DE-102024210713-A1 - Verfahren zum Erkennen von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit umgebendes Gehäuse sowie dazu ausgebildete Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit (20) umgebendes Gehäuse (21) in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels einer in dem Gehäuse (21) angeordneten Sensoreinheit (30) Feuchtigkeitswerte (WF1) bezüglich einer relativen Feuchtigkeit in dem Gehäuse (21) erfasst werden, und die erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) in Bezug auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes geprüft werden. Bei einem erkannten Überschreiten des vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes wird der Sensoreinheit (30) thermische Energie zugeführt. Die Feuchtigkeitswerte (WF1) werden weiterhin erfasst und für ein Erkennen eines Wassereintritts ausgewertet, wobei bei dieser Auswertung eine erste Voraussetzung für ein Erkennen eines Wassereintritts ist, dass die weiterhin erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) höchstens innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches sinken. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40), die zur Ausführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist, und ein elektromechanisches Lenksystem mit einer solchen Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40).

Inventors

• Akos DOBCSANYI
• Leonard Lapis

Assignees

• THYSSENKRUPP AG
• THYSSENKRUPP PRESTA AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (12)

1. Verfahren zum Erkennen von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit (20) umgebendes Gehäuse (21) in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels einer in dem Gehäuse (21) angeordneten Sensoreinheit (30) Feuchtigkeitswerte (WF1) bezüglich einer relativen Feuchtigkeit in dem Gehäuse (21) erfasst werden, und die erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) in Bezug auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes geprüft werden, dadurch gekennzeichnet , dass bei einem erkannten Überschreiten des vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes durch wenigstens einen der erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) der Sensoreinheit (30) thermische Energie zugeführt wird, und weiterhin die Feuchtigkeitswerte (WF1) erfasst werden und für ein Erkennen eines Wassereintritts ausgewertet werden, wobei bei dieser Auswertung eine erste Voraussetzung für ein Erkennen eines Wassereintritts ist, dass die weiterhin erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) höchstens innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches sinken.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass mittels der in dem Gehäuse (21) angeordneten Sensoreinheit (30) zusätzlich Temperaturwerte (WT1) bezüglich einer Temperatur in dem Gehäuse (21) erfasst werden, wobei bei dem erkannten Überschreiten des vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes durch wenigstens einen der erfassten Feuchtigkeitswerte die Temperaturwerte (WT1) weiterhin erfasst werden und für ein Erkennen eines Wassereintritts ausgewertet werden, wobei bei dieser Auswertung eine zweite Voraussetzung für ein Erkennen eines Wassereintritts ist, dass die erfassten Temperaturwerte (WT1) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ab Beginn der thermischen Wärmezufuhr maximal um einen vorgegebenen Toleranztemperaturwert steigen.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass auf einen Wassereintritt in das Gehäuse (21) erkannt wird, wenn die Auswertung ergibt, dass die erste Voraussetzung erfüllt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass auf einen Wassereintritt in das Gehäuse (21) erkannt wird, wenn die Auswertung ergibt, dass die erste Voraussetzung und die zweite Voraussetzung erfüllt sind.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass auf keinen Wassereintritt erkannt wird, wenn die Auswertung ergibt, dass die weiterhin erfassten Feuchtigkeitswerte (WF1) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ab Beginn der thermischen Wärmezufuhr wenigstens um einen vorgegebenen Feuchtigkeitsprüfungs-Schwellenwert sinken.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet , dass auf keinen Wassereintritt erkannt wird, wenn die weiterhin erfassten Temperarturwerte (WT1) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ab Beginn der thermischen Wärmezufuhr wenigstens um einen vorgegebenen Temperaturprüfungs-Schwellenwert steigen.
7. Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) umfassend ein Gehäuse (21), eine in dem Gehäuse (21) angeordnete elektronische Steuereinheit (20), eine in dem Gehäuse (21) angeordnete Sensoreinheit (30) und eine Auswerteeinheit (26), wobei die Sensoreinheit (30) ein erstes Sensorelement (31) und ein Heizelement (33) aufweist, wobei das erste Sensorelement (31) zur Erfassung von Feuchtigkeitswerten (WF1) bezüglich einer relativen Feuchtigkeit ausgebildet ist, wobei die Auswerteeinheit (26) ausgebildet ist, die von der Sensoreinheit (30) erfassten Werte (WF1, WT1) zu empfangen und auszuwerten sowie das Heizelement (33) zur Zuführung von thermischer Energie zu der Sensoreinheit (30) anzusteuern, und wobei die Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 ausgebildet ist.
8. Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Sensoreinheit (30) ein zweites Sensorelement (32) aufweist, wobei das zweite Sensorelement (32) zur Erfassung von Temperaturwerten (WT1) bezüglich einer Temperatur ausgebildet ist, und wobei die Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
9. Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Auswerteeinheit (26) von der Steuereinheit (20) umfasst ist.
10. Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das Heizelement (33) als integrierte Selbstheizfunktion der Sensoreinheit (30) ausgebildet ist, die über eine Schnittstelle der Sensoreinheit (30) von der Auswerteeinheit (26) aktivierbar ist.
11. Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 , gekennzeichnet durch eine zu der Sensoreinheit (30) redundant ausgebildete zweite Sensoreinheit (60).
12. Elektromechanisches Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs umfassend eine Lenkhandhabe (4) zur Vorgabe eines Lenkbefehls und einen auf eine Koppelstange (7) des Lenksystems (1) wirkenden Lenksteller (10) zur Umsetzung eines erfassten Lenkbefehls in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern (8) des Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , wobei die Steuereinheit (20) der Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung (40) zur Ansteuerung des Lenkstellers (10) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit umgebendes Gehäuse in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels einer in dem Gehäuse angeordneten Sensoreinheit Feuchtigkeitswerte bezüglich einer relativen Feuchtigkeit in dem Gehäuse erfasst werden, und die erfassten Feuchtigkeitswerte in Bezug auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes geprüft werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung mit Wassereintrittserkennung sowie ein elektromechanisches Lenksystem mit solch einer Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung. In Kraftfahrzeugen werden die Funktionen der Aktuatoren, beispielsweise der Aktuatoren für Lenkung, Antrieb und Bremse, immer komplexer, sodass immer leistungsfähigere elektronische Steuereinheiten, sogenannte ECUs (ECU: Electronic Control Unit) benötigt werden. Obwohl die Betriebsbedingungen dabei im Wesentlichen unverändert bleiben, müssen diese Steuereinheiten verschiedenen Umwelteinflüssen standhalten. Insbesondere ist es erforderlich, dass die Steuereinheiten robust gegen hohe Temperaturen und niedrige Temperaturen, mechanische Stöße und gegen ein Eindringen von Wasser sind. Von Bedeutung ist daher das Design der Gehäuse für die Steuereinheiten, weil diese entscheidend dazu beitragen, dass die Steuereinheiten auch unter extremen Bedingungen vollständig funktionsfähig und betriebsbereit bleiben. Bei einem normalen Betrieb eines Kraftfahrzeugs ist es aber grundsätzlich möglich, dass dennoch Wasser in das die Steuereinheit schützend umgebende Gehäuse eintritt. Da das Wasser die Steuereinheit schädigen und somit letztlich auch die Funktion der Fahrzeugaktuatoren beeinträchtigen kann, ist es für die Fahrzeugsicherheit und die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit der Steuereinheit wichtig, neben der Bereitstellung von entsprechend zuverlässigen Gehäusen auch eine Erkennung eines Wassereintritts in das Gehäuse bereitzustellen. Dabei ist aus der CN 111806552 A für ein elektromechanisches Lenksystems bekannt, die Feuchtigkeit in der direkten Umgebung einer Lenkungsmotor-Steuerung zu erfassen und mit einer aktuellen Feuchtigkeit zu vergleichen. Ist die Feuchtigkeit dabei in der direkten Umgebung der Lenkungsmotor-Steuerung höher als eine aktuelle Feuchtigkeit, werden verschiedene Maßnahmen ausgelöst, wie ein Wechsel von einem automatischen Fahrmodus in einen manuellen Fahrmodus, ein Parken des Kraftfahrzeugs oder eine Ausgabe einer Warnmeldung. Zudem offenbart die US 2015/0175192 A1 ein elektromechanisches Lenksystem, wobei ein Feuchtigkeitssensor nahe einer Dichtung am Motorgehäuse eines Lenkungsmotors angebracht ist, durch die Wasser in das Gehäuse eindringen könnte. Der Feuchtigkeitssensor erkennt dabei Wasser sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Zustand. Übersteigt eine erfasste Feuchtigkeit einen Schwellenwert, so wird der Betrieb des Lenkungsmotors zur Vermeidung von Schäden an dem Motor gestoppt. Bei erfasster Feuchtigkeit unterhalb des Schwellwerts kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Darüber hinaus wird in der US 9,020,703 B2 ein elektromechanisches Lenksystem beschrieben, wobei mittels eines Feuchtigkeitssensors die Feuchtigkeit in einem die Zahnstange des Lenksystems umgebenden Gehäuse gemessen wird. Wenn die von dem Feuchtigkeitssensor erfasste Feuchtigkeit einen festgelegten Schwellenwert überschreitet, verringert das Steuergerät die Lenkunterstützung, um mögliche Fehlfunktionen zu verhindern. Zusätzlich kann ein Alarmsignal aktiviert werden, um den Fahrer auf hohe Feuchtigkeit aufmerksam zu machen. Mit den in den vorstehend genannten Schriften beschriebenen Sensoranordnungen ist es problematisch, für eine Erkennung von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit umgebendes Gehäuse die gewünschte Zuverlässigkeit zu erreichen und eine Auslösung einer Maßnahme in als nicht kritisch zu bewertenden Situationen zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erkennung eines Wassereintritts in ein Gehäuse mit einer hohen Erkennungszuverlässigkeit bereitzustellen, mit der ein Auslösen von Fehlalarmen reduziert wird. Vorzugsweise soll die Lösung dabei kostengünstig zu realisieren sein. Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie eine Steuerung-Sensor-Gehäuse-Anordnung und ein elektromechanisches Lenksystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben sowie in den Figuren dargestellt. Die vorgeschlagene Lösung sieht ein Verfahren zum Erkennen von Wassereintritt in ein eine Steuereinheit umgebendes Gehäuse in einem Kraftfahrzeug vor, wobei mittels einer in dem Gehäuse angeordneten Sensoreinheit Feuchtigkeitswerte bezüglich einer relativen Feuchtigkeit in dem Gehäuse erfasst werden, und die erfassten Feuchtigkeitswerte in Bezug auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Feuchtigkeits-Schwellenwertes gepr