DE60034471T2 - Elektronisches lenksäulenmodul - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Steuermodul für ein Kraftfahrzeug und insbesondere ein solches Steuermodul, das dafür angepasst ist, unterhalb des Lenkrads um eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs herum montiert zu werden, um Steuersignale als Antwort auf die Handlungen des Fahrers zu erfassen und zu verarbeiten.
  • Es ist bekannt, dass die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs üblicherweise von einer großen Anzahl Bedienhebel umgeben ist (Scheibenwischer, Scheinwerfer, Fahrtrichtungsanzeiger), deren Position unabhängig registriert und verarbeitet werden muss. Ebenso benötigen andere Vorrichtungen wie Servolenkung oder Systeme zur Verbesserung der Stabilität des Fahrzeugs Informationen, die sich auf die Winkelposition der Lenksäule beziehen oder auf das Drehmoment, das auf diese letztere ausgeübt wird. Es ist also versucht worden, die Erfassung und die Verarbeitung dieser Informationen in einem elektronischen Modul zusammenzufassen, um die Anzahl der Teile, die beteiligt sind, sowie die Verkabelung des Fahrzeugs zu minimieren. Aus der Patentschrift DE 197 20 050 ist ein Modul dieses Typs bekannt, das aus einem Gehäuse besteht, das eine gedruckte Schaltung aufweist, auf der Widerstandsbahnen aufgebracht sind, auf denen sich Schleifer verschieben, die mit dem Lenkrad oder den Bedienhebeln verbunden sind. Dieses Modul weist jedoch zahlreiche Nachteile auf. Wenn zum Beispiel der Schleifer zum Erfassen der Position des Lenkrads direkt mit diesem verbunden ist, muss die Position des Moduls sehr genau im Verhältnis zur Lenksäule festgelegt sein, sowohl in deren Achse als auch seitlich, um zu vermeiden, dass der Schleifer die Bahn verlässt, auf der er sich bewegt. Wenn eine Vorrichtung zwischen den Schleifer und die Lenksäule geschaltet wird, um diese Positionierungstoleranzen auszuweiten, werden die Kosten des Moduls beträchtlich erhöht und seine Genauigkeit verschlechtert. Außerdem verursacht das Kontaktprinzip zwischen einem Schleifer und einer Widerstandsbahn langfristig Zuverlässigkeitsprobleme, insbesondere bei der Erfassung der Position der Bedienhebel, die in einer Kraftfahrzeugumgebung bedeutenden Schwingungspegeln ausgesetzt sind.
  • Aus US-Patentschrift 4,682,104 ist auch ein Drehmomentaufnehmer bekannt, der für die Montage auf einer Lenksäule angepasst ist, wobei eine Technologie angewendet wird, die kontaktlos genannt wird, die die Veränderungen der Gegeninduktivität mehrerer Spulen verwendet, die von mindestens vier gedruckten Schaltungen getragen werden, von denen die meisten beweglich sind. Abgesehen von der eingeschränkten Genauigkeit und dem eingeschränkten Messbereich dieses Sensors führt seine Komplexität dazu, dass seine Kosten unerschwinglich hoch sind. Außerdem ermöglicht diese Technologie nicht die Messung der absoluten Winkelposition des Lenkrads. Andere Technologien mit Sensoren für die absolute Winkelposition sind bekannt, zum Beispiel aus US-Patentschrift 5,204,621. Sie verwenden jedoch flache zylindrische Magneten mit radialer Magnetisierung, bi- oder multipolar, die nicht für eine Montage angepasst sind, bei der sie von einer Lenksäule durchdrungen werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elektronisches Lenksäulenmodul vorzuschlagen, das nicht die Nachteile des Stands der Technik aufweist und es ermöglicht, eine höhere Zuverlässigkeit bei geringeren Kosten zu erreichen, wobei die Anwendung dank vergrößerter Montagetoleranzen erleichtert ist. Hierzu wird eine neue Positionssensor-Technologie genutzt, die von dem Antragsteller entwickelt wurde, deren vollständige Beschreibung in den französischen Patentanmeldungen 2 800 457, 2 800 458, 2 800 459, 2 800 460 und 2 801 969 zu finden sind, auf die hier verwiesen wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung, ebenso wie weitere, die in der Fortsetzung der vorliegenden Beschreibung deutlich werden, wird mittels eines elektronischen Lenksäulenmoduls für ein Kraftfahrzeug erfüllt, das ein Gehäuse umfasst, das eine gedruckte Schaltung trägt, das senkrecht zur Lenksäule montiert ist und diese vollständig umgibt und das Mittel zum Messen der Winkelposition der Säule umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schaltung mindestens zwei halbkreisförmige Spiralspulen umfasst, die konzentrisch an der Durchgangsöffnung der Lenksäule angeordnet sind, einen ferromagnetischen Ring aus einem Material mit starker magnetischer Permeabilität und schwachem Sättigungsfeld, der in Kontakt mit den Spulen platziert ist, wobei die Baugruppe mit einem halbkreisförmigen Magnet zusammenwirkt, der mit der Lenksäule verbunden und dem ferromagnetischen Ring gegenüber platziert ist.
  • Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst die gedruckte Schaltung vier halbkreisförmige Spiralspulen, die in zwei konzentrischen Gruppen zu je zwei gegenüberliegenden Spulen angeordnet sind, wobei die Gruppen um 90° versetzt sind.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal wird der ferromagnetische Ring 14 durch Festklemmen zwischen der gedruckten Schaltung und dem Gehäuse in Kontakt mit den Spulen gehalten und der halbkreisförmige Magnet ist außerhalb des Gehäuses angeordnet. Vorteilhafterweise wird das Festklemmen durch Umklappen eines Bundes auf die gedruckte Schaltung erreicht, der aus dem Gehäuse hervortritt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, das das Messen des Drehmoments ermöglicht, das auf das Lenkrad ausgeübt wird, umfasst die gedruckte Schaltung außerdem mindestens eine halbkreisförmige Spiralspule, die konzentrisch zu den vorhergehenden ist, die mit einem zweiten ferromagnetischen Ring verbunden ist, der mit mehreren magnetisierten Abschnitten zusammenwirkt, die gleichmäßig einander gegenüberliegend am Rand der beiden Aufsätze verteilt sind, die zu beiden Seiten der Spule und des Rings angeordnet sind, wobei jeder Aufsatz jeweils mit einem Abschnitt der Lenksäule verbunden ist, wobei die Abschnitte durch einen Torsionsstab verbunden sind, der das Modul durchdringt. In einer vorteilhaften Ausführungsform trägt einer der Aufsätze auch den halbkreisförmigen Magneten.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Moduls umfasst die gedruckte Schaltung, wenn dieses mit Bedienhebeln ausgestattet ist, außerdem mehrere Positionssensoren, die aus mindestens einer Spiralspule vorbestimmter Form bestehen, die mit einer ferromagnetischen Platte entsprechender Form verbunden ist, die an dieser Spule anliegt und mit mindestens einem beweglichen Magneten zusammenwirkt, der mit dem Hebel verbunden ist, um dessen Position zu bestimmen. Dadurch kann der Bedienhebel auf dem Gehäuse montiert werden, sodass der bewegliche Magnet sich im Verhältnis zur gedruckten Schaltung außerhalb des Gehäuses befindet.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Moduls gehen aus der folgenden Beschreibung und den im Anhang befindlichen Zeichnungen hervor, in denen:
  • 1 eine vereinfachte Ansicht des Moduls ohne Gehäuse darstellt,
  • 2 einen Teilschnitt des Moduls darstellt, entlang der Achse A-A von 1, in einer ersten Ausführungsform,
  • 3 einen Teilschnitt des Moduls in der Nähe der Lenksäule darstellt, in einer zweiten Ausführungsform,
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Aufsatzes darstellt, der mit dem Modul verbunden ist, in der Ausführung, die das Messen des Drehmoments auf dem Lenkrad ermöglicht,
  • 5 eine Teilansicht der gedruckten Schaltung des Moduls ist, in der Ausführung, die das Messen des Drehmoments auf dem Lenkrad ermöglicht,
  • 6 einen Teilschnitt des Moduls in der Nähe der Lenksäule darstellt, in der Ausführung, die das Messen des Drehmoments auf dem Lenkrad ermöglicht.
  • Es wird Bezug auf 1 und 2 genommen, um das elektronische Lenksäulenmodul in seiner Gesamtheit zu beschreiben, das allgemein durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet wird, das aus einem Gehäuse 12 besteht, vorzugsweise aus Kunststoff, in dem eine gedruckte Schaltung 10 installiert ist. Das Gehäuse 12 und die gedruckte Schaltung 10 werden von einer Durchgangsöffnung 4 durchdrungen, die dazu bestimmt ist, eine Lenksäule 2 durchzulassen, um die herum das Modul 1 platziert ist, in einer im Wesentlichen senkrechten Ebene zur Achse der Lenksäule. Die Kupferbahnen der gedruckten Schaltung 10 bilden um die Durchgangsöffnung 4 einen Reihe von vier Spiralspulen 13a, 13b, 13'a und 13'b. Diese Spulen bestehen aus etwa zehn Windungen, die sich gemäß einer halbkreisförmigen Form in einem Halbring ausdehnen und sich über 180 Grad erstrecken. Eine ausführliche Beschreibung dieser Spulen ist in der zuvor erwähnten französischen Patentanmeldung Nr. 9913437 zu finden. Sie sind so angeordnet, dass sie zu je zweien konzentrische Ringe an der Durchgangsöffnung 4 bilden. In dem in 1 dargestellten Beispiel sind die Spulen 13a und 13b symmetrisch gemäß einer waagerechten Achse an ihren Enden gegenüberliegend angeordnet, um einen ersten konzentrischen Ring an der Durchgangsöffnung 4 in nächster Nähe zu dieser zu bilden. Die zweite Gruppe der je zwei Spulen 13'a und 13'b ist ähnlich angeordnet, gemäß einem zum vorhergehenden konzentrischen Ring außerhalb von diesem. Die Symmetrieachse der zweiten Gruppe ist im Verhältnis zur vorhergehenden um 90 Grad versetzt. Diese Anordnung der Spulen ermöglicht es, wie im Folgenden zu sehen ist, einen Positionssensor zu erhalten, der die Winkelverschiebungen der Lenksäule 2 über 360 Grad misst, und dies mittels einer geeigneten Verarbeitung des Signals ohne Unterbrechung der Kontinuität. Es ist jedoch festzustellen, dass, wie in der zuvor erwähnten Patentanmeldung beschrieben, zwei konzentrische Spulen 13a und 13'a, die sich jeweils auf 180 Grad erstrecken und um 90 Grad versetzt sind, ausreichen würden, um eine Winkelmessung über 360 Grad zu erhalten.
  • Die Spulen, nun mit dem allgemeinen Bezugszeichen 13 bezeichnet, sind in Kontakt mit einem ferromagnetischen Ring 14 platziert, wobei auch dieser konzentrisch zur Durchgangsöffnung 4 ist und dessen Breite ausreicht, um die Spulenbaugruppe leicht vorstehend zu bedecken. Dieser ferromagnetische Ring 14, der eine Dicke von einigen Zehntelmillimeter aufweist, besteht aus einem Material mit großer magnetischer Permeabilität von 100.000-facher Größe wie die von Luft und mit schwachem Sättigungsfeld, zum Beispiel in der Größenordnung von 0,8 Tesla. Obwohl er für die Klarheit der Zeichnung teilweise gebrochen in 1 dargestellt ist, bedeckt er vollständig die Spulen 13 und dient den Spulen, deren Impedanz er verändert, als ferromagnetischer Kern. Der ferromagnetische Kern 14 kann durch direkte Serigraphie auf der gedruckten Schaltung hergestellt werden, wird aber vorzugsweise durch Ausschneiden aus einer Folie aus geeignetem Material erhalten, zum Beispiel aus Mumetall (Legierung Nickel-Fer) oder aus einer nanokristallinen Legierung auf Cobalt-Basis (Permalloy, Ultraperm usw.)
  • Dieser ferromagnetische Ring kann auf die Spulen 13 aufgeklebt werden. Bei den Zusammenbauarten des Moduls 1, das in 2 und 3 dargestellt ist, wird er jedoch einfach in Kontakt mit den Spulen gebracht und durch Festklemmen zwischen der gedruckten Schaltung 10 und der Innenfläche des Gehäuses 12 gegen diese gepresst. Das Festklemmen kann durch Montieren eines Gehäusedeckels 12 (2) erreicht werden, das herkömmlicherweise durch Verschrauben oder Klipsen erfolgt, indem eventuell Elastomergelenke (nicht dargestellt) verwendet werden, die als Federn zwischen dem Deckel und der gedruckten Schaltung dienen. In der bevorzugten Montageart, die in 3 dargestellt ist, wird sogar auf den Deckel verzichtet, indem das Festklemmen der gedruckten Schaltung 10 auf dem Gehäuse 12 durch Umklappen eines zylindrischen Bundes 15 erfolgt, der aus dem Gehäuse hervortritt und den Durchgang der Lenksäule begrenzt. Dieses Umklappen kann auf bekannte Weise durch den Einsatz von Ultraschallschwingungen oder durch jedes andere in der Kunststoffverarbeitung bekannte Verfahren erfolgen.
  • Der ferromagnetische Ring 14 und die Spulen 13 wirken mit einem halbkreisförmigen Magneten 21 zusammen, der von einem Aufsatz 20 getragen wird, der mit der Lenksäule 2 verbunden ist. Dieser Magnet 21, der einen Radius und eine Breite aufweist, die im Wesentlichen dem bzw. der des ferromagnetischen Rings 14 entsprechen, erstreckt sich über einen Bogen von ungefähr 180 Grad gegenüber der Fläche der gedruckten Schaltung 10, die die Spulen 13 trägt und den ferromagnetischen Ring 14 nach außerhalb des Gehäuses 12 presst. Die genaue Winkelausdehnung und die Polarität des halbkreisförmigen Magneten 21 sind unwichtig, wesentlich ist, dass das Magnetfeld, das er erzeugt, ausreicht, um den Teil des ferromagnetischen Rings 14 zu sättigen, gegenüber dem er über 180 Grad platziert ist. Es wird verstanden, dass die Impedanz jeder der Spulen 13 nun verändert wird, im Verhältnis zum gesättigten Teil ihres ferromagnetischen Kerns, der in Abhängigkeit von der Position des halbkreisförmigen Magneten über 360 Grad variiert. Vorteilhafterweise können diese Impedanzen durch an sich bekannte elektronische Schaltungen gemessen werden, die mit Bauteilen 11 umgesetzt werden können, die von der gedruckten Schaltung 10 getragen werden. Ebenso kann die Verarbeitung dieser Messungen direkt auf der gedruckten Schaltung 10 erfolgen, um eine Winkelmessung der Position der Lenksäule in digitaler Form zu erhalten, die dazu geeignet ist, an externe Benutzergeräte am Modul 1 übertragen zu werden, zum Beispiel mittels eines Multiplex-Datenbusses. Es wird verstanden, dass auf diese Weise, indem das Messen und das Verarbeiten auf der gedruckten Schaltung 10, die den Sensor selbst trägt, die Anzahl der Drahtverbindungen in der Nähe der Lenksäule begrenzt wird. Weitere wichtige Vorteile des erfindungsgemäßen Moduls liegen im Nichtvorhandensein einer direkten mechanischen Verbindung zwischen der Lenksäule und dem Modul. Da nämlich der Einfluss des Magnetfelds des Magneten 20 sogar durch das Kunststoffgehäuse 12 hindurch ausgeübt wird, kann ein dichtes Modul hergestellt werden, das somit weniger empfindlich gegenüber Umweltbedingungen und zuverlässiger ist. Ebenso umfasst das Modul kein einziges bewegliches inneres Teil und seine Umsetzung ist somit ökonomischer. Außerdem hängen die Montagetoleranzen des Moduls um die Lenksäule herum, sowohl bei der Koaxialität (mit K in 3 angegeben) zwischen der Durchgangsöffnung 4 und der Säule 2 als auch bei der Position gemäß der Achse der letzteren, die den Spalt (mit S angegeben) zwischen dem ferromagnetischen Ring 14 und dem Magneten 21 bedingt, nur von der Ausdehnung von dessen Magnetfeld ab, das sich über mehrere Millimeter ausdehnen kann. Es wird also ein Modul erhalten, dessen Anwendung im Fahrzeug wesentlich erleichtert ist.
  • Diese Vorteile treten in dem Fall wieder in Erscheinung, wenn, wie in 1 und 2 gezeigt, das Lenksäulenmodul mit Bedienhebeln ausgestattet ist, die dazu dienen, Zubehör wie Scheibenwischer, Fahrtrichtungsanzeiger usw. in Abhängigkeit von ihrer Position zu bedienen. Dargestellt ist ein Bedienhebel 3, der auf an sich bekannte Weise auf dem Gehäuse 12 angelenkt ist. Dieser Hebel ist mit Magneten 31 und 32 ausgestattet, die im Verhältnis zum Gehäuse 12 beweglich sind. Der Magnet 31 ist mit dem Ende des Hebels verbunden, der dem Teil gegenüberliegt, der von dem Fahrer gehandhabt wird, und verschiebt sich gemäß einer Kreisachse. Der Magnet 32, der sich im Bereich der Anlenkung des Hebels auf dem Gehäuse befindet, verschiebt sich linear in Abhängigkeit von der Drehung des Hebels 3 auf seiner Achse, zum Beispiel mittels eines beweglichen Drehgestells (nicht dargestellt). Die beweglichen Magneten 31 und 32 wirken jeweils mit Positionssensoren 16 und 17 zusammen, die von der gedruckten Schaltung 10 des Moduls 1 getragen werden. Der Endsensor 16 besteht aus einer (oder mehreren) Spiralspule(n) 16a, die auf die gedruckte Schaltung 10 geätzt und in einem entsprechenden Kreisbogen an die Fläche angepasst ist, die von dem Magneten 31 beeinflusst wird. Der Sensor 16 umfasst außerdem eine Platte 16b aus genau dem gleichen ferromagnetischen Material wie der Ring 14, von einer Form, die der Form der Spule 16a entspricht. Diese Platte wird in Kontakt mit der Spule 16a montiert, in entsprechender Weise wie die Montage des Rings 14, zum Beispiel durch Festklemmen zwischen der gedruckten Schaltung 10 und dem Gehäuse 12. Der lineare Sensor 17 ist in ähnlicher Weise ausgeführt, mit einer Spule 17a rechteckiger Form, die der Fläche entspricht, die von dem Magneten 32 beeinflusst wird, und einer ferromagnetischen Platte 17b entsprechender Form. Die Funktionsweise dieser Sensoren entspricht der Funktionsweise des Winkel-Positionssensors der Lenksäule, wobei die Position des Hebels 3 von der Messung der Impedanz der Spulen 16a und 17a abgeleitet wird, wobei die Impedanz in Abhängigkeit von der Sättigung der entsprechenden ferromagnetischen Platten durch die Magneten 31 und 32 variiert, die mit dem Hebel 3 verbunden sind. Es ist jedoch festzustellen, dass der Bedienhebel 3 so montiert werden kann, dass die Magneten 31 und 32 sich außerhalb des Gehäuses 12 befinden, wobei sie ihren Einfluss auf die Sensoren 16 und 17 durch die Wand des Gehäuses ausüben. Dadurch kann es vorteilhafterweise ermöglicht werden, einen zerbrochenen Hebel zu ersetzen, ohne in das Innere des Moduls 1 einzugreifen.
  • Es wird nun Bezug auf die 4, 5 und 6 genommen, um ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen Moduls zu beschreiben, das insbesondere verwendet wird, wenn das Fahrzeug mit einer zum Beispiel elektrischen Servolenkung ausgestattet ist, die das Messen des Drehmoments erfordert, das von dem Fahrer auf das Lenkrad ausgeübt wird. In diesem Fall umfasst die gedruckte Schaltung 10 mindestens eine zusätzliche Kreisspule 18 (5 und 6), die in Form einer Reihe von Windungen 18a mit einer gemeinsamen Achse ausgeführt ist, die in die Achse der Durchgangsöffnung 4 übergeht. Weitergehende Einzelheiten über den Aufbau dieser Spule sind in der französischen Patentanmeldung Nr. 9915153 zu finden, die zu Beginn der vorliegenden Beschreibung erwähnt wurde. Diese Spule ist konzentrisch zur Gruppe der Spulen 13 und ihr Radius ist derart, dass die Entfernung zwischen den Spulen größer ist als die Ausdehnung des Magnetfelds der Magneten, die gegenüberliegend angeordnet sind, wie im Folgenden zu sehen sein wird, sodass die Störungen, die von einer Spule auf die nächste induziert werden, minimiert werden. Die Spule 18 ist von einem ferromagnetischen Ring 19 bedeckt, der dem Ring 14 entspricht, der die Spulen 13 bedeckt und einen Durchmesser und eine Breite aufweist, die jeweils an die Spule 18 angepasst sind. Wie in 6 zu sehen ist, ist es möglich, zwei Spulen 18 und 18' zu verwenden, die in Reihe geschaltet und zu beiden Seiten der gedruckten Schaltung 10 montiert sind, wobei ihr ferromagnetischer Ring 19 und 19' entspricht. In diesem Fall wird der Ring 19 durch Festklemmen zwischen dem Gehäuse 12 und der gedruckten Schaltung gehalten, während der Ring 19' auf diese aufgeklebt werden kann. Die Kreisspule 18 und ihr ferromagnetischer Ring 19 (eventuell auch 18' und 19') wirken mit zwei Reihen magnetisierter Abschnitte 22 zusammen, die jeweils am Rand zweier Aufsätze 20 und 20' montiert sind, die mit der Lenksäule 2 verbunden sind. 4 stellt eine perspektivische Ansicht des Aufsatzes 20 dar, auf dem der halbkreisförmige Magnet 21 zu erkennen ist, der den Spulen 13 und dem Ring 14 gegenüber liegt. Der Aufsatz 20 weist einen Durchmesser auf, der demjenigen der Spule 18 und des Rings 19 entspricht und trägt am Rand sechs magnetisierte Abschnitte 22, die sich jeweils über einen Bogen von 30 Grad erstrecken und durch einen gleichen Winkelabstand voneinander getrennt sind. Der Aufsatz 20' ist genau gleich wie der Aufsatz 20, mit Ausnahme des halbkreisförmigen Magneten 21, der bei diesem fehlt. Der Aufsatz 20 ist mit einem ersten Abschnitt 2a der Lenksäule 2 verbunden und so angeordnet, dass die magnetisierten Abschnitte 22 der Spule 18 und dem Ring 19 auf einer Seite der gedruckten Schaltung 10 gegenüberliegen. Der Aufsatz 20' ist symmetrisch im Verhältnis zur Ebene der gedruckten Schaltung montiert und mit einem zweiten Abschnitt 2b der Lenksäule verbunden. Die Abschnitte 2a und 2b der Lenksäule sind untereinander durch einen Torsionsstab 2c verbunden, der in 6 durch einen verschlankten Teil der Säule dargestellt ist. Die Aufsätze 20 und 20' sind so montiert, dass die Ausdehnung ihrer magnetisierten Abschnitte auf der Ebene der gedruckten Schaltung 10 eine Abdeckung von 50 % bei Nichtvorhandensein des auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoments darstellt. Auf diese Weise sind 75 % der Oberfläche des ferromagnetischen Rings 19 gesättigt, wodurch die Impedanz der Spule 18 bei Nichtvorhandensein des auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoments bestimmt wird. Bei Vorhandensein eines Drehmoments bewirkt der Torsionsstab 2c eine relative Winkelversetzung zwischen den Aufsätzen 20 und 20', was bei einem Drehmoment in eine Richtung zu einer Zunahme und in der anderen Richtung zu einer Abnahme der gesättigten Oberfläche des Rings 19 führt, wobei die Änderung durch die nachfolgende Änderung der Impedanz der Kreisspule 18 messbar ist.

Claims (7)

  1. Elektronisches Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (12), das eine gedruckte Schaltung (10) trägt, die senkrecht zur Lenksäule (2) montiert ist und diese vollständig umgibt, und umfassend Mittel zum Messen der Winkelposition der Säule, dadurch gekennzeichnet, dass: – die gedruckte Schaltung mindestens vier halbkreisförmige Spiralspulen (13a, 13b, 13'a, 13'b) umfasst, die konzentrisch zur Durchgangsöffnung (4) der Lenksäule angeordnet sind, in zwei konzentrischen Gruppen zu je zwei gegenüberliegenden Spulen, wobei die Gruppen um 90° versetzt sind. – ein ferromagnetischer Ring (14) aus Material von großer magnetischer Permeabilität und schwachem Sättigungsfeld in Kontakt mit den Spulen platziert ist, wobei die Baugruppe mit einem halbkreisförmigen Magneten (21) zusammenwirkt, der mit der Lenksäule verbunden und dem ferromagnetischen Ring (14) gegenüber platziert ist.
  2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Ring (14) durch Festklemmen zwischen der gedruckten Schaltung (10) und dem Gehäuse (12) in Kontakt mit den Spulen (13) gehalten wird, und dadurch, dass der halbkreisförmige Magnet (21) außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  3. Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festklemmen durch Umklappen eines Bundes (15) erreicht wird, der aus dem Gehäuse hervortritt.
  4. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schaltung außerdem mindestens eine kreisförmige Spiralspule (18) umfasst, die zu den vorhergehenden konzentrisch ist, die mit einem zweiten ferromagnetischen Ring (19) verbunden ist, der mit mehreren magnetisierten Abschnitten (22) verbunden ist, die gleichmäßig einander gegenüberliegend am Rand der beiden Aufsätze (20, 20') verteilt und zu beiden Seiten der Spule (18) und des Rings (19) angeordnet sind, wobei jeder Aufsatz jeweils mit einem Abschnitt (2a, 2b) der Lenksäule (2) verbunden ist, wobei die Abschnitte durch einen Torsionsstab (2c) verbunden sind, der das Modul durchdringt.
  5. Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Aufsätze (20) auch den halbkreisförmigen Magneten (21) trägt.
  6. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, kombiniert mit mindestens einem Bedienhebel (3), der auf dem Gehäuse (12) des Moduls angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schaltung außerdem mehrere Positionssensoren (16, 17) umfasst, die aus mindestens einer Spiralspule (16a, 17a) vorbestimmter Form bestehen, die mit einer ferromagnetischen Platte (16b, 17b) entsprechender Form verbunden ist, die an der Spule anliegt und mit mindestens einem beweglichen Magneten (31, 32) zusammenwirkt, der mit dem Hebel (3) verbunden ist, um seine Position zu bestimmen.
  7. Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (3) auf dem Gehäuse (12) so montiert ist, dass der bewegliche Magnet (31, 32) sich im Verhältnis zur gedruckten Schaltung außerhalb des Gehäuses befindet.
DE60034471T 1999-10-27 2000-10-09 Elektronisches lenksäulenmodul Expired - Lifetime DE60034471T2 (de)

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