DE102012005116B4 - Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system - Google Patents

Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system Download PDF

Info

Publication number
DE102012005116B4
DE102012005116B4 DE102012005116.6A DE102012005116A DE102012005116B4 DE 102012005116 B4 DE102012005116 B4 DE 102012005116B4 DE 102012005116 A DE102012005116 A DE 102012005116A DE 102012005116 B4 DE102012005116 B4 DE 102012005116B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering angle
vehicle speed
steering
torques
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102012005116.6A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012005116A1 (en
Inventor
Dr. Heitzer Heinz-Dieter
Arno Luengen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Automotive Germany GmbH
Original Assignee
ZF Automotive Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Automotive Germany GmbH filed Critical ZF Automotive Germany GmbH
Priority to DE102012005116.6A priority Critical patent/DE102012005116B4/en
Publication of DE102012005116A1 publication Critical patent/DE102012005116A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012005116B4 publication Critical patent/DE102012005116B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures

Abstract

Verfahren zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten:- wiederholtes Messen des augenblicklichen Lenkeinschlags,- wiederholtes Messen der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit,- wiederholtes Bestimmen des augenblicklichen Gesamtdrehmoments der Lenkung,- Ermitteln wenigstens eines aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments aus mehreren Werten für das augenblickliche Gesamtdrehmoment bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination,- Ermitteln eines Vergleichs-Gesamtdrehmoments bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung,- Vergleichen des Vergleichs-Gesamtdrehmoments mit einem hinterlegten Grenzdrehmoment für zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination, und- Ausgabe eines Signals, wenn eine vorgegebene Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente zugeordnete Grenzdrehmomente überschritten haben.Method for monitoring an EPS steering system of a vehicle with the following steps: - repeated measurement of the current steering angle, - repeated measurement of the current vehicle speed, - repeated determination of the current total torque of the steering, - determination of at least one current average total torque from several values for the current one Total torque based on the assigned steering angle-speed combination, - determining a comparison total torque based on the assigned steering angle-vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable difference, - comparing the total torque with a stored limit torque for assigned Combination of steering angle and vehicle speed, and output of a signal when a predetermined number of comparison total torques exceeds associated limit torques have ridden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines EPS-Lenksystems sowie ein EPS-Lenksystem.The invention relates to a method and a device for monitoring an EPS steering system and an EPS steering system.

EPS-Lenksysteme (Electric-Power-Steering-Lenksysteme) sind Fahrzeuglenkungen, die mit einem Elektromotor servounterstützt werden. Hierbei gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, wie die Lenkung motorunterstützt wird und wo der Elektromotor sitzt.EPS steering systems (Electric Power Steering Steering Systems) are vehicle steering systems that are servo-assisted by an electric motor. There are different options for how the steering is motor-assisted and where the electric motor is located.

Die Erfindung ist auf keine dieser Möglichkeiten eingeschränkt, die bevorzugte Anwendungsvariante ist jedoch ein sogenanntes EPS-Zahnriemen-(Belt Drive)System, bei dem das abtriebsseitige Lenkbetätigungselement (z. B. die Zahnstange) durch eine auf ihm sitzende Kugelmutter kraftunterstützt wird, die über einen motorangetriebenen Zahnriemen bewegt wird.The invention is not limited to any of these possibilities, but the preferred application variant is a so-called EPS toothed belt (Belt Drive) system, in which the output-side steering actuating element (e.g. the rack) is force-assisted by a ball nut seated on it, which via a motor-driven toothed belt is moved.

Andere Arten der EPS-Systeme sind zum Beispiel EPS-Rack-Drive-Systeme, bei denen um die Zahnstange herum der Elektromotor gebaut ist, welcher einen Kugelumlaufspindelantrieb darstellt. Darüber hinaus gibt es auch einen direkten Antrieb der Lenkwelle durch Elektromotoren, die beispielsweise nahe am Übergang der Lenkwelle zur Zahnstange sitzen und über ein. Ritzel die Zahnstange antreiben (EPS Pinion Drive) oder einen nahe des oberen Endes der Lenksäule sitzenden Motorantrieb, der ebenfalls über ein Zahnrad die Lenkwelle antreibt (EPS Column Drive). Die Erfindung ist prinzipiell für sämtliche dieser elektromotorisch unterstützten Servolenkungen anwendbar.Other types of EPS systems are, for example, EPS rack drive systems, in which the electric motor, which represents a ball screw drive, is built around the toothed rack. In addition, there is also a direct drive of the steering shaft by electric motors, which for example sit close to the transition from the steering shaft to the rack and via a. Pinion drive the rack (EPS Pinion Drive) or a motor drive located near the upper end of the steering column, which also drives the steering shaft via a gearwheel (EPS Column Drive). The invention can in principle be used for all of these electric motor-assisted power steering systems.

Für Servolenkungen ist es wichtig, dass die Reibung in dem gesamten Lenksystem nicht extrem schwankt. Dies würde einerseits das Fahrgefühl stark beeinträchtigen und andererseits zu stark erhöhter Servounterstützung führen, die im Grenzbereich möglicherweise nicht mehr ausreichen könnte. Starke Schwankungen treten insbesondere dann auf, wenn es im Lenksystem zu Korrosion kommt, wie bei Beschädigung einer Balgabdichtung, zum Beispiel im Bereich der Zahnstange oder der Kugelmutter. Bei Kugelmuttern besteht ein extrem geringes Spiel, sodass Korrosion sehr schnell zu einer starken Drehmomenterhöhung führt.For power steering, it is important that the friction does not fluctuate extremely in the entire steering system. On the one hand, this would severely impair the driving experience and, on the other hand, lead to greatly increased servo assistance, which may no longer be sufficient in the limit area. Strong fluctuations occur in particular when corrosion occurs in the steering system, such as when a bellows seal is damaged, for example in the area of the rack or the ball nut. Ball nuts have extremely little play, so that corrosion very quickly leads to a strong increase in torque.

Um derartige Schäden am Lenksystem sehr frühzeitig zu detektieren, ist ein Verfahren zum Überwachen eines EPS-Lenksystems aus der WO 2009/133534 A2 bekannt. Hierbei wird, vereinfacht gesagt, das auf das Lenksystem aufgebrachte Drehmoment stetig überwacht und ein Hysterese-Effekt bei Auftreten von Wassereinbruch in abgedichtete Bereiche zwischen verschiedenen Drehrichtungen detektiert. Der Aufwand zur Bestimmung der Hysterese-Referenztabelle, mit der die augenblicklichen Werte ständig verglichen werden, ist groß.In order to detect such damage to the steering system very early on, a method for monitoring an EPS steering system is from the WO 2009/133534 A2 known. To put it simply, the torque applied to the steering system is continuously monitored and a hysteresis effect is detected when water penetrates into sealed areas between different directions of rotation. The effort involved in determining the hysteresis reference table with which the instantaneous values are constantly compared is great.

Aus der DE 10 2006 017 775 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten bekannt:

  • - wiederholtes Messen des augenblicklichen Lenkeinschlags,
  • - wiederholtes Messen der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit,
  • - wiederholtes Bestimmen des augenblicklichen Gesamtdrehmoments der Lenkung,
  • - Vergleichen des augenblicklichen Gesamtdrehmoments mit einem hinterlegten Grenzdrehmoment für die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination, und
  • - Ausgabe eines Signals, wenn das augenblickliche Gesamtdrehmoment das zugeordnete Gesamtdrehmoment überschritten hat.
From the DE 10 2006 017 775 A1 a method for monitoring an EPS steering system of a vehicle with the following steps is known:
  • - repeated measurement of the current steering angle,
  • - repeated measurement of the current vehicle speed,
  • - repeated determination of the current total torque of the steering,
  • - Comparing the instantaneous total torque with a stored limit torque for the assigned steering angle / vehicle speed combination, and
  • - Output of a signal when the current total torque has exceeded the assigned total torque.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung zum Überwachen eines EPS-Lenksystems zu schaffen sowie ein kostengünstiger herzustellendes EPS-Lenksystem.The object of the invention is to create a simple method and a simple device for monitoring an EPS steering system as well as an EPS steering system that can be produced more cost-effectively.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs gelöst, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

  • - wiederholtes Messen des augenblicklichen Lenkeinschlags,
  • - wiederholtes Messen der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit,
  • - wiederholtes Bestimmen des augenblicklichen Gesamtdrehmoments der Lenkung,
  • - Ermitteln wenigstens eines aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments aus mehreren Werten für das augenblickliche Gesamtdrehmoment bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination,
  • - Ermitteln eines Vergleichs-Gesamtdrehmoments bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung,
  • - Vergleichen des Vergleichs-Gesamtdrehmoments mit einem hinterlegten Grenzdrehmoment für die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination, und
  • - Ausgabe eines Signals, wenn eine vorgegebene Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente ihre zugeordnete Grenzdrehmomente überschritten haben.
This object is achieved by a method for monitoring an EPS steering system of a vehicle, characterized by the following steps:
  • - repeated measurement of the current steering angle,
  • - repeated measurement of the current vehicle speed,
  • - repeated determination of the current total torque of the steering,
  • - Determination of at least one current average total torque from several values for the current total torque based on the assigned steering angle-speed combination,
  • - Determination of a comparative total torque based on the assigned steering angle / vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable deviation,
  • - Comparing the comparison total torque with a stored limit torque for the assigned steering angle / vehicle speed combination, and
  • - Output of a signal when a specified number of comparison total torques have exceeded their assigned limit torques.

Die vorliegende Erfindung arbeitet nicht mit dem Hysterese-Effekt, sondern mit dem Gesamtdrehmoment, das auf das Lenksystem (Lenkwelle, Zahnstange oder Lenkstockhebel) wirkt. Dieses Drehmoment ergibt sich aus dem Drehmoment, das über das Lenkrad eingebracht und über einen Drehmomentsensor gemessen wird und zusätzlich aus dem Drehmoment, das über den Elektromotor eingebracht und z. B. über die aktuelle Stromabnahme des Elektromotors bestimmt wird. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass das Gesamtdrehmoment bei Korrosion, wenn auch schleichend, erhöht wird und bei einer genügend großen Anzahl von Messungen, aus denen sich ein aktuelles Durchschnitts-Gesamtdrehmoment ermitteln läßt, eine Abweichung gegenüber zuvor bestimmten Standard-Werten erkennbar ist. Diese Abweichung ist ein Hinweis für ein defekt werdendes Lenksystem.The present invention does not work with the hysteresis effect, but with the total torque that acts on the steering system (steering shaft, rack or pitman arm). This torque results from the torque that is introduced via the steering wheel and measured by a torque sensor and also from the torque that is introduced via the electric motor and z. B. is determined by the current consumption of the electric motor. The invention is based on the idea that the total torque in the event of corrosion is increased, albeit gradually, and a deviation from previously determined standard values can be identified with a sufficiently large number of measurements from which a current average total torque can be determined. This deviation is an indication of a defective steering system.

Bekanntlich sind die aufzubringenden Lenkmomente bei höheren Fahrgeschwindigkeiten geringer als bei niedrigen Geschwindigkeiten oder beim Parken, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit dem Grenzdrehmoment bei dieser Geschwindigkeit ebenso wie der spezifische Lenkeinschlag zu diesem Zeitpunkt zugeordnet sein müssen (im Folgenden vereinfacht Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination genannt).It is well known that the steering torques to be applied are lower at higher driving speeds than at low speeds or when parking, so that the vehicle speed must be assigned to the limit torque at this speed as well as the specific steering angle at this point in time (hereinafter referred to simply as the steering angle / vehicle speed combination).

Um die Sicherheit der Detektion zu erhöhen, das heißt Fehlauslösungen des Signals zu reduzieren, wird festgelegt, dass das Grenzdrehmoment nicht nur einmal bei einer Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, sondern bei verschiedenen Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen insbesondere auch innerhalb eines vorgegebenen Fahrzeitraums, überschritten werden muss, bevor ein solches Signal abgegeben wird, das ein defekt werdendes oder bereits defektes Lenksystem anzeigt.In order to increase the reliability of the detection, i.e. to reduce false triggering of the signal, it is stipulated that the limit torque must be exceeded not only once for a combination of steering angle and speed, but also for various steering angle and vehicle speed combinations, in particular within a specified driving period, before such a signal is issued, which indicates a defective or already defective steering system.

Alternativ oder zusätzlich zu den mehreren zu überschreitenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen kann auch das mehrfache Überschreiten bei einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination ein Signal auslösen.As an alternative or in addition to the multiple steering angle / vehicle speed combinations to be exceeded, multiple exceeding can also trigger a signal in the case of a steering angle / vehicle speed combination.

Damit nicht nur ein oder wenige singuläre Ausreißer des augenblicklichen Gesamtdrehmoments zur Signalauslösung führen können, wird stetig ein aktuelles Durchschnitts-Gesamtdrehmoment ermittelt, das für die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination gilt. Ferner wird statistisch eine akzeptable, vorbestimmte Abweichung für die zahlreichen aktuellen Gesamtdrehmomente der zugeordneten Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination bestimmt. Diese tolerierbare Abweichung wird zu dem aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment addiert, woraus sich das Vergleichs-Gesamtdrehmoment für die jeweilige Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination ergibt. Dieser Vergleichs-Gesamtdrehmomentwert wird dann im laufenden Betrieb ständig mit dem hinterlegten Grenzdrehmoment verglichen, und zwar für sämtliche Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, für die aktuelle, neue Werte ermittelt werden.So that not only one or a few singular outliers of the current total torque can trigger the signal, a current average total torque is continuously determined, which applies to the assigned steering angle-vehicle speed combination. Furthermore, an acceptable, predetermined deviation is statistically determined for the numerous current total torques of the assigned steering angle / vehicle speed combination. This tolerable deviation is added to the current average total torque, which results in the comparison total torque for the respective combination of steering angle and vehicle speed. This comparison total torque value is then continuously compared with the stored limit torque during operation, specifically for all steering angle speed combinations for which current, new values are determined.

Da es unendlich viele Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen gibt und das Verfahren schnell und pragmatisch arbeiten soll, sind insbesondere einzelne Bereiche von nahe aneinander liegenden, sich nicht stark unterscheidenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen zu einem Bereich, im Folgenden Zone genannt, zusammengefasst. Unter den Begriff „Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination“ fällt deshalb im Folgenden auch eine Zone von unterschiedlichen, zusammengefassten Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombinationen.Since there are an infinite number of combinations of steering angle and vehicle speed and the method should work quickly and pragmatically, individual areas of closely spaced, not very different steering angle and vehicle speed combinations are combined into one area, hereinafter referred to as a zone. The term “steering angle / speed combination” therefore also includes a zone of different, combined steering angle / speed combinations in the following.

Der Vorteil gegenüber der Hysterese-Analyse aus dem Stand der Technik besteht darin, dass durch die Erfindung ständig zahlreiche Daten abgegriffen werden können, so dass relativ schnell ein defektes System erkannt wird. Bei einer Lenkbewegung in einer Richtung werden zahlreiche Daten erfasst, die aktuelle Werte liefern. Beim Stand der Technik muss eine Hysteresekurve (Lenkbewegung in die eine und anschließend in die andere Richtung) durchfahren werden, um nur einen Wert zu erhalten.The advantage over the hysteresis analysis from the prior art is that the invention enables a large amount of data to be tapped off at all times, so that a defective system is recognized relatively quickly. With a steering movement in one direction, numerous data are recorded that provide current values. In the prior art, a hysteresis curve (steering movement in one direction and then in the other) has to be traversed in order to obtain only one value.

Für die jeweilige, zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination wird bevorzugt als akzeptable Abweichung eine sogenannte Standardabweichung vom aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment, jeweils bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, bestimmt. Das Vergleichs-Gesamtdrehmoment ist eine Summe aus dem aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment plus der zugeordneten, ermittelten Standardabweichung (siehe 9a).For the respective assigned steering angle / vehicle speed combination, a so-called standard deviation from the current average total torque is preferably determined as the acceptable deviation, in each case based on the assigned steering angle / speed combination. The comparison total torque is a sum of the current average total torque plus the assigned, determined standard deviation (see 9a) .

Es wird folglich eine Art Statistik geführt, um Ausschläge zu vermeiden, ebenso wie Fehlauslösungen des Signals.A kind of statistics is therefore kept in order to avoid deflections, as well as false triggering of the signal.

Die Standardabweichung entspricht mindestens zwei Sigma, insbesondere drei Sigma.The standard deviation corresponds to at least two sigma, especially three sigma.

Sigma bestimmt sich nach der Normal- oder Gaußverteilung, in der zufällige Messfehler oder Abweichungen von Nennmaßen, also Zufallsgrößen im Wesentlichen ausgeschaltet werden. Eine Standardabweichung Sigma beschreibt die Breite der Normalverteilung und hängt mit der Halbwertsbreite zusammen, wobei gilt, dass im Intervall +/- 1 × Sigma vom Mittelwert etwa 68,27% aller Messwerte zu finden sind, im Intervall +/- 2 × Sigma vom Mittelwert 95,45% aller Messwerte zu finden sind und im Intervall +/- 3 × Sigma vom Mittelwert 99,73% aller Messwerte zu finden sind.Sigma is determined according to the normal or Gaussian distribution, in which random measurement errors or deviations from nominal dimensions, i.e. random variables, are essentially eliminated. One Standard deviation sigma describes the width of the normal distribution and is related to the half-width, whereby it applies that in the interval +/- 1 × sigma from the mean value about 68.27% of all measured values can be found, in the interval +/- 2 × sigma from the mean value 95 , 45% of all measured values can be found and 99.73% of all measured values can be found in the interval +/- 3 × Sigma of the mean value.

Das Signal wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform dann ausgegeben, wenn für eine vorbestimmte Anzahl von verschiedenen Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombinationen, worunter, wie gesagt, auch Zonen zu verstehen sind, die ihr zugeordneten hinterlegten Grenzdrehmomente von den zugeordneten Vergleichs-Gesamtdrehmomenten überschritten wurden.According to the preferred embodiment, the signal is output when, for a predetermined number of different steering angle speed combinations, which, as said, also include zones, the stored limit torques assigned to it have been exceeded by the assigned comparison total torques.

Vorzugsweise sind in einem Speicher die Grenzdrehmomente abgelegt, und zwar für verschiedene Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombinationen.The limit torques are preferably stored in a memory, specifically for various combinations of steering angles and speeds.

Das Vergleichen des aktuellen Vergleichs-Gesamtdrehmoments mit dem hinterlegten Grenzdrehmoment erfolgt dementsprechend durch Abgeben oder Abnehmen von Grenzdrehmoment-Daten aus dem Speicher.The comparison of the current comparison total torque with the stored limit torque takes place accordingly by outputting or removing limit torque data from the memory.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass lenksystemspezifische Durchschnitts-Gesamtdrehmomente durch Testfahrten bestimmt werden. Diese Testfahrten werden nicht mit jedem einzelnen EPS-Lenksystem, das verkauft wird, durchgeführt, sondern anhand von Prototypen oder Erstserienmodellen für einen Typ des Lenksystems. Diese dann allgemeingültigen Durchschnitts-Gesamtdrehmomente werden im Gegensatz zu dem tatsächlich bei dem jeweiligen, individuellen Lenksystem gerade ermittelten Durchschnitts-Gesamtdrehmoment („aktuelles Durchschnitts-Gesamtdrehmoment“) als lenksystemspezifische Durchschnitts-Gesamtdrehmomente bezeichnet. Auf Basis des lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments, das jeweils für entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen bestimmt wird, wird das jeweilige Grenzdrehmoment für die Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination bestimmt.The preferred embodiment provides that steering system-specific average total torques are determined by test drives. These test drives are not carried out with every single EPS steering system that is sold, but rather on the basis of prototypes or first-series models for a type of steering system. These then generally applicable average total torques are referred to as the steering system-specific average total torques in contrast to the average total torque actually just determined for the respective individual steering system (“current average total torque”). On the basis of the steering system-specific average total torque, which is determined in each case for corresponding steering angle-vehicle speed combinations, the respective limit torque for the steering angle-vehicle speed combination is determined.

Da eine ungeheure Vielzahl an Lenkeinschlägen bei vielen Fahrzeuggeschwindigkeiten über die Tests zu ermitteln wäre, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass zwar für bestimmte Kombinationen von Lenkeinschlägen und Fahrzeuggeschwindigkeiten Testwerte ausschlaggebend sind, um das zugeordnete Grenzdrehmoment auf Basis von lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomenten zu bestimmen, dass darüber hinaus aber auch für manche Lenkeinschläge bei bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeiten diese Drehmomentgrenzwerte ohne Testfahrten auf Basis von Grenzdrehmomenten ermittelt werden, welche bei geringfügig abweichenden Lenkeinschlägen und bestimmten, ähnlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten auf Basis von Testfahrten ermittelt wurden. Bildlich gesprochen werden die Lücken in den Daten für die Grenzdrehmomente, die wegen der beschränkten Anzahl der Daten, die durch Testfahrten ermittelt werden, entstehen, dadurch geschlossen, dass die praktisch (während Testfahrten) ermittelten Werte, die an diese Lücken angrenzen, herangezogen werden, um eine Art Interpolation durchzuführen. Damit lässt sich eine bestimmte Zone von Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder mehrere angrenzende Zonen datenmäßig vervollständigen. Since an enormous number of steering angles at many vehicle speeds would have to be determined via the tests, one embodiment of the invention provides that test values are decisive for certain combinations of steering angles and vehicle speeds in order to determine the assigned limit torque on the basis of average total torques specific to the steering system, that, in addition, for some steering angles at certain vehicle speeds, these torque limit values are determined without test drives on the basis of limit torques, which were determined on the basis of test drives in the case of slightly different steering angles and certain similar vehicle speeds. Figuratively speaking, the gaps in the data for the limit torques, which arise due to the limited number of data that are determined by test drives, are closed by using the practically (during test drives) determined values that border on these gaps, to do some kind of interpolation. In this way, a specific zone of combinations of steering angle and vehicle speed or several adjacent zones can be completed in terms of data.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zu ähnlichen Lenkeinschlägen bei gleichen oder ähnlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten ermittelte Gesamtdrehmomente (und damit in einer Zone), die auf Basis von Testfahrten ermittelt werden, zur Bildung eines mittleren lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments zusammengefasst werden, und zwar für einen mittleren Lenkeinschlag und eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit für die herangezogenen Messwerte. Dies ist grafisch in 10b dargestellt. Der Grund hierfür liegt darin, dass exakt gleiche Lenkeinschläge bei exakt gleichen Fahrgeschwindigkeiten in den Testfahrten schwierig oder nur unter erheblichem Zeitaufwand ermittelt werden können. Da üblicherweise eine erhebliche Anzahl von Werten vorhanden sein muss, die eine ausreichende Sicherheit dahin gehend bieten, dass ein plausibler und realistischer lenksystemspezifischer Durchschnitts-Gesamtdrehmomentwert vorhanden ist, werden „Zonen“ (siehe auch oben) von nahe beieinanderliegenden Werten gebildet. In anderen Worten: es werden für eine bestimmte Zone von (damit ähnlichen) Lenkeinschlägen und eine dazugehörige enge (und damit ähnliche) Zone von Fahrzeuggeschwindigkeiten die gemessenen Gesamtdrehmomente zusammengefasst, um eine höhere Anzahl an Testwerten zu erhalten. Diese größere Anzahl an Gesamtdrehmomentwerten aus einer Zone wird herangezogen, um für einen daraus gebildeten mittleren Lenkwinkel und eine entsprechende mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit (ergibt Mitte der Zone, siehe 10b) ein mittleres lenksystemspezifisches Durchschnitts-Gesamtdrehmoment zu bestimmen. Dieser statistisch gefestigte Durchschnittswert kann dann gegebenenfalls als Ausgangswert für Interpolationen herangezogen werden.Another embodiment of the invention provides that total torques determined for similar steering angles at the same or similar vehicle speeds (and thus in a zone), which are determined on the basis of test drives, are combined to form a mean steering system-specific mean total torque, namely for one mean steering angle and mean vehicle speed for the measured values used. This is graphically in 10b shown. The reason for this is that exactly the same steering angles at exactly the same driving speeds can be determined in the test drives with difficulty or only with considerable expenditure of time. Since usually a considerable number of values must be available, which offer sufficient certainty that a plausible and realistic steering system-specific average total torque value is available, "Zones" (see also above) are formed from values that are close to one another. In other words: the measured total torques are combined for a certain zone of (therefore similar) steering angles and an associated narrow (and therefore similar) zone of vehicle speeds in order to obtain a higher number of test values. This larger number of total torque values from a zone is used to calculate a mean steering angle and a corresponding mean vehicle speed (results in the center of the zone, see FIG 10b) to determine a mean steering system-specific mean total torque. This statistically established average value can then, if necessary, be used as a starting value for interpolations.

Im Folgenden wird eine weitere vorteilhafte Verbesserung bei der Bestimmung des Grenzdrehmoments erläutert. Für bestimmte Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen werden mehrere Gesamtdrehmomente über Testfahrten ermittelt und eine Standardabweichung von dem lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment für die entsprechende Kombination von Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkeinschlag bestimmt. Das vorgegebene Grenzdrehmoment wird anschließend bestimmt, indem eine Summe aus dem lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment und einer zulässigen Grenzabweichung ermittelt wird. Die zulässige Grenzabweichung bestimmt sich in Abhängigkeit von der Standardabweichung. Es wird folglich eine Art Statistik geführt, um Ausschläge zu vermeiden, ebenso wie Fehlauslösungen des Signals. Die Standardabweichung entspricht vorzugsweise der Standardabweichung' die beim Ermitteln des Vergleichs-Gesamtdrehmoments herangezogen wurde, und zwar insbesondere nicht gemäß Absolutwert, sondern nach der statistischen Häufigkeit (Vielfaches von Sigma).Another advantageous improvement in determining the limit torque is explained below. For certain combinations of steering angle and vehicle speed, several total torques are determined over test drives and a standard deviation from the steering system-specific average total torque for the corresponding combination of vehicle speed and steering angle is determined. The specified limit torque is then determined by determining a sum of the steering system-specific average total torque and a permissible limit deviation. The permissible limit deviation is determined as a function of the standard deviation. A kind of statistics is therefore kept in order to avoid deflections, as well as false triggering of the signal. The standard deviation preferably corresponds to the standard deviation which was used when determining the comparative total torque, specifically not according to the absolute value, but according to the statistical frequency (multiple of sigma).

Die zulässige Grenzabweichung beträgt insbesondere mindestens 2 Sigma, insbesondere mindestens 3 Sigma und kann zusätzlich noch einen Sicherheitsabstand beinhalten.The permissible limit deviation is in particular at least 2 sigma, in particular at least 3 sigma, and can also include a safety margin.

Vorzugsweise wird zusätzlich zur Standardabweichung (z. B. +/- mindestens 2 ×, vorzugsweise 3 × Sigma) auch noch ein Sicherheitsabstand mit aufsummiert, um die zulässige Grenzabweichung, die gerade noch zulässig ist, zu bestimmen (siehe 9b). Dieser Sicherheitsabstand soll die Streuung der Fertigungstoleranzen von Lenkung zu Lenkung auffangen und beträgt mehrere Newtonmeter.In addition to the standard deviation (e.g. +/- at least 2 ×, preferably 3 × sigma), a safety margin is also added up in order to determine the permissible limit deviation that is just still permissible (see 9b) . This safety distance is intended to absorb the variation in manufacturing tolerances from steering to steering and is several Newton meters.

Ein weiterer optionaler Schritt, der die Anzahl der Fehlauslösungen minimiert, besteht darin, dass die Anzahl der Überschreitungen des Grenzdrehmoments reduziert wird, falls nach Überschreiten des Grenzwerts dieser auch wieder unterschritten wird. Wenn die Lenkung einen Defekt hat, so wird davon ausgegangen, dass kontinuierlich geringe Vergleichs-Gesamtdrehmomente eigentlich nicht mehr vorkommen können. Wenn dementsprechend eine Grenzdrehmomentüberschreitung bei einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination anschließend wieder unterschritten wird, wird die hinterlegte Überschreitung für diese Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination wieder gestrichen, so dass sich die Gesamtanzahl der Überschreitungen entweder etwas reduziert oder sogar wieder auf Null zurückfällt.Another optional step that minimizes the number of false triggers is that the number of times the limit torque is exceeded is reduced if, after the limit value has been exceeded, the value falls below it again. If the steering is defective, it is assumed that continuously low comparative total torques can actually no longer occur. Accordingly, if a torque limit is exceeded again in a steering angle-vehicle speed combination, the stored excess for this steering angle-vehicle speed combination is deleted again, so that the total number of overshoots is either reduced somewhat or even falls back to zero.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus auch dadurch verbessert werden, dass das Signal nur dann abgegeben wird, wenn das Vergleichs-Gesamtdrehmoment in einer vorgegebenen Häufigkeit das Grenzdrehmoment bei denselben Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen (oder Zonen) überschreitet. Es könnte fertigungsbedingt oder aus anderen technischen Gründen nämlich der Fall sein, dass nur bei einem ganz bestimmten Lenkeinschlag und bei einer ganz bestimmten Fahrgeschwindigkeit eine Überschreitung stattfindet. Wenn Lenkeinschlag und Fahrgeschwindigkeit dann auch noch so liegen, dass dieser Kombinationswert relativ häufig im Fahrbetrieb vorkommt, würde sehr schnell ein Signal erzeugt werden. Da ein bevorstehender Defekt zum Beispiel aufgrund von Korrosion im Lenksystem, jedoch nicht zu einer punktuellen Abweichung der Gesamtdrehmomente nur bei einer bestimmten Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination führen würde, bietet es u. U. mehr Sicherheit, wenn eine Voraussetzung für das Abgeben des Signals mehrere Überschreitungen bei unterschiedlichen Lenkeinschlag-Fahrgeschwindigkeits-Kombinationen (oder Zonen) ist. Dies ist jedoch nur eine Option.The method according to the invention can also be improved in that the signal is only output if the comparison total torque exceeds the limit torque at a predetermined frequency with the same steering angle / vehicle speed combinations (or zones). For production-related reasons or for other technical reasons, it could namely be the case that an overshoot only takes place with a very specific steering angle and at a very specific driving speed. If the steering angle and driving speed are also such that this combination value occurs relatively frequently during driving, a signal would be generated very quickly. Since an impending defect, for example due to corrosion in the steering system, would not lead to a punctual deviation of the total torque only with a certain combination of steering angle and vehicle speed, it may offer more security if one prerequisite for the output of the signal is several Exceeding in different combinations of steering angle and driving speed (or zones). However, this is only one option.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Positionssensor zum Bestimmen des Lenkeinschlags, wenigstens einem Drehmomentsensor für die Bestimmung des Gesamtdrehmoments im Lenksystem, einem Signalgeber und wenigstens einer Steuerung, die mit dem Positionssensor, dem Drehmomentsensor und dem Signalgeber gekoppelt ist, in der ein Speicher mit darin hinterlegten Grenzdrehmomenten für Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen vorhanden ist und die wiederholt den augenblicklichen Lenkeinschlag, die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit sowie das Gesamtdrehmoment und aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmomente im Lenksystem ermittelt. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie Vergleichs-Gesamtdrehmomente bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung bestimmt und für entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen mit hinterlegten Grenzdrehmomenten vergleicht und ein Signal zur Aktivierung des Signalgebers abgibt, sobald eine vorgegebenen Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente ihre zugeordneten Grenzdrehmomente überschritten habenIn addition, the invention relates to a device for monitoring an EPS steering system of a vehicle, with at least one position sensor for determining the steering angle, at least one torque sensor for determining the total torque in the steering system, a signal transmitter and at least one controller that works with the position sensor, the torque sensor and the signal transmitter is coupled, in which a memory with stored limit torques for steering angle vehicle speed Combinations is available and which repeatedly determines the current steering angle, the current vehicle speed as well as the total torque and current average total torque in the steering system. The control is designed so that it determines comparison total torques based on the assigned steering angle-vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable deviation and compares the corresponding steering angle-vehicle speed combinations with stored limit torques and sends a signal for Activation of the signal transmitter emits as soon as a specified number of comparison total torques have exceeded their assigned limit torques

Schließlich betrifft die Erfindung ein EPS-Lenksystem, insbesondere ein mit einem Riemenantrieb betätigtes Lenksystem, mit einer Lenkwelle, einem Lenkgetriebe, wenigstens einem über das Lenkgetriebe angetriebenen, abtriebseitigen Lenkbetätigungselement, wenigstens einem Positionssensor zum Bestimmen des Lenkeinschlags, wenigstens einem Drehmomentsensor für die Bestimmung des Gesamtdrehmoments im Lenksystem, einem Signalgeber und wenigstens einer Steuerung, die mit dem Positionssensor, dem Drehmomentsensor und dem Signalgeber gekoppelt ist, in der ein Speicher mit darin hinterlegten Grenzdrehmomenten für Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen vorhanden ist und die wiederholt den augenblicklichen Lenkeinschlag, die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit sowie das Gesamtdrehmoment und aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmomente im Lenksystem ermittelt. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie Vergleichs-Gesamtdrehmomente bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung bestimmt und für entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen mit hinterlegten Grenzdrehmomenten vergleicht und ein Signal zur Aktivierung des Signalgebers abgibt, sobald eine vorgegebenen Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente ihre zugeordnete Grenzdrehmomente überschritten habt.Finally, the invention relates to an EPS steering system, in particular a steering system operated with a belt drive, with a steering shaft, a steering gear, at least one output-side steering actuating element driven via the steering gear, at least one position sensor for determining the steering angle, at least one torque sensor for determining the total torque in the steering system, a signal transmitter and at least one controller, which is coupled to the position sensor, the torque sensor and the signal transmitter, in which a memory is present with limit torques stored therein for steering angle-vehicle speed combinations and which repeats the current steering angle, the current vehicle speed and determines the total torque and current average total torque in the steering system. The control is designed so that it determines comparison total torques based on the assigned steering angle-vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable deviation and compares the corresponding steering angle-vehicle speed combinations with stored limit torques and sends a signal for Activation of the signal transmitter emits as soon as a specified number of comparison total torques have exceeded their assigned limit torques.

Zu betonen ist, dass die Ausbildungen, die zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnt waren, beliebig auch für die Vorrichtung zum Überwachen des EPS-Lenksystems und auch für das EPS-Lenksystem selbst anwendbar sind und nicht nur auf das Verfahren beschränkt werden.It should be emphasized that the designs that were mentioned previously in connection with the method can also be used as desired for the device for monitoring the EPS steering system and also for the EPS steering system itself and are not limited to the method.

Darüber hinaus ist das EPS-Lenksystem insbesondere ein Lenksystem, welches mit einer elektromotorisch angetriebenen Kugelmutter ausgestattet ist. Diese kann entweder direkt angetrieben sein (EPS rack drive) oder über einen Zahnriemen angetrieben werden (EPS belt drive).In addition, the EPS steering system is, in particular, a steering system that is equipped with a ball nut driven by an electric motor. This can either be driven directly (EPS rack drive) or driven by a toothed belt (EPS belt drive).

Weitere Ausbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen EPS-Lenksystems und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des EPS-Lenksystems,
  • 2 ein erfindungsgemäßes EPS-Lenksystem in Form eines EPS Belt-Drive-Systems, das heißt eines riemengetriebenen EPS-Systems,
  • 3 ein erfindungsgemäßes EPS-Lenksystems in Form eines EPS Rack-Drive-Systems, mit einer direkt angetriebenen Kugelmutter,
  • 4a bis 4c dreidimensionale Diagramme, in denen bei einem EPS-Lenksystem nach der Erfindung die lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomente, die Standardabweichung und die Summe der Werte aus
  • 4a und 4b jeweils über die Fahrzeuggeschwindigkeit und verschiedene Lenkeinschläge aufgetragen sind,
  • 5 die bei einem EPS-Lenksystem nach der Erfindung beispielsweise auftretenden und ermittelten Vergleichs-Gesamtdrehmomente über verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten und Lenkeinschläge in einem dreidimensionalen Diagramm,
  • 6 bezogen auf 5 eine dreidimensionale Ansicht der über einem Grenzdrehmoment liegenden Werte des Gesamtdrehmoments,
  • 7 einen entsprechend 5 gezeigten Verlauf des Vergleichs-Gesamtdrehmoments bei einem defekten EPS-Lenksystem,
  • 8 ein 6 entsprechendes Diagramm für des EPS-Lenksystem, dessen Werte in 7 aufgetragen sind,
  • 9a und 9b grafisch die Zusammensetzung des Vergleichs-Gesamtdrehmoments beziehungsweise des bei Testfahrten ermittelten Grenzdrehmoments, und
  • 10a und 10b eine Variante, bei der in einer Zone ein mittleres aktuelles Gesamtdrehmoment beziehungsweise ein mittleres lenksystemspezifisches Gesamtdrehmoment ermittelt werden.
Further developments and advantages of the invention emerge from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • 1 a schematic view of the EPS steering system according to the invention and the device according to the invention for monitoring the EPS steering system,
  • 2 an inventive EPS steering system in the form of an EPS belt drive system, i.e. a belt-driven EPS system,
  • 3 an inventive EPS steering system in the form of an EPS rack drive system, with a directly driven ball nut,
  • 4a until 4c three-dimensional diagrams in which, in an EPS steering system according to the invention, the steering system-specific average total torques, the standard deviation and the sum of the values
  • 4a and 4b are plotted against the vehicle speed and various steering angles,
  • 5 the comparative total torques which occur and are determined for example in an EPS steering system according to the invention over various vehicle speeds and steering angles in a three-dimensional diagram,
  • 6th based on 5 a three-dimensional view of the total torque values above a limit torque,
  • 7th one accordingly 5 shown curve of the comparative total torque with a defective EPS steering system,
  • 8th a 6th corresponding diagram for the EPS steering system, the values of which are in 7th are applied,
  • 9a and 9b graphically the composition of the comparison total torque or the limit torque determined during test drives, and
  • 10a and 10b a variant in which an average current total torque or an average steering system-specific total torque is determined in a zone.

In 1 ist schematisch ein EPS-Lenksystem eines Fahrzeugs dargestellt. Ein Lenkrad 1 treibt eine ein- oder mehrteilige Lenkwelle 3 an, die wiederum über ein Lenkgetriebe 5 mechanisch mit einem abtriebseitigen Lenkbetätigungselement 7 gekoppelt ist. Das Lenkbetätigungselement 7 kann beispielsweise eine Zahnstange oder ein Lenkstockhebel oder eine Art Spindel sein. Über die Bewegung des Lenkbetätigungselements 7 wird dann die Lenkeinschlagbewegung auf die Räder 9 übertragen.In 1 an EPS steering system of a vehicle is shown schematically. A steering wheel 1 drives a single or multi-part steering shaft 3 on, which in turn via a steering gear 5 mechanically with a steering control element on the output side 7th is coupled. The steering actuator 7th can for example be a rack or a pitman arm or some kind of spindle. About the movement of the steering control 7th is then the steering movement on the wheels 9 transfer.

Die Lenkung wird über einen Elektromotor 11 servounterstützt, wobei die Einkoppelung der Drehbewegung des Elektromotors 11 in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise über eine Einrichtung 12 in Form eines Getriebes oder einer angetriebenen Kugelmutter oder dergleichen erfolgen kann.The steering is via an electric motor 11 servo-assisted, the coupling of the rotary movement of the electric motor 11 in the present embodiment, for example, via a facility 12th can take place in the form of a gear or a driven ball nut or the like.

Der Elektromotor 11 wird von einer Steuerung 13 angesteuert, die wiederum mit wenigstens einem Positionssensor 15 an die Lenkwelle 3 und wenigstens einem Drehmomentsensor 17 gekoppelt ist, über den das in der Lenkwelle 3 vom Fahrer eingebrachte Drehmoment bestimmt werden kann. Über der Strom, den der Elektromotor 11 zur Unterstützung der Lenkkraft zieht, kann dann auf das motorseitig aufgebrachte Drehmoment geschlossen werden und dieses zum vom Drehmomentsensor 17 ermittelte Drehmoment addiert werden, um das augenblickliche Gesamtdrehmoment zu erhalten.The electric motor 11 is controlled by a controller 13th controlled, in turn with at least one position sensor 15th to the steering shaft 3 and at least one torque sensor 17th is coupled via the in the steering shaft 3 torque introduced by the driver can be determined. About the current that the electric motor 11 pulls to support the steering force, it is then possible to deduce the torque applied on the motor side and this to the torque sensor 17th The determined torque can be added to obtain the current total torque.

Bei der Ausführungsform nach 2, welche ein EPS-Lenksystem mit einem Zahnriemen 21 zeigt, der vom Elektromotor 11 angetrieben wird, handelt es sich um ein EPS Belt-Drive-System. Hier wird zum Beispiel eine Kugelmutter 23 am Lenkbetätigungselement 7 angetrieben.In the embodiment according to 2 , which is an EPS steering system with a toothed belt 21 shows that of the electric motor 11 is driven, it is an EPS Belt-Drive-System. Here becomes the Example of a ball nut 23 on the steering actuator 7th driven.

Bei der Ausführungsform nach 3, die ein EPS Rack-Drive-Lenksystem zeigt, wird die Kugelmutter 23 direkt über den Elektromotor 11 angetrieben, welcher auf dem Lenkbetätigungselement 7 sitzt.In the embodiment according to 3 which shows an EPS rack drive steering system, becomes the ball nut 23 directly via the electric motor 11 driven, which is on the steering actuator 7th sits.

Sämtlichen dieser gezeigten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass es mechanische Kraftübertragungsteile gibt, die zum Teil von Balgdichtungen umgeben sind (zum Beispiel Lenkgetriebe 5, Kugelmuttern 23) und Korrosion unterworfen sind, wenn die Abdichtung undicht wird. Damit ergeben sich zum Teil stark erhöhte Reibungswerte, die das Lenksystem defekt werden lassen.All of these shown embodiments have in common that there are mechanical power transmission parts that are partially surrounded by bellows seals (for example steering gears 5 , Ball nuts 23 ) and are subject to corrosion if the seal becomes leaky. In some cases, this results in greatly increased coefficients of friction, which can cause the steering system to become defective.

Um den Defekt des Lenksystems rechtzeitig bestimmen zu können, ist eine Vorrichtung zum Überwachen des Lenksystems vorhanden, die den Positionssensor 15 , den Drehmomentsensor 17 , den Elektromotor 11 und die Steuerung 13 sowie einen Signalgeber 31 umfasst, der beispielsweise eine Signallampe ist. Die Steuerung 13 ist mit dem Signalgeber 31 gekoppelt und kann diesen aktivieren. Zur Vereinfachung der 2 und 3 sind diese Einzelheiten weggelassen.In order to be able to determine the defect in the steering system in good time, there is a device for monitoring the steering system, which is the position sensor 15th , the torque sensor 17th , the electric motor 11 and the controls 13th as well as a signal transmitter 31 includes, which is for example a signal lamp. The control 13th is with the signaler 31 coupled and can activate it. To simplify the 2 and 3 these details are omitted.

Im Prozessor ist ein Speicher 33 integriert, in dem für verschiedene Lenkeinschläge und verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten (im Folgenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination genannt) sogenannte Grenzdrehmomente hinterlegt sind. Diese hinterlegten Grenzdrehmomente werden zum Teil durch praktische Testfahrten mit Vorserien- oder ersten Serienmodellen oder Prototypen ermittelt. Die Grenzdrehmomente bestimmen eine Obergrenze des im Lenksystem, hier in der Lenkwelle 3 auftretenden Gesamtdrehmoments, oberhalb dessen die Wahrscheinlichkeit eines defekten Lenksystems sehr hoch ist. Es werden folglich viele Grenzdrehmomente ermittelt und hinterlegt.There is a memory in the processor 33 integrated, in which so-called limit torques are stored for different steering angles and different vehicle speeds (hereinafter referred to as steering angle-vehicle speed combination). These stored limit torques are partly determined through practical test drives with pre-series or first series models or prototypes. The limit torques determine an upper limit in the steering system, here in the steering shaft 3 occurring total torque, above which the probability of a defective steering system is very high. As a result, many limit torques are determined and stored.

Das jeweilige Grenzdrehmoment wird bestimmt, indem bei Fahrversuchen unterschiedlichste Lenkeinschläge bei unterschiedlichsten Geschwindigkeiten wiederholt gemessen werden und zu diesen Lenkeinschlägen und Geschwindigkeiten auch das augenblickliche Gesamtdrehmoment der Lenkung bestimmt wird.The respective limit torque is determined by repeatedly measuring different steering angles at different speeds during driving tests and also determining the current total torque of the steering for these steering angles and speeds.

Das Gesamtdrehmoment ist dabei, wie bereits oben gesagt, das durch den Fahrer aufgebrachte Drehmoment plus das vom Elektromotor 11 zusätzlich aufgebrachte Drehmoment.As already mentioned above, the total torque is the torque applied by the driver plus that of the electric motor 11 additionally applied torque.

Da bei solchen Lenksystemen nie exakt gleiche Werte bei gleichen Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination reproduzierbar sind, gibt es für die verschiedenen Werte auch schwankende bzw. streuende, gemessene Gesamtdrehmomente.Since in such steering systems it is never possible to reproduce exactly the same values with the same combination of steering angle and vehicle speed, there are also fluctuating or scattering, measured total torques for the various values.

Darüber hinaus werden nicht für alle Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen Werte ermittelt oder genügend Werte ermittelt, um die Streuung bestimmen zu können.In addition, values are not determined for all steering angle / vehicle speed combinations or sufficient values are determined to be able to determine the scatter.

Grafisch vereinfacht zeigt 4 mit den als Kreise symbolisierten Punkten einzelne Messwerte bei bestimmten Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombinationen. Diese Punkte stellen durch Tests bei einer Lenksystemgeneration ermittelte lenksystemspezifische Durchschnitts-Gesamtdrehmomente für bestimmte Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen dar, die aus einer Vielzahl von Gesamtdrehmomentwerten ermittelt wurden.Graphically simplified shows 4th with the points symbolized as circles, individual measured values for certain combinations of steering angle and speed. These points represent steering system-specific average total torques determined by tests in a steering system generation for certain steering angle / vehicle speed combinations, which were determined from a large number of total torque values.

Da bei zahlreichen Testfahrten nicht immer exakt die Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen erreicht werden, sind die einzelnen Punkte insbesondere das rechnerische Ergebnis aus einem „Punktebereich“, der sich um diesen Durchschnittswert herum bei Messungen ergeben hat. Das bedeutet, bei sehr nahe zusammenliegenden, ähnlichen Lenkeinschlag-Geschwindigkeitswerten werden diese Werte gemeinsam herangezogen, um für diese Zone einen mittleren Lenkeinschlag und eine mittlere Fahrgeschwindigkeit zu bestimmen und zusätzlich zu dieser
mittleren Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination einen mittleren lenksystemspezifischen Durchschnittsgesamtdrehmomentwert, der den entsprechenden Punkt darstellt. In 10b ist sozusagen eine der zahlreichen in 4 gezeigten Zonen vereinfacht und vergrößert dargestellt. Die Säulen symbolisieren einzelne Messwerte von lenksystemspezifischen Gesamtdrehmomenten, die im Testfahrbetrieb ermittelt wurden. Aus diesen zahlreichen Messwerten für eine Zone wird ein Durchschnittswert, der im Folgenden mittleres lenksystemspezifisches Gesamtdrehmoment genannt wird, ermittelt. Dieser Wert steht sozusagen in der „Mitte“ der zugeordneten Zone.Since the steering angle and vehicle speed combinations are not always exactly achieved in numerous test drives, the individual points are in particular the arithmetic result from a “point range” that has arisen from measurements around this average value. This means that if the steering angle speed values are very close together, these values are used together in order to determine a mean steering angle and a mean driving speed for this zone and in addition to this
mean steering angle-vehicle speed combination a mean steering system-specific mean total torque value, which represents the corresponding point. In 10b is, so to speak, one of the numerous in 4th Zones shown simplified and enlarged. The columns symbolize individual measured values of steering system-specific total torques that were determined in test driving. From these numerous measured values for a zone, an average value, which is referred to below as the mean steering system-specific total torque, is determined. This value is, so to speak, in the "middle" of the assigned zone.

Vorzugsweise werden zur Ermittlung eines mittleren lenksystemspezifischen Durchschnittsgesamtdrehmomentwertes etwa hundert Einzelwerte herangezogen.Approximately one hundred individual values are preferably used to determine a mean steering system-specific mean total torque value.

Bildlich gesprochen ergibt sich durch die zahlreichen mittleren lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomentwerte eine Art Fläche im Raum (siehe 4). Diese Fläche wird durch die einzelnen Durchschnitts-Gesamtdrehmomentpunkte oder Zonen mit ihren jeweiligen mittleren lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomenten aufgespannt.Figuratively speaking, the numerous mean steering system-specific average total torque values result in a kind of area in space (see 4th ). This area is spanned by the individual average total torque points or zones with their respective average steering system-specific average total torques.

Es ergeben sich natürlich Lücken, die in Bereichen entstehen, in denen zu wenig Werte vorhanden sind. Diese Lücken werden dadurch aufgefüllt, dass für manche Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen die entsprechenden Durchschnittswerte ohne Testfahrten empirisch bestimmt werden, nämlich auf Basis der durch Testfahrten ermittelten Gesamtdrehmomente, genauer gesagt auf Basis von lenksystemspezifischen oder mittleren lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomenten bei angrenzenden, das heißt geringfügig abweichenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder angrenzenden Zonen.Of course, there are gaps that arise in areas where there are too few values. These gaps are filled in that the corresponding average values without test drives are determined empirically for some steering angle / vehicle speed combinations, namely on the basis of the total torques determined by test drives, more precisely on the basis of steering system-specific or mean steering system-specific average total torques for adjacent, i.e. slightly different combinations of steering angle and vehicle speed or adjacent zones.

Somit sind im Speicher empirisch ermittelte und über Testfahrten ermittelte Durchschnitts-Gesamtdrehmomentwerte für zahlreiche oder nahezu alle Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen abgelegt, die durch die Fläche in 4 symbolisiert sind.Thus, empirically ascertained average total torque values, ascertained via test drives, are stored in the memory for numerous or almost all steering angle / vehicle speed combinations which are represented by the area in 4th are symbolized.

Aufgrund der Schwankungen der Gesamtdrehmomente im Fahrbetrieb kann natürlich nicht aus einem einzigen gegenüber den abgelegten Daten höheren aktuell ermittelten Gesamtdrehmoment geschlossen werden, dass das Lenksystem defekt ist.Due to the fluctuations in the total torques during driving, it is of course not possible to conclude from a single currently determined total torque that is higher than the stored data that the steering system is defective.

Aus diesem Grund werden zuerst Grenzdrehmomente ermittelt und im Speicher 33 abgelegt, die sich aus den in 4a gezeigten lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomenten ergeben, auf die noch ein zusätzlicher Drehmomentwert jeweils aufsummiert wird, der mindestens zwei Sigma, insbesondere drei Sigma entspricht (siehe 4b), also der dreifachen Standardabweichung, wie zuvor bereits erläutert.For this reason, limit torques are first determined and stored in memory 33 stored, which result from the in 4a steering system-specific average total torques shown, to which an additional torque value is added up, which corresponds to at least two sigma, in particular three sigma (see 4b) , i.e. three times the standard deviation, as already explained above.

Die Standardabweichung wird, wie in 4b zu sehen ist, wiederum für jeden hinterlegten Punkt oder Zone ermittelt und ergibt sich für die durch Testfahrten bestimmten Punkte oder Zonen aus der Streuung der gemessenen Gesamtdrehmomente bei bestimmten Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder in einer vorbestimmten Zone von Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombinationen. Für die zuvor erwähnten empirisch ermittelten Punkte oder Zonen (das heißt für Punkte/Zonen, für die nicht ausreichend viele Messwerte vorlagen) werden die Streuungen der benachbarten Punkte oder Zonen als Vergleich herangezogen, das heißt entweder hochgerechnet oder einfach übernommen.The standard deviation is, as in 4b can be seen, in turn determined for each stored point or zone and results for the points or zones determined by test drives from the scatter of the measured total torques at certain steering angle-vehicle speed combinations or in a predetermined zone of steering angle-speed combinations. For the previously mentioned empirically determined points or zones (i.e. for points / zones for which there were not a sufficient number of measured values), the scattering of the neighboring points or zones is used as a comparison, i.e. either extrapolated or simply adopted.

In 4c ist das Grenzdrehmoment als Summe aus dem lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment und der dreifachen Standardabweichung dargestellt.In 4c the limit torque is shown as the sum of the steering system-specific average total torque and three times the standard deviation.

Bevorzugt werden jedoch als Grenzdrehmomente die in 4c gezeigten Werte plus einem Sicherheitsabstand herangezogen. Das heißt, zusätzlich wird noch ein Sicherheitsabstand oder Sicherheitsdrehmoment zu dem lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment und der mehrfachen Standardabweichung hinzugezählt, die üblicherweise ein fester Wert für alle Grenzdrehmomente ist, um die Streuung in der Fertigung zu berücksichtigen. In 9b ist grafisch symbolisiert das hinterlegte Grenzdrehmoment für eine bestimmte Zone oder eine bestimmte Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination dargestellt, das sich aus dem lenkspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment, das auch das mittlere lenksystemspezifische Gesamtdrehmoment umfassen kann, der Standardabweichung und dem Sicherheitsabstand zusammensetzt.However, the limit torques in 4c values shown plus a safety margin are used. This means that a safety margin or safety torque is added to the steering system-specific average total torque and the multiple standard deviation, which is usually a fixed value for all limit torques in order to take into account the variation in production. In 9b is graphically symbolized the stored limit torque for a certain zone or a certain combination of steering angle and vehicle speed, which is composed of the steering-specific average total torque, which can also include the mean steering system-specific total torque, the standard deviation and the safety margin.

Somit ergeben sich Grenzdrehmomentwerte, die eine Fläche aufspannen würden, die über der Fläche gemäß 4 liegt.This results in limit torque values that would span an area that is greater than the area according to FIG 4th lies.

Das EPS-System und die Vorrichtung zum Überwachen des EPS-Lenksystems sieht vor, dass im normalen Fahrbetrieb wiederholt, das heißt in bestimmten Zeitabständen oder nahezu permanent der Lenkeinschlag über den Sensor 15 aktuell gemessen wird, ebenso die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit über einen weiteren Sensor. Zu diesen Messzeitpunkten und damit wiederholt oder permanent wird auch das augenblickliche Gesamtdrehmoment im Lenksystem, hier in der Lenkwelle 5 über den Sensor 17 und den Elektromotor 11 bestimmt.The EPS system and the device for monitoring the EPS steering system provide that, in normal driving operation, the steering angle is repeated, that is to say at certain time intervals or almost permanently, via the sensor 15th is currently measured, as is the current vehicle speed via another sensor. The instantaneous total torque in the steering system, here in the steering shaft, is also repeated or permanent at these measurement times 5 about the sensor 17th and the electric motor 11 certainly.

Auch im laufenden Betrieb werden für zahlreiche Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen aus einer großen Anzahl von gemessenen
Gesamtdrehmomenten jeweils aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmomente bestimmt, insbesondere auch aus etwa 100 Werten pro Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, worunter, wie mehrfach gesagt, auch eine Zone einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination zählt. Ferner wird dieselbe Standardabweichung aus der Vielzahl von Werten pro Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination (worunter auch eine Zone einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination zählt) bestimmt, also z. B. 2 oder 3 Sigma (je nach dem, ob 2 oder 3 Sigma für die Bestimmung des Grenzdrehmomentes herangezogen wurde).Even during operation, a large number of are measured for numerous steering angle-vehicle speed combinations
Total torques in each case current average total torques are determined, in particular also from around 100 values per steering angle-speed combination, which, as stated several times, also includes a zone of a steering angle-vehicle speed combination. Furthermore, the same standard deviation is determined from the large number of values per steering angle / vehicle speed combination (which also includes a zone of a steering angle / vehicle speed combination); B. 2 or 3 sigma (depending on whether 2 or 3 sigma was used to determine the limit torque).

Die für die jeweilige Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination spezifische Standardabweichung wird zum zugeordneten aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment hinzuaddiert, um damit ein sogenanntes Vergleichs-Gesamtdrehmoment für die entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination oder die entsprechende Zone zu erhalten (siehe 9a).The standard deviation specific for the respective steering angle / vehicle speed combination is added to the assigned current average total torque in order to obtain a so-called comparative total torque for the corresponding steering angle / vehicle speed combination or the corresponding zone (see 9a) .

Das dann aktuelle Vergleichs-Gesamtdrehmoment (9a) wird mit dem hinterlegten Grenzdrehmoment (9b) bei derselben Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination oder Zone in der Steuerung 13 verglichen. Wird das Grenzdrehmoment überschritten, wird diese Überschreitung im Speicher 33 abgelegt.The then current comparison total torque ( 9a) is used with the stored limit torque ( 9b) at the same steering angle / vehicle speed combination or zone in the controller 13th compared. If the limit torque is exceeded, this excess is stored in the memory 33 filed.

Anstatt nur Werte einzelner Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen zu ermitteln und zu vergleichen ist natürlich auch die vorerwähnte Zusammenfassung von Werten in einer Zone möglich. In 10a ist für eine Zone symbolisch dargestellt, dass aus einzelnen Messwerten von augenblicklichen Gesamtdrehmomenten innerhalb der Zone ein mittleres aktuelles Durchschnitts-Gesamtdrehmoment ermittelt wird. Dieses mittlere aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmoment wird dann bezogen auf 9a als Basis herangezogen, um mit der Standardabweichung das Vergleichs-Gesamtdrehmoment zu bilden.Instead of only determining and comparing values of individual steering angle / vehicle speed combinations, the aforementioned combination of values in a zone is of course also possible. In 10a is symbolically shown for a zone that a mean current average total torque is determined from individual measured values of instantaneous total torques within the zone. This mean current average total torque is then related to 9a used as a basis to form the comparative total torque with the standard deviation.

In 5 sind die ermittelten Werte Vergleichs-Gesamtdrehmomente über einen bestimmten Fahrzeitraum angegeben. Auch diese Werte können eine Fläche aufspannen.In 5 the determined values are given for comparison total torques over a certain driving period. These values can also span an area.

Die tatsächlichen Werte werden dabei gespeichert, und es wird laufend überprüft, ob und bei welchen Lenkeinschlag-Geschwindigkeitswerten oder Zonen das zugeordnete, hinterlegte Grenzdrehmoment und gegebenenfalls wie häufig es überschritten wird.The actual values are stored, and it is continuously checked whether and at which steering angle speed values or zones the assigned, stored limit torque and, if applicable, how often it is exceeded.

Dieses Überschreiten ist in 6 dargestellt. Die netzartige Fläche symbolisiert dabei die durch die Grenzdrehmomente aufgespannte Fläche. Die Spitzen sind die Vergleichs-Gesamtdrehmoment, die über dem jeweiligen Grenzwert liegen.This transgression is in 6th shown. The net-like area symbolizes the area spanned by the limit torques. The peaks are the comparison total torques that are above the respective limit value.

Vorbestimmt ist, dass das Signal nicht bereits bei erstmaligem Überschreiten eines einzigen Grenzdrehmoments ausgelöst wird, sondern erst bei Überschreitung von mehreren Grenzwerten bei unterschiedlichen Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen beziehungsweise unterschiedlichen Zonen, um sogenannte „Ausreißer“ zu vermeiden. Beim Lenksystem, dessen Werte in 5 dargestellt sind und das nicht defekt ist, ergeben sich im Fahrbetrieb beispielsweise die in 6 gezeigten Überschreitungen, die unkritisch sind.It is predetermined that the signal is not triggered when a single limit torque is exceeded for the first time, but only when several limit values are exceeded with different combinations of steering angle and vehicle speed or different zones in order to avoid so-called "outliers". With the steering system, whose values are in 5 are shown and that is not defective, results in driving operation, for example, in 6th shown exceedances that are not critical.

Bei den Messwerten gemäß 7, die im Durchschnitt bereits höher liegen als die in 5 gezeigten Werte, handelt es sich um Vergleichs-Gesamtdrehmomente, die bei einem defekten EPS-Lenksystem ermittelt wurden, bei dem beispielsweise eine Balgdichtung um die Kugelmutter undicht wurde und durch Wassereintritt Korrosion auftritt.With the measured values according to 7th , which on average are already higher than those in 5 The values shown are comparative total torques that were determined in the case of a defective EPS steering system in which, for example, a bellows seal around the ball nut became leaky and corrosion occurs due to the ingress of water.

In 8 ist dabei zu sehen, dass es zu einer Häufung von Überschreitungen des Vergleichs-Gesamtdrehmoments bei zahlreichen Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder Zonen kommt.In 8th It can be seen here that there is an accumulation of excesses of the comparative total torque with numerous steering angle / vehicle speed combinations or zones.

Beispielsweise können als Grenze für die Alarmauslösung singuläre Überschreitungen bei sechs unterschiedlichen und u. U. um bestimmte Werte auseinanderliegenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder Zonen festgelegt werden. Sobald diese Anzahl an Überschreitungen erreicht ist, gibt der Prozessor 13 ein Signal aus, indem er den Signalgeber 31 entsprechend ansteuert.For example, the limit for triggering the alarm can be defined as singular exceedances in the case of six different steering angle / vehicle speed combinations or zones that may be different from each other by certain values. As soon as this number of overruns is reached, the processor gives 13th a signal by having the beeper 31 controls accordingly.

Wenn vor Erreichen der vorgegebenen Anzahl an Überschreitungen des Grenzdrehmoments bei einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination oder einer vorgegebenen Zone einer Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, für die zuvor schon einmal eine Überschreitung ihres Grenzdrehmomentes ermittelt wurde, eine Unterschreitung des Grenzdrehmoments detektiert wird, wird die vorhergehende Überschreitung für diese Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen oder der vorgegebenen Zone der Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination wieder gelöscht. Damit wird die für die Auslösung des Signals abgespeicherte Anzahl an Überschreitungen entweder reduziert oder komplett auf Null gesetzt, sodass die Messung und Zählung für diese Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination oder die vorgegebene Zone einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination wieder von vorne beginnt.If, before the specified number of overshoots of the limit torque in a combination of steering angle and vehicle speed or in a specified zone of a steering angle / speed combination for which its limit torque has already been exceeded, the limit torque is detected, the previous overshoot for this combination of steering angle and vehicle speed or the predetermined zone of the steering angle and vehicle speed combination is deleted again. This means that the number of overshoots stored for triggering the signal is either reduced or completely set to zero, so that the measurement and counting for this steering angle-vehicle speed combination or the specified zone of a steering angle-vehicle speed combination starts again from the beginning.

Claims (14)

Verfahren zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten: - wiederholtes Messen des augenblicklichen Lenkeinschlags, - wiederholtes Messen der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit, - wiederholtes Bestimmen des augenblicklichen Gesamtdrehmoments der Lenkung, - Ermitteln wenigstens eines aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments aus mehreren Werten für das augenblickliche Gesamtdrehmoment bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Geschwindigkeitskombination, - Ermitteln eines Vergleichs-Gesamtdrehmoments bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung, - Vergleichen des Vergleichs-Gesamtdrehmoments mit einem hinterlegten Grenzdrehmoment für zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination, und - Ausgabe eines Signals, wenn eine vorgegebene Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente zugeordnete Grenzdrehmomente überschritten haben.Method for monitoring an EPS steering system of a vehicle with the following steps: - repeated measurement of the current steering angle, - repeated measurement of the current vehicle speed, - repeated determination of the current total torque of the steering, - determining at least one current average total torque from several values for the current one Total torque based on the assigned steering angle-speed combination, - determining a comparison total torque based on the assigned steering angle-vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable deviation, - comparing the total torque with a stored limit torque for assigned steering angle / vehicle speed combination, and output of a signal when a predetermined number of comparison total torques have exceeded assigned limit torques. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination als akzeptable Abweichung eine Standardabweichung vom aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment, jeweils bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination, bestimmt wird und das Vergleichs-Gesamtdrehmoment eine Summe aus dem aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment plus der zugeordneten, ermittelten Standardabweichung ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a standard deviation from the current average total torque is determined as the acceptable deviation for the assigned steering angle-vehicle speed combination, in each case based on the assigned steering angle-vehicle speed combination, and the comparison total torque is a sum of the current average total torque plus the assigned, determined standard deviation. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardabweichung mindestens zwei Sigma, insbesondere drei Sigma entspricht.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the standard deviation corresponds to at least two sigma, in particular three sigma. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal dann ausgegeben wird, wenn für eine vorbestimmte Anzahl von verschiedenen Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen die ihr zugeordneten hinterlegten Grenzdrehmomente von den zugeordneten Vergleichs-Gesamtdrehmomenten überschritten wurden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signal is output when the associated stored limit torques of the associated comparison total torques have been exceeded for a predetermined number of different steering angle / vehicle speed combinations. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher für verschiedene Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen zugeordnete Grenzdrehmomente abgelegt sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that associated limit torques are stored in a memory for different steering angle / vehicle speed combinations. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bestimmen von lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmomenten durch Testfahrten.Method according to one of the preceding claims, characterized by determining steering system-specific average total torques by test drives. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für manche Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen die Grenzdrehmomente ohne Testfahrten auf Basis von Grenzdrehmomenten ermittelt werden, die bei geringfügig abweichenden Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen auf Basis von Testfahrten bestimmt wurden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for some steering angle-vehicle speed combinations the limit torques are determined without test drives on the basis of limit torques which were determined on the basis of test drives in the case of slightly different steering angle-vehicle speed combinations. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Zusammenfassen von bei Testfahrten für ähnliche oder gleiche Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen ermittelten Gesamtdrehmomenten zur Bildung eines mittleren lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments für eine mittlere Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination.Procedure according to Claim 6 or 7th , characterized by summarizing total torques determined during test drives for similar or identical steering angle / vehicle speed combinations to form a mean steering system-specific average total torque for an average steering angle / vehicle speed combination. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit auf Anspruch 6 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass für bestimmte Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen mehrere Gesamtdrehmomente bei Testfahrten ermittelt werden und eine Standardabweichung vom lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment bestimmt wird, wobei das vorgegebene Grenzdrehmoment eine Summe aus zumindest dem lenksystemspezifischen Durchschnitts-Gesamtdrehmoment plus einer zulässigen Grenzabweichung ist, wobei die zulässige Grenzabweichung in Abhängigkeit von einer Standardabweichung bestimmt ist.Method according to one of the preceding claims to the extent that Claim 6 referenced back, characterized in that several total torques are determined in test drives for certain steering angle-vehicle speed combinations and a standard deviation from the steering system-specific average total torque is determined, the predetermined limit torque being a sum of at least the steering system-specific average total torque plus a permissible limit deviation, where the permissible limit deviation is determined as a function of a standard deviation. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zulässige Grenzabweichung mindestens zwei Sigma, insbesondere drei Sigma entspricht, vorzugsweise plus zusätzlich einem Sicherheitsabstand.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the permissible limit deviation corresponds to at least two sigma, in particular three sigma, preferably plus an additional safety margin. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Reduzieren der Anzahl der Überschreitungen des Grenzdrehmoments, falls nach Überschreiten des Grenzdrehmoments bei einer Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination dieses wieder unterschritten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized by reducing the number of times the limit torque is exceeded if, after the limit torque has been exceeded in a combination of steering angle and vehicle speed, it falls below this again. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmomente aus einer vorbestimmten Anzahl von Gesamtdrehmomentwerten bestimmt wird und die ältesten Gesamtdrehmomentwerte durch neu hinzukommende Gesamtdrehmomentwerte ersetzt werden und dadurch ein aktuelleres Durchschnitts-Gesamtdrehmoment für die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current average total torque is determined from a predetermined number of total torque values and the oldest total torque values are replaced by newly added total torque values, thereby determining a more current average total torque for the assigned steering angle / vehicle speed combination will. Vorrichtung zum Überwachen eines EPS-Lenksystems eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Positionssensor (17) zum Bestimmen des Lenkeinschlags, wenigstens einem Drehmomentsensor (19) für die Bestimmung des Gesamtdrehmoments im Lenksystem, einem Signalgeber (31) und wenigstens einer Steuerung (13), die mit dem Positionssensor (17), dem Drehmomentsensor (19) und dem Signalgeber (31) gekoppelt ist, in der ein Speicher (33) mit darin hinterlegten Grenzdrehmomenten für Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen vorhanden ist und die wiederholt den augenblicklichen Lenkeinschlag, die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit sowie das Gesamtdrehmoment und aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmomente im Lenksystem ermittelt, wobei die Steuerung (13) so ausgebildet ist, dass sie Vergleichs-Gesamtdrehmomente bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung bestimmt und für entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen mit hinterlegten Grenzdrehmomenten vergleicht und ein Signal zur Aktivierung des Signalgebers (31) abgibt, sobald eine vorgegebenen Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente ihre zugeordneten Grenzdrehmomente überschritten hat.Device for monitoring an EPS steering system of a vehicle, with at least one position sensor (17) for determining the steering angle, at least one torque sensor (19) for determining the total torque in the steering system, a signal transmitter (31) and at least one controller (13) which with the position sensor (17), the torque sensor (19) and the signal transmitter (31) is coupled, in which a memory (33) is stored with limit torques for steering angle-vehicle speed combinations and which repeats the current steering angle, the current vehicle speed as well as the total torque and current average total torques determined in the steering system, the controller (13) being designed so that it compares total torques based on the assigned steering angle-vehicle speed combination from the sum of the corresponding current average Determines total torque plus an acceptable deviation and compares it for corresponding steering angle-vehicle speed combinations with stored limit torques and emits a signal to activate the signal transmitter (31) as soon as a predetermined number of comparison total torques has exceeded their assigned limit torques. EPS-Lenksystem, mit einer Lenkwelle (3), einem Lenkgetriebe (5), wenigstens einem über das Lenkgetriebe (5) angetriebenen, abtriebseitigen Lenkbetätigungselement (7), wenigstens einem Positionssensor (17) zum Bestimmen des Lenkeinschlags, wenigstens einem Drehmomentsensor (19) zum Bestimmen des Gesamtdrehmoments im Lenksystem, wenigstens einem Elektromotor (11) zur Lenkunterstützung und wenigstens einer Steuerung, die mit dem Positionssensor (17), dem Drehmomentsensor (19) und dem Signalgeber (31) gekoppelt ist und in der ein Speicher (33) mit darin hinterlegten Grenzdrehmomenten für Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen abgelegt sind und die wiederholt den augenblicklichen Lenkeinschlag, die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit sowie das Gesamtdrehmoment und aktuelle Durchschnitts-Gesamtdrehmomente im Lenksystem ermittelt, wobei die Steuerung (13) so ausgebildet ist, dass sie Vergleichs-Gesamtdrehmomente bezogen auf die zugeordnete Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombination aus der Summe des entsprechenden aktuellen Durchschnitts-Gesamtdrehmoments plus einer akzeptablen Abweichung bestimmt und für entsprechende Lenkeinschlag-Fahrzeuggeschwindigkeits-Kombinationen mit hinterlegten Grenzdrehmomenten vergleicht und ein Signal zur Aktivierung des Signalgebers (31) abgibt, sobald eine vorgegebenen Anzahl Vergleichs-Gesamtdrehmomente ihre zugeordneten Grenzdrehmomente überschritten hat.EPS steering system, with a steering shaft (3), a steering gear (5), at least one output-side steering actuating element (7) driven via the steering gear (5), at least one position sensor (17) for determining the steering angle, at least one torque sensor (19) for determining the total torque in the steering system, at least one electric motor (11) for steering assistance and at least one controller which is coupled to the position sensor (17), the torque sensor (19) and the signal transmitter (31) and in which a memory (33) is connected The limit torques stored therein for steering angle-vehicle speed combinations are stored and which repeatedly determine the current steering angle, the current vehicle speed and the total torque and current average total torques in the steering system, the controller (13) being designed in such a way that it relates to comparative total torques the assigned steering angle vehicle speed its combination is determined from the sum of the corresponding current average total torque plus an acceptable deviation and compares it for corresponding steering angle-vehicle speed combinations with stored limit torques and emits a signal to activate the signal transmitter (31) as soon as a predetermined number of comparison total torques are assigned to them Exceeded limit torques.
DE102012005116.6A 2012-03-14 2012-03-14 Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system Active DE102012005116B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012005116.6A DE102012005116B4 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012005116.6A DE102012005116B4 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012005116A1 DE102012005116A1 (en) 2013-09-19
DE102012005116B4 true DE102012005116B4 (en) 2021-11-11

Family

ID=49043673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012005116.6A Active DE102012005116B4 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012005116B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210171094A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Zf Automotive Germany Gmbh Method for position control for a steering system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014148086A1 (en) 2013-03-21 2014-09-25 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 Power steering device
US9783228B2 (en) * 2013-11-22 2017-10-10 Nsk Ltd. Intermittent failure diagnostic system and electric power steering apparatus provided with the same
KR102172091B1 (en) * 2019-09-26 2020-10-30 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for compensating steering error of advanced driving assistance system
DE102020209836A1 (en) * 2020-08-05 2022-02-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for detecting mechanical anomalies in the steering and/or the chassis of an autonomously operable motor vehicle and autonomously operable motor vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815470A1 (en) 1998-04-07 1999-10-14 Continental Teves Ag & Co Ohg Vehicle steering system wear detection method
DE102006017775A1 (en) 2006-04-15 2007-10-18 Zf Lenksysteme Gmbh Power-assisted steering fault detection, with an electromotor and an electronic control, compares actual and nominal power torques to register increased friction
DE102006031716A1 (en) 2006-07-08 2008-01-10 Bayerische Motoren Werke Ag Diagnosing method for electrical or electromechanical steering system, involves measuring transverse acceleration or magnitude of acceleration, where steering force is applied to wheels and steering angle is adjusted for steering moment
DE102006040443A1 (en) 2006-08-29 2008-03-06 Zf Lenksysteme Gmbh Motor vehicle`s electronically regulated servo steering system operating method, involves comparing actual value of measured value with stored practical value of corresponding measured value
WO2009133534A2 (en) 2008-05-01 2009-11-05 Trw Automotive Us Llc Improvements relating to steering systems
DE102009002594B3 (en) 2009-04-23 2010-12-02 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method and safety or warning system for determining an increased internal friction of the steering mechanism of a vehicle
DE102009026497A1 (en) 2009-05-27 2010-12-16 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method for detecting internal friction in a steering system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815470A1 (en) 1998-04-07 1999-10-14 Continental Teves Ag & Co Ohg Vehicle steering system wear detection method
DE102006017775A1 (en) 2006-04-15 2007-10-18 Zf Lenksysteme Gmbh Power-assisted steering fault detection, with an electromotor and an electronic control, compares actual and nominal power torques to register increased friction
DE102006031716A1 (en) 2006-07-08 2008-01-10 Bayerische Motoren Werke Ag Diagnosing method for electrical or electromechanical steering system, involves measuring transverse acceleration or magnitude of acceleration, where steering force is applied to wheels and steering angle is adjusted for steering moment
DE102006040443A1 (en) 2006-08-29 2008-03-06 Zf Lenksysteme Gmbh Motor vehicle`s electronically regulated servo steering system operating method, involves comparing actual value of measured value with stored practical value of corresponding measured value
WO2009133534A2 (en) 2008-05-01 2009-11-05 Trw Automotive Us Llc Improvements relating to steering systems
DE102009002594B3 (en) 2009-04-23 2010-12-02 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method and safety or warning system for determining an increased internal friction of the steering mechanism of a vehicle
DE102009026497A1 (en) 2009-05-27 2010-12-16 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method for detecting internal friction in a steering system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210171094A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Zf Automotive Germany Gmbh Method for position control for a steering system
US11731686B2 (en) * 2019-12-04 2023-08-22 Zf Automotive Germany Gmbh Method for position control for a steering system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012005116A1 (en) 2013-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012005116B4 (en) Method and device for monitoring an EPS steering system and EPS steering system
EP3463756B1 (en) Method for screwing in a screw to a predetermined tightening torque
EP4017785B1 (en) Motor vehicle power steering system
DE10360582A1 (en) Electromechanical steering assembly for motor vehicle, evaluates steering torques, assistance torques from servomotor, and motor current to determine damage index
EP3841366B1 (en) Method and system for direct determination of theoretical damage to at least one component of a device
DE102018100515A1 (en) METHOD FOR ASSESSING THE CONDITION OF A DRIVE BELT IN AN ELECTROPOLATION
WO2008009299A1 (en) Joining unit
WO2016131506A1 (en) Steering system for a motor vehicle
EP2519759B1 (en) Adjustment drive having integrated additional functions
EP2918483B1 (en) Method for manoeuvring a dual axle trailer by means of a manoeuvring drive and manoeuvring drive
DE102014102982B3 (en) Steering angle sensor
DE102011102453B4 (en) Method and device for determining a friction force amplitude in a steering system
DE19910048A1 (en) Method and device for monitoring the movement of an actuator
EP1167822B1 (en) Arrangement for producing a rotary or a linear movement
EP1493649A2 (en) Device for generating a steering torque with two belt drives
EP3350045B1 (en) Electromechanical brake booster
DE102009027479A1 (en) Apparatus and method for monitoring a parking brake
EP3649036B1 (en) Method of operating a steering system and steering system
EP1970289B1 (en) Method for operating an electric power steering system
DE102012018952A1 (en) Electromechanical steering system mounted in vehicle, has reduction gear whose input side is coupled to electromotor, and converting device that is provided for converting rotating movement to translational movement
DE102020203212A1 (en) Taking into account manual torque offsets in the vehicle steering system
EP3747734B1 (en) Steering position detection in a vehicle steering system with variable transmission ratio
DE102022212649A1 (en) Steering drive for a steering system of a motor vehicle, method for operating a steering drive, steering system for a motor vehicle and method for operating a steering system
DE10039574A1 (en) Motor vehicle electrically-driven steering system module has toothed segment engaged by two electrical drive motors
DE102010051269A1 (en) Method for manufacturing of gear racks of electromechanical steering system of vehicle, involves manufacturing gear section and ball screw section

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ZF AUTOMOTIVE GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: TRW AUTOMOTIVE GMBH, 73553 ALFDORF, DE

R082 Change of representative
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final