DE102006052092B4 - Method of operating a power steering system - Google Patents
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Abstract
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 (ÖMd) generiert und ein Eingangswinkel (bG) eines Lenkgetriebes (4) des elektronischen Servolenksystems (1) aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels (δS) mit dem Zusatzwinkel (δM) erzeugt wird, wobei der Eingangswinkel (bG) 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 (δ̇Md) des Soll-Zusatzwinkels (δMd) begrenzt wird, und wobei das variable Übersetzungsverhältnis bei einer Lenkposition in dem Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) deaktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird, wenn ein von der Nutzfunktion (VSR) ermittelter Sollbetrag des Eingangswinkels (bG) des Lenkgetriebes (4) im Endanschlagsbereich (BE) der Zahnstange (6) des Lenkgetriebes (4) liegt.Method for operating an electronic power steering system (1) of a motor vehicle, in which a steering wheel angle (δS) is specified as a measure for a desired wheel steering angle (δFm) for at least one steerable wheel (5a, 5b) of the motor vehicle by means of a steering handle (2) which a utility function (VSR) provides a variable transmission ratio between the steering wheel angle (δS) and the wheel steering angle (δFm) by generating an additional angle (δM) by means of a calculated setpoint additional angle (ÖMd) and an input angle (bG) of a steering gear (4 ) of the electronic power steering system (1) from a superposition of the steering wheel angle (δS) with the additional angle (δM) is generated, the input angle (bG) of the steering gear (4) in the wheel steering angle (δFm) for the at least one steerable wheel (5a, 5b) of the motor vehicle is implemented, wherein in a steering position in a first area (B1) in front of a predetermined end stop area (BE) of the rack (6) of the Len kg transmission (4) the gradient (δ̇Md) of the target additional angle (δMd) is limited, and the variable transmission ratio is deactivated for a steering position in the end stop area (BE) of the rack (6) of the steering gear (4), characterized in that the variable transmission ratio is deactivated when a target value of the input angle (bG) of the steering gear (4) determined by the utility function (VSR) lies in the end stop area (BE) of the rack (6) of the steering gear (4).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 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 invention is based on a method for operating an electronic 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 carry out such a method. The invention also relates to an electronic power steering system for a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Ein Lenksystem mit Überlagerungsmitteln ist aus der
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. Zudem ist aus der gattungsbildenden
Erläuterung der ErfindungExplanation 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.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a method for operating a power steering system of a motor vehicle, a computer program, a computer program product and an electronic power steering system of a motor vehicle of the type mentioned above, which enable the power steering system to be operated in such a way that steering, in particular in the area of the end stop of the rack, is further improved in terms of comfort.
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 elektronischen Servolenksystems durch Anspruch 8 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features mentioned in claim 1. The object is achieved with regard to the computer program by
Dabei 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 diese Maßnahmen wird 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.The gradient of the target additional angle is limited when steering or in a steering position in a first area in front of an end stop area of the rack of the steering gear, as is the variable transmission ratio when steering or in a steering position in the end stop area of the rack of the steering gear deactivated. Thus, when steering against an area of the end stop of the rack of the steering gear, the variable transmission ratio is deactivated from a predetermined position of the rack (so-called end stop shutdown) and the gradient of the target additional angle is already limited beforehand from a predetermined first area. By means of these measures, the limited dynamics of the superimposition means are taken into account in the end stop shutdown. A gradient limitation of the desired additional angle is implemented within the useful function. The input angle of the steering gear (ie the pinion angle) or its target value can be used as a measure of the steering position or the position of the rack.
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.In addition, the end stop area of the rack of the steering gear, in which, if reached by the steering position, the variable transmission ratio is deactivated and / or the first area in front of the end stop area of the rack of the steering gear, in which, when reached by the steering position, the gradient of the target -Additional angle is limited, be designed to be variable, in particular as a function of the speed of the input angle of the steering gear. Accordingly, the dynamics or the speed with which the driver steers against the end stop can be included in the calculation of the ranges or intervals. This measure makes it possible to make these areas only as large as absolutely necessary in order to be able to provide the variable transmission ratio for as long as possible. If the steering is slow, the areas can be designed to be narrower because the actuator may also run almost synchronously. However, if you steer very quickly, the areas should be designed to be wider, as the variable transmission ratio should then be deactivated early.
Das variable Übersetzungsverhältnis wird deaktiviert, 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 transmission ratio is deactivated when the desired amount of the input angle of the steering gear of the electronic power steering system determined by the utility function lies in the end stop area of the rack of the steering gear. The end stop switch-off can therefore be activated as soon as the target pinion angle value calculated within the useful function is in the range of the rack end stop.
Vorteilhaft ist, dass der Soll-Zusatzwinkel konstant gehalten wird, wenn das variable Übersetzungsverhältnis deaktiviert wird.It is advantageous that the target additional angle is kept constant when the variable transmission ratio is deactivated.
Ferner kann 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.It can also be provided that the variable transmission ratio is reactivated if the steering rack of the steering gear is steered back from the end stop area in the direction of the central steering position and the target additional angle calculated by the utility function is smaller than the target additional angle that was kept constant when the variable transmission ratio was deactivated . The end stop shutdown is accordingly deactivated again as soon as the driver begins to steer back to the central steering position and the target angle value calculated within the function is less than the value frozen when the shutdown was activated.
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 6 bzw. Anspruch 7 angegeben.The method according to the invention for operating an electronic power steering system of a motor vehicle is preferably implemented as a computer program on a control unit of the electronic power steering system. For this purpose, the computer program is stored in a memory element of the control device. The method is carried out by processing on a microprocessor of the control unit. The computer program can be stored as a computer program product on a computer-readable data carrier (floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like) or an Internet server and transferred from there to the memory element of the control device. Such a computer program or computer program product with program code means is specified in
Anspruch 8 betrifft ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.In the following, an exemplary embodiment of the invention is given in principle with reference to the drawing.
FigurenlisteFigure list
Es zeigt:
-
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Servolenksystems, welches von einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird; -
2 ein vereinfachtes Schaubild eines Verlaufs eines Gradienten des Soll-Zusatzwinkels; und -
3 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Nutzfunktion, welche ein variables Übersetzungsverhältnis innerhalb eines erfindungsgemäßen Verfahrens bereitstellt.
-
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 a simplified diagram of a course of a gradient of the desired additional angle; and -
3 a simplified block diagram of a utility function which provides a variable transmission ratio within a method according to the invention.
Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment
Die Überlagerungsmittel
Erfindungsgemäß wird das elektronische Servolenksystem
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass der Endanschlagsbereich BE der Zahnstange
Das variable Übersetzungsverhältnis wird reaktiviert, wenn aus dem Endanschlagsbereich BE der Zahnstange
Die Nutzfunktion
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des elektronischen Servolenksystems
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- ÜberlagerungslenksystemSuperimposed steering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Gelenkwelle / LenksäulePTO shaft / steering column
- 44th
- LenkgetriebeSteering gear
- 5a, 5b5a, 5b
- lenkbare Rädersteerable wheels
- 66
- ZahnstangeRack
- 77th
- Ritzelpinion
- 88th
- ÜberlagerungsmittelOverlay means
- 99
- Zusatzwinkelsteller / ElektromotorAdditional angle adjuster / electric motor
- 1010
- ÜberlagerungsgetriebeOverlay gear
- 1111
- elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittelelectronic control device of the superimposition means
- 12a, 12b12a, 12b
- FunktionsblöckeFunction blocks
- 1313
- Pfeilarrow
- δFm δ Fm
- Radlenkwinkel bzw. LenkwinkelWheel steering angle or steering angle
- δG δ G
- Ritzelwinkel.Pinion angle.
- δS δ S
- LenkradwinkelSteering wheel angle
- vx v x
- FahrzeuggeschwindigkeitVehicle speed
- δM δ M
- ZusatzwinkelAdditional angle
- δMd δ Md
- Sollwert des ZusatzwinkelsSetpoint of the additional angle
- δ̇Md δ̇ Md
- Gradient des Sollwerts des ZusatzwinkelsGradient of the setpoint of the additional angle
- VSRVSR
- Nutzfunktion variable LenkübersetzungVariable steering ratio utility function
Claims (8)
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