DE102009000246A1 - Automatic calibration method for index sensor of electronic servo steering system of motor vehicle in driving operation, involves emitting electronic index signal during deflections of servo steering system in neutral position - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein derartiges automatisches Kalibrierungsverfahren durchzuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to an automatic calibration method for an index sensor of an electronic power steering system of a motor vehicle. The The invention also relates to a computer program and a computer program product with program code means, for such an automatic calibration method perform. Furthermore, the invention relates to a electronic power steering system of a motor vehicle.
Ein
Aktivlenkungssystem bzw. ein Lenksystem mit Überlagerungsmitteln
ist aus der
Wie oben bereits dargelegt, wird in einem Aktivlenkungssystem zum eigentlichen Lenkwinkel bzw. Lenkradwinkel, welcher vom Fahrer über das Lenkrad eingeleitet wird, ein zusätzlicher Lenkwinkel (Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel) addiert. Der tatsächliche Lenkwinkel an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs wird demnach aus dem Lenkradwinkel und dem zusätzlichen Motorwinkel zu einem Summenlenkwinkel überlagert. Der absolute aufaddierte Motorwinkel wird für die Motorlageregelung benötigt.As already stated above, in an active steering system to the actual Steering angle or steering wheel angle, which from the driver via the steering wheel is introduced, an additional steering angle (additional angle or motor angle) added. The actual steering angle on the front wheels of the motor vehicle is therefore off the steering wheel angle and the additional motor angle to a Total steering angle superimposed. The absolute added motor angle is required for engine position control.
Problematisch ist allerdings, dass die Motorlagesensoren üblicherweise nur einen begrenzten, absoluten Messbereich aufweisen und daher nicht den gesamten Lenkbereich abdecken, sodass nur die Information über einen Relativwinkel detektiert werden kann, jedoch nicht der Absolutwinkel. Um auch den Absolutwinkel ermitteln zu können, ist eine zusätzliche Zähleinrichtung zum Zählen der Motorumdrehungen des Stellmotors bzw. Stellantriebs erforderlich; die Zähleinrichtung ist jedoch an eine Energieversorgung gekoppelt. Wird diese unterbrochen, beispielsweise beim Abklemmen der Batterie, geht auch die Information über die Umdrehung des Motors verloren und es ist ohne weitere Maßnahmen keine absolute Winkelbestimmung für das Lenkrad und die gelenkten Räder mehr möglich. Aus Kostengründen wird als Motorlagewinkelsensor des Aktivlenkungsmotors oft ein nicht absoluter inkrementeller Sensor eingesetzt. Um den Motorwinkel über mehrere Umdrehungen erfassen zu können, müssen die Winkelinkremente gezählt werden. Der Betrag der Winkelinkremente kann im Prinzip beliebig sein, jedoch kleiner als der erforderliche Messbereich des Motorlagewinkels. Das Addieren der Winkelinkremente erfolgt häufig in einem Steuergerät. Die Summe wird in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt. In gewissen Situationen, wie z. B. einem schlagartigen Spannungsverlust, kann es dennoch zu einem Verlust des aufsummierten Motorlagewinkels kommen. Bei einem erneuten Start des Aktivlenkungssystems kann dies zu einem sogenannten Schiefstand des Lenkrads führen, d. h. das Lenkrad steht bei einer Geradeausfahrt nicht in der gewohnten Geradeausfahrtstellung.Problematic However, the engine position sensors are usually have only a limited, absolute measuring range and therefore not cover the entire steering range, so only the information about a relative angle can be detected, but not the absolute angle. In order to determine the absolute angle, is an additional Counter for counting engine revolutions the servomotor or actuator required; the counting device but is coupled to a power supply. If this is interrupted, For example, when disconnecting the battery, the information goes on lost the revolution of the engine and it is not without further action absolute angle determination for the steering wheel and the steered Wheels more possible. For cost reasons is often not a motor position angle sensor of the active steering motor absolute incremental sensor used. To the motor angle over need to capture several revolutions the angle increments are counted. The amount of angle increments may be arbitrary in principle, but less than the required Measuring range of the motor position angle. Adding the angle increments is often done in a control unit. The sum is stored in a non-volatile memory. In certain Situations, such as B. a sudden voltage loss can Nevertheless, there is a loss of the summed up motor position angle. At a restart of the active steering system, this can be a so-called obliquity of the steering wheel lead, d. H. the Steering wheel is not in the usual straight ahead driving position when driving straight ahead.
Ein
Lenksystem für ein Fahrzeug gemäß der
Es ist demnach bekannt für die Bestimmung der Geradeausfahrt einen weiteren Sensor zu verwenden, den sogenannten Indexsensor. Der Indexsensor ist ein einfacher Sensor welcher in Geradausfahrtstellung ein elektrisches Signal bzw. Indexsignal sendet und somit beim Überlenken des Indexsensors beispielsweise in Verbindung mit einem Lenkradwinkelsensor der Motorkorrekturwinkel zum Ausgleich des Lenkradschiefstands durch das Aktivlenkungssystem berechnet werden kann.It is therefore known to use for the determination of straight ahead another sensor, the so-called index sensor. The index sensor is a simple sensor which sends an electrical signal or index signal in the straight-ahead position and thus when deflecting the index sensor, for example in conjunction with a steering wheel kelsensor the engine correction angle to compensate for the steering wheel tilt by the active steering system can be calculated.
Da der Indexsensor aus fertigungstechnischen Gründen nicht genau auf 0 Grad bezogen auf die Geradeausfahrtstellung eingebaut werden kann, muss der Offset bzw. der Versatz des Winkels, welcher durch die Fertigung und den Einbau des Sensors entsteht, kalibriert werden. Dieser Kalibriervorgang wird bisher am Ende der Fertigung oder im Kundendienstfall (z. B. bei einem Wechsel des Aktivlenkungssystems oder dessen Steuergeräts) vorgenommen werden. Der Kalibriervorgang des Indexsensors wird dabei über ein Diagnosegerät angestoßen. Dabei muss auf einem Achsvermessprüfstand die Geradeausfahrtstellung der Vorderräder sichergestellt sein und der Lenkradwinkelsensor in der Geradausfahrtstellung des Lenkrades nominal 0 Grad ausgeben. Durch Überlenken des Indexsensors wird in Verbindung mit dem Lenkradwinkelsensor der Offsetwinkel bzw. der Versatzwert im Bezug auf den Lenkradwinkel bzw. Lenkwinkel ermittelt und im Steuergerät abgespeichert. Wünschenswert wäre es, wenn dieser aufwändige manuelle Kalibrierungs- bzw. Anlernvorgang nicht mehr explizit durchgeführt werden müsste.There the index sensor for manufacturing reasons not exactly at 0 degrees relative to the straight-ahead position installed must be, the offset or the offset of the angle, which produced by the manufacture and installation of the sensor, calibrated become. This calibration process is currently at the end of production or in case of customer service (eg when changing the active steering system or its controller). The calibration process of the index sensor is via a diagnostic device initiated. It must be on a Achsvermessprüfstand be ensured the straight-ahead position of the front wheels and the steering wheel angle sensor in the straight-ahead position of the steering wheel output nominal 0 degrees. By deflecting the index sensor becomes in conjunction with the steering wheel angle sensor the offset angle or the offset value in relation to the steering wheel angle or steering angle determined and stored in the control unit. Desirable it would be if this elaborate manual calibration or learning process should no longer be performed explicitly.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches automatisches Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.Of the The present invention is therefore based on the object, a simple automatic calibration procedure for an index sensor to provide an electronic power steering system of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by claim 1 solved.
Das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb, welcher bei dessen Überlenken in einer Neutralstellung, insbesondere einer Geradeausfahrtstellung des elektronischen Servolenksystems ein elektrisches Indexsignal ausgibt, wobei die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems durch einen vorgegebenen Lenkwinkelwert oder einen vorgegebenen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwert des elektronischen Servolenksystems gekennzeichnet ist, wobei während des Fahrbetriebs zur Kalibrierung des Indexsensors jeweils bei einem ausgegebenen elektrischen Indexsignal beim Überlenken des Indexsensors als Versatzeinzelwert des Indexsensors ein Versatz bzw. eine Differenz des aktuellen Lenkwinkelwerts oder des aktuellen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwerts von dem die Neutralstellung kennzeichnenden vorgegebenen Lenkwinkelwert oder von dem vorgegebenen mit dem Lenkwinkel korrelierenden Winkelwert bestimmt und abgespeichert wird, hat den Vorteil, dass keine Kalibrierung mehr explizit bzw. manuell durchgeführt werden muss.The Automatic calibration method according to the invention for an index sensor of an electronic power steering system a motor vehicle while driving, which in its Überlenken in a neutral position, in particular a straight-ahead position of the electronic power steering system, an electrical index signal outputs, wherein the neutral position of the electronic power steering system by a predetermined steering angle value or a predetermined with the Steering angle correlating angle value of the electronic power steering system is characterized, wherein during driving to Calibration of the index sensor in each case with an output electrical Index signal when the index sensor is deflected as the offset single value of the index sensor, an offset or a difference of the current steering angle value or the current angle value correlating with the steering angle of the predetermined neutral steering position predetermined steering angle value or from the predetermined angle value correlating with the steering angle determined and stored, has the advantage that no calibration more explicitly or manually must be performed.
Der Anlernvorgang muss nicht mehr explizit durchgeführt werden, sondern erfolgt automatisch. Am Bandende bzw. am Ende des Fertigungsprozesses wird nur noch wie bisher in Fahrzeugen ohne Aktivlenkungssystem der Lenkradwinkelsensor in Geradeausfahrtstellung auf Null Grad gesetzt. Anschließend werden die Räder geradeaus gestellt. Durch das Geradeausstellen der Vorderräder wird das Lenkrad verdreht und der Lenkradwinkel gibt den nun entstandenen Lenkradschiefstand aus. Dem Aktivlenkungssteuergerät wird nun der Befehl gegeben, aus dem Lenkwinkel den erforderlichen Motorwinkel zu berechnen, um den Lenkradwinkelschiefstand zu korrigieren. Das Fahrzeug wird nun normal im Fahrbetrieb bewegt. Bei dem dadurch notwendigen Überlenken des Indexsensors während des Fahrens wird der Indexoffset bzw. der Versatz des Indexsensors gemessen bzw. ermittelt. Anschließend kann die Geradeausfahrtstellung mittels des um dessen Versatz/Offset bereinigten Indexsensors stets bestimmt werden.Of the Teach-in process no longer has to be carried out explicitly but is done automatically. At the end of the tape or at the end of the production process will only be used as before in vehicles without active steering system the steering wheel angle sensor is in straight ahead position to zero degrees set. Then the wheels go straight posed. By straightening the front wheels is The steering wheel is rotated and the steering wheel angle gives the now resulting Steering wheel slant off. The active steering controller is Now given the command, from the steering angle to the required motor angle calculate to correct the steering angle angle error. The vehicle is now moved normally while driving. In the thereby necessary Überlenken of the index sensor while driving becomes the index offset or the offset of the index sensor measured or determined. Subsequently can the straight-ahead position by means of the offset / offset adjusted index sensor are always determined.
Sehr vorteilhaft ist es außerdem, wenn als Versatzmittelwert des Indexsensors ein Mittelwert der abgespeicherten Versatzeinzelwerte gebildet und abgespeichert wird. Des Weiteren kann die Anzahl der zu bestimmenden bzw. abzuspeichernden Versatzeinzelwerte vorgegeben bzw. begrenzt sein.Very It is also advantageous if as offset mean of the index sensor, an average of the stored offset single values is formed and stored. Furthermore, the number of Specified to be determined or stored offset individual values or be limited.
Um eine möglichst hohe Sicherheit des ermittelten Wertes zu erreichen wird der Indexoffset bei jedem Überlenken und erfolgreicher Ermittlung des Indexsensoroffsets in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt und aus der Vielzahl dieser Werte als endgültiger Kalibrierwert der Mittelwert gebildet. Die Anzahl der zum Mittelwert beitragenden Werte kann begrenzt sein. Ist die Anzahl der zum Mittelwert beitragenden Indexoffsetwerte erreicht, ist der Anlernvorgang abgeschlossen.Around the highest possible security of the determined value will reach the index offset at each override and successful determination of the index sensor offset in a non-volatile Memory stored and from the multiplicity of these values as final Calibration value of the mean value formed. The number of the mean contributing values may be limited. Is the number to the mean contributing index offset values, the teach-in process is completed.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der die Neutralstellung des elektronischen Servolenksystems kennzeichnende vorgegebene Lenkradwinkelwert oder der vorgegeben mit dem Lenkwinkel korrelierende Winkelwert mittels gemessener Raddrehzahlen des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.According to the invention be further provided that the the neutral position of the electronic power steering system characteristic predetermined steering wheel angle value or the specified angular value correlated with the steering angle by means of measured wheel speeds of the motor vehicle is determined.
Wird der Motorwinkel zum Beispiel durch einen Spannungsverlust verloren bevor ein Indexoffsetwert angelernt ist, kann die Geradausfahrtstellung des Lenkgetriebes in vorteilhafter Weise alternativ oder zusätzlich anhand der gemessenen Raddrehzahlen ermittelt werden. D. h. bei nahezu identischen Raddrehzahlen (bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 km/h) wird der dabei entstandene Lenkradschiefstand im Steuergerät zur Schiefstandskorrektur herangezogen. Anschließend wird das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren durchgeführt.If the motor angle is lost, for example, by a loss of voltage before an index offset value has been learned, the straight-ahead position of the steering gear can advantageously be determined alternatively or additionally on the basis of the measured wheel speeds. Ie. at almost identical wheel speeds (at a vehicle speed greater than 0 km / h), the resulting steering wheel angle is used in the control unit for obliquity correction. Subsequently, this is invented The automatic calibration method according to the invention is carried out.
Der vorgegebene bzw. aktuelle Lenkwinkelwert kann ein Eingangswinkels des Lenkgetriebes des elektronischen Servolenksystems sein. Als vorgegebener bzw. aktueller mit dem Lenkwinkelwert korrelierender Winkelwert kann ein Lenkradwinkelwert verwendet werden.Of the predetermined or current steering angle value can be an input angle be the steering gear of the electronic power steering system. When preset or current correlating with the steering angle value Angle value, a steering wheel angle value can be used.
Das erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren für einen Indexsensor eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb ist beispielsweise im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems vorzugsweise als Computerprogramm auf einem Steuergerät des elektronischen Servolenksystems realisiert. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden. Ein derartiges Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist in Anspruch 7 bzw. Anspruch 8 angegeben.The Automatic calibration method according to the invention for an index sensor of an electronic power steering system a motor vehicle while driving is for example in the frame a method for operating an electronic power steering system preferably as a computer program on a control unit implemented the electronic power steering system. This is the computer program in stored a memory element of the controller. By Processing is done on a microprocessor of the controller the procedure is carried out. The computer program can open a computer-readable medium (floppy disk, CD, DVD, Hard disk, USB memory stick or the like) or an internet server be stored as a computer program product and from there into transmit the memory element of the controller become. Such a computer program or computer program product with program code means is specified in claim 7 or claim 8.
Anspruch 9 betrifft ein elektronisches Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs.claim 9 relates to an electronic power steering system of a motor vehicle.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.advantageous Embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims. The following is a principle with reference to the drawing an embodiment of the invention indicated.
Es zeigen:It demonstrate:
Die Überlagerungsmittel
Damit
die vorstehend angeführten Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen
ausgeführt werden können, erhält das
Steuergerät
Des
Weiteren ist ein Indexsensor
Wie
in
Das
elektronische Servolenksystem
Wie
aus
Als
vorgegebener bzw. aktueller Lenkwinkelwert wird im vorliegenden
Ausführungsbeispiel der Ritzelwinkel bzw. Eingangswinkel δG, δG_NEUTRAL des Lenkgetriebes
Alternativ kann statt des vorgegebenen bzw. aktuellen Lenkwinkelwerts δG, δG_NEUTRAL ein vorgegebener bzw. aktueller mit dem Lenkwinkel δG korrelierender Winkelwert, insbesondere der Lenkradwinkel δS verwendet werden.Alternatively, instead of the predefined or current steering angle value δ G , δ G_NEUTRAL, a predefined or current angle value correlating with the steering angle δ G , in particular the steering wheel angle δ S , can be used.
Alternativ
oder zusätzlich kann der die Neutralstellung des elektronischen
Servolenksystems
Das
erfindungsgemäße automatische Kalibrierungsverfahren
für den Indexsensor
- 11
- elektronisches Servolenksystemelectronic Power steering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Gelenkwelle/LenksäuleDrive shaft / steering column
- 44
- Lenkgetriebesteering gear
- 5a, 5b5a, 5b
- lenkbare Rädersteerable bikes
- 66
- Zahnstangerack
- 77
- Ritzelpinion
- 88th
- ÜberlagerungsmittelSuperimposing means
- 99
- Zusatzwinkelsteller/ElektromotorAdditional angle actuator / motor
- 1010
- ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
- 1111
- elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittelelectronic Control device of the superposition means
- 12a, 12b, 12c12a, 12b, 12c
- Sensorensensors
- 12d12d
- Indexsensorindex sensor
- δFm δ Fm
- Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkelwheel steering angle or steering angle
- δG δ G
- Ritzelwinkelpinion angle
- δG_NEUTRAL δ G_NEUTRAL
- vorgegebener Ritzelwinkelwertgiven Pinion angle value
- δS δ S
- Lenkradwinkelsteering wheel angle
- vx v x
- Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
- δM δ M
- Zusatzwinkeladditional angle
- δMd δ Md
- Sollwert des Zusatzwinkelssetpoint the additional angle
- idxidx
- Indexsignalindex signal
- A, B, C, DA, B, C, D
- Verfahrensschrittesteps
- OffsetE Offset E
- VersatzeinzelwertOffset single value
- OffsetM Offset M
- VersatzmittelwertOffset averaging
- DBDB
- DatenbankDatabase
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Effective date: 20111026 |
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
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