Präzise Messlenkräder: Die CLS-Lenksensoren

Mit dem innovativen Lenksensor CLSx wird das Original-Lenkrad Ihres Fahrzeugs zum hochpräzisen Messlenkrad, das Lenkmoment, Lenkwinkel, Lenkgeschwindigkeit und Beschleunigung in x-, y- und z-Richtung misst. Ob PKW, LKW oder Baumaschine, mit wenigen Handgriffen lässt sich der ultraflache Sensor zwischen Lenksäule und Lenkrad platzieren. Die Funktionalität des originalen Lenkrades inklusive Airbag bleibt vollständig erhalten.

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Erfasst Drehmoment, Winkel und Drehgeschwindigkeit
  • Beschleunigungsmessung in XYZ-Richtung
  • Weltweit kleinster und leichtester Sensor
  • Optimiert für die Erprobung von autonomem Fahren
  • Schnelle und einfache Montage an fast allen Fahrzeugen

Ideal für folgende Normtests:

  • ISO 4138 Stationäre Kreisfahrt
  • ISO 7975 Bremsen im Kreis
  • ISO 7401 Lenkwinkelsprung
  • ISO 3888 ISO-Spurwechseltest (Elch-Test)
  • ISO 7401 Sinus-Wedeltest
  • ISO 17288 Lenkungspendeln
  • ECE-R 79 Lenkanlagen
  • NHTSA Fishhook-Test (Kippsicherheit)

Innovative Lenksensoren für moderne Tests

Der innovative Lenksensor CLSx erfasst hochgenau Drehmoment, Lenkwinkel und Lenkwinkel- Geschwindigkeit sowie die Beschleunigungen im Zentrum der Lenksäule in x-, y- und z-Richtung inklusive der Rotationsbeschleunigung. Sowohl bei Baugröße und Bedienkomfort als auch bei Auflösung und Genauigkeit der Messwerte setzt der CLSx neue Maßstäbe.

Hochauflösende A/D-Wandler mit 24 Bit sorgen für eine besonders gute Signalqualität und rauschfreie Ergebnisse selbst bei kleinen Momenten unter 3 Nm. Das ist gerade bei der Erprobung von Fahrerassistenzsystemen und autonomen Fahren für das Bestimmen des Überdrückmoments wichtig. In Verbindung mit dem innovativen Design des Sensorkörpers führt dies zu einer hochgenauen Lenkmomentmessung von 0,1% FS (bei ±100 Nm). Die Drehsteifigkeit des Sensors (ohne Adaption) liegt bei 100 Nm bei 0,025°.

Messgrößen

  • Drehmoment ±100 Nm (andere auf Anfrage)
  • Lenkwinkel ±1440° (± 4 Umdrehungen)
  • Lenkgeschwindigkeit ±2048°/sec
  • Beschleunigung in x-, y-, z-Richtung
  • Rotationsbeschleunigung

Preisgekrönt

Der CLSx baut deutlich kleiner als vergleichbare Produkte. Zusätzlich konnten wir die Messgenauigkeit des Sensors durch das optimierte Design wesentlich verbessern.

Florian Sailer, CAEMAX Technologie GmbH

Diese Vorteile überzeugten sowohl die Redaktion der Fachzeitschrift messtec drives automation als auch das Fachpublikum: Der CLSx wurde beim Messtec & Sensor Masters Award in der Kategorie Sensorik ausgezeichnet.

Komfortable und schnelle Montage

Der Lenksensor CLSx wird mit wenigen Handgriffen zwischen dem Originallenkrad und der Lenksäule montiert. Die Verkabelung (LIN-Bus) des Originallenkrads wird dabei einfach durch den Sensor geführt, so dass alle elektrischen Funktionen sowie der Airbag erhalten bleiben. Mit einer äußerst geringen Aufbauhöhe von 30 mm (ohne Adapter) verlängert er die Lenksäule nur minimal.

Über die CAEMAX-Adaptersysteme, die auf das Fahrzeug angepasst gefertigt werden, kann der Messlenksensor an nahezu allen weltweit vorhandenen Fahrzeugtypen eingesetzt werden. Die ESP-Funktionalität des Fahrzeugs bleibt durch optional erhältliche Mitnehmeradapter auf den im Fahrzeug integrierten ESP-Winkelgeber erhalten. Mit kurzen Rüstzeiten und komfortablen Softwarefunktionen wie z.B. dem fernsteuerbaren Nullabgleich für Moment und Drehwinkel ist das System innerhalb kürzester Zeit sehr schnell messbereit – optional mit Speicherung des Referenzwertes mit festem Referenzwert des Winkelsignals.

Anwendungen

Die Anwendungsmöglichkeiten des Lenksensors sind vielfältig: ob klassische Tests zur Abstimmung des Lenksystems in PKWs über Nachweismessung für Baumaschinen bis hin zu Validierungen von autonomen Fahrzeugen.

Abstimmung des Lenksystems

Der CLSx-Lenksensor eignet sich besonders für den Einsatz bei fahrdynamischen Tests wie z.B.:

  • ISO 4148 Stationäre Kreisfahrt
  • ISO 7975 Bremsen im Kreis
  • ISO 7401 Lenkwinkelsprung bzw. Lenkungsrücklauf
  • ISO 3888 ISO-Spurwechseltest (Elch-Test)
  • ISO 7401 Sinus-Wedeltest
  • ISO 17288 Lenkungspendeln
  • ECE-R 79 Lenkanlagen
  • NHTSA Fishhook-Test (Kippsicherheit)

Evaluation von Fahrer-Assistenzsystemen und autonomen Fahren

Beim Betrieb von Fahrzeugen mit Fahrerassistenzsystemen, Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) und autonomen Fahrfunktionen gilt weiterhin: Der Fahrer ist in der Verantwortung und muss jederzeit sein Fahrzeug beherrschen können. Das bedeutet, dass Lenkmanöver von ADAS-Systemen wie z.B. Spurhalte- und Spurwechselassistenten jederzeit durch den Fahrer manuell beeinflusst werden können müssen. Das dafür notwendige Lenkmoment – auch Überdrückmoment genannt – darf maximal 3 Nm betragen.  Der CLSx-Lenksensor ist ideal, um dieses Überdrückmoment zu untersuchen, da er auch in diesem kleinen Messbereich hochaufgelöste Ergebnisse liefert. Dabei bleibt das Original-Lenkrad mit allen Funktionen inklusive Airbag und kapazitiver Handsoff-Erkennung erhalten. Durch die sehr kompakte Baugröße und das niedrige Gewicht verfügt der Sensor über ein geringes Massen-Trägheits-Moment. Zudem arbeitet er besonders reibungsarm. Das alles sorgt dafür, dass der montierte Lenksensor kaum Einfluss auf das Lenksystem des Serienfahrzeugs nimmt. Das Lenkverhalten bleibt damit äquivalent zum Serienfahrzeug.

Misuse-Test bei Lenksystemen

Bei einem Misuse-Test wird das Verhalten eines Fahrzeuges oder einer Fahrzeugkomponente in Extremsituationen untersucht – so auch bei Lenksystemen. Ein Test ist das Entlangrutschen an einem Hindernis mit entsprechendem Lenkmoment und dauerhaftem Lenkeinschlag, beispielsweise an einer Bordsteinkante.
Mit dem CLSx-Lenksensor können die dabei auftretenden maximalen Lenkmomente präzise untersucht werden. Aus Sicherheitsgründen (Schutz des Testfahrers) besitzt der CLSx-Lenksensor eine hohe Bruchfestigkeit von über 500 Nm.

Komfort-Messung

Komfort- und Handlingsverhalten werden im Dauerbetrieb unter realistischen Fahrbedingungen getestet. Ein wichtiger Bestandteil ist die Messung der Lenkvibrationen in x-, y- und z-Richtung. Mit dem integrierten MEMS-Beschleunigungssensor, misst der CLSx-Lenksensor Vibrationen in alle drei Raumachsen bis 5 g. Zusätzlich wird die Rotationsbeschleunigung bis ±10.000 °/s2  erfasst.

Usability-Messung

Dank des universellen Adaptersystems, ist der CLSx-Lenksensor zur Untersuchung des Lenkverhaltens an nahezu allen Lenksystemen im Bereich Fahrzeug- und Maschinenbau einsetzbar:

  • Pkw und Lkw
  • Agrarmaschinen (Traktoren, Erntemaschinen)
  • Straßenbaumaschinen und Sonderfahrzeuge
  • Schiffsbau, Wasserfahrzeuge, Luftfahrt
  • Prüfstände für Lenksysteme

Technische Daten - CLSx

Lenkmoment

ParameterWertBemerkungen
Messprinziptemperaturkompensierte DMS-Applikation
Messbereich±100 Nm (weitere auf Anfrage)
Genauigkeit0,1% FSKombiniert (Verstärungsfehler und Nichtlinearität)
Bandbreite0 bis 800 HzAbtastrate 5 kHz

Lenkwinkel

ParameterWertBemerkungen
Messprinzipinkrementeller Winkelencoder
Messbereich±1440 °
Genauigkeit0,045 °
Bandbreite0 bis 800 HzAbtastrate 5 kHz

Lenkgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit)

ParameterWertBemerkungen
Messprinzipaus Winkelsignal berechnet
Messbereich±2048 °/s
Bandbreite0 bis 800 HzAbtastrate 5 kHz

Vibration und Beschleunigung

ParameterWertBemerkungen
Vibrationim Zentrum der Lenksäule, Messbereich bis
±5 g in x-, y- und z-Richtung
RotationsbeschleunigungMessbereich ±10000 °/s2

Allgemein

ParameterWertBemerkungen
Sensorhöheca. 30 mmohne Adapter
Sensorgewichtca. 0,6 kgohne Adapter
Überlast>100% des Messbereichs
Mech. Bruchlast>500 Nm
Adaptionspezielle Adaption für jedes Fahrzeug
möglich

Trägheitsmoment
Sensor

Lenkrad oder Lenksäulenadapter


ca. 3000 g cm2

typ. ca. 500 g cm2
Betriebstemperatur-20°C bis +80°C

Kontrolleinheit

ParameterWertBemerkungen
Versorgung9 bis 36 V DC
CAN-Ausgangfrei konfigurierbar
Analogausgangfrei konfigurierbar, max. ±10 V
Autozeroauslösbar per Knopfdruck über
Steuereinheit oder per Fernbedienung
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