DE102017200600B3

DE102017200600B3 - Method and device for assisting a driver of a motor vehicle during vehicle operation

Info

Publication number: DE102017200600B3
Application number: DE102017200600.5A
Authority: DE
Inventors: Simon Baales; Frank Peter Engels
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: CN108327780A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1) während des Fahrzeugbetriebs, bei dem dem Fahrer ein vorherbestimmbares Lenkgefühl an einer Lenkvorrichtung (3) zum Lenken gelenkter Räder (4) des Kraftfahrzeugs (1) bereitgestellt wird. Eine Reibung in der Lenkvorrichtung (3) wird in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrzeugparameter variiert.Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1) während des Fahrzeugbetriebs.The invention relates to a method for assisting a driver of a motor vehicle (1) during vehicle operation, in which the driver is provided with a predeterminable steering feel on a steering device (3) for steering steered wheels (4) of the motor vehicle (1). A friction in the steering device (3) is varied in dependence on at least one vehicle parameter. The invention further relates to a device for assisting a driver of a motor vehicle (1) during vehicle operation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs, bei welchem dem Fahrer ein gewünschtes Lenkgefühl an einer Lenkvorrichtung zum Lenken gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The present invention relates to a method for assisting a driver of a motor vehicle during vehicle operation, in which the driver is provided with a desired steering feel on a steering device for steering steered wheels of the motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of claim 4 ,

Im Allgemeinen wird bei einem Lenksystem für ein Fahrzeug, bei dem dessen gelenkte Räder, die zum Beispiel mittels einer McPherson-Radaufhängung am Fahrzeug angebunden sind, als Antriebsräder dienen, ein Phänomen, bei dem ein Lenkaufwand oder eine Lenkhaltekraft in Reaktion auf eine Variation einer Antriebskraft an den gelenkten Rädern variiert, als Antriebszerren (auch „Torque Steer“) bezeichnet, dessen Beschränkung wünschenswert ist.In general, in a steering system for a vehicle in which its steered wheels connected to the vehicle by, for example, a McPherson suspension, serve as drive wheels, a phenomenon in which a steering effort or a steering holding force in response to a variation of a driving force varies at the steered wheels, referred to as a torque converter (also called "torque steer"), the restriction is desirable.

Es gibt jedoch auch andere Situationen, in denen der Lenkaufwand oder die Lenkhaltekraft während des Betriebs des Kraftfahrzeugs spürbar variieren kann, zum Beispiel beim Durchfahren einer Spurrille oder ähnlichen Fahrbahnunebenheiten (auch als „Rut Wander“ bezeichnet), die den Reifenaufstandspunkt verschieben, bei einem Bremsmanöver (auch als „Brake Pull“ bezeichnet) oder bei Drehmomentveränderungen an den gelenkten Antriebsrädern, die durch vertikale Bewegungen der die Antriebsräder am Fahrzeugaufbau anbindenden Radaufhängung verursacht werden (auch als „Torque Wander“ bezeichnet).However, there are other situations in which the steering effort or steering force may vary appreciably during operation of the motor vehicle, for example, when traversing a track groove or similar road bumps (also referred to as "rut wandering") that shift the tire contact point during a braking maneuver (Also referred to as "brake pull") or with torque changes to the steered drive wheels, which are caused by vertical movements of the suspension connecting the drive wheels to the vehicle body (also referred to as "Torque Wander").

Alle vorgenannten Betriebszustände, die zu einer von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs spürbaren Änderung des Lenkaufwands oder der Lenkhaltekraft führen, werden hierin allgemein als Lenkungszerren bezeichnet.All of the aforementioned operating conditions, which lead to a noticeable change of the steering effort or the steering holding force by a driver of the motor vehicle, are generally referred to herein as steering gears.

Die WO 2010 / 093 309 A1 betrifft ein Verfahren zur Variation der Lenkempfindung in einer Lenkungsanordnung eines Fahrzeugs z.B. eines LKW, dessen Lenkungsanordnung eine Lenksäule umfasst, mit welcher Rotationsbewegungen zwischen einem Bedienungsmittel z.B. einem Lenkrad und einer Servovorrichtung der Lenkungsanordnung übertragen wird. Vorgeschlagen werden die Schritte:

- einstellbares Variieren des Rotationswiderstands der Lenksäule bei der Rotationsbewegung mittels Bremsvorrichtungen, und
- einstellbares Variieren des Massenträgheitsmomentes der Lenksäule bei der Rotationsbewegung mittels Vorrichtungen auf die die genannte Rotationsbewegung übertragen wird, und
- manuelles Aktivieren des einstellbaren Variierens durch einen Bediener, z.B. durch den Fahrer des Fahrzeuges und/oder automatisch.

WO 2010/093 309 A1 relates to a method for varying the steering sensation in a steering arrangement of a vehicle, for example a truck, whose steering arrangement comprises a steering column, with which rotational movements between an operating means such as a steering wheel and a servo device of the steering arrangement is transmitted. Suggested are the steps:

- Adjustable variation of the rotational resistance of the steering column during the rotational movement by means of braking devices, and
adjustable adjustment of the mass moment of inertia of the steering column during the rotational movement by means of devices to which said rotational movement is transmitted, and
- Manually activating the adjustable varying by an operator, for example by the driver of the vehicle and / or automatically.

Die DE 10 2011 076 308 A1 betrifft ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit variabler veränderlicher Lenkungs-Dämpfung, welche dem von der Lenkhandhabe des Fahrers zu den lenkbaren Rädern führenden Lenkstrang ein von Randbedingungen abhängiges Dämpfmoment aufprägt. Bei Vorliegen einer durch eine elektronische Steuereinheit erkannten sicherheitskritischen Fahrsituation wird ein höheres Dämpfmoment angelegt als ohne Erkennung einer solchen Situation. So könne das Passieren einer Fahrbahn-Engstelle als sicherheitskritische Fahrsituation erkannt werden. Ferner könne von einer elektronischen Steuereinheit anhand der Vorgaben des Fahrers und/oder anhand von dessen Verhalten auf dessen Fähigkeit zum Führen des Fahrzeugs und/oder auf dessen Wunsch nach agilem Führen des Fahrzeugs geschlossen werden und eine geringere Fähigkeit und/oder ein geringerer Agilitäts-Wusch zumindest tendenziell als sicherheitskritische Fahrsituation eingestuft werden.The DE 10 2011 076 308 A1 relates to a steering system of a motor vehicle with variable variable steering damping, which imposes a condition dependent on boundary conditions damping torque from the steering handle of the driver to the steerable wheels leading steering column. In the presence of a safety-critical driving situation detected by an electronic control unit, a higher damping torque is applied than without detection of such a situation. Thus, the passage of a road bottleneck can be recognized as a safety-critical driving situation. Furthermore, an electronic control unit may deduce, based on the driver's specifications and / or behavior, the driver's ability to drive the vehicle and / or desire agile vehicle maneuvering, and less ability and / or lesser agility wusch at least tend to be classified as a safety-critical driving situation.

Ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gemäß der gattungsbildenden DE 10 2012 022 801 A1 umfasst eine Zahnstange, die im Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel steht, ein Druckstück zur Gleitlagerung der Zahnstange im Bereich des Lenkritzels, einen Lenkunterstützungsmotor sowie ein Steuergerät zur elektromechanischen Umsetzung eines vom Fahrer aufgebrachten Handmoments in eine Lenkunterstützung durch den Lenkunterstützungsmotor. Zur Überwachung des Zustands des Druckstücks wird im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere während der Fahrt, wenigstens eine in dem Steuergerät verfügbare Betriebsgröße des Lenksystems erfasst. Anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, wird der Zustand des Druckstücks ermittelt, z. B. indem ein zu großes Druckstückspiel oder ein Defekt des Druckstücks erkannt wird.A steering system for a motor vehicle according to the generic DE 10 2012 022 801 A1 includes a rack which is in meshing engagement with a steering pinion, a thrust piece for slidingly supporting the rack in the region of the steering pinion, a steering assist motor and a controller for electromechanical conversion of a torque applied by the driver in a steering assistance by the steering assist motor. To monitor the condition of the pressure piece, at least one operating variable of the steering system which is available in the control unit is detected during normal operation of the motor vehicle, in particular while driving. Based on the at least one operating variable, the state of the pressure piece is determined, for. B. by a too large pressure piece clearance or a defect of the pressure piece is detected.

Bei einem Verfahren gemäß der DE 10 2004 021 951 A1 zur Kompensation der Reibung in einer elektromechanischen Lenkung wird die Drehrichtung eines ein Hilfsmoment erzeugenden elektrischen Motors erfasst. Bei Feststellung einer Drehbewegung wird unabhängig von einem etwaigen Hilfsmoment ein zusätzliches Moment zur Reibungskompensation ausgelöst, derart, dass das Kompensationsmoment während der Bewegung des Motors kontinuierlich bis zu einem vorgegebenen Grenzwert erhöht und bei Umkehrung der Drehrichtung des Motors kontinuierlich in Richtung eines Grenzwerts mit umgekehrtem Vorzeichen verstellt wird.In a method according to the DE 10 2004 021 951 A1 To compensate for the friction in an electromechanical steering, the direction of rotation of an auxiliary torque generating electric motor is detected. Upon detection of a rotational movement, an additional moment for friction compensation is triggered independently of any auxiliary torque, such that the compensation torque continuously increases during the movement of the motor up to a predetermined limit and continuously reverses the direction of rotation of the motor in the direction of a limit value with the opposite sign becomes.

Aus der US 2012/0109466 A1 sind ein Verfahren und ein System zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs während des Betriebs bekannt, bei denen dem Fahrer ein gewünschtes Lenkgefühl in einer mechanischen Lenkanordnung durch gezieltes Variieren einer Lenkunterstützungskraft an einem Lenkrad bereitgestellt wird. Unter anderem kann hierdurch das von dem Fahrer wahrgenommene Lenkgefühl von einem Einfluss einer Reibung in der Lenkanordnung entkoppelt werden. From the US 2012/0109466 A1 For example, a method and system for assisting a driver of a vehicle during operation are known in which the driver is provided with a desired steering feel in a mechanical steering assembly by selectively varying a steering assist force on a steering wheel. Among other things, this can be decoupled by the driver perceived steering feel of an influence of friction in the steering assembly.

Die DE 10 2005 049 042 A1 (auch US 2006/0080016 A1 ) offenbart ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein lenkbares Fahrzeug, bei dem das Lenkgefühl und der Komfort verbessert sein sollen, indem eine geeignete Torsion zwischen einem Lenkeingabebereich und einem Lenkausgabebereich geschaffen wird.The DE 10 2005 049 042 A1 (also US 2006/0080016 A1 ) discloses a steer-by-wire steering system for a steerable vehicle in which the steering feel and comfort are to be improved by providing suitable torsion between a steering input range and a steering output range.

Die JP 2004-161198 A beschreibt eine Lenksteuervorrichtung zum Steuern einer Lenkreaktionskraft eines Steer-by-Wire-Lenksystems eines Fahrzeugs in einem Fall, in dem ein abnormales Verhalten eines Lenkmomentsensors erkannt wird.The JP 2004-161198 A describes a steering control apparatus for controlling a steering reaction force of a steer-by-wire steering system of a vehicle in a case where abnormal behavior of a steering torque sensor is detected.

Aus der US 9 150 244 B2 ist ein Verfahren zur Schätzung einer Reibung in einem Lenksystem, insbesondere einem elektromechanischen Servolenksystem, bekannt, das durch ein Steuermodul gesteuert wird.From the US 9,150,244 B2 For example, there is known a method of estimating friction in a steering system, particularly an electromechanical power steering system, which is controlled by a control module.

Die US 2008/0006111 A1 beschreibt ein gegen eine Zahnstange einer Zahnstangenlenkung mittels einer Druckfeder vorgespanntes Druckstück.The US 2008/0006111 A1 describes a against a rack of a rack and pinion steering biased by a compression spring pressure piece.

Die US 2007/0216125 A1 offenbart ein Zahnstangenlenkgetriebe, bei dem eine Zahnstange mittels eines Druckstücks gegen ein zwischen einem Lenkritzel und einer Verzahnung der Zahnstange eingefügtes Zwischenzahnrad gedrückt wird.The US 2007/0216125 A1 discloses a rack and pinion steering gear in which a rack is pressed by means of a pressure piece against an inserted between a steering pinion and a toothing of the rack intermediate gear.

Aus der DE 10 2014 216 126 A1 (auch US 2015/0053030 A1 ) ist des Weiteren ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einem gegen eine Zahnstange vorgespanntes Druckstück bekannt.From the DE 10 2014 216 126 A1 (also US 2015/0053030 A1 ) Further, a rack and pinion steering gear with a biased against a rack pressure piece is known.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs anzugeben, mit denen dem Fahrer ein verbessertes Lenkgefühl an einer Lenkvorrichtung zum Lenken gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann. Insbesondere soll hierbei ein Lenkungszerren, das heißt eine von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs spürbare Änderung des Lenkaufwands oder der Lenkhaltekraft zum Beispiel infolge einer Variation einer Antriebskraft an den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeugs, beim Durchfahren von Fahrbahnunebenheiten, die den Reifenaufstandspunkt verschieben, bei Bremsmanövern oder bei Drehmomentveränderungen an den gelenkten Antriebsrädern, die durch vertikale Bewegungen der die Antriebsräder am Fahrzeugaufbau anbindenden Radaufhängung verursacht werden, und dergleichen, erheblich verringert oder sogar gänzlich unterdrückt sein.Against this background, the object of the present invention is to provide a method and a device for assisting a driver of a motor vehicle during vehicle operation, with which the driver can be provided with an improved steering feel on a steering device for steering steered wheels of the motor vehicle. In particular, this is a Lenkungszerren, that is noticeable by the driver of the motor vehicle change the steering effort or the steering holding force, for example due to a variation of a driving force on the steered wheels of the motor vehicle when driving through bumps that shift the tire contact point, during braking maneuvers or torque changes on the steered drive wheels, caused by vertical movements of the suspension wheels connecting the drive wheels to the vehicle body, and the like, may be considerably reduced or even suppressed completely.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 4. Further particularly advantageous embodiments of the invention disclose the respective subclaims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. It should be noted that the features listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention.

Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Bei einem Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs wird während des Fahrzeugbetriebs dem Fahrer an einer Lenkvorrichtung zum Lenken gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs ein vorherbestimmbares Lenkgefühl bereitgestellt, indem eine Reibung in der Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrzeugparameter variiert wird, wobei als Fahrzeugparameter ganz allgemein alle einen augenblicklichen Fahrzustand beschreibenden Größen aufzufassen sind, wie zum Beispiel fahrdynamische Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Gierrate, Längs- und/oder Querbeschleunigung, Lenkwinkel und dergleichen. Auf diese Weise lässt sich das vom Fahrer wahrgenommene Lenkgefühl gezielt im Sinne einer Verbesserung abhängig von dem oder den hierbei berücksichtigten Fahrzeugparametern beeinflussen. So kann zum Beispiel durch eine temporäre Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung deren wirksame Dämpfung in dementsprechend ausgewählten Fahrsituationen erhöht werden.In a method of assisting a driver of a motor vehicle, a predeterminable steering sensation is provided to the driver on a steering device for steering steered wheels of the motor vehicle during vehicle operation by varying a friction in the steering device in dependence on at least one vehicle parameter, all of which are generally used as vehicle parameters a current driving state descriptive variables are to be understood, such as driving dynamics state variables of the motor vehicle such as driving speed, yaw rate, longitudinal and / or lateral acceleration, steering angle and the like. In this way, the driver's perceived steering feel can be specifically influenced in the sense of an improvement depending on the vehicle parameter (s) taken into account. Thus, for example, by a temporary increase in the friction in the steering device whose effective damping can be increased in accordance with selected driving situations.

Die Lenkvorrichtung kann beispielsweise ein Lenkrad aufweisen, das als Handhabe zur Betätigung der Lenkvorrichtung durch den Fahrer dient. Das Lenkrad ist in an sich bekannter Weise beispielsweise mittels einer Lenksäule über einen Mechanismus mit den zu lenkenden Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei der Mechanismus allgemein eine Drehbewegung des Lenkrads in eine Längsbewegung zur Auslenkung der Räder umwandelt.The steering device may for example have a steering wheel, which serves as a handle for actuating the steering device by the driver. The steering wheel is connected in a conventional manner, for example by means of a steering column via a mechanism with the wheels to be steered the motor vehicle, wherein the mechanism generally converts a rotational movement of the steering wheel in a longitudinal movement for the deflection of the wheels.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass durch den wenigstens einen Fahrzeugparameter ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs repräsentiert wird, der zu einem für den Fahrer spürbaren Lenkungszerren an der Lenkvorrichtung führen würde. Während eines solchen Fahrzustands wird die Reibung in der Lenkvorrichtung gegenüber einem Fahrzustand ohne Lenkungszerren erhöht. Hierdurch lässt sich das sonst von dem Fahrer als störend wahrgenommene Lenkungszerren erheblich verringern oder sogar gänzlich unterdrücken, wodurch eine deutliche Verbesserung des vom Fahrer wahrgenommenen Lenkgefühls an der Lenkvorrichtung während eines solchen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs bewirkt werden kann. Dadurch, dass die Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung lediglich auf die bestimmte Fahrsituation des Fahrzeugs beschränkt wird, kann in den anderen Fahrsituationen, in denen kein Lenkungszerren auftritt, durch eine Herabsetzung der Reibung in der Lenkvorrichtung zugleich ein präzises Lenkgefühl für den Fahrer gewährleistet werden.An advantageous embodiment of the invention provides that by the at least one vehicle parameter, a driving condition of the motor vehicle is represented, which would lead to a noticeable to the driver Lenkungszerren on the steering device. During such a driving state, the friction in the steering device is increased over a driving state without steering strain. As a result, the otherwise experienced by the driver disturbing Lenkungszerren can be significantly reduced or even completely suppressed, whereby a significant improvement of the driver perceived steering feel on the steering device can be effected during such a driving state of the motor vehicle. Characterized in that the increase in the friction in the steering device is limited only to the specific driving situation of the vehicle, in the other driving situations in which no Lenkungszerren occurs, by reducing the friction in the steering device at the same time a precise steering feel for the driver are guaranteed.

In vorteilhafter Weise kann die Höhe der der Lenkvorrichtung zusätzlich aufgeprägten Reibung an die Höhe des Lenkungszerrens angepasst werden. Je höher also das erwartete Lenkungszerren in einem bestimmten Fahrzustands des Kraftfahrzeugs ist, desto höher kann die zusätzliche Reibung der Lenkvorrichtung aufgeprägt werden. Hierdurch wird stets nur so viel zusätzliche Reibung in der Lenkvorrichtung aufgebracht, wie zur Verringerung oder zur Unterdrückung des Lenkungszerrens erforderlich ist.Advantageously, the height of the steering device additionally impressed friction can be adjusted to the height of the steering gear. Thus, the higher the expected Steierzerren in a certain driving condition of the motor vehicle, the higher the additional friction of the steering device can be impressed. As a result, only as much additional friction is always applied in the steering device, as is required to reduce or suppress the steering distortion.

Beispielsweise können wenigstens die gelenkten Räder des Kraftfahrzeugs durch wenigstens einen Antriebsmotor angetrieben werden, wobei der Fahrzeugparameter in diesem Fall eine Änderung der Antriebskraft des Antriebsmotors repräsentiert. Dann wird die Reibung in der Lenkvorrichtung während der Änderung der Antriebskraft gegenüber einer Reibung in der Lenkvorrichtung bei im Wesentlichen konstanter Antriebskraft erhöht. Hierdurch lässt sich ein Lenkungs- bzw. Antriebszerren infolge einer Variation der Antriebskraft an den gelenkten Rädern des Kraftfahrzeugs („Torque Steer“) erheblich verringern oder sogar gänzlich unterdrücken, wodurch eine deutliche Verbesserung des vom Fahrer wahrgenommenen Lenkgefühls an der Lenkvorrichtung während einer Beschleunigung und/oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs bewirkt werden kann.For example, at least the steered wheels of the motor vehicle can be driven by at least one drive motor, wherein the vehicle parameter in this case represents a change in the driving force of the drive motor. Then, the friction is increased in the steering apparatus during the change of the driving force against a friction in the steering apparatus at a substantially constant driving force. As a result, a steering or Antriebszerren due to a variation of the driving force on the steered wheels of the motor vehicle ("Torque Steer") can be significantly reduced or even completely suppressed, creating a significant improvement of the driver perceived steering feel on the steering device during acceleration and / or delay of the motor vehicle can be effected.

Die Reibung in der Lenkvorrichtung während „Torque Steer“ kann an die Höhe der Antriebskraftänderung angepasst werden. Je größer also die Änderung der Antriebskraft ist, desto höher kann die der Lenkvorrichtung zusätzlich aufgeprägte Reibung eingestellt werden.The friction in the steering device during "torque steer" can be adapted to the amount of drive force change. Thus, the greater the change in the driving force, the higher the friction of the steering device can be set.

Auch bei einer Verzögerung des Fahrzeugs, zum Beispiel bei einem Bremsmanöver, kann die Reibung in der Lenkvorrichtung während des Bremsmanövers gegenüber der Reibung während eines nicht verzögerten Fahrzustands des Fahrzeugs temporär erhöht werden, wobei der Fahrzeugparameter hierbei die Verzögerung des Fahrzeugs repräsentiert und die Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand des Fahrzeugs durchgeführt wird. Hierdurch kann das Lenkungszerren infolge des Bremsmanövers („Brake Pull“) erheblich vermindert oder sogar unterdrückt werden. Außerdem kann die Höhe der der Lenkvorrichtung zusätzlich aufgeprägten Reibung an die Höhe der Verzögerung angepasst werden.Even with a deceleration of the vehicle, for example in a braking maneuver, the friction in the steering device during the braking maneuver against the friction during a non-delayed driving state of the vehicle can be temporarily increased, the vehicle parameter in this case represents the deceleration of the vehicle and the increase of friction is performed in the steering device in response to this operating condition of the vehicle. As a result, the steering distortion due to the brake maneuver ("brake pull") can be significantly reduced or even suppressed. In addition, the height of the steering device additionally imprinted friction can be adjusted to the amount of delay.

In analoger Weise kann auch vorgegangen werden, wenn zum Beispiel das Durchfahren einer Spurrille oder spurrillenähnlichen Fahrbahnunebenheiten, die den Reifenaufstandspunkt verschieben, erkannt wird, wobei der Fahrzeugparameter dann diesen speziellen Betriebszustand des Fahrzeugs, das heißt die Verschiebung des Radaufstandspunkts, repräsentiert und die Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand des Fahrzeugs durchgeführt wird. Hierdurch kann das Lenkungszerren infolge des Durchfahrens spurrillenähnlicher Fahrbahnunebenheiten („Rut Wander“) erheblich vermindert oder sogar unterdrückt werden. Außerdem kann die Höhe der der Lenkvorrichtung zusätzlich aufgeprägten Reibung an die Größe der Radaufstandspunktverschiebung angepasst werden.In an analogous manner, it is also possible to proceed if, for example, the passage through a track groove or track groove-like road bumps that shift the tire contact point is detected, the vehicle parameter then representing this specific operating state of the vehicle, ie the shift of the wheel contact point, and the increase of the friction is performed in the steering device in response to this operating condition of the vehicle. As a result, the steering distortion as a result of driving through track-like bumpy road bumps ("Ride Wander") can be significantly reduced or even suppressed. In addition, the height of the steering device additionally imprinted friction can be adjusted to the size of Radaufstandspunktverschiebung.

Ebenso kann in analoger Weise vorgegangen werden, wenn zum Beispiel eine Drehmomentveränderung an den gelenkten Antriebsrädern des Fahrzeugs erkannt wird, die durch vertikale Bewegungen einer die gelenkten Antriebsräder am Fahrzeug anbindenden Radaufhängung verursacht werden, wobei der Fahrzeugparameter dann diesen speziellen Betriebszustand des Fahrzeugs, nämlich die Drehmomentveränderung an den gelenkten Antriebsrädern, repräsentiert und die Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand des Fahrzeugs durchgeführt wird. Hierdurch kann das Lenkungszerren infolge von „Torque Wander“ erheblich vermindert oder sogar unterdrückt werden. Außerdem kann die Höhe der der Lenkvorrichtung zusätzlich aufgeprägten Reibung an die Höhe der an den gelenkten Antriebsrädern wirksame Drehmomentveränderung angepasst werden.It is also possible to proceed in an analogous manner if, for example, a change in torque is detected on the steered drive wheels of the vehicle caused by vertical movements of a wheel suspension connecting the steered drive wheels to the vehicle, the vehicle parameter then indicating that particular operating condition of the vehicle, namely the torque variation represented at the steered drive wheels, and the increase of the friction in the steering device is performed in response to this operating condition of the vehicle. As a result, the steering distortion due to "Torque Wander" can be significantly reduced or even suppressed. In addition, the height of the steering device additionally imprinted friction can be adjusted to the height of the effective at the steered drive wheels torque change.

Die Lenkvorrichtung weist ein Lenkgetriebe auf, das in allgemein bekannter Weise eine Drehbewegung zum Beispiel der Lenksäule in eine Längs- bzw. Schiebebewegung von mit den gelenkten Rädern verbundenen Spurstangen zur Auslenkung der Räder umsetzt. Die Reibung wird dann in dem Lenkgetriebe in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Fahrzeugparameter variiert.The steering device has a steering gear, which converts in a generally known manner a rotational movement, for example, of the steering column in a longitudinal or sliding movement of connected to the steered wheels tie rods for the deflection of the wheels. The friction is then varied in the steering gear depending on the at least one vehicle parameter.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenkgetriebe ein Zahnstangengetriebe ist, bei dem ein Druckstück, an dem eine Zahnstange gleitend geführt ist, gegen die Zahnstange gedrückt wird, wobei die Reibung in dem Lenkgetriebe variiert wird, indem die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange variiert wird. Das gegen die Zahnstange drückende Druckstück kann dazu vorgesehen sein, eine auf der Zahnstange ausgebildete Verzahnung mit einer Verzahnung eines Ritzels des Lenkgetriebes im Wesentlichen spielfrei in Eingriff zu halten, wie allgemein bekannt ist. Gleichzeitig kann jedoch die Druckkraft, mit welcher das Druckstück gegen den Zahnstangenrücken gedrückt wird, temporär in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Fahrzeugparameter variiert werden, um hierdurch einen Einfluss auf die Reibung in der Lenkvorrichtung zu nehmen.According to the invention it is provided that the steering gear is a rack gear, at a pressure piece, on which a rack is slidingly guided, is pressed against the rack, wherein the friction in the steering gear is varied by the pressure force of the pressure piece is varied against the rack. The pressing against the rack pressure piece may be provided to hold a trained on the rack teeth with a toothing of a pinion of the steering gear substantially free of play, as is well known. At the same time, however, the pressing force with which the pressure piece is pressed against the toothed rack backrest can be varied temporarily as a function of the at least one vehicle parameter, in order thereby to influence the friction in the steering apparatus.

Die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange kann variiert werden, indem eine Vorspannkraft eines das Druckstück gegen die Zahnstange vorspannenden Vorspannelements, beispielsweise einer Druckfeder, variiert wird. Hierzu kann das Vorspannelement beispielsweise temporär stärker komprimiert werden. Ebenso kann jedoch auch die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange durch Beaufschlagen einer zusätzlichen Druckkraft unmittelbar am Druckstück selbst variiert werden.The compressive force of the pressure member against the rack may be varied by varying a biasing force of a biasing member biasing the pressure member against the rack, for example a compression spring. For this purpose, the biasing element, for example, temporarily compressed more. Likewise, however, the pressure force of the pressure piece against the rack can be varied by applying an additional pressure force directly on the pressure piece itself.

Erfindungsgemäß wird die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange mittels eines mit dem Druckstück wirkverbundenen Piezoelements durch Variieren einer dem Piezoelement aufprägbaren elektrischen Spannung variiert. Durch Variieren der an das Piezoelement anlegbaren elektrischen Spannung kann durch die hierdurch hervorgerufene Längenänderung des Piezoelements ein variierender Druck auf das Druckstück ausgeübt werden und damit die Reibung in der Lenkvorrichtung geändert werden.According to the invention, the pressure force of the pressure piece against the rack is varied by means of a piezoelement operatively connected to the pressure piece by varying an electrical voltage which can be impressed on the piezoelectric element. By varying the electrical voltage that can be applied to the piezoelectric element, a varying pressure can be exerted on the pressure piece as a result of the change in length of the piezoelectric element caused thereby and thus the friction in the steering device can be changed.

Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lenkvorrichtung eine Hilfskraftunterstützung aufweist, zum Beispiel eine elektrische bzw. elektromechanische. Dann wird die Stärke der Hilfskraftunterstützung vorzugsweise korrelierend mit der Höhe der Reibung in der Lenkvorrichtung variiert. Mit anderen Worten wird die Hilfskraftunterstützung gleichzeitig mit einer Erhöhung der Reibung in der Lenkvorrichtung ebenfalls erhöht und mit einer Absenkung der Reibung ebenfalls wieder abgesenkt. Auf diese Weise lässt sich das vom Fahrer wahrgenommene Lenkgefühl weiter verbessern, da sich der Einfluss der temporären Reibungsänderung in der Lenkvorrichtung auf das Lenkgefühl vollständig beseitigen lässt.A still further advantageous embodiment of the invention provides that the steering device has an auxiliary power assistance, for example an electrical or electromechanical. Then, the strength of the assist power assist is preferably varied in correspondence with the amount of friction in the steering apparatus. In other words, the auxiliary power assistance is also increased simultaneously with an increase in the friction in the steering device and also lowered again with a reduction in friction. In this way, the driver perceived steering feel can be further improved, since the influence of the temporary friction change in the steering device on the steering feel can be completely eliminated.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs offenbart, die eine Lenkvorrichtung zum Lenken gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs aufweist, an welcher dem Fahrer ein vorherbestimmbares Lenkgefühl bereitstellbar ist. Die Vorrichtung weist ferner Mittel zur Variierung einer Reibung in der Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrzeugparameter auf. Die Vorteile und Wirkungen einer solchen Vorrichtung wurden bereits im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren dargelegt, die sinngemäß auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung finden. Auf eine Wiederholung wird somit an dieser Stelle verzichtet.According to a further aspect of the invention, a device for assisting a driver of a motor vehicle during vehicle operation is disclosed, which has a steering device for steering steered wheels of the motor vehicle, to which the driver a predictable steering feel is available. The device further comprises means for varying a friction in the steering device in dependence on at least one vehicle parameter. The advantages and effects of such a device have already been set forth in connection with the method described above, which apply analogously to the device according to the invention. At a repetition is thus omitted at this point.

Die Lenkvorrichtung weist ein Lenkgetriebe auf, wobei die Mittel dann vorzugsweise eingerichtet sind, die Reibung in dem Lenkgetriebe zu variieren.The steering device has a steering gear, wherein the means are then preferably arranged to vary the friction in the steering gear.

Das Lenkgetriebe ist als Zahnstangengetriebe ausgebildet, bei dem ein Druckstück, an dem eine Zahnstange gleitend geführt ist, gegen die Zahnstange gedrückt ist. Die Mittel sind dann bevorzugt dazu eingerichtet, die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange zu variieren, zum Beispiel indem eine zusätzliche, temporär wirkende Druckkraft unmittelbar auf das Druckstück selbst ausgeübt wird oder indem eine Vorspannkraft eines das Druckstück gegen die Zahnstange vorspannenden Vorspannelements, zum Beispiel einer Druckfeder, temporär beispielsweise durch zusätzliche Kompression variiert wird.The steering gear is designed as a rack and pinion gear in which a pressure piece on which a rack is slidably guided, is pressed against the rack. The means are then preferably adapted to vary the pressure force of the pressure piece against the rack, for example by an additional, temporarily acting pressure force is exerted directly on the pressure piece itself or by a biasing force of the pressure piece against the rack biasing biasing member, for example Compression spring is temporarily varied, for example by additional compression.

Erfindungsgemäß umfassen die Mittel zur Variierung der Reibung in der Lenkvorrichtung einen Aktor und eine diesen steuernde Steuereinrichtung, wobei der Aktor ein mit dem Druckstück wirkverbundenes Piezoelement aufweist und die Steuereinrichtung durch Variieren einer dem Piezoelement aufprägbaren elektrischen Spannung die Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange variiert. Die Änderung der Druckkraft des Druckstücks gegen die Zahnstange wird hierbei durch eine Längenänderung des mit dem Druckstück wirkverbundenen Piezoelements durch Anlegen der elektrischen Spannung bewirkt. Die Verwendung des Piezoelements erlaubt eine besonders kompakt bauende Lenkvorrichtung. Zusätzlich kann in Abhängigkeit von der dem Piezoelement aufgeprägten elektrischen Spannungshöhe die von diesem auf das Druckstück ausgeübte Höhe der Druckkraft und damit die wirksame Höhe der Reibung in der Lenkvorrichtung variiert werden.According to the invention, the means for varying the friction in the steering device comprise an actuator and a control device controlling it, wherein the actuator has a piezoelement operatively connected to the pressure piece and the control means varies the pressure force of the pressure piece against the rack by varying an electrical voltage which can be impressed on the piezoelectric element. The change of the pressure force of the pressure piece against the rack is effected by a change in length of the operatively connected to the pressure piece piezoelectric element by applying the electrical voltage. The use of the piezoelectric element allows a particularly compact steering device. In addition, depending on the electrical voltage level impressed on the piezoelectric element, the height of the pressure force exerted by the latter on the pressure element and thus the effective amount of friction in the steering device can be varied.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:

1 eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Querschnittsansicht eines Lenkgetriebes der Vorrichtung aus 1 in vergrößerter Darstellung,
3 eine Teilansicht eines ersten konkreten Ausführungsbeispiels des Lenkgetriebes aus 2 gemäß der Erfindung in einer Seitenquerschnittsansicht und
4 eine seitliche Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Lenkgetriebes gemäß der Erfindung.

Further advantages of the invention will become apparent from the following description of non-limiting embodiments of the invention, which will be explained in more detail below with reference to the drawings. In this drawing show schematically:

1 4 is a top view of a motor vehicle with a device for assisting a driver of the motor vehicle during vehicle operation according to an exemplary embodiment of the invention,
2 a cross-sectional view of a steering gear of the device 1 in an enlarged view,
3 a partial view of a first concrete embodiment of the steering gear from 2 according to the invention in a side cross-sectional view and
4 a partial side view of a second embodiment of a steering gear according to the invention.

In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, equivalent parts are always provided with the same reference numerals with respect to their function, so that these are usually described only once.

1 stellt schematisch eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Unterstützung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 während des Fahrzeugbetriebs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Wie 1 zu entnehmen ist, weist die Vorrichtung 2 eine Lenkvorrichtung 3 zum Lenken gelenkter Räder 4 des Kraftfahrzeugs 1 auf. Die Lenkvorrichtung 3 weist hierzu ein von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 bedienbares Lenkrad 5 auf, das über eine Lenksäule 6 mit einem Lenkgetriebe 7 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 7 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahnstangengetriebe ausgeführt, das eine Drehbewegung der Lenksäule 6 in eine Längs- bzw. Schiebebewegung einer in dem Lenkgetriebe 7 längsverschiebbar gelagerten Zahnstange 8 umsetzt. Die Zahnstange 8 ist wiederum mit einer rechts- und linksseitigen Spurstange 9 bzw. 10 verbunden, über welche die lenkbaren Räder 4 ausgelenkt werden können. 1 schematically shows a plan view of a motor vehicle 1 with a device 2 for assisting a driver of the motor vehicle 1 during vehicle operation according to an embodiment of the invention 1 can be seen, the device 2 a steering device 3 for steering steered wheels 4 of the motor vehicle 1 on. The steering device 3 points to this one of the driver of the motor vehicle 1 operable steering wheel 5 on, that over a steering column 6 with a steering gear 7 connected is. The steering gear 7 is executed in the embodiment shown as a rack and pinion, which is a rotational movement of the steering column 6 in a longitudinal or sliding movement in the steering gear 7 longitudinally displaceable rack mounted 8th implements. The rack 8th is again with a right and left side tie rod 9 respectively. 10 connected, over which the steerable wheels 4 can be deflected.

Des Weiteren ist 1 ein Antriebsmotor 11, zum Beispiel ein herkömmlicher Verbrennungsmotor, zu entnehmen, mit dem wenigstens die gelenkten Räder 4 des Kraftfahrzeugs 1 angetrieben werden.Furthermore is 1 a drive motor 11 , For example, a conventional internal combustion engine, with the at least the steered wheels 4 of the motor vehicle 1 are driven.

Ferner weist die in 1 dargestellte Vorrichtung 2 einen Aktor 12 sowie eine diesen steuernde Steuereinrichtung 13 auf. Der Aktor 12 und die Steuereinrichtung 13 bilden Mittel, mittels derer die Reibung in dem Lenkgetriebe 7 und damit in der Lenkvorrichtung 3 variierbar ist. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 13 dazu eingerichtet, die Reibungsänderung mit Hilfe des Aktors 12 lediglich temporär in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrzeugparameter durchzuführen. Hierzu werden der Steuereinrichtung 13 entsprechende Informationen bezüglich der relevanten Fahrzeugparameter zur Verfügung gestellt.Furthermore, the in 1 illustrated device 2 an actor 12 and a control device controlling this 13 on. The actor 12 and the controller 13 form means by which the friction in the steering gear 7 and thus in the steering device 3 is variable. In addition, the control device 13 set up to change the friction with the help of the actuator 12 only temporarily perform in dependence on at least one vehicle parameter. For this purpose, the control device 13 corresponding information regarding the relevant vehicle parameters provided.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel berücksichtigt die Steuereinrichtung 13 wenigstens den Fahrzeugparameter, der eine Änderung der Antriebskraft des Antriebsmotors 11 repräsentiert. Die Steuereinrichtung 13 und der Aktor 12 sind hierbei derart eingerichtet, die Reibung in dem Lenkgetriebe 7 während der Änderung der Antriebskraft des Antriebsmotors 11 gegenüber einer Reibung in dem Lenkgetriebe 7 bei im Wesentlichen konstanter Antriebskraft zu erhöhen. Hierdurch lässt sich ein Antriebszerren infolge einer Variation der Antriebskraft an den gelenkten Rädern 4 des Kraftfahrzeugs 1 erheblich verringern oder sogar gänzlich unterdrücken, wodurch eine deutliche Verbesserung des vom Fahrer wahrgenommenen Lenkgefühls an der Lenkvorrichtung 3 während einer Beschleunigung und/oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs 1 erzielt wird.At the in 1 illustrated embodiment takes into account the control device 13 at least the vehicle parameter, the change of the driving force of the drive motor 11 represents. The control device 13 and the actor 12 are set up in this way, the friction in the steering gear 7 while changing the driving force of the drive motor 11 against friction in the steering gear 7 to increase at a substantially constant driving force. As a result, can be a Antriebszerren due to a variation of the driving force on the steered wheels 4 of the motor vehicle 1 Significantly reduce or even suppress completely, creating a significant improvement of the driver perceived steering feel on the steering device 3 during acceleration and / or deceleration of the motor vehicle 1 is achieved.

2 stellt schematisch eine Querschnittsansicht des Lenkgetriebes 7 der Vorrichtung 2 aus 1 in vergrößerter Darstellung dar. Wie zu erkennen ist, weist das als Zahnstangengetriebe ausgebildete Lenkgetriebe 7 ein in dem Zahnstangengetriebe 7 längsverschiebbar gelagertes Druckstück 14 auf, an dem die Zahnstange 8 mit ihrem Rücken gleitend geführt ist. Das Druckstück 14 wird allgemein gegen die Zahnstange 8 gedrückt, um eine auf der Zahnstange 8 ausgebildete Verzahnung (nicht dargestellt) mit einer ebenfalls nicht dargestellten Verzahnung eines mit der Lenksäule 6 drehfest verbundenen Lenkritzels 15 in spielfreiem Eingriff zu halten. 2 schematically illustrates a cross-sectional view of the steering gear 7 the device 2 out 1 As can be seen, has designed as a rack and pinion steering gear 7 one in the rack and pinion gear 7 longitudinally displaceable pressure piece 14 on where the rack is 8th slidably guided with her back. The pressure piece 14 is generally against the rack 8th pressed one on the rack 8th trained teeth (not shown) with a not shown toothing one with the steering column 6 rotatably connected steering pinion 15 to keep in play-free engagement.

Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 2 wird die Reibung in dem Lenkgetriebe 7 und damit in der Lenkvorrichtung 3 variiert, indem die Druckkraft des Druckstücks 14 gegen die Zahnstange 8 mittels des Aktors 12 durch die Steuerung der Steuereinrichtung 13 temporär, in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Fahrzeugparameter verändert wird. Die zusätzliche Druckkraft kann durch den Aktor 12 unmittelbar an dem Druckstück 14 aufgebracht werden, sie kann jedoch auch durch Änderung einer Vorspannkraft eines das Druckstück 14 gegen die Zahnstange 8 vorspannenden Vorspannelements, zum Beispiel einer Druckfeder (nicht dargestellt), variiert werden.In the in the 1 and 2 illustrated embodiment of the device 2 is the friction in the steering gear 7 and thus in the steering device 3 varies by the compressive force of the pressure piece 14 against the rack 8th by means of the actuator 12 by the control of the control device 13 temporarily, as a function of the at least one vehicle parameter is changed. The additional pressure force can be achieved by the actuator 12 directly on the pressure piece 14 However, they can also by changing a biasing force of the pressure piece 14 against the rack 8th biasing biasing element, for example, a compression spring (not shown) can be varied.

3 stellt eine Teilansicht eines ersten konkreten Ausführungsbeispiels des Lenkgetriebes 7 aus 2 gemäß der Erfindung in einer Seitenquerschnittsansicht dar. Wie zu erkennen ist, wird das Druckstück 14 mittels eines Vorspannelements 15, das zum Beispiel als Druckfeder ausgebildet sein kann, gegen den Rücken der Zahnstange 8 gedrückt. Das Vorspannelement 15 stützt sich hierbei einerseits am Druckstück 14 wie auch über einen Druckstückdeckel 16 an einem Getriebegehäuse 17 ab. Der Druckstückdeckel 16 kann in herkömmlicher Weise in das Getriebegehäuse 17 eingeschraubt sein. 3 represents a partial view of a first concrete embodiment of the steering gear 7 out 2 As can be seen, the pressure piece becomes 14 by means of a biasing element 15, which may be formed for example as a compression spring, against the back of the rack 8th pressed. The biasing element 15 relies on the one hand on the pressure piece 14 as well as a pressure piece lid 16 on a transmission housing 17 from. The pressure piece cover 16 can in a conventional manner in the transmission housing 17 be screwed.

Ferner ist 3 zu entnehmen, dass der Aktor 12, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Piezoelement 18 ausgebildet ist, zwischen dem Vorspannelement 15 und dem Druckstückdeckel 16 eingefügt ist. Durch Änderung einer dem Piezoelement 18 zugeführten elektrischen Spannung (nicht dargestellt) durch die Steuereinrichtung 13 (2) kann die Längsausdehnung des Piezoelements 18 variiert werden, wie durch einen dem Piezoelement 18 zugeordneten Doppelpfeil angedeutet ist. Durch die Längenänderung des Piezoelements 18 kann nun die Vorspannkraft des Vorspannelements 15 verändert werden und damit die Druckkraft, mit welcher das Druckstück 14 gegen die Zahnstange 8 gedrückt wird, wodurch sich wiederum die wirksame Reibung in dem Lenkgetriebe 7 in der hierin beschriebenen Weise (in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Fahrzeugparameter) variieren lässt.Further is 3 to infer that the actor 12 in the embodiment shown as a piezoelectric element 18 is formed between the biasing member 15 and the pressure piece lid 16 is inserted. By changing a piezo element 18 supplied electrical voltage (not shown) by the control device 13 ( 2 ), the longitudinal extent of the piezoelectric element 18 be varied as by the piezoelectric element 18 associated double arrow is indicated. By the change in length of the piezoelectric element 18 can now the biasing force of the biasing element 15 be changed and thus the pressure force with which the pressure piece 14 against the rack 8th is pressed, which in turn causes the effective friction in the steering gear 7 in the manner described herein (depending on the at least one vehicle parameter).

4 stellt eine seitliche Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Lenkgetriebes 19 gemäß der Erfindung dar. Das Lenkgetriebe 19 ist ebenfalls als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet. In 4 ist das Druckstück 14 zu erkennen, das gegen die in 4 nicht dargestellte Zahnstange drückt. Die Anordnung der Zahnstange und des Druckstücks 14 zueinander ist ähnlich jener, die in 3 dargestellt ist und kann dieser entnommen werden. 4 represents a partial side view of a second embodiment of a steering gear 19 According to the invention. The steering gear 19 is also designed as a rack and pinion steering gear. In 4 is the pressure piece 14 to recognize that against the in 4 not shown rack presses. The arrangement of the rack and the pressure piece 14 each other is similar to the one in 3 is shown and this can be removed.

Wie 4 weiter zu entnehmen ist, wird das Druckstück 14 ebenfalls mittels des Vorspannelements 15 gegen die nicht dargestellte Zahnstange gedrückt. Anders als bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Lenkgetriebes 7 wird die Längenänderung des als Piezoelement 18 ausgebildeten Aktors 12 bei diesem Ausführungsbeispiel des Lenkgetriebes 19 jedoch über einen schematisch dargestellten Hebelmechanismus 20 auf das Vorspannelement 15 übertragen, wodurch die Vorspannkraft des Vorspannelements 15 durch Steuerung der an das Piezoelement 18 anlegbaren elektrischen Spannung durch die Steuereinrichtung 13 (2) variiert werden kann. Durch die Änderung der Vorspannkraft des Vorspannelements 15 wird wiederum die Druckkraft geändert, mit welcher das Druckstück 14 gegen die Zahnstange drückt, was wiederum die in dem Lenkgetriebe 19 wirksame Reibung verändert. Der Hebelmechanismus 20 ermöglicht eine Übersetzung der Längenänderung des Piezoelements 18 in einen beispielsweise größeren, am Vorspannelement 15 wirksamen Auslenkweg. Das Übersetzungsverhältnis des Hebelmechanismus 20 kann zum Beispiel durch die Länge eines Hebels 21 und die Lage eines Drehpunkts 22 des Hebels 21 festgelegt werden.As 4 can be seen further, the pressure piece 14 also by means of the biasing element 15 pressed against the rack, not shown. Unlike the one in 3 illustrated embodiment of the steering gear 7 is the change in length of the piezoelectric element 18 trained actor 12 in this embodiment of the steering gear 19 However, via a schematically illustrated lever mechanism 20 on the biasing element 15 transferred, whereby the biasing force of the biasing member 15 by controlling the to the piezoelectric element 18 applicable electrical voltage by the control device 13 ( 2 ) can be varied. By changing the biasing force of the biasing element 15 in turn, the pressure force is changed with which the pressure piece 14 pushes against the rack, which in turn changes the effective friction in the steering gear 19. The lever mechanism 20 allows a translation of the change in length of the piezoelectric element 18 in an example, larger, the biasing element 15 effective Auslenkweg. The gear ratio of the lever mechanism 20 For example, by the length of a lever 21 and the location of a pivot point 22 of the lever 21 be determined.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers des Kraftfahrzeugs während des Fahrzeugbetriebs sind nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. Insbesondere sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht auf die Änderung der Reibung in der Lenkvorrichtung ausschließlich im Falle des Auftretens von Antriebszerren („Torque Steer“) beschränkt, sondern können allgemein zur Verringerung oder Unterdrückung jeder Art von Lenkungszerren, wie hierin beschrieben, verwendet werden.The inventive method described above, as well as the device for assisting the driver of the motor vehicle during vehicle operation, are not limited to the embodiments disclosed herein, but also include similar further embodiments. In particular, the method and apparatus of the present invention are not limited to changing the friction in the steering apparatus solely in the case of torque steer, but may be generally used to reduce or suppress any type of steering strain as described herein become.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich je nach Stärke der Druckfeder, die auch als Gleitsteinfeder bezeichnet werden kann, das Lenkungsklappern auf „rough roads“ erhöht oder reduziert (je geringer der Anpressdruck desto höher das Risiko das sich die Ritzel- und Zahnstangenverzahnungen kurzzeitig separieren und beim Zusammentreffen Geräusche verursachen). Zielführend wird daher die Lenkungsreibung im Normalfall (auf herkömmlichen Straßen) möglichst gering einstellt wobei in Fahrsituationen bei denen potentielles Lenkungsklappern (rough roads) auftreten kann die Lenkungsreibung bzw. Anpressen des Gleitsteins, also des Druckstücks erhöht wird.The invention is based on the finding that, depending on the strength of the compression spring, which can also be referred to as Gleitsteinfeder, increases the steering clatter on "rough roads" or reduced (the lower the contact pressure the higher the risk that the pinion and rack gears short-term separate and cause noise at the meeting). Zielführend therefore the steering friction is set as low as possible in the normal case (on conventional roads) in driving situations in which potential steering clatter (rough roads) may occur the steering friction or pressing the sliding block, so the pressure piece is increased.

In bevorzugter Ausführung werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Unterstützung eines Fahrers während des Fahrzeugbetriebs verwendet, insbesondere zur Verringerung oder Vermeidung des Einflusses von Lenkungszerren.In a preferred embodiment, the inventive method and the device are used in a motor vehicle to assist a driver during vehicle operation, in particular to reduce or avoid the influence of steering strain.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers während des FahrzeugbetriebsDevice for assisting a driver during vehicle operation
33: Lenkvorrichtungsteering device
44: Gelenkte RäderSteered wheels
55: Lenkradsteering wheel
66: Lenksäulesteering column
77: Lenkgetriebesteering gear
88th: Zahnstangerack
99: Rechtsseitige SpurstangeRight side tie rod
1010: Linksseitige SpurstangeLeft side tie rod
1111: Antriebsmotordrive motor
1212: Aktoractuator
1313: Steuereinrichtungcontrol device
1414: DruckstückPressure piece
1515: Vorspannelementbiasing member
1616: DruckstückdeckelRack support cover
1717: Getriebegehäusegearbox
1818: Piezoelementpiezo element
1919: Lenkgetriebesteering gear
2020: Hebelmechanismuslever mechanism
2121: Hebellever
2222: Drehpunktpivot point

Claims

Method for assisting a driver of a motor vehicle (1) during vehicle operation, in which the driver is provided with a predeterminable steering feel on a steering device (3) for steering steered wheels (4) of the motor vehicle (1), friction in the steering device (3 ) is varied as a function of at least one vehicle parameter, wherein the steering device (3) has a steering gear (7, 19), characterized in that the steering gear (7, 19) is a rack transmission, in which a pressure piece (14) on which a rack (8) is slidably guided against the rack (8) is pressed, wherein the friction in the steering gear (7, 19) is varied by a pressing force of the pressure piece (14) against the rack (8) by means of a with the Pressure element (14) operatively connected piezoelectric element (18) by varying the piezoelectric element (18) can be impressed electrical voltage is varied.

Method according to Claim 1 characterized in that by the at least one vehicle parameter, a driving condition of the motor vehicle (1) is represented, which would lead to a noticeable to the driver Lenkungszerren on the steering device, wherein the friction in the steering device (3) during such a driving state against a driving condition is increased without steering strain.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering device (3) has a power assistance, wherein the strength of the power assist is correlated with the amount of friction in the steering device (3) is varied.

Device for assisting a driver of a motor vehicle (1) during vehicle operation to carry out the method according to one of the preceding claims, comprising a steering device (3) for steering steered wheels (4) of the motor vehicle (1), to which the driver has a predeterminable steering feel wherein provision is made for means (12, 13) for varying a friction in the steering device (3) as a function of at least one vehicle parameter, wherein the steering device (3) has a steering gear (7, 19) characterized by the steering gear (7, 19) is designed as a rack gear in which a pressure piece (14) on which a rack (8) is slidably guided, is pressed against the rack (8), wherein the means (12, 13) for varying the friction in the steering device (3) comprise an actuator (12) and a control device (13) controlling the same, wherein the actuator (12) is operatively connected to the pressure piece (14) Piezoelement (18) and the control device (13) by varying the piezoelectric element (18) can be impressed electrical voltage, the pressure force of the pressure piece (14) against the rack (8) varies.