DE102006025790A1 - Motor vehicle`s steering system e.g. electrical servo steering system, operating method, involves adjusting auxiliary angle based on momentary fitness condition of electrical system of motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein derartiges Verfahren durchzuführen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a method for operating a power steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a computer program and a computer program product with program code means to to carry out such method. Of Furthermore, the invention relates to a power steering system of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Ein
Lenksystem mit Überlagerungsmitteln
ist aus der
Außerdem ist
aus der
Das
in der
In Kraftfahrzeugen werden zumeist elektrische Servolenksysteme bzw. elektromechanische Servosteller (electronic power steering, EPS) eingesetzt. Wünschenswert bzw. bekannt ist jedoch auch die vorstehend bereits angesprochene Kombination eines elektrischen Servolenksystems mit einer Überlagerungslenkung bzw. einem Überlagerungswinkelsteller (active steering, AS), um sowohl ein variables Unterstützungsmoment als auch ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und mittlerem Radlenkwinkel der lenkbaren Räder der Kraftfahrzeuge funktional realisieren zu können.In Motor vehicles are usually electric power steering systems or electromechanical servo-controller (electronic power steering, EPS) used. Desirable However, it is also known or already mentioned above Combination of an electric power steering system with a superposition steering or an overlay angle adjuster (active steering, AS) to both a variable assist torque as well as a variable gear ratio between Steering wheel angle and middle wheel steering angle of the steerable wheels To realize motor vehicles functionally.
Das Übersetzungsverhältnis wird vorliegend als Quotient zwischen Lenkradwinkeländerung und entsprechender Änderung des mittleren Radlenkwinkels der lenkbaren Räder definiert. Ein durch das Lenkgetriebe vorgegebenes mechanisches Grundverhältnis kann beispielsweise bei 18:1 liegen, d. h. ein Grad Winkeländerung am lenkbaren Rad erfordern 18 Grad Winkeländerung am Lenkrad. Ein kleineres bzw. direkteres Übersetzungsverhältnis (beispielsweise 10:1) bewirkt, dass am Lenkrad weniger gedreht werden muss, die lenkbaren Räder jedoch weiter einschlagen. Dies ist bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, im Stadtverkehr oder auf kurvenreichem Terrain vorteilhaft. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, etwa bei der Autobahnfahrt, ist ein größeres bzw. indirekteres Übersetzungsverhältnis (beispielsweise 25:1) von Vorteil.The gear ratio is present as quotient between steering wheel angle change and corresponding change the mean wheel steering angle of the steerable wheels defined. A through the steering gear given basic mechanical relationship, for example, at 18: 1, d. H. require a degree of angle change on the steerable wheel 18 degrees angle change at the steering wheel. A smaller or more direct gear ratio (for example 10: 1) causes the steering wheel to turn less steerable wheels but continue to hit. This is at low vehicle speeds, advantageous in city traffic or on winding terrain. at higher Vehicle speeds, such as when driving on the highway, is a larger or Indirect gear ratio (for example 25: 1) of advantage.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, wird etwa bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine direktere Lenkübersetzung und ein geringes Lenkmoment vom Fahrer als komfortabel empfunden. Je geringer die Lenkübersetzung eingestellt wird, desto höher ist bei gleicher Lenkradbewegung die Zahnstangengeschwindigkeit. Zugleich sind bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten die Zahnstangenkräfte hoch. Beides zusammen führt zu einer erhöhten Leistungsanforderung an das Bordnetz gegenüber einem herkömmlichen Servolenksystem. Wird dabei die Leistungsfähigkeit des Bordnetzes überschritten, steigt das Lenkmoment ungewollt an. Es kommt in nachteiliger Weise zu einer für den Fahrer unangenehmen Verhärtung der Lenkung. Dementsprechend führt eine Leistungsauslegung eines derartigen Überlagerungslenksystems zu einer Erhöhung der Anforderungen an die Energieversorgung. Bei einem hydraulischen Servolenksystem, muss der Ölstrom entsprechend dem Verhältnis der erreichbaren Lenkgeschwindigkeiten erhöht werden. Dadurch erhöht sich die erforderliche Pumpengröße bei gleichzeitig erhöhter Verlustleistung, was wiederum weitere Sondermaßnahmen (z. B. Ölkühler, Pumpen mit variablem Ölstrom, etc.) erforderlich macht, welche mit Mehrkosten verbunden sind. Bei einem elektrischen Servolenksystem, müssen sowohl der Elektromotor des Servoantriebs als auch die Endstufen des Steuergeräts entsprechend größer dimensioniert werden, was einerseits zu Mehrkosten führt, andererseits auch die Bauraumanforderungen erhöht. Gleichzeitig erhöht sich der Maximalstrom, welcher dem Bordnetz entnommen werden muss. Da dieser jedoch im Allgemeinen begrenzt ist, führt dies wiederum zu weiteren mit der Stabilisierung des Bordnetzes verbundenen Mehrkosten.As already stated above, a more direct steering ratio and a low steering torque is perceived by the driver as comfortable at low vehicle speeds. The lower the steering ratio is set, the higher is the rack speed with the same steering wheel movement. At the same time, the rack-and-pinion forces are high at low vehicle speeds. Both together leads to an increased power requirement on the electrical system compared to a conventional power steering system. If the performance of the electrical system is exceeded, the steering torque increases unintentionally. It comes disadvantageously to an unpleasant for the driver hardening of the steering. Accordingly A performance design of such a superposition steering system leads to an increase in the requirements of the power supply. In a hydraulic power steering system, the oil flow must be increased according to the ratio of the achievable steering speeds. This increases the required pump size and at the same time increases power loss, which in turn necessitates further special measures (eg oil coolers, pumps with variable oil flow, etc.), which are associated with additional costs. In an electric power steering system, both the electric motor of the servo drive and the output stages of the control unit must be sized accordingly larger, on the one hand leads to additional costs, on the other hand also increases the space requirements. At the same time, the maximum current which has to be taken from the electrical system increases. However, as this is generally limited, this in turn leads to additional costs associated with the stabilization of the electrical system.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs, ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt und ein Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einen Betrieb des Servolenksystems derart ermöglichen, dass unabhängig von den vorgegebenen Lenkbewegungen des Fahrers die Leistungsfähigkeit des Bordnetzes bei einem gegenüber der mechanischen Grundübersetzung direkter eingestellten Übersetzungsverhältnis nicht überschritten wird.outgoing It is the object of the present invention to provide a Method for operating a power steering system of a motor vehicle, a computer program, a computer program product and a power steering system a motor vehicle of the type mentioned, which allow operation of the power steering system such that regardless of the given steering movements of the driver's performance of the electrical system at one opposite the basic mechanical translation direct set transmission ratio is not exceeded becomes.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die Aufgabe wird bezüglich des Computerprogramms durch Anspruch 6, bezüglich des Computerprogrammprodukts durch Anspruch 7 und bezüglich des Servolenksystems durch Anspruch 8 gelöst.These The object is achieved by the solved in claim 1 features. The task is related to the The computer program of claim 6, relating to the computer program product by claim 7 and with respect of the power steering system solved by claim 8.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird das Lenksystem in vorteilhafter Weise derart geführt, dass unabhängig von der Lenkbewegung des Fahrers die Leistungsfähigkeit des Bordnetzes auch bei einer direkteren Lenkübersetzung nicht überschritten wird. Dazu wird die Lenkübersetzung derart angepasst, dass die aufgenommene Leistung des Servolenksystems die Leistungsgrenze des Bordnetzes nicht überschreitet. Sonach sind die funktionalen Vorteile eines AS-Lenksystems auch in Verbindung mit einem Servoantrieb trotz begrenzter Bordnetzleistung darstellbar. In keiner Fahrsituation tritt eine ungewollte Verhärtung der Lenkung auf. Darüber hinaus kann der Servoantrieb in Kombination mit einem AS-Lenksystem im Wesentlichen unverändert bleiben. Durch eine geeignete Regelungsstrategie wird somit die Dimensionierung des Servolenksystems reduziert, wodurch eine Kostensenkung und eine Senkung des Bauraumbedarfs erzielt wird. Darüber hinaus wird auch der Einsatzbereich des Servolenksystems bei gegebenem elektrischen Bordnetz um höhere Fahrzeugklassen bzw. technische Anforderungen erweitert.By the measures according to the invention will guided the steering system in an advantageous manner so that regardless of the steering movement of the driver, the performance of the electrical system also at a more direct steering ratio not exceeded becomes. This is the steering ratio adjusted so that the absorbed power of the power steering system does not exceed the power limit of the electrical system. Sonach are the functional advantages of an AS steering system also in conjunction with a servo drive despite limited on-board power represented. In no driving situation occurs an unwanted hardening of the Steering on. About that In addition, the servo drive can be combined with an AS steering system remain essentially unchanged. By a suitable control strategy is thus the dimensioning the power steering system reduces, thereby reducing costs and a Reduction of the space requirement is achieved. In addition, the area of application is also the power steering system for a given electrical system to higher vehicle classes or technical requirements extended.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Zusatzwinkel zeitlich begrenzt angepasst.In An advantageous embodiment of the invention, the additional angle adjusted for a limited time.
Des weiteren kann die Lenkübersetzung derart angepasst werden, dass die Leistungsaufnahme bzw. die Stromaufnahme des elektrischen Servolenksystems aus dem Bordnetz einen vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt.Of further can the steering ratio be adapted so that the power consumption or the power consumption the electric power steering system from the electrical system a predetermined limit does not exceed.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn zu einer weniger direkten Einstellung des variablen Übersetzungsverhältnisses der Zusatzwinkel reduziert wird. Insbesondere bei kurzzeitigen hohen Lenkgeschwindigkeiten wird der Zusatzwinkel bzw. Überlagerungswinkel derart angepasst, dass die Maximalleistung des Systems nicht überschritten wird. Dazu wird bei Überschreitung der maximal erreichbaren Lenkgeschwindigkeit, eine Abweichung zwischen dem aus dem jeweiligen Arbeitspunkt erforderlichen und dem real gestellten Lenkwinkel zugelassen, so dass es zu keiner für den Fahrer spürbaren Beschränkung der Lenkgeschwindigkeit kommt. Diese Winkelabweichung wird durch geeignete Regelalgorithmen in Form von nachträglicher Kompensation der Winkelabweichung bzw. auch präventiver Voreilung bei Annäherung an den Grenzbereich für den Fahrer unmerklich bzw. verträglich kompensiert.It is very advantageous if the additional angle is reduced to a less direct setting of the variable transmission ratio. In particular, at short high steering speeds of the additional angle or overlay angle is adjusted so that the maximum power of the system is not exceeded. For this purpose, the maximum achievable Lenkgeschwin when exceeding a deviation between the required from the respective operating point and the real steering angle allowed so that there is no perceptible to the driver restriction of the steering speed. This angular deviation is imperceptibly or compatibly compensated by suitable control algorithms in the form of subsequent compensation of the angular deviation or preventive overfeed when approaching the limit range for the driver.
Der momentane Leistungszustand des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs wird fortlaufend überwacht und eine Abweichung von einem geforderten und einem stellbaren Zusatzwinkel bewertet.Of the current power state of the electrical system of the motor vehicle is continuously monitored and a deviation from a required and an adjustable additional angle rated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise als Computerprogramm auf einem Steuergerät des Servolenksystems realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen, wie beispielsweise auf Steuergeräten übergeordneter Fahrzeugsysteme. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden. Ein derartiges Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist in Anspruch 6 bzw. Anspruch 7 angegeben.The inventive method for operating a power steering system of a motor vehicle is preferably realized as a computer program on a control unit of the power steering system, although other solutions Of course come into question, such as superordinate on ECUs Vehicle systems. For this purpose, the computer program is in a memory element of the control unit saved. By processing on a microprocessor of the controller is the procedure is carried out. The computer program may be stored on a computer-readable medium (floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like) or one Internet server be stored as a computer program product and transmitted from there into the memory element of the control unit become. Such a computer program or computer program product with program code means is specified in claim 6 or claim 7.
Anspruch 8 betrifft ein Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.claim 8 relates to a power steering system of a motor vehicle.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.following is in principle an embodiment with reference to the drawing of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigt:It shows:
Die Überlagerungsmittel
Wie
wiederum aus
Die
Erfindung wird anhand eines elektrischen Servolenksystems
Erfindungsgemäß wird nun
abhängig
von einem momentanen Leistungszustand des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs
der Zusatzwinkel δM, vorzugsweise zeitlich begrenzt bzw. in
zeitlicher Betrachtungsweise, bei einem gegenüber der mechanischen Grundübersetzung
iGrund des Lenkgetriebes
Der momentane Leistungszustand des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs wird fortlaufend überwacht und eine Abweichung von einem geforderten und einem stellbaren Zusatzwinkel bewertet.Of the current power state of the electrical system of the motor vehicle is continuously monitored and a deviation from a required and an adjustable additional angle rated.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Betrieb des elektrischen Servolenksystems
- 1, 1', 1'',1'''1, 1 ', 1' ', 1' ''
- ÜberlagerungslenksystemSuperimposed steering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Gelenkwelle/LenksäuleDrive shaft / steering column
- 44
- Lenkgetriebesteering gear
- 5a, 5b5a, 5b
- lenkbare Rädersteerable bikes
- 66
- Zahnstangerack
- 77
- Ritzelpinion
- 88th
- ÜberlagerungsmittelSuperimposing means
- 99
- Zusatzwinkelsteller/ElektromotorAdditional angle actuator / motor
- 1010
- ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
- 1111
- elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittelelectronic control unit the overlay means
- 1212
- elektrischer Servoantriebelectrical servo drive
- 1313
- Elektromotorelectric motor
- 1414
- Riemengetriebebelt transmission
- 1515
- Steuergerät des ServoantriebsControl unit of the servo drive
- 16a, 16b16a, 16b
- Pfeilearrows
- 1717
- Bereich mit direktem ÜbersetzungsverhältnisArea with direct gear ratio
- δFm δ Fm
- Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkelwheel steering angle or steering angle
- δG δ G
- Ritzelwinkelpinion angle
- δS δ S
- Lenkradwinkelsteering wheel angle
- δM δ M
- Zusatzwinkeladditional angle
- δMd δ Md
- Sollwert des Zusatzwinkelssetpoint the additional angle
- iv i v
- variables Übersetzungsverhältnisvariable transmission ratio
- ii
- Übersetzungsverhältnisratio
- iGrund i reason
- mechanische Grundübersetzung des Lenkgetriebesmechanical basic translation of the steering gear
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006025790A DE102006025790A1 (en) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | Motor vehicle`s steering system e.g. electrical servo steering system, operating method, involves adjusting auxiliary angle based on momentary fitness condition of electrical system of motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20110713 |