DE102009000246A1

DE102009000246A1 - Automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009000246A1
Application number: DE102009000246A
Authority: DE
Inventors: Gerd Müller; Markus Weber
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb, welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung, des elektronischen Servolenksystems ein elektrisches Indexsignal (idx) ausgibt, wobei die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems durch einen vorgegebenen Lenkwinkelwert (δ_{G_NEUTRAL}) oder einen vorgegebenen, mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwert des elektronischen Servolenksystems gekennzeichnet ist. Während des Fahrbetriebs wird zur Kalibrierung des Indexsensors jeweils bei einem ausgegebenen elektrischen Indexsignal (idx) beim Überlenken des Indexsensors (12d) als Versatzeinzelwert (Offset_E) des Indexsensors (12d) ein Versatz des aktuellen Lenkwinkelwerts (δ_G) oder des aktuellen, mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwerts von dem die Neutralstellung kennzeichnenden vorgegebenen Lenkwinkelwert (δ_{G_NEUTRAL}) oder von dem vorgegebenen, mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwert bestimmt und abgespeichert.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein derartiges automatisches Kalibrierungsverfahren durchzuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.
Ein Aktivlenkungssystem bzw. 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 kann Überlagerungsmittel aufweisen.
Wie oben bereits dargelegt, wird in einem Aktivlenkungssystem zum eigentlichen Lenkwinkel bzw. Lenkradwinkel, welcher vom Fahrer über das Lenkrad eingeleitet wird, ein zusätzlicher Lenkwinkel (Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel) addiert. Der tatsächliche Lenkwinkel an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs wird demnach aus dem Lenkradwinkel und dem zusätzlichen Motorwinkel zu einem Summenlenkwinkel überlagert. Der absolute aufaddierte Motorwinkel wird für die Motorlageregelung benötigt.
Problematisch ist allerdings, dass die Motorlagesensoren üblicherweise nur einen begrenzten, absoluten Messbereich aufweisen und daher nicht den gesamten Lenkbereich abdecken, sodass nur die Information über einen Relativwinkel detektiert werden kann, jedoch nicht der Absolutwinkel. Um auch den Absolutwinkel ermitteln zu können, ist eine zusätzliche Zähleinrichtung zum Zählen der Motorumdrehungen des Stellmotors bzw. Stellantriebs erforderlich; die Zähleinrichtung ist jedoch an eine Energieversorgung gekoppelt. Wird diese unterbrochen, beispielsweise beim Abklemmen der Batterie, geht auch die Information über die Umdrehung des Motors verloren und es ist ohne weitere Maßnahmen keine absolute Winkelbestimmung für das Lenkrad und die gelenkten Räder mehr möglich. Aus Kostengründen wird als Motorlagewinkelsensor des Aktivlenkungsmotors oft ein nicht absoluter inkrementeller Sensor eingesetzt. Um den Motorwinkel über mehrere Umdrehungen erfassen zu können, müssen die Winkelinkremente gezählt werden. Der Betrag der Winkelinkremente kann im Prinzip beliebig sein, jedoch kleiner als der erforderliche Messbereich des Motorlagewinkels. Das Addieren der Winkelinkremente erfolgt häufig in einem Steuergerät. Die Summe wird in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt. In gewissen Situationen, wie z. B. einem schlagartigen Spannungsverlust, kann es dennoch zu einem Verlust des aufsummierten Motorlagewinkels kommen. Bei einem erneuten Start des Aktivlenkungssystems kann dies zu einem sogenannten Schiefstand des Lenkrads führen, d. h. das Lenkrad steht bei einer Geradeausfahrt nicht in der gewohnten Geradeausfahrtstellung.
Ein Lenksystem für ein Fahrzeug gemäß der DE 10 2005 059 883 A1 mit einer Lenkhandhabe, einer Lenksäule, einem Lenkgestänge und mindestens einem lenkbaren Fahrzeugrad umfasst eine motorisch angetriebene Stelleinrichtung, einen Winkelsensor und eine weitere Messeinrichtung, deren Messsignal mit einem Winkelsignal in Bezug steht. Das Signal des Winkelsensors ist in eine Mehrzahl von Signalperioden unterteilt, wobei das Signal der weiteren Messeinrichtung einem festgelegten Winkelwert einer Signalperiode des Winkelsensors zugeordnet ist. Bei der weiteren Messeinrichtung kann es sich um einen Indexsensor zur Erzeugung eines Indexsignals bei einem festgelegten Lenkwinkelwert handeln.
Es ist demnach bekannt für die Bestimmung der Geradeausfahrt einen weiteren Sensor zu verwenden, den sogenannten Indexsensor. Der Indexsensor ist ein einfacher Sensor welcher in Geradausfahrtstellung ein elektrisches Signal bzw. Indexsignal sendet und somit beim Überlenken des Indexsensors beispielsweise in Verbindung mit einem Lenkradwinkelsensor der Motorkorrekturwinkel zum Ausgleich des Lenkradschiefstands durch das Aktivlenkungssystem berechnet werden kann.
Da der Indexsensor aus fertigungstechnischen Gründen nicht genau auf 0 Grad bezogen auf die Geradeausfahrtstellung eingebaut werden kann, muss der Offset bzw. der Versatz des Winkels, welcher durch die Fertigung und den Einbau des Sensors entsteht, kalibriert werden. Dieser Kalibriervorgang wird bisher am Ende der Fertigung oder im Kundendienstfall (z. B. bei einem Wechsel des Aktivlenkungssystems oder dessen Steuergeräts) vorgenommen werden. Der Kalibriervorgang des Indexsensors wird dabei über ein Diagnosegerät angestoßen. Dabei muss auf einem Achsvermessprüfstand die Geradeausfahrtstellung der Vorderräder sichergestellt sein und der Lenkradwinkelsensor in der Geradausfahrtstellung des Lenkrades nominal 0 Grad ausgeben. Durch Überlenken des Indexsensors wird in Verbindung mit dem Lenkradwinkelsensor der Offsetwinkel bzw. der Versatzwert im Bezug auf den Lenkradwinkel bzw. Lenkwinkel ermittelt und im Steuergerät abgespeichert. Wünschenswert wäre es, wenn dieser aufwändige manuelle Kalibrierungs- bzw. Anlernvorgang nicht mehr explizit durchgeführt werden müsste.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb, welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung des elektronischen Servolenksystems ein elektrisches Indexsignal ausgibt, wobei die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems durch einen vorgegebenen Lenkwinkelwert oder einen vorgegebenen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwert des elektronischen Servolenksystems gekennzeichnet ist, wobei während des Fahrbetriebs zur Kalibrierung des Indexsensors jeweils bei einem ausgegebenen elektrischen Indexsignal beim Überlenken des Indexsensors als Versatzeinzelwert des Indexsensors ein Versatz bzw. eine Differenz des aktuellen Lenkwinkelwerts oder des aktuellen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwerts von dem die Neutralstellung kennzeichnenden vorgegebenen Lenkwinkelwert oder von dem vorgegebenen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwert bestimmt und abgespeichert wird, hat den Vorteil, dass keine Kalibrierung mehr explizit bzw. manuell durchgeführt werden muss.
Der Anlernvorgang muss nicht mehr explizit durchgeführt werden, sondern erfolgt automatisch. Am Bandende bzw. am Ende des Fertigungsprozesses wird nur noch wie bisher in Fahrzeugen ohne Aktivlenkungssystem der Lenkradwinkelsensor in Geradeausfahrtstellung auf Null Grad gesetzt. Anschließend werden die Räder geradeaus gestellt. Durch das Geradeausstellen der Vorderräder wird das Lenkrad verdreht und der Lenkradwinkel gibt den nun entstandenen Lenkradschiefstand aus. Dem Aktivlenkungssteuergerät wird nun der Befehl gegeben, aus dem Lenkwinkel den erforderlichen Motorwinkel zu berechnen, um den Lenkradwinkelschiefstand zu korrigieren. Das Fahrzeug wird nun normal im Fahrbetrieb bewegt. Bei dem dadurch notwendigen Überlenken des Indexsensors während des Fahrens wird der Indexoffset bzw. der Versatz des Indexsensors gemessen bzw. ermittelt. Anschließend kann die Geradeausfahrtstellung mittels des um dessen Versatz/Offset bereinigten Indexsensors stets bestimmt werden.
Sehr vorteilhaft ist es außerdem, wenn als Versatzmittelwert des Indexsensors ein Mittelwert der abgespeicherten Versatzeinzelwerte gebildet und abgespeichert wird. Des Weiteren kann die Anzahl der zu bestimmenden bzw. abzuspeichernden Versatzeinzelwerte vorgegeben bzw. begrenzt sein.
Um eine möglichst hohe Sicherheit des ermittelten Wertes zu erreichen wird der Indexoffset bei jedem Überlenken und erfolgreicher Ermittlung des Indexsensoroffsets in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt und aus der Vielzahl dieser Werte als endgültiger Kalibrierwert der Mittelwert gebildet. Die Anzahl der zum Mittelwert beitragenden Werte kann begrenzt sein. Ist die Anzahl der zum Mittelwert beitragenden Indexoffsetwerte erreicht, ist der Anlernvorgang abgeschlossen.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems kennzeichnende vorgegebene Lenkradwinkelwert oder der vorgegeben mit dem Lenkwinkel korrelierende Winkelwert mittels gemessener Raddrehzahlen des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Wird der Motorwinkel zum Beispiel durch einen Spannungsverlust verloren bevor ein Indexoffsetwert angelernt ist, kann die Geradausfahrtstellung des Lenkgetriebes in vorteilhafter Weise alternativ oder zusätzlich anhand der gemessenen Raddrehzahlen ermittelt werden. D. h. bei nahezu identischen Raddrehzahlen (bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 km/h) wird der dabei entstandene Lenkradschiefstand im Steuergerät zur Schiefstandskorrektur herangezogen. Anschließend wird das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren durchgeführt.
Der vorgegebene bzw. aktuelle Lenkwinkelwert kann ein Eingangswinkels des Lenkgetriebes des elektronischen Servolenksystems sein. Als vorgegebener bzw. aktueller mit dem Lenkwinkelwert korrelierender Winkelwert kann ein Lenkradwinkelwert verwendet werden.
Das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb ist beispielsweise im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems 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 7 bzw. Anspruch 8 angegeben.
Anspruch 9 betrifft ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.
Es zeigen:
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Aktiv- bzw. Überlagerungslenksystems, bei welchem ein erfindungsgemäßes automatisches Kalibrierungsverfahren zum Einsatz kommt; und
2 eine vereinfachtes Flussdiagramm des erfindungsgemäßen automatischen Kalibrierungsverfahrens.
1 zeigt ein elektronisches Servolenksystem 1 bzw. Überlagerungslenksystem bzw Aktivlenkungssystem eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Das elektronische 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 δ_Fm 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 δ_S als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δ_Fm der lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Mit Hilfe des Elektromotors 9 wird dann ein Überlagerungswinkel bzw. Zusatzwinkel δ_M generiert und durch das Überlagerungsgetriebe 10 mit dem Lenkradwinkel δ_S bzw. dem Drehwinkel der Lenksäule 3 überlagert. Der Zusatzwinkel δ_M 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 δ_S und Radlenkwinkel δ_Fm der lenkbaren Räder 5a, 5b, erzeugt. Die Summe aus Lenkradwinkel δ_S und Zusatzwinkel δ_M ergibt den Eingangswinkel des Lenkgetriebes 4 bzw. im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Ritzelwinkel δ_G.
Die Überlagerungsmittel 8 weisen ein elektronisches Steuergerät 11 auf, welches unter anderem der Regelung des Zusatzwinkels δ_M 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 δ_Md, welches dem Sollwert des von dem Elektromotor 9 zu erzeugenden Zusatzwinkels δ_M, also dem Soll-Zusatzwinkel entspricht, angesteuert. Der Soll-Zusatzwinkel δ_Md 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 δ_Md mit dem Teilsoll-Zusatzwinkel der variablen Lenkübersetzung gleichgesetzt. Die Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors 9 erfolgt dabei üblicherweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v_x des Kraftfahrzeugs, d. h. das durch eine Nutzfunktion bereitgestellte variable Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δ_S und dem Ritzelwinkel δ_G bzw. dem Radlenkwinkel δ_Fm der Räder 5a, 5b wird durch die Überlagerung des Lenkradwinkels δ_S mit verschiedenen, geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkeln δ_M in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v_x eingestellt.
Damit die vorstehend angeführten Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen ausgeführt werden können, erhält das Steuergerät 11 als Eingangssignal die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v_x (z. B. über den CAN-Bus des Kraftfahrzeugs). Außerdem weist das elektronische Servolenkungssystem 1 Sensoren 12a, 12b, 12c auf, welche den Lenkradwinkel δ_S, den Zusatzwinkel δ_M und den Ritzelwinkel δ_G messen bzw. äquivalente Signale liefern, aus denen diese Winkel δ_S, δ_M, δ_G bestimmt werden können.
Des Weiteren ist ein Indexsensor 12d vorgesehen, welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung des elektronischen Servolenksystems 1 ein elektrisches Indexsignal idx ausgibt, wobei die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems 1 durch einen vorgegebenen Lenkwinkelwert δ_{G_NEUTRAL} oder einen vorgegebenen mit dem Lenkwinkel δ_G korrelierenden Winkelwert, z. B. dem Lenkradwinkel δ_S, des elektronischen Servolenksystems 1 gekennzeichnet ist.
Wie in 1 angedeutet, wird das Steuergerät 11 über die Sensoren 12a, 12b, 12c, 12d und andere nicht dargestellte Fahrzeugsysteme unter anderem mit den Eingangssignalen Fahrzeuggeschwindigkeit v_x, Lenkradwinkel δ_S, Ritzelwinkel δ_G, Zusatzwinkel δ_M und dem Indexsignal idx versorgt. Alternativ oder zusätzlich könnten mehrere dieser Größen auch anhand der anderen oder weiteren Eingangsgrößen, insbesondere Raddrehzahlen beispielsweise mit Hilfe geeigneter Modelle berechnet werden.
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.
Wie aus 2 ersichtlich wird erfindungsgemäß ein automatisches Kalibrierungsverfahren mit Verfahrensschritten A, B, C und D für den Indexsensor 12d des elektronischen Servolenksystems 1 im Fahrbetrieb vorgeschlagen. Schritt A wird z. B. am Ende des Fertigungsprozesses gestartet. Während des Fahrbetriebs wird in dem Schritt B zur Kalibrierung des Indexsensors 12d jeweils bei dem ausgegebenen elektrischen Indexsignal idx beim Überlenken des Indexsensors 12d als Versatzeinzelwert Offset_E des Indexsensors 12d ein Versatz bzw. eine Differenz des aktuellen Lenkwinkelwerts δ_G von dem die Neutralstellung kennzeichnenden vorgegebenen Lenkwinkelwert δ_{G_NEUTRAL} bestimmt und in einer Datenbank DB in einem nichtflüchtigen Speicherelement des Steuergeräts 11 – bei erfolgreicher Bestimmung – abgespeichert. Anschließend wird mit dem Schritt C fortgefahren. Die Anzahl der zu bestimmenden bzw. abzuspeichernden Versatzeinzelwerte Offset_E ist vorgegeben bzw. begrenzt. In Schritt C wird demnach überprüft, ob die vorgegebene Anzahl der Versatzeinzelwerte Offset_E erreicht ist. Ist dies der Fall wird mit Schritt D fortgefahren. Andernfalls folgt wiederum Schritt B und der nächste Versatzeinzelwert Offset_E wird bestimmt. In Schritt D wird als Versatzmittelwert Offset_M des Indexsensors 12d ein Mittelwert der abgespeicherten Versatzeinzelwerte Offset_E gebildet und in einem nichtflüchtigen Speicherelement auf dem Steuergerät 11 (in 2 gestrichelt angedeutet) abgespeichert. Damit ist das Kalibrierverfahren abgeschlossen und der Versatzmittelwert Offset_M wird als Kalibrierwert verwendet.
Als vorgegebener bzw. aktueller Lenkwinkelwert wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ritzelwinkel bzw. Eingangswinkel δ_G, δ_{G_NEUTRAL} des Lenkgetriebes 4 des elektronischen Servolenksystems 1 verwendet.
Alternativ kann statt des vorgegebenen bzw. aktuellen Lenkwinkelwerts δ_G, δ_{G_NEUTRAL} ein vorgegebener bzw. aktueller mit dem Lenkwinkel δ_G korrelierender Winkelwert, insbesondere der Lenkradwinkel δ_S verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems 1 kennzeichnende vorgegebene Eingangswinkelwert δ_{G_NEUTRAL} des Lenkgetriebes 4 oder der mit dem Eingangswinkels δ_G des Lenkgetriebes 4 korrelierende Lenkradwinkelwert δ_S mittels gemessener Raddrehzahlen des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren für den Indexsensor 12d des elektronischen Servolenksystems 1 des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb ist im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb des elektronischen Servolenksystems 1 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.

1: elektronisches Servolenksystem
2: Lenkrad
3: Gelenkwelle/Lenksäule
4: Lenkgetriebe
5a, 5b: lenkbare Räder
6: Zahnstange
7: Ritzel
8: Überlagerungsmittel
9: Zusatzwinkelsteller/Elektromotor
10: Überlagerungsgetriebe
11: elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittel
12a, 12b, 12c: Sensoren
12d: Indexsensor
δ_Fm: Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkel
δ_G: Ritzelwinkel
δ_{G_NEUTRAL}: vorgegebener Ritzelwinkelwert
δ_S: Lenkradwinkel
v_x: Fahrzeuggeschwindigkeit
δ_M: Zusatzwinkel
δ_Md: Sollwert des Zusatzwinkels
idx: Indexsignal
A, B, C, D: Verfahrensschritte
Offset_E: Versatzeinzelwert
Offset_M: Versatzmittelwert
DB: Datenbank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19751125 A1 [0002]
- DE 102005059883 A1 [0005]

Claims

Automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor (12d) eines elektronischen Servolenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb, welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung des elektronischen Servolenksystems (1) ein elektrisches Indexsignal (idx) ausgibt, wobei die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems (1) durch einen vorgegebenen Lenkwinkelwert (δ_{G_NEUTRAL}) oder einen vorgegebenen mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwert (δ_S) des elektronischen Servolenksystems (1) gekennzeichnet ist, wobei während des Fahrbetriebs zur Kalibrierung des Indexsensors (12d) jeweils bei einem ausgegebenen elektrischen Indexsignal (idx) beim Überlenken des Indexsensors (12d) als Versatzeinzelwert (Offset_E) des Indexsensors (12d) ein Versatz des aktuellen Lenkwinkelwerts (δ_G) oder des aktuellen mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwerts (δ_S) von dem die Neutralstellung kennzeichnenden vorgegebenen Lenkwinkelwert (δ_{G_NEUTRAL}) oder von dem vorgegebenen mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierenden Winkelwert (δ_S) bestimmt und abgespeichert wird.
Automatisches Kalibrierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, als Versatzmittelwert (Offset_M) des Indexsensors (12d) ein Mittelwert der abgespeicherten Versatzeinzelwerte (Offset_E) gebildet und abgespeichert wird.
Automatisches Kalibrierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zu bestimmenden bzw. abzuspeichernden Versatzeinzelwerte (Offset_E) vorgegeben bzw. begrenzt ist.
Automatisches Kalibrierungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems (1) kennzeichnende vorgegebene Lenkwinkelwert (δ_{G_NEUTRAL}) oder der vorgegebene mit dem Lenkwinkel (δ_G) korrelierende Winkelwert (δ_S) mittels gemessener Raddrehzahlen des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Automatisches Kalibrierungsverfahren nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene bzw. aktuelle Lenkwinkelwert ein Eingangswinkels (δ_G) des Lenkgetriebes (4) des elektronischen Servolenksystems (1) ist.
Automatisches Kalibrierungsverfahren nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene bzw. aktuelle mit dem Lenkwinkelwert (δ_G) korrelierende Winkelwert ein Lenkradwinkelwert (δ_S) ist.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein automatisches Kalibrierungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem elektronischen Steuergerät (11) eines elektronischen Servolenksystems (1), ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein automatisches Kalibrierungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem elektronischen Steuergerät (11) eines elektronischen Servolenksystems (1), ausgeführt wird.
Elektronisches Servolenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, mit – einer Lenkhandhabe (2) zur Vorgabe eines Lenkradwinkels (δ_S) als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel (δ_Fm) für wenigstens ein lenkbares Rad (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs, – einem Lenkgetriebe (4), welches den Lenkradwinkel (δ_S) in den Radlenkwinkel (δ_Fm) des wenigstens einen lenkbaren Rades (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs umsetzt, – Überlagerungsmitteln (8) zur Erzeugung eines Zusatzwinkels (δ_M) durch einen Zusatzwinkelsteller (9) und zur Erzeugung eines Eingangswinkels (δ_G) des Lenkgetriebes (4) aus einer Überlagerung des Lenkradwinkels (δ_S) mit dem Zusatzwinkel (δ_M), – einem Indexsensor (12d), welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung des elektronischen Servolenksystems (1) ein elektrisches Indexsignal (idx) ausgibt und – einem elektronischen Steuergerät (11), welches zur Ausführung des Computerprogramms gemäß Anspruch 7 eingerichtet ist und welches das elektrische Indexsignal (idx) des Indexsensors (12d) als Eingangssignal erhält.