DE10057674A1 - Method and device for determining a steering angle of a motor vehicle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Bei einer Einrichtung und einem Verfahren, mit welchem eine einfache und genaue Erfassung der Absolutposition der Absolutposition der Längssäule möglich ist, wird der durch einen Lenkradeinschlag verursachte Verschiebeweg einer Zahnstange eines Lenkgetriebes detektiert, aus welchem der Lenkwinkel und unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkradwinkel und Zahnstangenweg bestimmt wird.The invention relates to a method for determining a steering angle of a motor vehicle and a device for performing the method. DOLLAR A In a device and a method with which a simple and accurate detection of the absolute position of the absolute position of the longitudinal column is possible, the displacement path of a rack of a steering gear caused by a steering wheel lock is detected, from which the steering angle and taking into account a predetermined transmission ratio between the steering wheel angle and rack travel is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a steering angle Motor vehicle and a device for performing the method.

In Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße elektrische Lenkhilfen ein­ gesetzt. Diese benötigen für die Funktion neben den mechanischen Kompo­ nenten wie Lenkwelle und Getriebe auch elektrische und elektronische Be­ standteile, wie eine Stellvorrichtung (Elektromotor), eine elektronische Steuer­ einheit und Sensorik. Neben der für die grundsätzliche Funktion einer Servo­ lenkung benötigten Sensorik zur Erfassung des Momentes, welches der Fahrer auf das Lenkrad aufbringt, wird zur Realisierung von zusätzlichen Komfort- und Sicherheitsfunktionen (Aktive Dämpfung/Aktive Rückstellung) eine Sensorik zur Erfassung der Lenkungsposition (z. B. Lenkradwinkel) benötigt.Electric steering aids are increasingly being used in motor vehicles set. These require for the function in addition to the mechanical compo components such as the steering shaft and gearbox also include electrical and electronic components components, such as an actuator (electric motor), an electronic control unit and sensors. In addition to that for the basic function of a servo steering required sensors to record the moment the driver on the steering wheel, is used to realize additional comfort and Safety functions (active damping / active reset) a sensor system required to record the steering position (e.g. steering wheel angle).

An der Lenkwelle angebrachte Lenkwinkelsensoren, wie sie heutzutage vor allem in ESP-Systemen verwendet werden, müssen den Drehwinkel der Lenk­ säule in einem Bereich erfassen, welcher größer als eine Umdrehung der Lenkwelle ist. Zur Erfassung der absoluten Position der Lenkwelle werden übli­ cherweise teure Multi turn-Sensoren eingesetzt.Steering angle sensors attached to the steering shaft, such as those used today All used in ESP systems must have the angle of rotation of the steering Detect column in an area that is larger than one revolution of the Steering shaft is. To record the absolute position of the steering shaft, übli expensive multi-turn sensors are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung des Lenkwinkels anzugeben, mit welchen eine einfache und genaue Erfassung der Absolutposition der Lenksäule möglich ist.The invention has for its object a method and a device to determine the steering angle, with which a simple and accurate detection of the absolute position of the steering column is possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der durch einen Lenk­ radeinschlag verursachte Verschiebeweg einer Zahnstange eines Lenkgetrie­ bes detektiert wird, aus welchem der Lenkwinkel unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkradwinkel und Zahn­ stangenweg bestimmt wird.According to the invention the object is achieved in that the steering Wheel lock caused displacement of a rack of a steering gear bes is detected, from which the steering angle taking into account a predetermined gear ratio between the steering wheel angle and tooth rod path is determined.

Der Vorteil der Lenkwinkelerfassung an der Zahnstange besteht darin, dass die Lenkungsposition über den gesamten Lenkradeinschlagwinkel eindeutig erfaßt werden kann, wogegen diese Meßaufgabe bei einem Lenkwinkelsensor an der Lenksäule einen zusätzlichen Umdrehungszähler erforderlich macht.The advantage of the steering angle detection on the rack is that the Steering position clearly recorded over the entire steering wheel steering angle can be, whereas this measurement task with a steering angle sensor on the Steering column requires an additional revolution counter.

Die Größen stehen über geometrisch festgelegte Übersetzungsverhältnisse in einem festen Zusammenhang.The sizes are above geometrically defined gear ratios a fixed connection.

Somit entfallen aufwendige Auswerteverfahren zur Bestimmung der Absolutpo­ sition. Der Einsatz teurer Multiturn-Sensoren ist nicht notwendig. Der Verzicht auf mechanische Teile wie Umdrehungszähler, Lagerung des Lenkwinkelsen­ sors im Eingriff unterbindet Verschleiß, Reibungsverluste und Laufgeräusche des Übersetzungsgetriebes der Multiturn-Sensoren.This eliminates the need for complex evaluation procedures to determine the absolute speed sition. The use of expensive multiturn sensors is not necessary. The waiver on mechanical parts such as revolution counters, bearing of the steering angle engaging prevents wear, friction losses and running noise the transmission gear of the multiturn sensors.

Vorteilhafterweise wird ein Motorpositionssignal eines zur Lenkunterstützung vorgesehenen Antriebsmotors zur Plausibilisierung des Lenkwinkels herange­ zogen. Der an sich für eine andere Systemfunktion innerhalb der Servolenkung im Kraftfahrzeug vorhandene Motorwinkelsensor wird zur Plausibilisierung des Lenkwinkels genutzt. Auch die Winkelstellung des Elektromotors steht über ein festes Übersetzungsverhältnis mit Lenkradwinkel, Zahnstangenweg und Fahr­ zeugradeinschlagwinkel in einem vorgegebenen Zusammenhang. Auf zusätzli­ che Hilfsmittel zur Erzeugung redundanter Signale kann somit verzichtet wer­ den. An engine position signal is advantageously used for steering assistance provided drive motor to check the plausibility of the steering angle pulled. That in itself for a different system function within the power steering Motor angle sensor present in the motor vehicle is used to check the plausibility of the Steering angle used. The angular position of the electric motor is also over Fixed gear ratio with steering wheel angle, rack travel and driving tool wheel turning angle in a given context. On additional che tools for generating redundant signals can thus be dispensed with the.  

In einer Ausgestaltung wird der Lenkwinkel zum Einsatz für mindestens eine Lenkzusatzfunktion, wie aktive Dämpfung und/oder Lenkrückstellung ermittelt.In one embodiment, the steering angle is used for at least one Additional steering function, such as active damping and / or steering reset.

Der einmal für die Lenkzusatzfunktion bestimmte Lenkwinkel wird der Ermitt­ lung weiterer Fahrzeugfunktionen zugrunde gelegt. Das Lenkwinkelsignal ist absolut und unmittelbar nach dem Einschalten des Systems vorhanden d. h. es ist immer eine direkte Signalerfassung vorhanden.The steering angle once determined for the additional steering function becomes the determiner other vehicle functions. The steering angle signal is absolutely and immediately available after switching on the system d. H. it there is always direct signal acquisition.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einrichtung zur Ermitt­ lung des Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, bei welcher eine Lenkwelle über ein Lenkgetriebe mit einer Spurstange verbunden ist, wobei die Stellung der Lenkwelle mittels eines Positionssensors erfasst wird. Erfindungs­ gemäß ist der lineare Positionssensor an dem als Zahnstangengetriebe ausge­ bildeten Lenkgetriebe angeordnet, wobei die mittels des linearen Positionssen­ sors erfasste Position des Zahnstangengetriebes der absoluten Stellung der Lenkwelle entspricht.In another embodiment of the invention, a device for determining tion of the steering angle of a motor vehicle is provided, in which a Steering shaft is connected via a steering gear to a tie rod, the Position of the steering shaft is detected by means of a position sensor. Fiction according to the linear position sensor on the rack and pinion gear Formed steering gear arranged, which means by means of the linear position sors detected position of the rack and pinion gear of the absolute position of the Steering shaft corresponds.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass durch die Messung des Zahn­ stangenweges anstelle des Verdrehwinkels der Lenksäule eine eindeutige Zu­ ordnung von Lenkwinkel und Zahnstange erreicht wird. Der Zahnstangenweg steht über ein eindeutiges Übersetzungsverhältnis mit dem Lenkradwinkel in Verbindung.The advantage of this invention is that by measuring the tooth rod path instead of the angle of rotation of the steering column a clear Zu order of steering angle and rack is achieved. The rack path stands in a clear gear ratio with the steering wheel angle in Connection.

Somit entfallen aufwendige Auswerteverfahren zur Bestimmung der Absolutpo­ sition. Der Einsatz teurer Multiturn-Sensoren ist nicht notwendig.This eliminates the need for complex evaluation procedures to determine the absolute speed sition. The use of expensive multiturn sensors is not necessary.

Zur Bestimmung des Lenkwinkels ist der Positionssensor mit einem Steuerge­ rät verbunden, welches aus dem Verschiebeweg der Zahnstange des Zahnstangengetriebes den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit und/oder der Lenkrichtung berechnet.To determine the steering angle, the position sensor is with a Steuerge advises connected, which from the displacement of the rack of the Rack and pinion gear the steering angle and / or the steering speed and / or the steering direction is calculated.

Vorteilhafterweise ist das Steuergerät zur Plausibilisierung des Lenkwinkelsig­ nals mit einem Motorpositionssensor verbunden, welcher an einem Antriebs­ motor angeordnet ist, der zur Lenkunterstützung in einer Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe steht.The control device is advantageously designed to check the plausibility of the steering angle nals connected to a motor position sensor, which is connected to a drive  Motor is arranged with the steering assistance in an operative connection the steering gear.

Das Signal des Wegsensors wird dabei durch das Signal eines für die Kommu­ tierung des Antriebsmotors ohnehin benötigten Motorwinkelsensors plausibili­ siert. Motorwinkel und Zahnstangenweg stehen in proportionalem Zusammen­ hang, so dass eine redundante Signalerfassung durch das Steuergerät möglich ist. Auf diese Art und Weise wird die Funktionssicherheit des zu erfassenden Lenkwinkelsignals erhöht. An sich vorhandene Sensorik kann mit benutzt wer­ den.The signal from the displacement sensor is replaced by a signal for the commu tation of the drive motor anyway required motor angle sensor plausibility Siert. Motor angle and rack travel are in a proportional relationship hang, so that redundant signal acquisition by the control unit is possible is. In this way, the functional reliability of the to be recorded Steering angle signal increased. Any existing sensor technology can be used with who the.

In einer Ausgestaltung ist das erste Steuergerät über eine Datenleitung mit mindestens einem weiteren Steuergerät verbunden, über welche der vom ers­ ten Steuergerät ermittelte Lenkwinkel und/oder Lenkgeschwindigkeit und/oder die Lenkrichtung übertragbar ist, wobei das zweite Steuergerät den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit und/oder die Lenkrichtung für seine Steuer- und/oder Regelfunktionen weiterverarbeitet.In one embodiment, the first control device is connected via a data line connected to at least one other control unit, via which the controller steering control determined and / or steering speed and / or the steering direction is transferable, the second control unit controlling the steering angle and / or the steering speed and / or the steering direction for its control and / or control functions processed.

Durch die Nutzung vorhandener Schnittstellen des ersten Steuergerätes, bei­ spielsweise des Steuergerätes für Servolenkung kann auf kostenintensive Win­ kelsensoren für das ESP-Steuergerät verzichtet werden.By using existing interfaces of the first control unit, at for example, the control unit for power steering can cost expensive Win kel sensors for the ESP control unit.

Eine besonders einfache und kostengünstige Variante wird erreicht, wenn der lineare Positionssensor zur Erfassung der Position des Zahnstangengetriebes nach einem berührungslosen Wirkprinzip arbeitet.A particularly simple and inexpensive variant is achieved if the linear position sensor for detecting the position of the rack and pinion gear works on a non-contact principle.

Vorteilhafterweise weist der lineare Positionssensor eine Magneteinrichtung und eine induktive Sensoreinheit auf, wobei die Magneteinrichtung mit der Zahnstange des Zahnstangengetriebes fest verbunden ist und die induktive Sensoreinheit in/oder an einem Gehäuse des Zahnstangengetriebes angeord­ net ist, wobei sich die induktive Sensoreinheit über annähernd den gesamten Verschiebeweg der Zahnstange ausdehnt. Durch diese Anordnung wird ein besonders einfacher Aufbau des Systems möglich. The linear position sensor advantageously has a magnetic device and an inductive sensor unit, wherein the magnetic device with the Rack of the rack and pinion gear is firmly connected and the inductive Sensor unit arranged in / or on a housing of the rack and pinion gear is net, the inductive sensor unit over almost the entire Extends displacement of the rack. With this arrangement, a particularly simple construction of the system possible.  

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die induktive Sensoreinheit außen an dem Gehäuse des Lenkgetriebes befestigt. Dabei erfasst die induktive Sensor­ einheit die Position des Permanentmagneten durch die Gehäusewandung des Lenkgetriebegehäuses. Das Gehäuse besteht aus einem nicht ferromagneti­ schen Material, beispielsweise Aluminium-Guß. Der Sensor ist somit integraler Bestandteil der Servolenkung.In a development of the invention, the inductive sensor unit is on the outside the housing of the steering gear attached. This detects the inductive sensor unit the position of the permanent magnet through the housing wall of the Steering gear housing. The housing consists of a non-ferromagnetic rule material, for example cast aluminum. The sensor is therefore more integral Part of the power steering.

Vorteilhafterweise ist die Magneteinrichtung mechanisch an der Zahnstange arretiert. Die Magneteinrichtung kann dabei den Umfang der Zahnstange annä­ hernd umfassen. Alternativ dazu ist die Magneteinrichtung in einem Magnetge­ häuse angeordnet, welches mit mindestens einem Mittel zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung an der Zahnstange befestigt ist.The magnetic device is advantageously mechanically on the rack locked. The magnetic device can approximate the circumference of the rack herd embrace. Alternatively, the magnet device is in a magnet arranged housing which with at least one means for form and / or non-positive attachment is attached to the rack.

Eine besonders stabile Befestigung läßt sich erreichen, wenn die Zahnstange hohl gebohrt ist und das Befestigungsmittel durch eine Bohrung der Zahnstan­ ge diese im Inneren hintergreifend angeordnet ist.A particularly stable attachment can be achieved if the rack is drilled hollow and the fastener through a hole in the tooth rack ge this is arranged behind the inside.

Eine einfache Herstellungsweise ist möglich, wenn das Magnetgehäuse und das Befestigungsmittel einstückig als Kunststoffspritzteil ausgebildet sind.A simple production method is possible if the magnet housing and the fasteners are integrally formed as a plastic injection molded part.

In einer einfachen Ausgestaltung weist das Gehäuse des Zahnstangengetrie­ bes eine in der Erstreckungsrichtung der Zahnstange ausgebildete Magnetauf­ nahme auf. In dieser Magnetaufnahme wird die Magneteinrichtung reibungsfrei innerhalb des Lenkgetriebegehäuses entlang der induktiven Auswerteeinheit geführt, welche ein der Position des Magneten entsprechendes elektrisches Signal abgibt, das den Drehwinkel der Lenksäule entspricht.In a simple embodiment, the housing of the rack and pinion gear has a magnet formed in the direction of extension of the rack record. In this magnet holder, the magnet device becomes frictionless within the steering gear housing along the inductive evaluation unit led, which is an electrical corresponding to the position of the magnet Output signal that corresponds to the angle of rotation of the steering column.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of them should be based on of the figures shown in the drawing are explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1: erfindungsgemäße Lenkhilfe; Fig. 1: power steering according to the invention;

Fig. 2: Zahnstangenlenkgetriebe; Fig. 2: rack and pinion steering gear;

Fig. 3: Querschnitt durch das Lenkgetriebe. Fig. 3: cross section through the steering gear.

Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical features are provided with the same reference symbols.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Lenkhilfeun­ terstützung. Eine das Lenkrad 1 tragende Lenksäule 2 greift in ein Lenkgetriebe 3 ein, welches über ein Lenkgestänge 4 die beiden Vorderräder 5, 6 eines Kraftfahrzeuges bewegt. Fig. 1 shows schematically an inventive device for Lenkhilfeun support. A steering column 2 carrying the steering wheel 1 engages in a steering gear 3 , which moves the two front wheels 5 , 6 of a motor vehicle via a steering linkage 4 .

An der Lenksäule 2 ist ein Lenkmomentensensor 7 angeordnet, der über die Leitung 9 mit einem Steuergerät 10 verbunden ist.A steering torque sensor 7 is arranged on the steering column 2 and is connected to a control unit 10 via the line 9 .

Am Lenkgetriebe 3 ist ein linearer Wegsensor 22 angeordnet, welcher über die Leitung 8 Sensorsignale, die dem Drehwinkel der Lenksäule 2 entsprechen, an das Steuergerät 10 ausgibt. Ein Elektromotor 11 ist über ein Kugelumlaufge­ triebe 12 mit der Zahnstange 19 des Lenkgetriebes 3 verbunden. Darüber hin­ aus wird über eine weitere Leitung 14 die von einem Motorpositionssensor 11a detektierte Stellung des Elektromotors 11 an das Steuergerät 10 gemeldet. Über eine weitere Leitung 13 steuert das Steuergerät 10 den Elektromotor 13 über seine Endstufe 10b in Abhängigkeit von dem vom Lenkmomentsensor 7 gelieferten Signal an, wodurch die mittels des Lenkrades 1 ausgeführte Lenk­ bewegung unterstützt wird.A linear displacement sensor 22 is arranged on the steering gear 3 and outputs sensor signals, which correspond to the angle of rotation of the steering column 2 , to the control unit 10 via the line 8 . An electric motor 11 is connected via a Kugelumlaufge gear 12 to the rack 19 of the steering gear 3 . Furthermore out from is reported via a further line 14 of a motor position sensor 11 a detected position of the electric motor 11 to the control unit 10th Via a further line 13 , the control device 10 controls the electric motor 13 via its output stage 10 b as a function of the signal supplied by the steering torque sensor 7 , whereby the steering movement carried out by means of the steering wheel 1 is supported.

Das Steuergerät 10 besteht neben der Endstufe 10b aus einem Controller 10a, der über eine Schnittstelle 10c mit einer Datenleitung 15 verbunden ist. Diese Datenleitung 15, vorzugsweise ein Can-Bus, verbindet das Steuergerät 10 mit weiteren Steuergeräten des Fahrzeuges z. B. einem Steuergerät 16 für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), einem ACC-Steuergerät 17 (Ab­ standsregelung) und einem Navigationsgerät 18. Darüber hinaus erhält das Steuergerät 10 über den Can-Bus 15 z. B. Informationen über die Fahrzeug­ geschwindigkeit und den Status des Fahrzeuges.The control unit 10 is next to the output stage 10 b of a controller 10 a, c of an interface 10 is connected to a data line 15 °. This data line 15 , preferably a CAN bus, connects the control unit 10 to other control units of the vehicle, e.g. B. a control unit 16 for an electronic stability program (ESP), an ACC control unit 17 (from position control) and a navigation device 18th In addition, the control unit 10 receives via the CAN bus 15 z. B. Information about the vehicle speed and the status of the vehicle.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Lenkgetriebe 3 dargestellt. Das Lenkgetrie­ be 3 ist als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet und besteht aus einer Zahnstange 19, welche im Inneren des Lenkgetriebegehäuses 24 geführt ist. An der Zahnstange 19, welche aus Stahl gefertigt ist, ist ein Permanentmagnet 20 ortsfest an einer solchen Stelle der Zahnstange 19 befestigt, welche den Anfang des Messbereiches der zu messenden Lenkposition der Lenksäule 2 darstellt.In FIG. 2 shows a section through the steering gear 3. The steering gear be 3 is designed as a rack and pinion steering gear and consists of a rack 19 which is guided inside the steering gear housing 24 . On the rack 19 , which is made of steel, a permanent magnet 20 is fixed in place at such a point on the rack 19 , which represents the beginning of the measuring range of the steering position of the steering column 2 to be measured.

Das Lenkgetriebegehäuse 24 weist in seinem Inneren eine Ausnehmung 21 auf, die sich über die gesamte Längserstreckung des Lenkgetriebegehäuses 24 ausdehnt und in welcher während des Betriebes der Lenkhilfe der Magnet 20 durch die Zahnstange 19 innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 24 verschoben wird.The steering gear housing 24 has in its interior a recess 21 which extends over the entire longitudinal extent of the steering gear housing 24 and in which the magnet 20 is displaced by the rack 19 within the steering gear housing 24 during operation of the steering aid.

An der Außenseite des Lenkgetriebegehäuses 24, an der Magnetaufnahme 21 anliegend, ist eine induktive Aufnehmereinheit 22 angeordnet, welche in ihrer Ausdehnung an den Verschiebeweg der Zahnstange 19 angepasst ist. Die Aufnehmereinheit 22 weist einen Steckeranschluß 23 zur Verbindung mit dem Steuergerät 10 auf.On the outside of the steering gear housing 24 , adjacent to the magnetic receptacle 21 , an inductive pickup unit 22 is arranged, the extension of which is adapted to the displacement path of the rack 19 . The pickup unit 22 has a plug connection 23 for connection to the control unit 10 .

Ausführungsformen des Magneten 20 sollen anhand eines Querschnittes durch das Lenkgetriebegehäuse 24 gemäß Fig. 3 erläutert werden.Embodiments of the magnet 20 are to be explained on the basis of a cross section through the steering gear housing 24 according to FIG. 3.

Aus Fig. 3a ist ersichtlich, dass die Zahnstange 19 hohlgebohrt ist. An der Zahnstange 19 ist der Magnet 20, welcher in einem Magnetgehäuse 25 gela­ gert ist, in der als Nut ausgebildeten Magnetaufnahme 21 geführt. Durch das Lenkgetriebegehäuse 24 hindurch detektiert die induktive Aufnehmereinheit 22 die Position des Magneten 20, der bei Verdrehung der Lenksäule 2 durch eine Bewegung der Zahnstange 19 verschoben wird.From Fig. 3a it can be seen that the rack 19 is drilled hollow. On the rack 19 is the magnet 20 which is Gert gela in a magnet housing 25, guided in the groove formed as a magnetic recording 21st Through the steering gear housing 24 , the inductive pickup unit 22 detects the position of the magnet 20 , which is displaced by a movement of the rack 19 when the steering column 2 is rotated.

Das Magnetgehäuse 25 ist mittels einer spreizdübelähnlichen Halterung 26 in eine Bohrung 27 in die Zahnstange 19 derart eingesetzt, dass die Halterung 26 die Zahnstange 19 hintergreift. Die Halterung 26 und das Magnetgehäuse 25 bilden dabei eine Einheit und lassen sich einfach in einem Kunststoffspritzpro­ zess herstellen. The magnet housing 25 is inserted into a bore 27 in the rack 19 by means of a bracket 26 similar to an expansion plug such that the bracket 26 engages behind the rack 19 . The bracket 26 and the magnet housing 25 form a unit and can be easily manufactured in a plastic injection molding process.

In einer anderen Ausführungsmöglichkeit gemäß Fig. 3b ist der Magnet 20 als eine die Zahnstange 19 umschließende ringförmige Magneteinrichtung 28 aus­ gebildet, die formschlüssig außen auf der Zahnstange 19 befestigt ist.In another possible embodiment according to Fig. 3b of the magnet 20 is formed as a rack 19 surrounding annular magnet device 28, which is positively secured externally on the rack 19.

Zur Verdeutlichung der Ausmaße der Anordnung sei angeführt, dass der Au­ ßendurchmesser der Zahnstange 19 24 mm beträgt, während der Magnet 20 5 × 5 mm und die Aufnehmereinheit 22 sowie die Magnetaufnahme 21 ungefähr 200 mm lang sind.To clarify the dimensions of the arrangement, it should be mentioned that the outer diameter of the rack 19 is 24 mm, while the magnet 20 is 5 × 5 mm and the pick-up unit 22 and the magnet receptacle 21 are approximately 200 mm long.

Die erfindungsgemäße elektrische Servolenkung mit am Zahnstangenlenkge­ triebe angebrachten linearen Wegsensor ermöglicht zusätzlich die Bereitstel­ lung eines Lenkwinkelsignals für andere Steuergeräte des Kraftfahrzeuges. Das Signal der Aufnehmereinheit 22 wird dabei durch das Signal des für die Kommutierung des Elektromotors 13 ohnehin benötigten Motorwinkelsensors 11a plausibilisiert. Motorwinkel und Zahnstangenweg stehen in proportionalen Zusammenhang, so dass eine redundante Signalerfassung durch das Steuer­ gerät 10 möglich ist. Auf diese Art und Weise wird die Eigensicherheit des zu erfassenden Lenkwinkelsignals erhöht. An sich vorhandene Sensorik kann mit benutzt werden.The electric power steering according to the invention mounted on rack and pinion linear travel sensor also enables the provision of a steering angle signal for other control units of the motor vehicle. The signal of the pickup unit 22 is thereby checked for plausibility by the signal of the motor angle sensor 11 a, which is required anyway for the commutation of the electric motor 13 . The motor angle and the rack travel are in a proportional relationship, so that redundant signal detection by the control device 10 is possible. In this way, the intrinsic safety of the steering angle signal to be detected is increased. Existing sensors can also be used.

Das so gewonnene Lenkpositionssignal wird durch das Steuergerät 10 der elektrischen Servolenkung zu einem Lenkwinkel und Lenkwinkelgeschwindig­ keitssignal aufbereitet, dass über den CAN-Bus 15 den anderen Fahrzeug­ systemen, beispielsweise dem ESP-Steuergerät 16 zur Verfügung gestellt wird. Die Nutzung vorhandener Schnittstellen des Steuergerätes 10 der Servolen­ kung kann auf kostenintensive Winkelsensoren für das ESP verzichtet werden. Das Lenkwinkelsignal ist absolut und unmittelbar nach dem Einschalten des Systems vorhanden d. h. es ist immer eine direkte Signalerfassung vorhanden.The steering position signal thus obtained is processed by the control unit 10 of the electric power steering to a steering angle and steering angle speed signal that the other vehicle systems, for example the ESP control unit 16, are made available via the CAN bus 15 . The use of existing interfaces of the control unit 10 of the servo steering can be dispensed with cost-intensive angle sensors for the ESP. The steering angle signal is present absolutely and immediately after the system is switched on, ie there is always direct signal detection.

Claims (18)

1. Verfahren zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der durch einen Lenkradeinschlag verursachte Ver­ schiebeweg einer Zahnstange eines Lenkgetriebes detektiert wird, aus wel­ chem der Lenkwinkel unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Überset­ zungsverhältnisses zwischen Lenkradwinkel und Zahnstangenweg bestimmt wird.1. A method for determining the steering angle of a motor vehicle, characterized in that the displacement caused by a steering wheel Ver shift path of a rack of a steering gear is detected, from which chem the steering angle is determined taking into account a predetermined ratio between the steering wheel angle and rack travel. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkel durch ein Motorpositionssignal eines zur Lenkunterstützung vorgesehenen Antriebsmotors plausibilisiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the steering angle by a motor position signal provided for steering assistance Drive motor is checked for plausibility. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkel der Ermittlung weiterer Fahrzeugfunktionen zugrunde gelegt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the steering angle the basis for determining other vehicle functions. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkel zum Einsatz für mindestens eine Lenkungszusatzfunktion, wie aktive Dämpfung und/oder Lenkrückstellung ermittelt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the steering angle to be used for at least one additional steering function, such as active Damping and / or steering return is determined. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Lenk­ winkel charakterisierenden Daten von einem ersten, die Lenkungszusatz­ funktion realisierenden Steuergerät zu einem zweiten, eine weitere Fahr­ zeugfunktion steuernden Steuergerät über einen Datenbus des Kraftfahr­ zeuges übertragen wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the steering angle characterizing data from a first, the steering additive function-implementing control unit to a second, another driving Control unit controlling the tool function via a motor vehicle data bus stuff is transferred.   6. Einrichtung zur Ermittlung des Lenkwinkels eines Kraftfahrzeuges, bei wel­ cher eine Lenkwelle über ein Lenkgetriebe mit einer Spurstange verbunden ist, wobei die Stellung der Lenkwelle mittels eines Positionssensors erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Positionssensor (20, 22) an dem als Zahnstangengetriebe ausgebildeten Lenkgetriebe (3) angeord­ net ist, wobei die mittels des linearen Positionssensors (20, 22) erfasste Po­ sition des Zahnstangengetriebes (3) der absoluten Stellung der Lenkwelle (2) entspricht.6. A device for determining the steering angle of a motor vehicle, in which a steering shaft is connected to a tie rod via a steering gear, the position of the steering shaft being detected by means of a position sensor, characterized in that the linear position sensor ( 20 , 22 ) on the as rack and pinion steering gear (3) is formed angeord net, wherein the (20, 22) Po detected by the linear position sensor sition of the rack gear (3) corresponds to the absolute position of the steering shaft (2). 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Positionssensor (20, 22) mit einem Steuergerät (10) verbunden ist, welches aus dem Verschiebeweg der Zahnstange (19) eines Zahnstangengetriebes (3) den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit und/oder die Lenk­ richtung berechnet.7. Device according to claim 6, characterized in that the linear position sensor ( 20 , 22 ) is connected to a control unit ( 10 ) which, from the displacement path of the rack ( 19 ) of a rack and pinion gear ( 3 ), the steering angle and / or the steering speed and / or calculated the steering direction. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer­ gerät (10) zur Plausibilisierung des Lenkwinkelsignals mit einem Motorposi­ tionssensor (11a) verbunden ist, welcher an einem Antriebsmotor (11) an­ geordnet ist, der zur Lenkunterstützung in einer Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe (3) steht.8. The device according to claim 7, characterized in that the control device ( 10 ) for plausibility of the steering angle signal with a motor posi tion sensor ( 11 a) is connected, which is arranged on a drive motor ( 11 ), which for steering support in an operative connection with the steering gear ( 3 ). 9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuergerät (10) über eine Datenleitung (15) mit mindestens einem weiteren Steuergerät (16, 17, 18) verbunden ist, über welche der vom ersten Steu­ ergerät (10) ermittelte Lenkwinkel und/oder Lenkgeschwindigkeit und/oder die Lenkrichtung an das zweite Steuergerät (16, 17, 18) übertragbar ist, wo­ bei das zweite Steuergerät (16, 17, 18) den Lenkwinkel und/oder die Lenk­ geschwindigkeit für seine Steuer- und/oder Regelfunktionen weiterverar­ beitet. 9. Device according to claim 7, characterized in that the first control device ( 10 ) is connected via a data line ( 15 ) to at least one further control device ( 16 , 17 , 18 ) via which the steering angle determined by the first control device ( 10 ) and / or steering speed and / or the steering direction can be transmitted to the second control unit ( 16 , 17 , 18 ), where in the second control unit ( 16 , 17 , 18 ) the steering angle and / or the steering speed for its control and / or Control functions processed. 10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Positionssensor (20, 22) zur Erfassung der Position des Zahnstangenlenk­ getriebes (3) nach einem berührungslosem Wirkprinzip arbeitet.10. The device according to claim 6, characterized in that the linear position sensor ( 20 , 22 ) for detecting the position of the rack and pinion steering gear ( 3 ) operates according to a non-contact principle. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Positionssensor eine Magneteinrichtung (20) und eine induktive Aufneh­ mereinheit (22) aufweist, wobei die Magneteinrichtung (20) mit der Zahnstange (19) des Zahnstangengetriebes (3) fest verbunden ist und die induktive Aufnehmereinheit (22) in/oder an einem Gehäuse (24) des Zahnstangengetriebes (3) angeordnet ist, wobei sich die induktive Aufneh­ mereinheit (22) abhängig vom gesamten Verschiebeweg der Zahnstange (19) ausdehnt.11. The device according to claim 10, characterized in that the linear position sensor has a magnetic device ( 20 ) and an inductive Aufneh mereinheit ( 22 ), wherein the magnetic device ( 20 ) with the rack ( 19 ) of the rack and pinion gear ( 3 ) is fixedly connected and the inductive pickup unit ( 22 ) is arranged in / or on a housing ( 24 ) of the rack and pinion gear ( 3 ), the inductive pickup unit ( 22 ) expanding depending on the total displacement of the rack ( 19 ). 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die indukti­ ve Aufnehmereinheit (22) außen an dem Gehäuse (24) des Lenkgetriebes (3) befestigt ist.12. The device according to claim 11, characterized in that the indukti ve pickup unit ( 22 ) is attached to the outside of the housing ( 24 ) of the steering gear ( 3 ). 13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet­ einrichtung (20, 28) mechanisch an der Zahnstange (19) arretiert ist.13. The device according to claim 11, characterized in that the magnetic device ( 20 , 28 ) is mechanically locked on the rack ( 19 ). 14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet­ einrichtung (28) die Zahnstange (3) annähernd umfaßt.14. The device according to claim 11, characterized in that the magnetic device ( 28 ) comprises the rack ( 3 ) approximately. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet­ einrichtung (20) in einem Magnetgehäuse (25) angeordnet ist, welches mit mindestens einem Mittel (26) zur form- und/oder kraftschlüssigen Befesti­ gung an der Zahnstange (19) verbunden ist.15. Device according to claim 14, characterized in that the magnet device ( 20 ) is arranged in a magnet housing ( 25 ) which is connected to at least one means ( 26 ) for positive and / or non-positive fastening on the rack ( 19 ) is. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (19) hohl gebohrt ist und das Befestigungsmittel (26) durch eine Bohrung (27) der Zahnstange (19) diese im Inneren hintergreift. 16. The device according to claim 15, characterized in that the rack ( 19 ) is drilled hollow and the fastening means ( 26 ) through a bore ( 27 ) of the rack ( 19 ) engages behind this inside. 17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetgehäuse (25) und das Befestigungsmittel (26) einstückig als Kunst­ stoffspritzteil ausgebildet sind.17. The device according to claim 15 or 16, characterized in that the magnet housing ( 25 ) and the fastening means ( 26 ) are integrally formed as an injection molded plastic part. 18. Einrichtung nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) des Zahnstangengetriebes (3) eine in der Erstreckungsrich­ tung der Zahnstange (19) ausgebildete Magneteinrichtungsaufnahme (21) aufweist.18. Device according to claim 11 and 13, characterized in that the housing ( 24 ) of the rack and pinion gear ( 3 ) has a magnetic device receptacle ( 21 ) formed in the direction of extension of the rack ( 19 ).