DE102006052092A1 - Operating method for electronic servo steering system of vehicle, involves presetting steering wheel angle by steering mechanism as measure for desired wheel turning angle for steering wheel of vehicle - Google Patents

Operating method for electronic servo steering system of vehicle, involves presetting steering wheel angle by steering mechanism as measure for desired wheel turning angle for steering wheel of vehicle Download PDF

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Abstract

The method involves presetting a steering wheel angle (delta-S) by a steering mechanism (2) as measure for a desired wheel turning angle (delta-Fm) for a steering wheel (5a,5b) of the vehicle. The gradient (delta-Md) of the reference-additional angle is limited during a steering position in a area from a specified end stop area of the gear rack (6) of the steering gear (4). The variable transmission ratio is deactivated during a specified steering position in the end stop area of the gear rack of the steering gear. Independent claims are also included for the following: (1) computer program with program code unit (2) computer program product with program code unit (3) electronic servo steering system of a vehicle.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder Anspruch 7. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein derartiges Verfahren durchzuführen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a method for operating an electronic Power steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 or claim 7. The invention also relates to a computer program and a computer program product having program code means for providing such Perform procedure. Furthermore, the invention relates to an electronic power steering system of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Ein Lenksystem mit Überlagerungsmitteln ist aus der DE 197 51 125 A1 bekannt. Dort wird die Bewegung (Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel) eines Stellantriebs, d. h. eines Elektromotors mittels eines Überlagerungsgetriebes (beispielsweise ein Planetengetriebe) mit dem Lenkradwinkel überlagert. Mit Hilfe der Überlagerungsmittel ist es möglich, einen von der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkradwinkel zur Erhöhung der Fahrstabilität bzw. des Komforts mit einem Zusatzwinkel zu überlagern, so dass sich fahrdynamikabhängig bzw. komfortabhängig ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und mittlerem Radlenkwinkel der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs einstellt. Dadurch ist es sicherheitstechnisch z. B. möglich, ein Kraftfahrzeug, welches auszubrechen droht, durch eine entsprechende Korrektur des Radlenkwinkels wieder in eine stabile Fahrsituation zurückzuführen. Die Überlagerungsmittel können andere Fahrdynamiksysteme (z. B. ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder ein Antiblockiersystem (ABS)) unterstützen. Komforttechnisch ist es auch möglich, einem Lenkradwinkel beispielsweise einen geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkel zu überlagern. Dadurch kann bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ein relativ kleines Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, d. h. eine relativ kleine Drehung der Lenkhandhabe führt zu einem relativ großen Lenkwinkel der Räder (gegenüber der mechanischen Grundübersetzung direkteres Übersetzungsverhältnis). Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann dagegen ein relativ großes Übersetzungsverhältnis (gegenüber der mechanischen Grundübersetzung indirekteres Übersetzungsverhältnis) eingestellt werden, damit sich die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs erhöht. Auch das erfindungsgemäße elektronische Servolenksystem weist Überlagerungsmittel auf.A steering system with overlay means is from the DE 197 51 125 A1 known. There, the movement (additional angle or motor angle) of an actuator, ie an electric motor superimposed by means of a superposition gear (for example, a planetary gear) with the steering wheel angle. With the help of the superposition means, it is possible to superimpose a steering wheel angle predefined by the steering handle to increase driving stability or comfort with an additional angle so that a variable transmission ratio between steering wheel angle and mean wheel steering angle of the steerable wheels of the motor vehicle is adjusted depending on driving dynamics or comfort. As a result, it is safety z. B. possible, a motor vehicle, which threatens to break out, due to a corresponding correction of the Radlenkwinkels back into a stable driving situation. The overlay means may support other vehicle dynamics systems (eg, an electronic stability program (ESP) or an anti-lock braking system (ABS)). In terms of comfort, it is also possible to superimpose a speed-dependent additional angle on a steering wheel angle, for example. As a result, a relatively small gear ratio can be set at low vehicle speeds, ie, a relatively small rotation of the steering handle leads to a relatively large steering angle of the wheels (compared to the mechanical basic ratio direct ratio). At high vehicle speeds, however, a relatively large gear ratio (compared to the mechanical basic ratio indirect ratio) can be adjusted so that the driving stability of the motor vehicle increases. The electronic power steering system according to the invention also has superposition means.

Es ist bekannt, bei Erreichen des Zahnstangenendanschlags die variable Lenkübersetzung zu deaktivieren. Dabei wird im Bereich des Zahnstangenendanschlags der Sollwinkel der Überlagerungseinheit bzw. der Überlagerungsmittel sozusagen eingefroren (Endanschlagabschaltung), um sowohl das akustische und haptische Verhalten der Lenkung zu optimieren, als auch den Leistungsbedarf zu senken. In der Regel ist die Abschalterkennung auf Positionsebene umgesetzt, d. h. der Sollwinkel der Endanschlagabschaltung wird unabhängig von etwaigen Dynamikeinflüssen berechnet. Hierdurch kommt es bei einem schnellen Lenken gegen den Anschlag durch die begrenzte Dynamik der Überlagerungseinheit und eventuell der Hydraulik zu dem nachteiligen Effekt, dass der Fahrer bereits weiter gelenkt hat als er mit einem optimalen System hätte lenken können, da der Stellantrieb seinem Sollwert nicht ausreichend schnell folgen kann. Die Stellerregelung fordert aufgrund der nun anstehenden Regeldifferenz ein hohes Moment bzw. eine hohe Leistungsaufnahme. Wenn der Fahrer dagegen hält, kann die Sollposition nicht eingeregelt werden. Sobald der Fahrer beginnt, zur Lenkungsmittellage zurück zu lenken wird der dann anstehende Sollwert eingeregelt, wodurch das Lenkgefühl für den Fahrer, d. h. der Komfort negativ beeinträchtigt wird.It is known when reaching the Zahnstangenendanschlags the variable steering ratio to disable. This is in the range of Zahnstangenendanschlags the nominal angle of the superposition unit or the overlay means Frozen, so to speak (limit stop), to both the acoustic and to optimize haptic behavior of the steering, as well as the Reduce power requirement. In general, the disconnect detection implemented at item level, d. H. the setpoint angle of the end stop switch-off becomes independent of any dynamics calculated. This leads to a fast steering against the Stop due to the limited dynamics of the superposition unit and possibly the hydraulic to the adverse effect that the driver already steered further than he would have steered with an optimal system can, there the actuator does not follow its setpoint sufficiently quickly can. The regulator demands because of the upcoming regulatory difference a high moment or a high power consumption. If the driver on the other hand, the target position can not be adjusted. Once the driver begins to steer back to the steering center position is then pending Setpoint adjusted, whereby the steering feel for the driver, d. H. the comfort negatively affected becomes.

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 elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einen Betrieb des Servolenksystems derart ermöglichen, dass das Lenken, insbesondere in den Bereich des Endanschlags der Zahnstange, komforttechnisch weiter verbessert 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 an electronic one Power steering system of a motor vehicle of the type mentioned to provide which allow operation of the power steering system such that the steering, in particular in the area of the end stop of the rack, comfort technology is further improved.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 oder Anspruch 7 genannten Merkmale gelöst. Die Aufgabe wird bezüglich des Computerprogramms durch Anspruch 8, bezüglich des Computerprogrammprodukts durch Anspruch 9 und bezüglich des elektronischen Servolenksystems durch Anspruch 10 gelöst.These The object is achieved by the solved in claim 1 or claim 7 features. The Task is relative of the computer program of claim 8, relating to the computer program product by claim 9 and with respect of the electronic power steering system solved by claim 10.

Erfindungsgemäß wird bei einem Lenken bzw. bei einer Lenkposition in einem ersten Bereich vor einem Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes der Gradient des Soll-Zusatzwinkels begrenzt sowie das variable Übersetzungsverhältnis bei einem Lenken bzw. bei einer Lenkposition in dem Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes deaktiviert. Somit wird bei einem Lenken gegen einen Bereich des Endanschlags der Zahnstange des Lenkgetriebes das variable Übersetzungsverhältnis ab einer vorgegebenen Position der Zahnstange deaktiviert (sogenannte Endanschlagabschaltung) und der Gradient des Soll-Zusatzwinkels bereits zuvor ab einem vorgegebenen ersten Bereich begrenzt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird nun in vorteilhafter Weise bei der Endanschlagsabschaltung die begrenzte Dynamik der Überlagerungsmittel berücksichtigt. Innerhalb der Nutzfunktion wird eine Gradientenbegrenzung des Soll-Zusatzwinkels implementiert. Als Maß für die Lenkposition bzw. die Position der Zahnstange kann hierbei der Eingangswinkel des Lenkgetriebes (d. h. der Ritzelwinkel) bzw. dessen Sollbetrag herangezogen werden.According to the gradient of the target additional angle is limited in a steering or in a steering position in a first area in front of a Endanschlagsbereich the rack of the steering gear and deactivated the variable gear ratio at a steering or at a steering position in the Endanschlagsbereich the rack of the steering gear. Thus, in a steering against a portion of the end stop of the rack of the steering gear, the variable gear ratio is deactivated from a predetermined position of the rack (so-called Endanschlagab circuit) and the gradient of the desired additional angle already limited above a predetermined first range. By means of the measures according to the invention, the limited dynamics of the superposition means are now advantageously taken into account in the end stop switch-off. Within the useful function, a gradient limitation of the desired additional angle is implemented. As a measure of the steering position or the position of the rack can in this case the input angle of the steering gear (ie, the pinion angle) or its nominal amount can be used.

Alternativ oder zusätzlich kann der Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes, in welchem, wenn durch die Lenkposition erreicht, das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird und/oder der erste Bereich vor dem Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes, in welchem, wenn durch die Lenkposition erreicht, der Gradient des Soll-Zusatzwinkels begrenzt wird, variabel, insbesondere in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Eingangswinkels des Lenkgetriebes ausgebildet sein. Demzufolge kann die Dynamik bzw. die Geschwindigkeit mit welcher der Fahrer gegen den Endanschlag lenkt in die Berechnung der Bereiche bzw. Intervalle miteinbezogen werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich diese Bereiche nur so groß wie unbedingt notwendig zu gestalten, um das variable Übersetzungsverhältnis so lang wie möglich bereitstellen zu können. Wird langsam gelenkt, können die Bereiche schmaler ausgelegt werden, da der Stellantrieb gegebenenfalls fast synchron mitläuft. Wird jedoch sehr schnell gelenkt, so sollten die Bereiche breiter ausgelegt werden, da dann das variable Übersetzungsverhältnis frühzeitig deaktiviert werden sollte.alternative or additionally can the end stop range of the rack of the steering gear, in which, when reached by the steering position, disables the variable gear ratio and / or the first area before the end stop area of the Rack of the steering gear, in which, if by the steering position reached, the gradient of the desired additional angle is limited, variable, in particular dependent on be formed the speed of the input angle of the steering gear. Consequently, the dynamics or the speed with which the driver against the stop directs into the calculation of the areas or intervals are involved. By this measure is it possible these areas only as big as necessarily necessary to make the variable gear ratio so long as possible to be able to provide. Being steered slowly, can The areas are designed to be narrower, as the actuator may be almost synchronously. However, if steered very fast, the areas should be wider be interpreted as then the variable transmission ratio early should be disabled.

Das variable Übersetzungsverhältnis kann deaktiviert werden, wenn der von der Nutzfunktion ermittelte Sollbetrag des Eingangswinkels des Lenkgetriebes des elektronischen Servolenksystems im Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes liegt. Die Endanschlagabschaltung kann demnach aktiviert werden, sobald der innerhalb der Nutzfunktion berechnete Sollritzelwinkelbetrag im Bereich des Zahnstangenendanschlags liegt.The variable gear ratio can be disabled be, if the determined by the utility function target amount of Input angle of the steering gear of the electronic power steering system located in Endanschlagsbereich the rack of the steering gear. The End stop switch can therefore be activated as soon as the calculated within the useful function Sollritzelwinkelbetrag in Range of Zahnstangenendanschlags lies.

Vorteilhaft ist, dass der Soll-Zusatzwinkel konstant gehalten wird, wenn das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird.Advantageous is that the desired additional angle is kept constant when the variable gear ratio disabled becomes.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass das variable Übersetzungsverhältnis reaktiviert wird, wenn aus dem Endanschlagsbereich der Zahnstange des Lenkgetriebes in Richtung der Lenkungsmittellage zurückgelenkt wird und der durch die Nutzfunktion berechnete Soll-Zusatzwinkel kleiner als der bei der Deaktivierung des variable Übersetzungsverhältnisses konstant gehaltene Soll-Zusatzwinkel ist. Die Endanschlagabschaltung wird demnach wieder deaktiviert, sobald der Fahrer beginnt, zur Lenkungsmittellage zurück zu lenken und der innerhalb der Funktion berechnete Sollwinkelbetrag kleiner als der bei der Aktivierung der Abschaltung eingefrorene Wert ist.According to the invention may further be provided that the variable transmission ratio reactivated when, out of the end stop area of the rack of the steering gear is deflected back in the direction of the steering medium position and by the useful function calculated desired additional angle smaller than that at the deactivation of the variable transmission ratio is held constant desired additional angle. The limit stop is therefore deactivated again as soon as the driver starts to Steering means position back to steer and the calculated within the function target angle smaller than the value frozen when activating the shutdown.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise als Computerprogramm auf einem Steuergerät des elektronischen Servolenksystems realisiert. 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 8 bzw. Anspruch 9 angegeben.The inventive method for operating an electronic power steering system of a motor vehicle is preferably as a computer program on a control unit of the electronic power steering system realized. 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 8 or claim 9.

Anspruch 10 betrifft ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.claim 10 relates to an electronic 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:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Servolenksystems, welches von einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird; 1 a simplified schematic representation of a power steering system according to the invention, which is operated by a method according to the invention;

2 ein vereinfachtes Schaubild eines Verlaufs eines Gradienten des Soll-Zusatzwinkels; und 2 a simplified diagram of a course of a gradient of the desired additional angle; and

3 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Nutzfunktion, welche ein variables Übersetzungsverhältnis innerhalb eines erfindungsgemäßen Verfahrens bereitstellt. 3 a simplified block diagram of a utility function, which provides a variable gear ratio within a method according to the invention.

Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment

1 zeigt ein elektronisches Servolenksystem 1 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Das elektrische Servolenksystem 1 weist eine als Lenkrad 2 ausgebildete Lenkhandhabe auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Gelenkwelle bzw. Lenksäule 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden. Das Lenkgetriebe 4 dient dazu, einen Drehwinkel der Lenksäule 3 in einen Radlenkwinkel δFm von lenkbaren Rädern 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umzusetzen. Das Lenkgetriebe 4 weist eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Lenksäule 3 angreift. Das elektronische Servolenksystem 1 umfasst darüber hinaus Überlagerungsmittel 8, die einen als Elektromotor 9 ausgebildeten Stellantrieb bzw. Zusatzwinkelsteller und ein von diesem angetriebenes Überlagerungsgetriebe 10 aufweisen. Das Überlagerungsgetriebe 10 ist als Planetengetriebe ausgebildet. In weiteren Ausführungsbeispielen könnte das Überlagerungsgetriebe 10 auch als Wellgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Durch das Lenkrad 2 wird ein Lenkradwinkel δS als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δFm der lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Mit Hilfe des Elektromotors 9 wird dann ein Überlagerungswinkel bzw. Zusatzwinkel δM generiert und durch das Überlagerungsgetriebe 10 mit dem Lenkradwinkel δS bzw. dem Drehwinkel der Lenksäule 3 überlagert. Der Zusatzwinkel δM wird grundsätzlich zur Realisierung von ein oder mehreren Nutzfunktionen, insbesondere zur Verbesserung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs bzw. des Komforts, insbesondere durch Bereitstellung einer variablen Lenkübersetzung bzw. einem variablen Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel δS und Radlenkwinkel δFm der lenkbaren Räder 5a, 5b, erzeugt. Die Summe aus Lenkradwinkel δS und Zusatzwinkel δM ergibt den Eingangswinkel des Lenkgetriebes 4 bzw. im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Ritzelwinkel δG. 1 shows an electronic power steering system 1 a motor vehicle, not shown. The electric power steering system 1 has a steering wheel 2 trained steering handle on. The steering wheel 2 is via a cardan shaft or steering column 3 with a steering gear 4 connected. The steering gear 4 serves to a rotation angle of the steering column 3 in a wheel steering angle δ Fm of steerable wheels 5a . 5b implement the motor vehicle. The steering gear 4 has a rack 6 and a pinion 7 on, to which the steering column 3 attacks. The electronic power steering system 1 also includes overlay means 8th one as an electric motor 9 trained actuator or additional angle adjuster and driven by this superposition gear 10 exhibit. The superposition gearbox 10 is designed as a planetary gear. In further embodiments, the superposition gear could 10 Also be designed as a wave gear or the like. Through the steering wheel 2 is a steering wheel angle δ S as a measure of a desired wheel steering angle δ Fm of the steerable wheels 5a . 5b of the motor vehicle specified. With the help of the electric motor 9 Then, a superposition angle or additional angle δ M is generated and by the superposition gear 10 with the steering wheel angle δ S or the angle of rotation of the steering column 3 superimposed. The additional angle δ M is fundamentally used for the realization of one or more useful functions, in particular for improving the driving dynamics of the motor vehicle or comfort, in particular by providing a variable steering ratio or a variable transmission ratio between steering wheel angle δ S and wheel steering angle δ Fm of the steerable wheels 5a . 5b , generated. The sum of steering wheel angle δ S and additional angle δ M gives the input angle of the steering gear 4 or in the present embodiment, the pinion angle δ G.

Die Überlagerungsmittel 8 weisen ein elektronisches Steuergerät 11 auf, welches unter anderem der Regelung des Zusatzwinkels δM und des abgegebenen Moments des Elektromotors 9 dient. Auf dem elektronischen Steuergerät 11 läuft dazu ein Regelungsverfahren ab, welches als Regelungsstruktur bzw. als Computerprogramm auf einem nicht dargestellten Mikroprozessor des Steuergeräts 11 ausgeführt ist. Der Elektromotor 9 wird mit einem elektrischen Ansteuersignal δMd, welches dem Sollwert des von dem Elektromotor 9 zu erzeugenden Zusatzwinkels δM, also dem Soll-Zusatzwinkel entspricht, angesteuert. Der Soll-Zusatzwinkel δMd ergibt sich dabei in der Regel durch eine Summierung von Teilsoll-Zusatzwinkeln unterschiedlicher Nutzfunktionen (z. B. der variablen Lenkübersetzung) des elektronischen Servolenksystems 1. Der Einfachheit halber wird nachfolgend jedoch der Soll-Zusatzwinkel δMd mit dem Teilsoll-Zusatzwinkel der variablen Lenkübersetzung gleichgesetzt. Die Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors 9 erfolgt dabei üblicherweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, d. h. das durch eine Nutzfunktion bereitgestellte variable Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δS und dem Ritzelwinkel δG bzw. dem Radlenkwinkel δFm der Räder 5a, 5b wird durch die Überlagerung des Lenkradwinkels δS mit verschiedenen, geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkeln δM in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Damit die vorstehend angeführten Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen ausgeführt werden können, erhält das Steuergerät 11 unter anderem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vx (z. B. über den CAN-Bus des Kraftfahrzeugs) und den Lenkradwinkel δS als Eingangssignale. Das elektronische Servolenksystem 1 kann in weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen den Überlagerungsmitteln 8 nachgeordnet auch einen elektrischen oder hydraulischen Servoantrieb aufweisen, welcher unter anderem der variablen Momentenunterstützung dient.The overlay means 8th have an electronic control unit 11 on, which among other things, the control of the additional angle δ M and the output torque of the electric motor 9 serves. On the electronic control unit 11 For this purpose, a control process takes place, which as a control structure or as a computer program on a microprocessor, not shown, of the control unit 11 is executed. The electric motor 9 is with an electrical drive signal δ Md , which the setpoint of the electric motor 9 to be generated additional angle δ M , ie the desired additional angle corresponds driven. As a rule, the desired additional angle δ Md results from a summation of partial desired additional angles of different useful functions (eg the variable steering ratio) of the electronic power steering system 1 , For the sake of simplicity, however, the desired additional angle δ Md will be equated with the partial target additional angle of the variable steering ratio below. The control or regulation of the electric motor 9 This is usually done as a function of the vehicle speed of the motor vehicle, that is, provided by a useful function variable transmission ratio between the steering wheel angle δ S and the pinion angle δ G and the wheel steering angle δ Fm of the wheels 5a . 5b is set by the superimposition of the steering wheel angle δ S with different, speed-dependent additional angles δ M as a function of the vehicle speed. So that the above-mentioned control functions can be performed, receives the control unit 11 Among other things, the current vehicle speed v x (eg, via the CAN bus of the motor vehicle) and the steering wheel angle δ S as input signals. The electronic power steering system 1 can in other embodiments, not shown, the overlay means 8th downstream also have an electric or hydraulic servo drive, which among other things serves the variable torque assistance.

Erfindungsgemäß wird das elektronische Servolenksystem 1 nun mittels eines Verfahrens betrieben, bei welchem mittels der Lenkhandhabe 2 der Lenkradwinkel δS als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δFm für die lenkbare Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, bei welchem eine Nutzfunktion VSR ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δS und dem Radlenkwinkel δFm bereitstellt, indem ein Zusatzwinkel δM mittels des berechneten einzuregelnden Soll-Zusatzwinkels δMd generiert und der Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 des elektronischen Servolenksystems 1 aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels δS mit dem Zusatzwinkel δM erzeugt wird, wobei der Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 in den Radlenkwinkel δFm für die lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umgesetzt wird, wobei bei einer Lenkposition in einem ersten Bereich B1 (siehe 2) vor einem vorgegebenen Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 der Gradient δ .Md des Soll-Zusatzwinkels begrenzt wird, und wobei das variable Übersetzungsverhältnis bei einer Lenkposition in dem Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 deaktiviert, d. h. der Soll-Zusatzwinkel δMd konstant gehalten wird, wonach der Gradient δ .Md bzw. die Änderungsgeschwindigkeit des Soll- Zusatzwinkels, wie aus 2 ersichtlich, gleich Null ist. Als Maß für die Lenkposition bzw. die Position der Zahnstange 6 wird hierbei der Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 bzw. dessen Sollbetrag herangezogen. In 2 ist der Verlauf des Gradienten δ .Md des Soll-Zusatzwinkels betragsmäßig, d. h. für eine Lenkrichtung, in einem stark vereinfachten Schaubild bei einer Annäherung an den Endanschlag E dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist dabei der Gradient δ .Md des Soll-Zusatzwinkels und auf der horizontalen Achse der Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 aufgetragen.According to the invention, the electronic power steering system 1 now operated by a method in which by means of the steering handle 2 the steering wheel angle δ S as a measure of a desired wheel steering angle δ Fm for the steerable wheels 5a . 5b of the motor vehicle is specified, in which a useful function VSR provides a variable transmission ratio between the steering wheel angle δ S and the wheel steering angle δ Fm by an additional angle δ M generated by the calculated eingelegelnden desired additional angle δ Md and the input angle δ G of the steering gear 4 of the electronic power steering system 1 is generated from a superposition of the steering wheel angle δ S with the additional angle δ M , wherein the input angle δ G of the steering gear 4 in the wheel steering angle δ Fm for the steerable wheels 5a . 5b of the motor vehicle is implemented, wherein at a steering position in a first region B 1 (see 2 ) in front of a predetermined end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 the gradient δ. Md of the target additional angle is limited, and wherein the variable gear ratio at a steering position in the end stop region B E of the rack 6 of the steering gear 4 deactivated, ie the desired additional angle δ Md is kept constant, after which the gradient δ. Md or the rate of change of the desired additional angle, such as off 2 apparent, equal to zero. As a measure of the steering position or the position of the rack 6 in this case, the input angle δ G of the steering gear 4 or its nominal amount used. In 2 is the gradient of the gradient δ. Md of the desired additional angle amount, ie for a steering direction, shown in a simplified diagram when approaching the end stop E. On the vertical axis is the gradient δ. Md the desired additional angle and on the horizontal axis of the input angle δ G of the steering gear 4 applied.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass der Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 variabel, insbesondere in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit des Eingangswinkels δG des Lenkgetriebes 4, ausgebildet ist. Der erste Bereich B1 vor dem vorgegebenen Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 kann ebenfalls variabel, insbesondere in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit des Eingangswinkels δG des Lenkgetriebes 4, ausgebildet sein.In further embodiments, it may be provided that the end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 variable, in particular depending on the instantaneous speed of the input angle δ G of the steering gear 4 , is trained. The first area B 1 before the predetermined end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 can also variable, esp in particular depending on the instantaneous speed of the input angle δ G of the steering gear 4 be trained.

Das variable Übersetzungsverhältnis wird reaktiviert, wenn aus dem Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 in Richtung der Lenkungsmittellage – entsprechend in 2 in Richtung des Ursprungs 0 – zurückgelenkt wird, d. h. der Sollwert des Eingangswinkels δG des Lenkgetriebes 4 somit nicht mehr im Endanschlagsbereich BE liegt und der durch die Nutzfunktion berechnete Soll-Zusatzwinkel δMd betragsmäßig kleiner als der bei der Deaktivierung des variablen Übersetzungsverhältnisses konstant gehaltene bzw. eingefrorene Soll-Zusatzwinkel δMd ist.The variable gear ratio is reactivated when out of the end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 in the direction of the steering medium position - in accordance with 2 in the direction of origin 0 - is deflected back, ie the target value of the input angle δ G of the steering gear 4 Thus, no longer in Endanschlagsbereich B E and calculated by the useful function desired additional angle δ Md is smaller in magnitude than the set during the deactivation of the variable transmission ratio constant or frozen desired additional angle δ Md .

Die Nutzfunktion VSR, welche das variable Übersetzungsverhältnis innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitstellt, wird nachfolgend anhand des in 3 ausschnittsweise dargestellten vereinfachten Blockdiagramms verdeutlicht. Wie aus 3 weiter ersichtlich, erhält die Nutzfunktion VSR in einem Funktionsblock 12a die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vx und den Lenkradwinkel δS als Eingangssignale und errechnet daraus als Ausgangssignal den Soll- Zusatzwinkel δMd. Ein Funktionsblock 12b, welcher die Endanschlagsabschaltung bzw. -behandlung realisiert, erhält als Eingangssignale den Soll-Zusatzwinkel δMd von dem Funktionsblock 12a und den Ritzelwinkel bzw. den Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 und liefert als Ausgangssignal den Soll-Zusatzwinkel δMd an den Elektromotor 9. Das variable Übersetzungsverhältnis wird deaktiviert, d. h. die Endanschlagsabschaltung aktiviert, wenn ein von der Nutzfunktion VSR ermittelter Sollbetrag des Eingangswinkels δG des Lenkgetriebes 4 im Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 liegt. Dann wird der Soll-Zusatzwinkel δMd konstant gehalten bzw. der im letzten Abtastschritt ermittelte Soll-Zusatzwinkel δMd eingefroren (durch die Verbindung 13 des Ausgangssignals des Funktionsblocks 12b auf dessen Eingang angedeutet). Bei einer Lenkposition bzw. einem Eingangswinkel δG des Lenkgetriebes 4 in einem ersten Bereich B1 (siehe 2) vor einem vorgegebenen Endanschlagsbereich BE der Zahnstange 6 des Lenkgetriebes 4 wird der Gradient δ .Md des Soll-Zusatzwinkels durch den Funktionsblock 12b begrenzt.The useful function VSR, which provides the variable transmission ratio within the method according to the invention, is described below with reference to FIG 3 illustrated in simplified simplified block diagram illustrated. How out 3 can be seen, receives the utility function VSR in a function block 12a the current vehicle speed v x and the steering wheel angle δ S as input signals and calculates therefrom as output signal the desired additional angle δ Md . A functional block 12b , which realizes the Endanschlagsabschaltung or treatment, receives as inputs the desired additional angle δ Md from the function block 12a and the pinion angle and the input angle δ G of the steering gear 4 and supplies as output the desired additional angle δ Md to the electric motor 9 , The variable transmission ratio is deactivated, that is, the Endanschlagsabschaltung activated when a determined by the useful function VSR target amount of the input angle δ G of the steering gear 4 in the end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 lies. Then, the desired additional angle δ Md is kept constant or the determined in the last sampling step additional angle δ Md frozen (through the connection 13 the output signal of the function block 12b indicated on the entrance). At a steering position or an input angle δ G of the steering gear 4 in a first area B 1 (see 2 ) in front of a predetermined end stop area B E of the rack 6 of the steering gear 4 becomes the gradient δ. Md the desired additional angle through the function block 12b limited.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des elektronischen Servolenksystems 1 ist als Computerprogramm auf dem Steuergerät 11 realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts 11 gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts 11 wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem nicht dargestellten 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 11 übertragen werden.The inventive method for operating the electronic power steering system 1 is as a computer program on the control unit 11 realized, with other solutions of course come into question. For this purpose, the computer program is in a memory element of the control unit 11 saved. By processing on a microprocessor of the controller 11 the procedure is carried out. The computer program can be stored on a computer-readable data carrier (floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like) or an Internet server, not shown, as a computer program product and from there into the memory element of the control unit 11 be transmitted.

11
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
12a, 12b12a, 12b
Funktionsblöckefunction blocks
1313
Pfeilarrow
δFm δ Fm
Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkelwheel steering angle or steering angle
δG δ G
Ritzelwinkelpinion angle
δS δ S
Lenkradwinkelsteering wheel angle
vx v x
Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
δM δ M
Zusatzwinkeladditional angle
δMd δ Md
Sollwert des Zusatzwinkelssetpoint the additional angle
δ .Md δ. Md
Gradient des Sollwerts des Zusatzwinkelsgradient the setpoint of the additional angle
VSRVSR
Nutzfunktion variable LenkübersetzungUtility Function variable steering ratio

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe (2) ein Lenkradwinkel (δS) als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel (δFm) für wenigstens ein lenkbares Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, bei welchem eine Nutzfunktion (VSR) ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel (δS) und dem Radlenkwinkel (δFm) bereitstellt, indem ein Zusatzwinkel (δM) mittels eines berechneten einzuregelnden Soll-Zusatzwinkels (δMd) generiert und ein Eingangswinkel (δG) eines Lenkgetriebes (4) des elektronischen Servolenksystems (1) aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels (δS) mit dem Zusatzwinkel (δM) erzeugt wird, wobei der Eingangswinkel (δG) des Lenkgetriebes (4) in den Radlenkwinkel (δFm) für das wenigstens eine lenkbare Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs umgesetzt wird, wobei bei einer Lenkposition in einem ersten Bereich (B1) vor einem vorgegebenen Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) der Gradient δ .Md des Soll-Zusatzwinkels begrenzt wird, und wobei das variable Übersetzungsverhältnis bei einer Lenkposition in dem Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) deaktiviert wird.Method for operating an electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, in which by means of a steering handle ( 2 ) a steering wheel angle (δ S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ Fm ) for at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle is specified, in which a useful function (VSR) provides a variable transmission ratio between the steering wheel angle (δ S ) and the wheel steering angle (δ Fm ) by an additional angle (δ M ) by means of a calculated eingelegelnden desired additional angle (δ Md ) generated and an input angle (δ G ) of a steering gear ( 4 ) of the electronic power steering system ( 1 ) is generated from a superposition of the steering wheel angle (δ S ) with the additional angle (δ M ), wherein the input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ) in the wheel steering angle (δ Fm ) for the at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, wherein at a steering position in a first area (B 1 ) in front of a predetermined end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) the gradient δ .Md of the target additional angle is limited, and wherein the variable gear ratio at a steering position in the Endanschlagsbereich (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) is deactivated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird, wenn ein von der Nutzfunktion (VSR) ermittelter Sollbetrag des Eingangswinkels (δG) des Lenkgetriebes (4) im Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) liegt.A method according to claim 1, characterized in that the variable transmission ratio is deactivated when a of the useful function (VSR) determined target amount of the input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ) in the end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) lies. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Zusatzwinkel (δMd) konstant gehalten wird, wenn das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the desired additional angle (δ Md ) is kept constant when the variable gear ratio is deactivated. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Übersetzungsverhältnis reaktiviert wird, wenn aus dem Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) in Richtung der Lenkungsmittellage (0) zurückgelenkt wird und der durch die Nutzfunktion berechnete Soll-Zusatzwinkel (δMd) betragsmäßig kleiner als der bei der Deaktivierung des variablen Übersetzungsverhältnisses konstant gehaltene Soll-Zusatzwinkel (δMd) ist.A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the variable transmission ratio is reactivated when from the Endanschlagsbereich (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) (In the direction of the steering center position 0) is directed back and the value calculated by the utility function desired additional angle (δ Md) in terms of magnitude smaller than the constant held in the deactivation of the variable gear ratio desired additional angle (δ Md) is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) variabel, insbesondere in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Eingangswinkels (δG) des Lenkgetriebes (4), ausgebildet ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) variable, in particular as a function of the speed of the input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ), is trained. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (B1) vor dem vorgegebenen Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) variabel, insbesondere in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Eingangswinkels (δG) des Lenkgetriebes (4), ausgebildet ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first region (B 1 ) before the predetermined end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ) variable, in particular as a function of the speed of the input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ), is trained. Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe (2) ein Lenkradwinkel (δS) als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel (δFm) für wenigstens ein lenkbares Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, bei welchem eine Nutzfunktion (VSR) ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel (δS) und dem Radlenkwinkel (δFm) bereitstellt, indem ein Zusatzwinkel (δM) mittels eines berechneten einzuregelnden Soll-Zusatzwinkels (δMd) generiert und ein Eingangswinkel (δG) eines Lenkgetriebes (4) des elektronischen Servolenksystems (1) aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels (δS) mit dem Zusatzwinkel (δM) erzeugt wird, wobei der Eingangswinkel (δG) des Lenkgetriebes (4) in den Radlenkwinkel (δFm) für das wenigstens eine lenkbare Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs umgesetzt wird, und wobei ein Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4), in welchem, wenn durch die Lenkposition erreicht, das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird und/oder ein erster Bereich (B1) vor dem Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4), in welchem, wenn durch die Lenkposition erreicht, der Gradient δ .Md des Soll-Zusatzwinkels begrenzt wird, variabel ausgebildet ist.Method for operating an electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, in which by means of a steering handle ( 2 ) a steering wheel angle (δ S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ Fm ) for at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle is specified, in which a useful function (VSR) provides a variable transmission ratio between the steering wheel angle (δ S ) and the wheel steering angle (δ Fm ) by an additional angle (δ M ) by means of a calculated eingelegelnden desired additional angle (δ Md ) generated and an input angle (δ G ) of a steering gear ( 4 ) of the electronic power steering system ( 1 ) is generated from a superposition of the steering wheel angle (δ S ) with the additional angle (δ M ), wherein the input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ) in the wheel steering angle (δ Fm ) for the at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, and wherein an end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ), in which, when reached by the steering position, the variable gear ratio is deactivated and / or a first area (B 1 ) before the end stop area (B E ) of the rack ( 6 ) of the steering gear ( 4 ), in which, when reached by the steering position, the gradient δ .Md of the desired additional angle is limited, is designed to be variable. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem Steuergerät (11) eines Servolenksystems (1), ausgeführt wird.Computer program with program code means for carrying out a method according to one of Claims 1 to 7, when the program is stored on a microprocessor of a computer, in particular on a control unit ( 11 ) of a power steering system ( 1 ), is performed. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem Steuergerät (11) eines Servolenksystems (1), ausgeführt wird.A computer program product comprising program code means stored on a computer-readable medium for carrying out a method according to one of claims 1 to 7, when the program is stored on a microprocessor of a computer, in particular on a control unit ( 11 ) of a power steering system ( 1 ), is performed. Elektronisches Servolenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, mit – einer Lenkhandhabe (2) zur Vorgabe eines Lenkradwinkels (δS) als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel (δFm) für wenigstens ein lenkbares Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs, – einem Lenkgetriebe (4), welches den Lenkradwinkel (δS) in den Radlenkwinkel (δFm) des wenigstens einen lenkbaren Rades (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs umsetzt, – Überlagerungsmitteln (8) zur Erzeugung eines Zusatzwinkels (δM) durch einen Zusatzwinkelsteller (9) und zur Erzeugung eines Eingangswinkels (δG) des Lenkgetriebes (4) aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels (δS) mit dem Zusatzwinkel (δM), und – einem elektronischen Steuergerät eingerichtet zur Ausführung des Computerprogramms gemäß Anspruch 8.Electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, with - a steering handle ( 2 ) for specifying a steering wheel angle (δ S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ Fm ) for at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, - a steering gear ( 4 ), which determines the steering wheel angle (δ S ) in the wheel steering angle (δ Fm ) of the at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, - superimposing means ( 8th ) for generating an additional angle (δ M ) by an additional angle adjuster ( 9 ) and for generating an input angle (δ G ) of the steering gear ( 4 ) from a superposition of the steering wheel angle (δ S ) with the additional angle (δ M ), and - an electronic control device adapted to execute the computer program according to claim 8.
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