erleichtert ist,
gekennzeichnet
durch
- b) eine erste Einrichtung zum Einstellen einer dritten Position (C) zwi schen der tiefsten ersten Position (B) und der zweiten Position (A), welche dritte Position (C) die obere Endstellung darstellt, in der das Lenkrad zum Lenken des Fahrzeugs betätigbar ist,
- c) eine zweite Einrichtung zur automatischen Rückführung des Lenkrades (SW) wenigstens in die dritte Position (C) aus der zweiten Position (A), wenn der Zündschlüssel in das Zündschloß eingeführt wird,
- d) eine dritte Einrichtung zur manuellen Betätigung des Lenkrades (SW) und zur Einstellung der Lenkradstellung und
- e) eine vierte Einrichtung zur Begrenzung der Wirkung des Lenkrades durch die dritte Einrichtung derart, daß das Fahrzeug nur zwischen der tiefsten ersten Stellung (B) und der dritten Stellung (C) lenkbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine fünfte Einrich
tung zur Unterbrechung der automatischen Rückführung des Lenkrades (SW)
durch die zweite Einrichtung bei Betätigung eines Maschinenanlassers.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine sechste
Einrichtung zur Schwenkung des Lenkrades (SW) entweder in die zweite Stel
lung (A) oder die tiefste Stellung (B) beim Anschließen einer Batterie an das
System, eine siebte Einrichtung zur Abtastung und Speicherung der Position, in
der das Lenkrad durch die sechste Einrichtung überführt wird, und eine achte
Einrichtung zur Steuerung der durch die siebte Einrichtung gespeicherten Posi
tion als Bezugswert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine neunte Ein
richtung, die ermittelt, ob die Abtastung der Lenkradposition unterbrochen ist,
und eine zehnte Einrichtung zur Begrenzung der Tätigkeit der dritten Einrich
tung auf die Abwärtsverschwenkung, wenn die neunte Einrichtung ermittelt,
daß die Abtastung der Lenkradstellung unterbrochen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
siebte Einrichtung ein Potentiometer (13) umfaßt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Abtastung einer Überlast am Lenkrad, eine Einrichtung zur
Unterbrechung der Verstellung des Lenkrades bei Ermittlung einer Überlast,
eine Einrichtung zur Abtastung der Fahrbewegung des Fahrzeugs und eine auf
diese ansprechende Einrichtung zur automatischen Änderung der Stellung des
Lenkrades wenigstens in Richtung der dritten Position (C), wenn sich das Lenk
rad nicht zwischen der dritten Position (C) und der tiefsten Stellung der ersten
Position (A) befindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugs
wert der Abtastung der Überlast unterteilt wird in einen Wert für die Änderung
der Stellung in Richtung der zweiten Position (A) und für die Änderung der
Lenkradstellung in die Fahrposition, und daß der Bezugswert für die Abtastung
durch die dritte Einrichtung in Richtung der Fahrposition niedriger angesetzt
ist als der Bezugswert für die Abtastung der Änderung in die zweite Position
(A).
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Airbag (23) in
dem Lenkrad (SW).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur manuellen Betätigung des Lenkrades und zur Einstellung
einer geeigneten Stellung zum Lenken des Fahrzeugs und eine Einrichtung zur
Begrenzung der Betätigung des Lenkrades durch die vorgenannte Einrichtung
auf den Bereich zwischen der dritten Position (C) und der tiefsten Stellung der
ersten Position (A).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schlüssel ein Zündschlüssel für das Fahrzeug ist und daß die zweite Stellung
(A) definiert ist als Ausstiegsstellung, bei der das Fahrzeug bequem betreten
oder verlassen werden kann und in der der Airbag so montiert ist, daß er den
Fahrer bei einem Aufprall zurückhält.
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