DE102006043069B4

DE102006043069B4 - Method for operating an electronic power steering system

Info

Publication number: DE102006043069B4
Application number: DE200610043069
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Reinelt; Wolfgang Schuster; Reinhard Grossheim; Christian Lundquist
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: DE102006043069A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe (2) ein Lenkradwinkel (δ_S) als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel (δ_Fm) für lenkbare Räder (5a, 5b) des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, wobei in einer linken Spurstange (8a) und in einer rechten Spurstange (8b) einer lenkbaren Achse (1a) des Kraftfahrzeugs auftretende Kräfte (F_8a, F_8b) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die in der linken Spurstange (8a) und die in der rechten Spurstange (8b) der lenkbaren Achse (1a) des Kraftfahrzeugs auftretenden Kräfte (F_8a, F_8b) miteinander verglichen werden, wobei ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs erkannt wird, falls sich die in der linken Spurstange (8a) und der rechten Spurstange (8b) auftretenden Kräfte (F_8a, F_8b) wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und/oder Richtung wenigstens um einen vorgegebenen Schwellwert voneinander unterscheiden.Method for operating an electronic power steering system (1) of a motor vehicle, in which by means of a steering handle (2) a steering wheel angle (δ _S ) is specified as a measure of a desired wheel steering angle (δ _Fm ) for steerable wheels (5a, 5b) of the motor vehicle, wherein in a left tie rod (8a) and in a right tie rod (8b) of a steerable axle (1a) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are detected, characterized in that in the left tie rod (8a) and in The forces acting on the right-hand tie rod (8b) of the steerable axle (1a) of the motor vehicle (F _8a , F _8b ) are compared with each other, whereby a track offset of the motor vehicle is detected, if in the left tie rod (8 a) and the right tie rod ( 8b) occurring forces (F _8a , F _8b ) at least for a predetermined period of time in magnitude and / or direction differ from each other by at least a predetermined threshold.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein derartiges Verfahren durchzuführen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät und ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a method for operating an electronic Power steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 or claim 2. The invention also relates to a computer program and a computer program product having program code means for providing such Perform procedure. Furthermore, the invention relates to a control unit and a electronic power steering system of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Bisher werden bei der Entwicklung von Spurstangen für Lenksysteme für Kraftfahrzeuge Obergrenzen für anfallende Momente bzw. Kräfte oder dergleichen vorgeschrieben, welche dann im Versuch nachgewiesen werden müssen. Kräfte, die darüber hinaus auftreten, werden als Missbrauch gewertet und daraus entstehende Fehler werden weder in der Entwicklungsphase noch im Betrieb berücksichtigt. Die Obergrenzen werden zumeist vom Fahrzeughersteller, Lenkungshersteller und/oder Spurstangenhersteller für das Zielfahrzeug definiert.So far be in the development of tie rods for steering systems for motor vehicles Upper limits for accumulating moments or forces or the like prescribed, which then detected in the experiment Need to become. forces the above occur, are considered as abuse and resulting from it Errors are not considered during the development phase or during operation. The upper limits are mostly from the vehicle manufacturer, steering manufacturer and / or tie rod manufacturer for defines the target vehicle.

Falls bei einem Fahrzeug ein Spurversatz aufgrund verbogener Spurstangen vorliegt, also das Fahrzeug zur Fahrt in eine bestimmte Richtung neigt, muss der Fahrer dies selbst korrigieren. Er muss einen zusätzlichen Winkel bzw. ein Moment aufbringen, um dem sogenannten Lenkradschiefstand entgegen zu wirken. Des weiteren bewirkt dieser Lenkradschiefstand einen erhöhten Reifenverschleiß. Da der Lenkradwinkel bei einem Spurversatz auch beispielsweise während der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs schief bzw. ungleich null ist, arbeiten die Nutzfunktionen des Servolenksystems mit unkorrekten Eingangsdaten. Dementsprechend kann es auch zu Fehleingriffen anderer Fahrzeugsysteme, wie ESP oder dergleichen, kommen. Ein Lenkradschiefstand von 10° (bezogen auf den Ritzelwinkel) ist bei verbogenen Spurstangen durchaus möglich. Normalerweise treten im Extremfall ca. 10 kN in der jeweiligen Spurstange auf (z. B. beim Lenken im Stand oder dergleichen). Um plastische Deformationen an den Spurstangen zu verursachen, benötigt man Kräfte im Bereich von ca. 25 kN je Spurstange. Derartige Kräfte können mitunter beim Abdrücken des Kraftfahrzeugs von einer Bordsteinkante mittels der Lenkung erreicht werden.If in a vehicle a track offset due to bent tie rods is present, so the vehicle to drive in a particular direction tends, the driver has to correct this himself. He needs an extra Angle or apply a moment to the so-called steering wheel obliquity counteract. Furthermore, this steering wheel obliquity causes an elevated one Tire wear. Since the steering wheel angle at a track offset, for example, during the Straight ahead of the motor vehicle is oblique or non-zero, the useful functions of the power steering system work with incorrect Input data. Accordingly, it can also malfunctioning others Vehicle systems such as ESP or the like come. A steering wheel awkwardness of 10 ° (relative to on the pinion angle) is quite possible with bent tie rods. Usually In extreme cases, approx. 10 kN occur in the respective tie rod (eg when steering in a standing position or the like). To plastic deformations To cause the tie rods, forces are required in the range of about 25 kN per tie rod. Such forces can sometimes when pressing of the motor vehicle is reached by a curb by means of the steering become.

Die DE 102 44 070 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Lenkunterstützung für Fahrzeuge mit elektromechanischer Lenkung, wobei lenkbare Fahrzeugräder sowohl mit einem Lenkmittel als auch mit einem elektrischen Servomotor antreibend verbunden sind, ein Unterstützungswinkel und/oder ein Unterstützungsmoment durch den Servomotor aufgebracht wird, der Unterstützungswinkel und/oder das Unterstützungsmoment mindestens aus einem Langzeitkorrekturwert für eine Langzeitkorrektur und/oder einem Kurzzeitkorrekturwert für eine Kurzzeitkorrektur gebildet wird und die Langzeitkorrektur und/oder die Kurzzeitkorrektur fahrsituationsabhängig zu- und/oder abgeschalten werden. Ein Spurversatz wird aus einem Differenzwinkel aus Lenkwinkel und dazugehörigem Fahrzustand (Geradeausfahrt) bestimmt und eine entsprechende Korrektur durchgeführt.The DE 102 44 070 A1 relates to an apparatus and a method for steering assistance for electromechanical steering vehicles, wherein steerable vehicle wheels are drivingly connected to both a steering means and an electric servomotor, an assist angle and / or a assist torque applied by the servomotor, the assist angle and / or the assistance torque is formed at least from a long-term correction value for a long-term correction and / or a short-term correction value for a short-term correction, and the long-term correction and / or the short-term correction are switched on and / or off depending on the driving situation. A track offset is determined from a differential angle of steering angle and associated driving state (straight ahead) and performed a corresponding correction.

In der DE 35 34 211 A1 wird ein Fahrzeug mit folgenden Schritten betrieben: Feststellen der auf das Fahrzeug bzw. Teile desselben wirkenden Kräfte und/oder Momente mittels am bzw. im Fahrzeug selbst angebrachter Kraftmesselemente, Verarbeiten der festgestellten Werte und Optimieren der Fahreigenschaften des Fahrzeuges anhand der Ergebnisse der Verarbeitung.In the DE 35 34 211 A1 a vehicle is operated with the following steps: determining the force acting on the vehicle or parts thereof and / or moments by means mounted on or in the vehicle itself force measuring elements, processing the detected values and optimizing the driving characteristics of the vehicle based on the results of processing.

Des weiteren wird auf die DE 100 13 711 A1 , die DE 197 51 125 A1 , die DE 10 2004 053 690 A1 und auf die DE 101 07 279 A1 verwiesen.Furthermore, on the DE 100 13 711 A1 , the DE 197 51 125 A1 , the DE 10 2004 053 690 A1 and on the DE 101 07 279 A1 directed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Technische AufgabeTechnical task

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort bei einem Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Servolenksystem zu verbessern.Of the present invention is based on the object, the driving safety and the ride comfort in a motor vehicle with an electronic power steering system to improve.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs mit den in Anspruch 1 oder Anspruch 2 genannten Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a Method for operating an electronic power steering system of a Motor vehicle with the features mentioned in claim 1 or claim 2 solved.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in einfacher und vorteilhafter Weise ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs aufgrund verbogener bzw. verstellter Spurstangen bzw. der Lenkgeometrie zuverlässig erkannt und es können geeignete Maßnahmen getroffen werden. Dazu werden in einer rechten Spurstange und in einer linken Spurstange einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs auftretende Kräfte, insbesondere laufend, erfasst und miteinander verglichen. Ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs wird erkannt, falls sich, insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, die in der rechten und der linken Spurstange auftretenden Kräfte wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und Richtung wenigstens um einen vorgegebenen Schwellwert voneinander unterscheiden. Die Zeitspanne kann derart gewählt werden, dass ein Langzeitabgleich vorgenommen wird. Im Normalfall müssen die in den beiden Spurstangen auftretenden Kräfte bei Geradeausfahrt wenigstens annähernd gleich sein. Weichen sie voneinander ab, kann ein Spurversatz vorliegen. Alternativ oder zusätzlich werden die in der linken Spurstange und/oder der rechten Spurstange der lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs auftretenden Kräfte, insbesondere laufend, erfasst und statistisch abgeglichen. Ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs wird erkannt, falls sich die in der linken Spurstange und/oder der rechten Spurstange auftretenden Kräfte wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und/oder Richtung von vorgegebenen gespeicherten oder berechneten statistischen Werten unterscheiden.The inventive measures a tracking offset of the motor vehicle due to bent or adjusted tie rods or the steering geometry is reliably detected in a simple and advantageous manner and appropriate measures can be taken. For this purpose, forces occurring in a right tie rod and in a left tie rod of a steerable axle of the motor vehicle, in particular running, detected and compared. A track offset of the motor vehicle is detected if, in particular during straight-line driving of the motor vehicle, the forces occurring in the right and left tie rods differ from each other at least by a predetermined threshold value at least over a predetermined period in magnitude and direction. The time span can be chosen such that a long time adjustment is made. Normally, the forces occurring in the two tie rods when driving straight ahead must be at least approximately equal. If they differ from each other, there may be a track offset. Alternatively or additionally, the forces occurring in the left tie rod and / or the right tie rod of the steerable axle of the motor vehicle, in particular running, recorded and statistically adjusted. A track offset of the motor vehicle is detected if the forces occurring in the left tie rod and / or the right tie rod differ at least over a predetermined period of time in magnitude and / or direction from predetermined stored or calculated statistical values.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Erkennung des Spurversatzes während einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, insbesondere durch eine statistische Mittelung. Grundsätzlich ist die Erkennung eines Spurversatzes über entsprechende mathematische Modelle auch bei einer Kurvenfahrt möglich, jedoch sind dabei zur Auswertung auch beispielsweise detaillierte Kenntnisse über die aktuelle Bereifung des Kraftfahrzeugs oder dergleichen notwendig.In an advantageous embodiment of the invention, the detection takes place of the track offset during a straight ahead of the motor vehicle, in particular by a statistical averaging. in principle is the recognition of a track offset via appropriate mathematical Models also possible when cornering, but are there for evaluation also, for example, detailed knowledge of the current tires of the motor vehicle or the like necessary.

Die in der jeweiligen Spurstange auftretenden Kräfte können durch wenigstens einen in wenigstens einem Winkelgelenk der jeweiligen Spurstange angeordneten Sensor, welcher Mittel zur Kraftdetektion aufweist, erfasst werden. Derartige Sensoren zur Kraftdetektion bzw. Winkeldetektion in Gelenken, insbesondere Kugelgelenken, sind beispielsweise aus den nicht vorveröffentlichten DE 10 2005 027 826 B3 und DE 10 2004 059 544 A1 bekannt. Die erfassten Messwerte werden danach an ein Steuergerät, insbesondere des elektronischen Servolenksystems, übermittelt. Dort wird ein eventuell vorhandener Spurversatz berechnet bzw. ermittelt. Des weiteren kann die eingesetzte Sensorik auch von anderen Fahrzeugsystemen, insbesondere Fahrzeugstabilitätsprogrammen (ESP) verwendet werden.The forces occurring in the respective tie rod can be detected by at least one arranged in at least one angle joint of the respective tie rod sensor having means for force detection. Such sensors for force detection or angle detection in joints, in particular ball joints are, for example, from the unpublished DE 10 2005 027 826 B3 and DE 10 2004 059 544 A1 known. The recorded measured values are then transmitted to a control unit, in particular of the electronic power steering system. There, any existing track offset is calculated or determined. Furthermore, the sensors used can also be used by other vehicle systems, in particular vehicle stability programs (ESP).

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass ein erkannter Spurversatz anderen Fahrzeugsystemen übermittelt wird. Das Vorhandensein eines Spurversatzes bzw. einer verbogenen Spurstange kann im Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs bzw. des Steuergeräts des elektronischen Servolenksystems oder eines beliebigen übergeordneten Fahrzeugsystems (beispielsweise ESP oder dergleichen) vermerkt werden. Die betreffenden Fahrzeugssysteme können dann geeignete Maßnahmen ergreifen. Beim nächsten Werkstattbesuch, insbesondere im Rahmen einer Inspektion des Kraftfahrzeugs kann der Schaden dann in vorteilhafter Weise zielgerichtet beseitigt werden.According to the invention may further be provided that a detected track offset transmitted to other vehicle systems becomes. The presence of a track offset or a bent Tie rod can in the fault memory of the motor vehicle or the control unit of the electronic Power steering system or any higher-level vehicle system (For example, ESP or the like) are noted. The concerned Vehicle systems can then appropriate measures take. At the next Workshop visit, in particular as part of an inspection of the motor vehicle the damage can then advantageously targeted eliminated become.

Ein erkannter Spurversatz kann auch von dem elektronischen Servolenksystem bzw. dessen Nutzfunktionen derart berücksichtigt werden, dass beispielsweise der zugehörige Fehlwinkel über eine gewisse Zeitspanne gemittelt wird und die betreffenden Eingangssignale der Lenksystemwinkel anschließend um diesen Fehlwinkel bereinigt werden.One Detected track offset may also be from the electronic power steering system or whose useful functions are taken into account such that, for example the associated one False angle over a certain amount of time is averaged and the respective input signals the steering angle then to be corrected for this error angle.

Ein erkannter Spurversatz kann automatisch durch das elektronische Servolenksystem kompensiert werden. Dies kann durch den Servoantrieb erfolgen. Jedoch ist ein Ausgleich alternativ oder zusätzlich auch durch eventuell vorhandene Überlagerungsmittel des elektronischen Servolenksystems denkbar. Beispielsweise kann das durch den Fahrer zusätzlich aufzubringende Moment durch den Servoantrieb und der zusätzlich zu stellende Winkel durch die Überlagerungsmittel aufgebracht werden. Selbstverständlich kann auch ein Steer-by-Wire-Lenksystem den Spurversatz kompensieren. Ein dadurch bedingtes, für den Fahrer ungewohntes Lenkgefühl kann beispielsweise durch einen Handmomentensteller beseitigt werden. Dadurch muss das Kraftfahrzeug nicht sofort in die Werkstatt, bleibt jedoch sicher zu fahren. Der Fahrer merkt den Schaden somit nicht beim Lenken des Fahrzeugs. Ein erkannter Spurversatz kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs alternativ oder zusätzlich auch durch ein Warnsignal angezeigt werden, insbesondere dann, wenn der Schaden an der Spurstange bzw. deren Verbiegung sehr groß ist oder zu groß ist, um automatisch kompensiert zu werden. Sonach wird der Fahrer bei einem Spurversatz deutlich früher gewarnt, wodurch Folgeschäden, insbesondere an der Zahnstange, durch die ungleichmäßige Belastung vermieden werden. Darüber hinaus können dieselben Spurstangen für eine breitere Palette von Kraftfahrzeugen verwendet werden, was gegebenenfalls zu einer Kostensenkung führen kann.One Detected track offset can be done automatically by the electronic power steering system be compensated. This can be done by the servo drive. however is a compensation alternatively or in addition by possibly existing overlay means the electronic power steering system conceivable. For example, can in addition by the driver torque to be applied by the servo drive and in addition to passing angles through the overlay means be applied. Of course Also, a steer-by-wire steering system can compensate for the track offset. A conditional, for the driver can feel unfamiliar be eliminated for example by a manual torque adjuster. As a result, the motor vehicle does not immediately in the workshop, remains but safe to drive. The driver does not notice the damage when Steering the vehicle. A recognized track offset may be the driver of the motor vehicle alternatively or additionally by a warning signal be displayed, especially if the damage to the tie rod or whose bending is very large or is too big to be compensated automatically. After that, the driver is at a track offset much earlier warned, causing consequential damage, in particular on the rack, can be avoided by the uneven load. Furthermore can the same tie rods for a wider range of motor vehicles are used possibly lead to a reduction in costs.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise als Computerprogramm auf einem Steuergerät, insbesondere des elektronischen Servolenksystems realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden. Ein derartiges Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist in Anspruch 12 bzw. Anspruch 13 angegeben.The inventive method for operating an electronic power steering system of a motor vehicle is preferably as a computer program on a control unit, in particular realized the electronic power steering system, while others solutions Of course come into question. For this purpose, the computer program is in a memory element of the control unit saved. By processing on a microprocessor of the controller is the procedure is carried out. The computer program may be stored on a computer-readable medium (floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like) or one Internet server be stored as a computer program product and transmitted from there into the memory element of the control unit become. Such a computer program or computer program product with program code means is specified in claim 12 or claim 13.

Anspruch 14 betrifft ein elektronisches Steuergerät für ein Kraftfahrzeug oder für ein elektronisches Servolenksystem.Claim 14 relates to an electronic tax Device for a motor vehicle or for an electronic power steering system.

Anspruch 15 betrifft ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.claim 15 relates to an electronic power steering system of a motor vehicle.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.following is in principle an embodiment with reference to the drawing of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Servolenksystems mit Überlagerungsmitteln, welches mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird.The single figure of the drawing shows a simplified schematic Representation of an inventive electronic Power steering system with overlay means, which is operated by means of a method according to the invention.

Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment

Die Figur zeigt ein elektronisches Servolenksystem 1 mit einer lenkbaren Achse 1a eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Das elektronische Servolenksystem 1 weist eine als Lenkrad 2 ausgebildete Lenkhandhabe auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Gelenkwelle bzw. Lenksäule 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden. Das Lenkgetriebe 4 dient dazu, einen Drehwinkel der Lenksäule 3 in einen Radlenkwinkel δ_Fm von lenkbaren Rädern 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umzusetzen. Das Lenkgetriebe 4 weist eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Lenksäule 3 angreift und ist über eine linke und eine rechte Spurstange 8a, 8b, welche Winkelgelenke 9a, 9b aufweisen, mit den lenkbaren Rädern 5a, 5b verbunden. Das elektronische Servolenksystem 1 umfasst darüber hinaus Überlagerungsmittel 10, die einen als Elektromotor 11 ausgebildeten Stellantrieb bzw. Zusatzwinkelsteller und ein von diesem angetriebenes Überlagerungsgetriebe 12 aufweisen. Das Überlagerungsgetriebe 12 ist als Planetengetriebe ausgebildet. In weiteren Ausführungsbeispielen könnte das Überlagerungsgetriebe 12 auch als Wellgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Durch das Lenkrad 2 wird ein Lenkradwinkel δ_S als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δ_Fm der lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Mit Hilfe des Elektromotors 11 wird dann ein Überlagerungswinkel bzw. Zusatzwinkel δ_M generiert und durch das Überlagerungsgetriebe 12 mit dem Lenkradwinkel δ_S bzw. dem Drehwinkel der Lenksäule 3 überlagert. Der Zusatzwinkel δ_M wird grundsätzlich zur Verbesserung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs bzw. des Komforts erzeugt. Die Summe aus Lenkradwinkel δ_S und Zusatzwinkel δ_M ergibt den Eingangswinkel des Lenkgetriebes 4 bzw. im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Ritzelwinkel δ_G.The figure shows an electronic power steering system 1 with a steerable axle 1a a motor vehicle, not shown. The electronic power steering system 1 has a steering wheel 2 trained steering handle on. The steering wheel 2 is via a cardan shaft or steering column 3 with a steering gear 4 connected. The steering gear 4 serves to a rotation angle of the steering column 3 in a wheel steering angle δ _Fm of steerable wheels 5a . 5b implement the motor vehicle. The steering gear 4 has a rack 6 and a pinion 7 on, to which the steering column 3 attacks and is via a left and a right tie rod 8a . 8b , which angle joints 9a . 9b have, with the steerable wheels 5a . 5b connected. The electronic power steering system 1 also includes overlay means 10 one as an electric motor 11 trained actuator or additional angle adjuster and driven by this superposition gear 12 exhibit. The superposition gearbox 12 is designed as a planetary gear. In further embodiments, the superposition gear could 12 Also be designed as a wave gear or the like. Through the steering wheel 2 is a steering wheel angle δ _S as a measure of a desired wheel steering angle δ _{Fm of} the steerable wheels 5a . 5b of the motor vehicle specified. With the help of the electric motor 11 Then, a superposition angle or additional angle δ _{M is} generated and by the superposition gear 12 with the steering wheel angle δ _S or the angle of rotation of the steering column 3 superimposed. The additional angle δ _M is basically generated to improve the driving dynamics of the motor vehicle or the comfort. The sum of steering wheel angle δ _S and additional angle δ _M gives the input angle of the steering gear 4 or in the present embodiment, the pinion angle δ _G.

Die Überlagerungsmittel 10 weisen ein elektronisches Steuergerät 13 auf, welches unter anderem der Regelung des Zusatzwinkels δ_M und des abgegebenen Moments des Elektromotors 11 dient. Auf dem elektronischen Steuergerät 13 läuft dazu ein Regelungsverfahren ab, welches als Regelungsstruktur bzw. als Computerprogramm auf einem nicht dargestellten Mikroprozessor des Steuergeräts 13 ausgeführt ist. Der Elektromotor 11 wird mit einem elektrischen Ansteuersignal, welches dem Sollwert des von dem Elektromotor 11 zu erzeugenden Zusatzwinkels δ_M entspricht, angesteuert. Die Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors 11 erfolgt üblicherweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, d. h. das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δ_S und dem Ritzelwinkel δ_G bzw. dem Radlenkwinkel δ_Fm, der Räder 5a, 5b wird durch die Überlagerung des Lenkradwinkels δ_S mit verschiedenen, geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkeln δ_M in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Damit die vorstehend angeführten Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen ausgeführt werden können, erhält das Steuergerät 13 unter anderem als Eingangssignal die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. über den CAN-Bus des Kraftfahrzeugs).The overlay means 10 have an electronic control unit 13 on, which among other things, the control of the additional angle δ _M and the output torque of the electric motor 11 serves. On the electronic control unit 13 For this purpose, a control process takes place, which as a control structure or as a computer program on a microprocessor, not shown, of the control unit 13 is executed. The electric motor 11 is with an electrical drive signal, which the setpoint of the electric motor 11 to be generated additional angle δ _M corresponds, driven. The control or regulation of the electric motor 11 usually takes place as a function of the vehicle speed of the motor vehicle, ie the gear ratio between the steering wheel angle δ _S and the pinion angle δ _G or the wheel steering angle δ _Fm , the wheels 5a . 5b is set by the superimposition of the steering wheel angle δ _S with different, speed-dependent additional angles δ _M as a function of the vehicle speed. So that the above-mentioned control functions can be performed, receives the control unit 13 among other things, as an input signal, the current vehicle speed (eg via the CAN bus of the motor vehicle).

Den Überlagerungsmitteln 10 nachgeordnet, weist das elektronische Servolenksystem 1 einen elektrischen Servoantrieb 14 auf, welcher unter anderem der variablen Momentenunterstützung dient. Der elektrische Servoantrieb 14 weist einen Elektromotor 15 zur Realisierung der Momentenunterstützung über ein Riemengetriebe 16 auf. Das Riemengetriebe 16 weist ein Antriebsritzel und eine Riemenscheibe zur Übertragung der Momentenunterstützung über ein Kugelumlaufgetriebe (nicht dargestellt) auf die Zahnstange 6 des elektronischen Servolenksystems 1 auf. Des weiteren ist ein elektronisches Steuergerät 17 zur Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors 15 vorgesehen.The overlay means 10 downstream, has the electronic power steering system 1 an electric servo drive 14 on, which among other things serves the variable moment assistance. The electric servo drive 14 has an electric motor 15 for the realization of the torque support via a belt transmission 16 on. The belt transmission 16 has a drive pinion and a pulley for transmitting the torque assist via a recirculating ball gear (not shown) on the rack 6 of the electronic power steering system 1 on. Furthermore, an electronic control unit 17 for controlling or regulating the electric motor 15 intended.

Die Erfindung wird anhand eines elektronischen Servolenksystems 1 mit Überlagerungsmitteln 10 und mit einem Servoantrieb 14, welcher ein Riemengetriebe 16 und ein separates Kugelumlaufgetriebe zur Übertragung der Unterstützungskraft auf die Zahnstange 6 aufweist, beschrieben. Für weitere elektronische Servolenksystemtechnologien mit Momenten- bzw. Lenkunterstützung oder Steer-by-Wire-Funktionalität lassen sich jedoch eventuell mit geringfügigen Änderungen gleiche erfindungsgemäße Umsetzungen erzielen.The invention is based on an electronic power steering system 1 with overlaying agents 10 and with a servo drive 14 which is a belt transmission 16 and a separate recirculating ball gear for transmitting the assisting force to the rack 6 has described. For other electronic power steering system technologies with torque or steering assistance or steer-by-wire functionality, however, similar implementations according to the invention may possibly be achieved with minor changes.

Erfindungsgemäß wird das elektronische Servolenksystem 1 nun mittels eines Verfahrens betrieben, bei welchem mittels der Lenkhandhabe 2 ein Lenkradwinkel δ_S als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δ_Fm für die lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, wobei in der linken Spurstange 8a und in der rechten Spurstange 8b der lenkbaren Achse 1a des Kraftfahrzeugs – diese kann natürlich auch als lenkbare Hinterachse oder dergleichen ausgeführt sein – auftretende Kräfte F_8a, F_8b laufend erfasst und miteinander verglichen werden, wobei ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs erkannt wird, falls sich, insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, die in der linken und der rechten Spurstange 8a, 8b auftretenden Kräfte F_8a, F_8b wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und/oder Richtung wenigstens um einen vorgegebenen Schwellwert voneinander unterscheiden. Hierbei ist die Unterscheidung nach linker und rechter Spurstange 8a, 8b nur zufällig gewählt. Die Spurstangen 8a, 8b sollten lediglich an der lenkbaren Achse 1a des Kraftfahrzeugs den jeweiligen Rädern 5a, 5b zugeordnet sein bzw. gegenüber liegen. Der Schwellwert für die Kraftrichtung kann dabei in Grad angegeben werden. Die Schwellwerte sind fahrzeugspezifisch gewählt. Die in der jeweiligen Spurstange 8a, 8b auftretenden Kräfte F_8a, F_8b werden durch in oder an Winkelgelenken 9a, 9b der Spurstangen 8a, 8b angeordnete Sensoren 90a, 90b (gestrichelt angedeutet), welche nicht näher dargestellte Mittel zur Kraftdetektion aufweisen, erfasst. Ein erkannter Spurversatz wird automatisch durch das elektronische Servolenksystem 1 kompensiert, von den Nutzfunktionen des elektronischen Servolenksystems (1) berücksichtigt und anderen nicht dargestellten Fahrzeugsystemen übermittelt. Die Kompensation hinsichtlich des zu stellenden Radlenkwinkels δ_Fm erfolgt durch die Überlagerungsmittel 10 des elektronischen Servolenksystems 1 über einen zu stellenden Zusatzwinkel δ_M. Die Kompensation des zusätzlich durch den Fahrer aufzubringenden Moments erfolgt durch den Servoantrieb 14 des elektronischen Servolenksystems 1.According to the invention, the electronic power steering system 1 now operated by a method in which by means of the steering handle 2 a steering wheel angle δ _S as a measure of a desired wheel steering angle δ _Fm for the steerable wheels 5a . 5b of the motor vehicle is specified, wherein in the left tie rod 8a and in the right tie rod 8b the steerable axle 1a of the motor vehicle - this can of course also as a steerable rear axle or be performed the same - occurring forces F _8a , F _8b continuously detected and compared with each other, wherein a track offset of the motor vehicle is detected, if, especially in a straight-ahead driving of the motor vehicle, in the left and right tie rod 8a . 8b occurring forces F _8a , F _8b differ at least by a predetermined threshold in amount and / or direction at least by a predetermined threshold from each other. Here is the distinction to left and right tie rod 8a . 8b chosen only at random. The tie rods 8a . 8b should only be on the steerable axle 1a of the motor vehicle the respective wheels 5a . 5b be assigned or lie opposite. The threshold for the direction of force can be specified in degrees. The threshold values are selected vehicle-specific. The in the respective tie rod 8a . 8b occurring forces F _8a , F _8b are through or at angled joints 9a . 9b the tie rods 8a . 8b arranged sensors 90a . 90b (indicated by dashed lines), which have not shown means for detecting force detected. A recognized track offset is automatically by the electronic power steering system 1 compensated by the useful functions of the electronic power steering system ( 1 ) and transmitted to other vehicle systems, not shown. The compensation with regard to the wheel steering angle δ _{Fm to be} provided is effected by the superposition means 10 of the electronic power steering system 1 via an additional angle δ _{M to be set} . The compensation of the additionally applied by the driver torque is done by the servo drive 14 of the electronic power steering system 1 ,

Selbstverständlich sind auch andere Lösungen denkbar. Ein dadurch bedingtes, für den Fahrer ungewohntes Lenkgefühl kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel durch einen Handmomentensteller beseitigt werden. Zusätzlich wird ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erkannter Spurversatz dem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch ein Warnsignal angezeigt. Alternativ oder zusätzlich können in einem weiteren Ausführungsbeispiel die in der linken Spurstange 8a und/oder in der rechten Spurstange 8b der lenkbaren Achse 1a des Kraftfahrzeugs auftretenden Kräfte F_8a, F_8b laufend erfasst und statistisch abgeglichen werden, wobei ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs erkannt wird, falls sich die in der linken Spurstange 8a und/oder der rechten Spurstange 8b auftretenden Kräfte F_8a, F_8b wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und/oder Richtung von vorgegebenen gespeicherten oder berechneten statistischen Werten unterscheiden.Of course, other solutions are conceivable. A consequent, unusual for the driver's steering feel can be eliminated in a further embodiment by a manual torque adjuster. In addition, a track offset detected by the method according to the invention is displayed to the driver of the motor vehicle by a warning signal. Alternatively or additionally, in another embodiment, in the left tie rod 8a and / or in the right tie rod 8b the steerable axle 1a occurring forces of the motor vehicle F _8a , F _8b continuously recorded and statistically adjusted, with a track offset of the motor vehicle is detected, if in the left tie rod 8a and / or the right tie rod 8b occurring forces F _8a , F _8b at least over a predetermined period of time in magnitude and / or direction of predetermined stored or calculated statistical values.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des elektronischen Servolenksystems 1 ist als Computerprogramm auf dem Steuergerät 13 realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts 13 gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts 13 wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem nicht dargestellten computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts 13 übertragen werden.The inventive method for operating the electronic power steering system 1 is as a computer program on the control unit 13 realized, with other solutions of course come into question. For this purpose, the computer program is in a memory element of the control unit 13 saved. By processing on a microprocessor of the controller 13 the procedure is carried out. The computer program can be stored on a computer-readable data carrier (floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like) or an Internet server, not shown, as a computer program product and from there into the memory element of the control unit 13 be transmitted.

11: elektronisches Servolenksystemelectronic Power steering system
1a1a: lenkbare Achsesteerable axis
22: Lenkradsteering wheel
33: Gelenkwellepropeller shaft
44: Lenkgetriebesteering gear
5a, 5b5a, 5b: lenkbare Rädersteerable bikes
66: Zahnstangerack
77: Ritzelpinion
8a, 8b8a, 8b: Spurstangenturnbuckles
9a, 9b9a 9b: Winkelgelenkeangle joints
1010: ÜberlagerungsmittelSuperimposing means
1111: Zusatzwinkelsteller/ElektromotorAdditional angle actuator / motor
1212: ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
1313: elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittelelectronic control unit the overlay means
1414: elektrischer Servoantriebelectrical servo drive
1515: Elektromotorelectric motor
1616: Riemengetriebebelt transmission
1717: elektronisches Steuergerät des Servoantriebselectronic control unit of the servo drive
90a, 90b90a, 90b: Sensorensensors
F_8a, F_8b F _8a , F _8b: SpurstangenkräfteTie rod forces
δ_Fm δ _Fm: Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkelwheel steering angle or steering angle
δ_G δ _G: Ritzelwinkelpinion angle
δ_S δ _S: Lenkradwinkelsteering wheel angle
δ_M δ _M: Zusatzwinkeladditional angle

Claims

Method for operating an electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, in which by means of a steering handle ( 2 ) a steering wheel angle (δ _S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ _Fm ) for steerable wheels ( 5a . 5b ) of the motor vehicle is specified, wherein in a left tie rod ( 8a ) and in a right tie rod ( 8b ) of a steerable axle ( 1a ) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are detected, characterized in that in the left tie rod ( 8a ) and in the right tie rod ( 8b ) of the steerable axle ( 1a ) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are compared with each other, wherein a track offset of the motor vehicle is detected, if in the left tie rod ( 8a ) and the right tie rod ( 8b ) occurring forces (F _8a , F _8b ) at least for a predetermined period of time in magnitude and / or direction by at least one different threshold value.

Method for operating an electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, in which by means of a steering handle ( 2 ) a steering wheel angle (δ _S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ _Fm ) for steerable wheels ( 5a . 5b ) of the motor vehicle is specified, wherein in a left tie rod ( 8a ) and / or in a right tie rod ( 8b ) of a steerable axle ( 1a ) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are detected, characterized in that in the left tie rod ( 8a ) and / or in the right tie rod ( 8b ) of the steerable axle ( 1a ) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are statistically adjusted, wherein a track offset of the motor vehicle is detected, if in the left tie rod ( 8a ) and / or the right tie rod ( 8b ) occurring forces (F _8a , F _8b ) at least over a predetermined period of time in magnitude and / or direction of predetermined stored or calculated statistical values.

A method according to claim 2, characterized in that in the left tie rod ( 8a ) and in the right tie rod ( 8b ) of the steerable axle ( 1a ) of the motor vehicle occurring forces (F _8a , F _8b ) are compared with each other, wherein a track offset of the motor vehicle is detected, if in the left tie rod ( 8a ) and the right tie rod ( 8b ) occurring forces (F _8a , F _8b ) at least for a predetermined period of time in magnitude and / or direction differ from each other by at least a predetermined threshold.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized that the recognition of the track offset during a straight ahead of the motor vehicle takes place.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the respective tie rod ( 8a . 8b ) occurring forces (F _8a , F _8b ) by at least one in at least one angle joint ( 9a . 9b ) of the respective tie rod ( 8a . 8b ) arranged sensor ( 90a . 90b ), which has means for force detection, are detected.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized a recognized track offset is transmitted to other vehicle systems becomes.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a detected track offset from the electronic power steering system ( 1 ) is taken into account.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a detected track offset automatically by the electronic power steering system ( 1 ) is compensated.

A method according to claim 8, characterized in that the compensation by superimposing means ( 10 ) of the electronic power steering system ( 1 ) he follows.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the compensation by a servo drive ( 14 ) of the electronic power steering system ( 1 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that a detected track offset to a driver of the motor vehicle by a Warning signal is displayed.

Computer program with program code means for carrying out a method according to one of Claims 1 to 11, when the program is stored on a microprocessor of a computer, in particular on an electronic control unit ( 13 . 17 ) of an electronic power steering system ( 1 ), is performed.

A computer program product comprising program code means stored on a computer-readable medium for carrying out a method according to one of claims 1 to 11, when the program is stored on a microprocessor of a computer, in particular on an electronic control unit ( 13 . 17 ) of an electronic power steering system ( 1 ), is performed.

Electronic control unit ( 13 . 17 ) for a motor vehicle or for an electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle configured to execute a computer program according to claim 12.

Electronic power steering system ( 1 ) of a motor vehicle, with - a steering handle ( 2 ) for specifying a steering wheel angle (δ _S ) as a measure of a desired wheel steering angle (δ _Fm ) for at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, - one via at least one tie rod ( 8a . 8b ) with the at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) connected steering gear ( 4 ), which determines the steering wheel angle (δ _S ) in the wheel steering angle (δ _Fm ) of the at least one steerable wheel ( 5a . 5b ) of the motor vehicle, - at least one in at least one angle joint ( 9a . 9b ) of at least one tie rod ( 8a . 8b ) for detecting in the tie rod ( 8a . 8b ) occurring forces (F _8a , F _8b ) arranged sensor ( 90a . 90b ), which has means for force detection and - an electronic control unit ( 13 . 17 ) directed to the execution of a computer program according to claim 12.

Electronic power steering system according to claim 15, characterized by superposition means ( 10 ) for generating an additional angle (δ _M ) by an additional angle adjuster ( 11 ) and for generating an input angle (δ _G ) of the steering gear ( 4 ) from a superposition of the steering wheel angle (δ _S ) with the additional angle (δ _M ).

Electronic power steering system according to claim 15 or 16, characterized by a servo drive ( 14 ).

An electronic power steering system according to claim 15, which is designed as a steer-by-wire steering system is.