DE102014205321A1 - Steering device and method for estimating a rack force - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung (1) in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Zahnstange (13) und mindestens eine Recheneinheit (8), wobei die Recheneinheit (8) mindestens ein Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) aufweist, wobei in der mindestens einen Recheneinheit (8) oder einer weiteren Recheneinheit ein Achsmodel (9) des Kraftfahrzeugs abgelegt ist, wobei das Achsmodel (9) derart ausgebildet ist, dass dieses aus Daten des Antriebsstranges mindestens ein Antriebsmoment (MA) an mindestens einer Antriebswelle (3a, 3b) der Lenkvorrichtung (1) ermittelt und daraus eine Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten ermittelt, wobei das Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) derart ausgebildet ist, dass dieses die Zahnstangenkraft (FZ) unter Berücksichtigung der ermittelten Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten schätzt, sowie ein Verfahren zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ).The invention relates to a steering device (1) in a motor vehicle, comprising at least one rack (13) and at least one arithmetic unit (8), wherein the arithmetic unit (8) has at least one module (10) for estimating a rack force (FZ), wherein the at least one arithmetic unit (8) or a further arithmetic unit an axle model (9) of the motor vehicle is stored, wherein the Achsmodel (9) is designed such that this data from the drive train at least one drive torque (MA) on at least one drive shaft (3a, 3b) of the steering device (1) and determined therefrom an interference force (FS) due Torquesteer moments, wherein the module (10) for estimating a rack force (FZ) is designed such that this the rack force (FZ) taking into account the determined Estimating disturbing force (FS) on the basis of Torquesteer moments, and a method of estimating a rack-and-pinion force (FZ).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung und ein Verfahren zur Schätzung einer Zahnstangenkraft. The invention relates to a steering device and a method for estimating a rack force.

Bei modernen Lenkvorrichtungen, beispielsweise bei einer elektrischen Servolenkung (EPS) oder einem so genannten Steer-by-Wire (SbW) Lenksystem, wird ein Soll-Lenkmoment ermittelt, das an einem Lenkmittel, beispielsweise einem Lenkrad, angelegt wird, um die von dem Fahrer aufgebrachte Kraft zu unterstützen oder der von dem Fahrer aufgebrachten Kraft entgegenzuwirken. In modern steering devices, such as an electric power steering (EPS) or a so-called steer-by-wire (SbW) steering system, a target steering torque is determined, which is applied to a steering means, such as a steering wheel, to that of the driver To assist applied force or to counteract the force applied by the driver.

Aktuell eingesetzte EPS Lenksysteme generieren auf der Basis einer anliegenden Zahnstangenkraft ein EPS Motormoment, um dem Fahrer die entsprechende Lenkunterstützung bereitzustellen. Die Zahnstangenkraft wird maßgeblich von den aktuellen Seitenführungskräften beeinflusst. Damit entspricht ein wesentlicher Teil der aktuellen Zahnstangenkraft einer Querbeschleunigung. Die Zahnstangenkraft wird aber nicht nur durch die während des Durchfahrens einer Kurve auftretenden Seitenkräfte bestimmt, sondern es hat eine Vielzahl von weiteren Größen einer aktuellen Fahrsituation einen Einfluss auf die Zahnstangenkraft. Ein Beispiel hierfür ist die Fahrbahnbeschaffenheit (Unebenheiten, Spurrillen, Reibwert). EPS steering systems currently in use generate EPS engine torque on the basis of an adjacent rack-and-pinion force in order to provide the driver with the appropriate steering assistance. The rack power is significantly influenced by the current cornering staff. Thus, a substantial part of the current rack force corresponds to a lateral acceleration. However, the rack-and-pinion force is not only determined by the lateral forces occurring during the passage through a curve, but also has a large number of further variables of a current driving situation an influence on the rack-and-pinion force. An example of this is the road condition (unevenness, ruts, coefficient of friction).

Zusätzlich können weitere Funktionen an der Erzeugung des Soll-Lenkmoments beteiligt sein, um ein gewünschtes und angenehmes Lenkgefühl für den Fahrer zu erreichen, wobei einerseits unerwünschte Störungen keinen Einfluss auf das Soll-Lenkmoment haben sollen, andererseits aber insbesondere sicherheitsrelevante Informationen, beispielsweise über die aktuelle Beschaffenheit des Fahrbahnbelags, dem Fahrer über das Lenkmoment zur Kenntnis gebracht werden sollen. In addition, other functions may be involved in generating the desired steering torque to achieve a desired and comfortable steering feel for the driver, on the one hand unwanted interference should not affect the target steering torque, but on the other hand, in particular safety-related information, for example on the current Condition of the road surface, to the driver about the steering torque to be brought to the knowledge.

Es ist bekannt, die aktuell anliegende Zahnstangenkraft mittels eines an der Zahnstange angeordneten Sensors oder durch Schätzung mittels eines auf einem Modell des Lenksystems beruhenden sogenannten Beobachters zu ermitteln. Bei diesem Verfahren wird das Lenkmoment in Abhängigkeit von der an gelenkten Rädern auftretenden Seitenkraft bestimmt. Die so ermittelte Zahnstangenkraft gibt die tatsächlich an der Vorderachse des Fahrzeugs bzw. an der Zahnstange anliegenden Kraftverhältnisse wieder. It is known to determine the currently applied rack force by means of a sensor arranged on the rack or by estimation by means of a so-called observer based on a model of the steering system. In this method, the steering torque is determined in dependence on the lateral force occurring at steered wheels. The rack-and-pinion force thus determined reflects the force relationships actually applied to the front axle of the vehicle or to the rack.

Die Erzeugung eines Fahrerwunschlenkmoments auf Basis der anliegenden Zahnstangenkraft beinhaltet neben dem eigentlich benötigten Niveau diverse Störungen mit unterschiedlichen Ausprägungen. Diese sind beispielsweise abhängig von der Bauweise der Achse(n) bzw. dem generellen Aufbau des Fahrzeugs. Als Störungen können hier eine Vielzahl von Fahrbahngegebenheiten wie beispielsweise Unebenheiten, Spurrillen oder eine Querneigung verstanden werden. Weitere Störungen können aufgrund längsdynamischer Ereignisse an der gelenkten Vorderachse entstehen. Beispiele hierfür sind unterschiedliche Längen von Antriebswellen bei frontgetriebenen Fahrzeugen, aktive Antriebskomponenten wie beispielsweise ein Allradantrieb oder Komponenten zur variablen Verteilung eines Antriebsmoments auf die Vorderräder. Ein weiterer und gegebenenfalls als störend empfundener Einfluss kann sich durch die Beladung des Fahrzeugs ergeben und insbesondere generell aufgrund der Vorderachslast. Vereinfachend kann festgestellt werden, dass die auf die Lenkung wirkende Zahnstangenkraft mit einer höheren Belastung der Vorderachse zunimmt. Weitere Einflüsse auf die Zahnstangenkraft bzw. das Soll-Lenkmoment hat die Bereitung der Räder. The generation of a Fahrwunschlenkmoments based on the applied rack power includes in addition to the level actually required various disorders with different characteristics. These are, for example, dependent on the design of the axle (s) or the general structure of the vehicle. Disturbances here can be understood as meaning a multiplicity of road conditions, such as unevennesses, ruts or a bank. Further disturbances can arise due to longitudinal dynamic events on the steered front axle. Examples include different lengths of drive shafts in front-wheel drive vehicles, active drive components such as an all-wheel drive or components for the variable distribution of a drive torque to the front wheels. Another and possibly disturbing influence can result from the loading of the vehicle and in particular generally due to the front axle load. In a simplifying manner, it can be stated that the rack-and-pinion force acting on the steering increases with a higher load on the front axle. Further influences on the rack force or the desired steering torque has the preparation of the wheels.

Aus der DE 10 2010 042 135 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug bekannt, wobei die Zahnstangenkraft zumindest teilweise in Abhängigkeit von einem Zahnstangenkraftmodell erzeugt wird und wobei ein Lenkwinkel eine Eingangsgröße des Zahnstangenkraftmodells ist, wobei zumindest im Falle des Vorliegens einer Sondersituation ein modifizierter Lenkwinkel erzeugt und dem Zahnstangenkraftmodell als Eingangsgröße zugeführt wird und/oder die mittels des Zahnstangenkraftmodells erzeugte modellierte Zahnstangenkraft adaptiert wird. From the DE 10 2010 042 135 A1 a method for determining a rack force for a steering device in a vehicle is known, wherein the rack force is generated at least partially in response to a rack force model and wherein a steering angle is an input of the rack force model, wherein at least in the presence of a special situation generates a modified steering angle and is supplied to the rack power model as an input and / or the rack generated by the rack power model modeled rack force is adapted.

Aus der DE 10 2008 042 666 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation von Störgrößen, welche auf ein Fahrzeug mit einer hilfskraftunterstützten Lenkung wirken, bekannt, umfassend folgende Verfahrensschritte:

  • – Schätzen einer Ist-Zahnstangenkraft mittels eines Beobachtermodells der Lenkung,
  • – Schätzen einer künstlichen Soll-Zahnstangenkraft mittels eines Beobachtermodells des Fahrzeugs,
  • – Subtrahieren der geschätzten Ist-Zahnstangenkraft von der geschätzten künstlichen Soll-Zahnstangenkraft, sodass ein Gesamtlenkkraftfehler generiert wird, wobei in einem Entscheidungsblock zumindest ein erster Bruchteilsfaktor zumindest aus Fahrzeugsystem bekannten Signalen bestimmt wird, welcher dem Gesamtlenkkraftfehler überlagert wird, sodass eine Zahnstangenkompensationskraft generiert wird, welche der Hilfskraft überlagert wird.
From the DE 10 2008 042 666 A1 is a method for the compensation of disturbances, which act on a vehicle with a power assisted steering, known, comprising the following method steps:
  • Estimating an actual rack force by means of an observer model of the steering,
  • Estimating an artificial target rack force by means of an observer model of the vehicle,
  • Subtracting the estimated actual rack force from the estimated desired artificial rack force such that a total steering error is generated, wherein in a decision block at least a first fractional factor is determined at least from signals known to vehicle system which is superimposed on the total steering error so as to generate a rack compensation force the assistant is superimposed.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Lenkvorrichtung mit einer verbesserten Schätzung der Zahnstangenkraft zu schaffen sowie ein verbessertes Verfahren zur Schätzung einer Zahnstangenkraft zur Verfügung zu stellen. The invention addresses the technical problem of providing a steering device with improved rack force estimation and an improved method of estimating rack force.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 3. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The solution of the technical problem results from the steering device with the features of claim 1 and the method with the features of claim 3. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Hierzu umfasst die Lenkvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mindestens eine Zahnstange und mindestens eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit mindestens ein Modul zur Schätzung einer Zahnstangenkraft aufweist. Weiter weist die Lenkvorrichtung mindestens eine Recheneinheit auf, in der ein Achsmodel abgelegt ist. Die Recheneinheit kann dabei die Recheneinheit mit dem Modul zur Schätzung einer Zahnstangenkraft sein oder aber eine separate Recheneinheit sein. Das Achsmodel ist derart ausgebildet, dass dieses aus Daten des Antriebsstranges mindestens ein Antriebsmoment an mindestens einer Antriebswelle der Lenkvorrichtung ermittelt und daraus eine Störkraft aufgrund von Torquesteer-Momenten ermittelt, wobei das Modul zur Schätzung einer Zahnstangenkraft derart ausgebildet ist, dass dieses die Zahnstangenkraft unter Berücksichtigung der ermittelten Störkraft aufgrund von Torquesteer-Momenten schätzt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei Fahrzeugen mit unterschiedlich lang ausgelegten Antriebswellen es zu Torquesteer-Momenten kommt, d.h. Lenken durch unterschiedliche Beugungswinkel an den Antriebswellen. Dabei entsteht ein Lenkmoment, welches über die Achse auf die Zahnstange wirkt und den Algorithmus einer Zahnstangenkraftschätzung erheblich negativ beeinflussen. Erfindungsgemäß wird eine den Torquesteer-Momente zugeordnete Störkraft bestimmt und bei der Zahnstangenkraftschätzung berücksichtigt, sodass die Schätzung der Zahnstangenkraft erheblich verbessert wird. Vorzugsweise werden dabei die Antriebsmomente an beiden Antriebswellen einer Achse bestimmt. Dabei sei angemerkt, dass das Achsmodel und/oder das Modul zur Schätzung einer Zahnstangenkraft in Hardware und/oder Software ausgebildet sein können. For this purpose, the steering device in a motor vehicle comprises at least one rack and at least one arithmetic unit, wherein the arithmetic unit has at least one module for estimating a rack-and-pinion force. Furthermore, the steering device has at least one arithmetic unit in which an axle model is stored. The arithmetic unit can be the arithmetic unit with the module for estimating a rack-and-pinion force, or it can be a separate arithmetic unit. The axle model is designed in such a way that it determines at least one drive torque on at least one drive shaft of the steering device from data of the drive train and determines therefrom an interference force due to Torquesteer moments, wherein the module for estimating a rack force is designed in such a way that it takes into account the rack force estimates the detected disturbance force due to Torquesteer moments. This is based on the finding that Torquesteer moments occur, in particular in vehicles with drive shafts of different lengths. Steer through different diffraction angles on the drive shafts. This creates a steering torque which acts on the rack via the axle and significantly adversely affect the algorithm of a rack force estimation. According to the invention, an interfering force associated with the Torquesteer moments is determined and taken into account in the rack force estimation, so that the estimation of the rack force is considerably improved. Preferably, the drive torques are determined on both drive shafts of an axis. It should be noted that the axle model and / or the module for estimating a rack-pin force can be designed in hardware and / or software.

In einer Ausführungsform ist das Achsmodel derart ausgebildet, dass das Antriebsmoment an der Antriebswelle mindestens anhand eines aktuellen Motormoments, einer eingestellten Getriebeübersetzung sowie eines Wirkungsgrades des Getriebes ermittelt wird. Somit lässt sich das Antriebsmoment sehr einfach aus gut zugänglichen Größen ermitteln. Bei Allradfahrzeugen wird zusätzlich noch die Momentenverteilung auf die einzelnen Räder berücksichtigt. In one embodiment, the axle model is designed such that the drive torque at the drive shaft is determined at least on the basis of a current engine torque, a set transmission ratio and an efficiency of the transmission. Thus, the drive torque can be determined very easily from easily accessible sizes. In all-wheel drive vehicles, the torque distribution on the individual wheels is also taken into account.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung. The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single FIGURE shows a schematic representation of a steering device.

Die Lenkvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Achse 2, an der zwei unterschiedlich lange Antriebswellen 3a, 3b angeordnet sind, die jeweils über ein Lenkgestänge 4 mit einem Fahrzeugrad 5 verbunden sind. Zum Antrieb des Fahrzeugs ist die Achse 2 durch einen Motor 6 über ein Getriebe 7 rotierbar antreibbar, wobei dieser Antrieb über die Antriebswellen 3a, 3b auf die Fahrzeugräder 5 übertragen wird. Dabei weist das Getriebe 7 eine einstellbare Getriebeübersetzung ü auf und weist einen Wirkungsgrad η auf, mit dem das Motormoment MM in ein Antriebsmoment MA gewandelt wird. The steering device 1 of a motor vehicle comprises an axle 2 , on the two different length drive shafts 3a . 3b are arranged, each via a steering linkage 4 with a vehicle wheel 5 are connected. To drive the vehicle is the axis 2 by a motor 6 via a gearbox 7 rotatably driven, this drive via the drive shafts 3a . 3b on the vehicle wheels 5 is transmitted. In this case, the gearbox 7 an adjustable transmission ratio ü and has an efficiency η, with which the engine torque M M is converted into a drive torque M A.

Des Weiteren umfasst die Lenkvorrichtung 1 eine Recheneinheit 8, die ein Achsmodel 9 und ein Modul 10 zur Schätzung einer Zahnstangenkraft FZ aufweist. Die Recheneinheit 8 ermittelt aus Eingangsgrößen einen Stromwert i für einen elektrischen Servomotor 11, der dann durch eine nicht dargestellte Leistungselektronik zur Verfügung gestellt wird. Die Eingangsgrößen der Recheneinheit 8 sind beispielsweise ein über eine Lenkhandhabe 12 aufgebrachtes Handmoment MH und die Fahrzeuggeschwindigkeit V. Anhand von Kennlinien oder Gleichungen berechnet dann die Recheneinheit 8 ein unterstützendes Moment. Dieses unterstützende Moment wird dann auf eine in der Achse 2 angeordnete Zahnstange 13 übertragen, beispielsweise über ein nicht dargestelltes weiteres Getriebe. Ebenso wirkt die Lenkhandhabe 12 auf die Zahnstange 13 ein. Durch die auftretende Zahnstangenkraft werden die Antriebswellen 3a, 3b ausgelenkt und somit ein Lenkwinkel an den Fahrzeugrädern 5 eingestellt. Für die genaue Einstellung des Lenkwinkels ist die Kenntnis der Zahnstangenkraft wichtig. Da diese nur schwer gemessen werden kann, wird diese im Modul 10 geschätzt, wobei die geschätzte Zahnstangenkraft FZ in die Berechnung des unterstützenden Moments bzw. des Stroms i eingeht. Welche Größen X zur Schätzung der Zahnstangenkraft herangezogen werden, hängt von der konkreten Ausbildung der Lenkvorrichtung 1 sowie der vorhandenen Sensoren ab. Dabei kann beispielsweise der Lenkwinkel an den Fahrzeugrädern 5 eingehen, wenn dieser sensorisch erfasst wird. Furthermore, the steering device comprises 1 an arithmetic unit 8th , which is an axle model 9 and a module 10 for estimating a rack force F Z. The arithmetic unit 8th determines from input variables a current value i for an electric servomotor 11 , Which is then provided by a power electronics, not shown. The input variables of the arithmetic unit 8th are for example a via a steering handle 12 Applied hand torque M H and the vehicle speed V. Based on curves or equations then calculates the arithmetic unit 8th a supportive moment. This supporting moment will then be on an axis 2 arranged rack 13 transmitted, for example via an unillustrated further transmission. Likewise, the steering handle acts 12 on the rack 13 one. Due to the occurring rack power, the drive shafts 3a . 3b deflected and thus a steering angle to the vehicle wheels 5 set. For the exact adjustment of the steering angle, the knowledge of the rack and pinion force is important. Since this is difficult to measure, this is in the module 10 estimated, wherein the estimated rack force F Z is included in the calculation of the assisting torque or the current i. Which sizes X are used to estimate the rack force depends on the specific design of the steering device 1 and the existing sensors. In this case, for example, the steering angle of the vehicle wheels 5 when sensed.

Um nun Torquesteer-Effekte aufgrund der unterschiedlich langen Antriebswellen 3a, 3b bei der Schätzung der Zahnstangenkraft FZ berücksichtigen zu können, werden dem Achsmodel 9 das Motormoment MM, die Getriebeübersetzung ü des Getriebes 7 und der Wirkungsgrad η des Getriebes 7 übermittelt. In dem Achsmodel 9 ist das Verhalten der Achsanordnung abgelegt. Dabei berücksichtigt das Achsmodel 9 insbesondere die unterschiedlichen Längen der Antriebswellen 3a, 3b. Das Achsmodel 9 kann dann aus den zuvor genannten Eingangsgrößen das Antriebsmoment MA bestimmen und daraus eine Störkraft FS aufgrund des Torquesteer-Effekts bestimmen. Aufgrund der bekannten Störkraft FS kann dann das Modul 10 zur Schätzung einer Zahnstangenkraft diese besser bestimmen, da die zusätzliche Störkraft FS bekannt ist. Entsprechend kann dann der Servomotor 11 angepasst angesteuert werden, da die aktuell vorliegenden Zahnstangenkräfte FZ besser geschätzt werden können, sodass je nach Richtung der Störkraft der Strom i erhöht oder erniedrigt werden muss, um den gewünschten Lenkwinkel einzustellen. To Torquesteer now effects due to the different length drive shafts 3a . 3b be considered in the estimate of the rack force F Z , are the Achsmodel 9 the engine torque M M , the gear ratio ü of the transmission 7 and the efficiency η of the transmission 7 transmitted. In the axle model 9 the behavior of the axle arrangement is stored. The axis model takes this into account 9 in particular the different lengths of the drive shafts 3a . 3b , The axle model 9 can then determine the drive torque M A from the aforementioned input variables and determine therefrom an interference force F S on the basis of the Torquesteer effect. Due to the known disturbing force F S then the module 10 for estimating a rack-and-pinion force determine this better, since the additional disturbance force F S is known. Accordingly, then the servo motor 11 adapted to be driven, since the currently present rack forces F Z can be better estimated so that depending on the direction of the disturbing force of the current i must be increased or decreased to adjust the desired steering angle.

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  • DE 102010042135 A1 [0007] DE 102010042135 A1 [0007]
  • DE 102008042666 A1 [0008] DE 102008042666 A1 [0008]

Claims (4)

Lenkvorrichtung (1) in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Zahnstange (13) und mindestens eine Recheneinheit (8), wobei die Recheneinheit (8) mindestens ein Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Achsmodel (9) des Kraftfahrzeugs in der Recheneinheit (8) oder einer weiteren Recheneinheit abgelegt ist, wobei das Achsmodel (9) derart ausgebildet ist, dass dieses aus Daten des Antriebsstranges mindestens ein Antriebsmoment (MA) an mindestens einer Antriebswelle (3a, 3b) der Lenkvorrichtung (1) ermittelt und daraus eine Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten ermittelt, wobei das Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) derart ausgebildet ist, dass dieses die Zahnstangenkraft (FZ) unter Berücksichtigung der ermittelten Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten schätzt. Steering device ( 1 ) in a motor vehicle, comprising at least one rack ( 13 ) and at least one arithmetic unit ( 8th ), wherein the arithmetic unit ( 8th ) at least one module ( 10 ) for estimating a rack force (F Z ), characterized in that at least one axle model ( 9 ) of the motor vehicle in the computing unit ( 8th ) or another arithmetic unit, the axis model ( 9 ) is formed such that this data from the drive train at least one drive torque (M A ) on at least one drive shaft ( 3a . 3b ) of the steering device ( 1 ) and determines therefrom an interference force (F S ) on the basis of Torquesteer moments, wherein the module ( 10 ) is designed to estimate a rack-and-pinion force (F Z ) in such a way that it estimates the rack-and-pinion force (F Z ) taking into account the determined disturbance force (F S ) on the basis of Torquesteer moments. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsmodel (9) derart ausgebildet ist, dass das Antriebsmoment (MA) an der Antriebswelle (3a, 3b) mindestens anhand eines aktuellen Motormoments (MM), einer eingestellten Getriebeübersetzung (ü) sowie eines Wirkungsgrades (η) des Getriebes (7) ermittelt wird. Steering device according to claim 1, characterized in that the axle model ( 9 ) is designed such that the drive torque (M A ) on the drive shaft ( 3a . 3b ) at least based on a current engine torque (M M ), a set transmission ratio (ü) and an efficiency (η) of the transmission ( 7 ) is determined. Verfahren zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) für eine Lenkvorrichtung (1) in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einer Zahnstange (13), mittels mindestens einer Recheneinheit (8), die mindestens ein Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Recheneinheit (8) oder einer weiteren Recheneinheit ein Achsmodel (9) des Kraftfahrzeugs abgelegt ist, das aus Daten des Antriebsstranges mindestens ein Antriebsmoment (MA) an mindestens einer Antriebswelle (3a, 3b) der Lenkvorrichtung (1) ermittelt und daraus eine Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten ermittelt, wobei das Modul (10) zur Schätzung einer Zahnstangenkraft (FZ) die Zahnstangenkraft (FZ) unter Berücksichtigung der ermittelten Störkraft (FS) aufgrund von Torquesteer-Momenten schätzt. Method for estimating a rack force (F Z ) for a steering device ( 1 ) in a motor vehicle with at least one rack ( 13 ), by means of at least one arithmetic unit ( 8th ) containing at least one module ( 10 ) for estimating a rack force (F Z ), characterized in that in the at least one computing unit ( 8th ) or another arithmetic unit an axis model ( 9 ) of the motor vehicle is stored, the data from the drive train at least one drive torque (M A ) on at least one drive shaft ( 3a . 3b ) of the steering device ( 1 ) and determines therefrom an interference force (F S ) on the basis of Torquesteer moments, wherein the module ( 10 ) estimates the rack force (F Z ) in consideration of the determined disturbance force (F S ) on the basis of Torquesteer moments in order to estimate a rack force (F Z ). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsmodel (9) das Antriebsmoment (MA) an der Antriebswelle (3a, 3b) mindestens anhand eines aktuellen Motormoments (MM), einer eingestellten Getriebeübersetzung (ü) sowie eines Wirkungsgrades (η) des Getriebes (7) ermittelt. Method according to Claim 3, characterized in that the axle model ( 9 ) the drive torque (M A ) on the drive shaft ( 3a . 3b ) at least based on a current engine torque (M M ), a set transmission ratio (ü) and an efficiency (η) of the transmission ( 7 ).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108100022A (en) * 2018-02-01 2018-06-01 芜湖酷哇机器人产业技术研究院有限公司 For the unmanned steering hub column device of sweeper
WO2018167005A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-20 Thyssenkrupp Presta Ag Estimating the rack force in a steer-by-wire system
US11110956B2 (en) 2018-02-22 2021-09-07 Steering Solutions Ip Holding Corporation Quadrant based friction compensation for tire load estimation in steering systems
US11987304B2 (en) 2020-05-28 2024-05-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Generating steering wheel torques as tactile feedback in vehicle steering systems

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017121952A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-21 Trw Automotive Gmbh Method for detecting disturbances in a steering system and steering system for a motor vehicle
DE102017222776A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and system for determining a rack force, operating assistance method for a working device, operation assistance device and working device
DE102019134568A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-17 Zf Automotive Germany Gmbh Method for operating a power steering system of a vehicle, power steering system and vehicle
CN115042858B (en) * 2022-05-05 2024-03-19 博世华域转向系统有限公司 Steering system driver road feel feedback adjustment method based on dynamic rack force

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044088A1 (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Drive influences balancing method for drive train of motor vehicle, involves integrating permanently active simulation model of drive train in motor vehicle, in which disturbances are predicted from drive behavior
EP1610999B1 (en) * 2003-04-09 2009-04-22 TRW Limited Rack force disturbance rejection
DE102008042666A1 (en) 2008-10-08 2010-05-06 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method for compensating disturbance variable acting on automobile with auxiliary force supported steering, involves swapping fractional factor to common steering force error such that toothed rack compensation force is generated
DE102010030532A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Zf Lenksysteme Gmbh Drive-related skewing effects compensating method for motor vehicle, involves identifying earnings per share by using basic assist torque and compensation torque, which counteracts pulling to side
DE102010042135A1 (en) 2010-10-07 2012-04-12 Zf Lenksysteme Gmbh Method for determining a rack force for a steering device in a vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4853122B2 (en) * 2006-06-15 2012-01-11 株式会社アドヴィックス Electric steering control device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1610999B1 (en) * 2003-04-09 2009-04-22 TRW Limited Rack force disturbance rejection
DE102006044088A1 (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Drive influences balancing method for drive train of motor vehicle, involves integrating permanently active simulation model of drive train in motor vehicle, in which disturbances are predicted from drive behavior
DE102008042666A1 (en) 2008-10-08 2010-05-06 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method for compensating disturbance variable acting on automobile with auxiliary force supported steering, involves swapping fractional factor to common steering force error such that toothed rack compensation force is generated
DE102010030532A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Zf Lenksysteme Gmbh Drive-related skewing effects compensating method for motor vehicle, involves identifying earnings per share by using basic assist torque and compensation torque, which counteracts pulling to side
DE102010042135A1 (en) 2010-10-07 2012-04-12 Zf Lenksysteme Gmbh Method for determining a rack force for a steering device in a vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018167005A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-20 Thyssenkrupp Presta Ag Estimating the rack force in a steer-by-wire system
CN108100022A (en) * 2018-02-01 2018-06-01 芜湖酷哇机器人产业技术研究院有限公司 For the unmanned steering hub column device of sweeper
US11110956B2 (en) 2018-02-22 2021-09-07 Steering Solutions Ip Holding Corporation Quadrant based friction compensation for tire load estimation in steering systems
DE102019104169B4 (en) 2018-02-22 2022-05-05 Steering Solutions Ip Holding Corporation QUADRANT-BASED FRICTION COMPENSATION FOR TIRE LOAD ESTIMATION IN STEERING SYSTEMS
US11987304B2 (en) 2020-05-28 2024-05-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Generating steering wheel torques as tactile feedback in vehicle steering systems

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