DE102012022801A1 - Method for monitoring a steering system for a motor car, involves determining state of thrust element based on detected operating amount of steering system - Google Patents

Method for monitoring a steering system for a motor car, involves determining state of thrust element based on detected operating amount of steering system Download PDF

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Abstract

The method involves engaging a rack of a steering system (200) with a driving pinion. A thrust element is adapted to sliding mounting of rack in the region of driving pinion. The steering assist motor and control device (300) are adapted for electromechanical conversion of a manual tongue applied by the driver. The available operating amount of the steering system is detected in the control device, during normal operation of the motor car (100). The state of the thrust element is determined based on the detected operating amount of the steering system. Independent claims are included for the following: (1) steering system for a motor car; and (2) motor car.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkungsüberwachung sowie ein entsprechend ausgestaltetes Lenksystem.The present invention relates to a method for steering monitoring and a correspondingly designed steering system.

Eine übliche Ausgestaltung eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug beruht auf einer Zahnstange, welche über einen Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel gekoppelt ist. Auf diese Weise kann ein vom Fahrer über ein Lenkrad aufgebrachtes Handmoment in eine Lenkbewegung von Rädern des Kraftfahrzeugs umgesetzt werden, z. B. indem die Zahnstange auf mit den Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelte Spurstangen einwirkt.A common embodiment of a steering system for a motor vehicle is based on a rack, which is coupled via a meshing engagement with a steering pinion. In this way, an applied by the driver via a steering wheel hand torque can be converted into a steering movement of wheels of the motor vehicle, for. B. by the rack acts on coupled to the wheels of the motor vehicle tie rods.

Bei derartigen Lenksystemen kommt häufig im Bereich des Verzahnungseingriffs zwischen Zahnstange und Lenkritzel ein Druckstück zum Einsatz, welches als Gleitlagerung für die Zahnstange dient und einen korrekten Verzahnungseingriff zwischen Zahnstange und Lenkritzel sicherstellen soll. Bei geeigneter Einstellung des Spiels zwischen dem Druckstück und der Zahnstange können beispielsweise störende Vibrationen oder Geräusche im Lenksystem vermieden werden. Weiterhin können Betriebscharakteristiken des Lenksystems, z. B. im Hinblick auf Reibung, eingestellt werden.In such steering systems is often in the field of meshing engagement between the rack and steering pinion a pressure piece used, which serves as a sliding bearing for the rack and to ensure correct meshing engagement between rack and steering pinion. With a suitable adjustment of the game between the pressure piece and the rack, for example, disturbing vibrations or noise in the steering system can be avoided. Furthermore, operating characteristics of the steering system, for. B. with regard to friction.

Bei einer ungeeigneten Einstellung des Druckstückspiels bzw. einem defekten Druckstück kann unter Umständen eine korrekte Führung der Zahnstange nicht mehr gewährleistet werden, und es kann zu störenden Vibrationen oder Geräuschen kommen. Weiterhin kann es sogar zu schwerwiegenderen Störungen des Lenksystems kommen, z. B. wenn ein Teil des defekten Druckstücks sich in dem Lenksystem verkeilt und es zu einer Blockierung der Lenkung kommt.Inappropriate adjustment of the pressure piece clearance or a defective pressure piece under certain circumstances a correct guidance of the rack can no longer be guaranteed, and it can lead to disturbing vibrations or noise. Furthermore, it may even lead to more serious disorders of the steering system, z. B. when a part of the defective pressure piece is wedged in the steering system and it comes to blocking the steering.

Insofern besteht allgemein ein Bedarf, eine fehlerhafte Einstellung des Druckstückspiels bzw. einen Defekt des Druckstücks frühzeitig und zuverlässig zu erkennen.In this respect, there is generally a need to detect an incorrect setting of the pressure piece clearance or a defect of the pressure piece early and reliable.

Die DE 10 2006 052 376 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Druckstückspiels in einer Zahnstangenlenkung, bei welchem auf die Zahnstange ein vorgegebenes Drehmoment um deren Längsachse aufgebracht wird und der hierdurch verursachte Verdrehwinkel der Zahnstange gemessen wird. Aus der Größe des Verdrehwinkels wird auf das Druckstückspiel geschlossen.The DE 10 2006 052 376 A1 describes a method for determining the pressure piece clearance in a rack and pinion steering, in which a predetermined torque is applied to the rack about its longitudinal axis and the rotation angle of the rack caused thereby is measured. From the size of the rotation angle is closed to the pressure piece clearance.

Die DE 10 2008 042 134 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs. Bei dieser Vorrichtung ist ein Druckstück verschiebbar geführt. Über eine Nachstelleinrichtung wird ein in der Lenkung auftretendes Spiel des Druckstücks selbsttätig ausgeglichen. Die Nachstelleinrichtung ist mechanisch über zwei Scheiben und eine Drehfeder realisiert.The DE 10 2008 042 134 A1 describes a device for pressing a rack on a pinion, in particular for steering a motor vehicle. In this device, a pressure piece is guided displaceably. About an adjusting a occurring in the steering game of the pressure piece is automatically compensated. The adjusting device is realized mechanically via two discs and a torsion spring.

Die DE 10 2010 002 685 A1 beschreibt ein Nachstellelement für ein Druckstück in einem Zahnstangenlenkgetriebe, welches auf einer Keilwirkung in der Art eines Keilgetriebes basiert.The DE 10 2010 002 685 A1 describes an adjusting element for a pressure piece in a rack and pinion steering gear, which is based on a wedge effect in the manner of a wedge gear.

Die US 2009/0249902 A1 beschreibt ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einer automatischen Druckstückeinstellung, welche mechanisch über ein Keilelement, eine Feder und eine Einstellschraube realisiert ist.The US 2009/0249902 A1 describes a rack and pinion steering gear with an automatic pressure piece adjustment, which is realized mechanically via a wedge element, a spring and an adjusting screw.

Die EP 1 832 496 A1 beschreibt eine Druckstückeinheit für ein Lenkgetriebe, welche mit einer hydraulischen Dämpfungseinheit versehen ist. Durch Nachregelung des Drucks in der hydraulischen Dämpfungseinheit kann die Andruckkraft des Druckstücks angepasst werden.The EP 1 832 496 A1 describes a pressure piece unit for a steering gear, which is provided with a hydraulic damping unit. By adjusting the pressure in the hydraulic damping unit, the pressure force of the pressure piece can be adjusted.

Die DE 197 45 733 A1 beschreibt eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher eine Kompensationseinrichtung vorgesehen ist, die ein Kompensationsdrehmoment auf ein Lenkrad des Kraftfahrzeugs überträgt. Die Kompensationseinrichtung kann abhängig von dem Drehmoment und Lenkwinkel am Lenkrad angesteuert werden. Weiterhin kann auch der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, z. B. Fahrgeschwindigkeit oder Giergeschwindigkeit.The DE 197 45 733 A1 describes a steering device for a motor vehicle, in which a compensation device is provided, which transmits a compensation torque to a steering wheel of the motor vehicle. The compensation device can be controlled depending on the torque and steering angle on the steering wheel. Furthermore, the driving condition of the motor vehicle can be taken into account, for. B. driving speed or yaw rate.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem oben genannten Bedarf Rechnung zu tragen und Verfahren sowie Vorrichtungen bereitzustellen, durch welche eine effiziente Überwachung des Zustands eines Druckstücks einem Zahnstangenlenksystem ermöglicht wird.It is an object of the present invention to meet the above needs and to provide methods and apparatus that enable efficient monitoring of the condition of a pressure piece in a rack and pinion steering system.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Lenksystem gemäß Anspruch 8. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 1 and by a steering system according to claim 8. The dependent claims define preferred or advantageous embodiments of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Überwachung eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug. Das Lenksystem umfasst eine Zahnstange, die im Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel steht, ein Druckstück zur Gleitlagerung der Zahnstange im Bereich des Lenkritzels, einen Lenkunterstützungsmotor sowie ein Steuergerät zur elektromechanischen Umsetzung eines vom Fahrer aufgebrachten Handmoments in eine Lenkunterstützung durch den Lenkunterstützungsmotor. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere während der Fahrt, wenigstens eine in dem Steuergerät verfügbare Betriebsgröße des Lenksystems erfasst. Anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, wird ein Zustand des Druckstücks ermittelt. Dies kann zum einen ein Erkennen eines Defekts des Druckstücks umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann dies auch ein Bestimmen eines Spiels zwischen dem Drucksstück und der Zahnstange umfassen. Dieses ermittelte Druckstückspiel kann auch zur Ansteuerung eines Stellelements zur Anpassung des Druckstückspiels verwendet werden. Weiterhin kann abhängig von dem ermittelten Zustand des Druckstücks eine Warnmeldung ausgegeben werden. Auch können der ermittelte Zustand des Druckstücks oder daraus abgeleitete Daten zur späteren Verwendung protokolliert werden.The method according to the invention serves to monitor a steering system for a motor vehicle. The steering system includes a rack meshing with a steering pinion, a thrust pad for slidingly supporting the rack in the area of the steering pinion, a steering assist motor, and a controller for electromechanically translating a driver applied torque into a steering assist by the steering assist motor. In the method according to the invention, during normal operation of the motor vehicle, in particular while driving, at least one operating variable of the steering system which is available in the control device is detected. On the basis of at least one Operation size, a state of the pressure piece is determined. This can on the one hand comprise a recognition of a defect of the pressure piece. Alternatively or additionally, this may also include determining a clearance between the pressure piece and the rack. This determined pressure piece game can also be used to control a control element for adjusting the pressure piece game. Furthermore, a warning message can be issued depending on the determined state of the pressure piece. Also, the detected state of the pressure piece or derived data for later use can be logged.

Durch Ermittlung des Zustands des Druckstücks über die Betriebsgrößen, welche im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs in dem Steuergerät des Lenksystems verfügbar sind, kann ein Defekt des Druckstücks oder ein zu großes oder zu kleines Spiel des Druckstücks bereits unmittelbar nach Auftreten eines solchen Zustands erkannt werden, ohne dass beispielsweise eine spezielle Diagnose im Rahmen einer Wartung erforderlich wäre. Weiterhin kann eine dem Steuergerät des Lenksystems zur Verfügung stehende Sensorik auf effiziente Weise mitgenutzt werden.By determining the state of the pressure piece on the operating variables, which are available in the control unit of the steering system in normal operation of the motor, a defect of the pressure piece or too large or too small clearance of the pressure piece can be detected immediately after the occurrence of such a condition, without For example, a special diagnosis would be required as part of a maintenance. Furthermore, an available to the control unit of the steering system sensors can be shared in an efficient way.

Die wenigstens eine Betriebsgröße kann das Handmoment, eine Stellung des Lenkunterstützungsmotors, eine Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors, einen Antriebsstrom des Lenkunterstützungsmotors und/oder ein von dem Lenkunterstützungsmotor aufgebrachtes Drehmoment umfassen. Diese Betriebsgrößen eignen sich insbesondere dazu, eine auf die Zahnstange aufgebracht Kraft abzuschätzen. Aus dieser lassen sich wiederum Rückschlüsse auf den Zustand des Druckstücks ziehen. Beispielsweise kann eine Variationsstärke der auf die Zahnstange aufgebrachten Kraft bestimmt werden und der Zustands des Druckstücks anhand dieser Variationsstärke ermittelt werden. Ein fehlerhafter Zustand des Druckstücks, z. B. ein zu großes Spiel oder ein Defekt des Druckstücks, kann dann z. B. durch Vergleich der Variationsstärke mit einem Schwellenwert bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können die genannten Betriebsgrößen auch verwendet werden, um eine zwischen dem Druckstück und der Zahnstange auftretende Reibungskraft abzuschätzen.The at least one operational variable may include the manual torque, a position of the steering assist motor, a rotational speed of the steering assist motor, a drive current of the steering assist motor, and / or a torque applied by the steering assist motor. These operating variables are particularly suitable for estimating a force applied to the rack. From this in turn draw conclusions about the condition of the pressure piece. For example, a variation strength of the force applied to the rack can be determined and the state of the pressure piece can be determined on the basis of this variation strength. A faulty condition of the pressure piece, z. B. too big game or a defect of the pressure piece, then z. B. be determined by comparing the intensity of variation with a threshold. Alternatively or additionally, the aforementioned operating variables can also be used to estimate a friction force occurring between the pressure piece and the rack.

Das erfindungsgemäße Lenksystem umfasst ein Lenkritzel, eine Zahnstange, die im Verzahnungseingriff mit dem Lenkritzel steht, ein Druckstück zur Gleitlagerung der Zahnstange im Bereich des Lenkritzels, einen Lenkunterstützungsmotor zur Bereitstellung einer Lenkunterstützung, und ein Steuergerät zur elektromechanischen Umsetzung eines vom Fahrer aufgebrachten Handmoments in eine Lenkunterstützung durch den Lenkunterstützungsmotor. Weiterhin umfasst das Lenksystem eine Überwachungseinrichtung, welche beispielsweise in dem Steuergerät oder über einen Bordcomputer des Kraftfahrzeugs implementiert sein kann. Die Überwachungseinrichtung ist dazu ausgestaltet, im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs wenigstens eine in dem Steuergerät verfügbare Betriebsgröße des Lenksystems zu erfassen und anhand der wenigstens einen Betriebsgröße einen Zustand des Druckstücks zu ermitteln. Das Lenksystem kann insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet sein.The steering system according to the invention comprises a steering pinion, a rack, which is in meshing engagement with the steering pinion, a pressure piece for sliding bearing of the rack in the region of the steering pinion, a steering assist motor to provide a steering assistance, and a controller for electromechanical conversion of a torque applied by the driver in a steering assistance through the steering assist motor. Furthermore, the steering system comprises a monitoring device, which may be implemented, for example, in the control unit or via an on-board computer of the motor vehicle. The monitoring device is configured to detect at least one operating variable of the steering system available in the control device during normal operation of the motor vehicle and to determine a state of the pressure element based on the at least one operating variable. The steering system can be designed in particular for carrying out the method according to the invention described above.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Lenksystem bereitgestellt.According to the invention, a motor vehicle is further provided with the above-described steering system according to the invention.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 veranschaulicht schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Lenksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 schematically illustrates a motor vehicle with a steering system according to an embodiment of the invention.

2 zeigt schematisch den Aufbau des Lenksystems. 2 shows schematically the structure of the steering system.

3 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Funktionen einer Druckstücküberwachung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a block diagram illustrating functions of a pressure piece monitoring according to an embodiment of the invention.

4 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Funktionen einer Druckstücküberwachung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a block diagram illustrating functions of a pressure piece monitoring according to another embodiment of the invention.

5 zeigt ein Flussdiagram zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Druckstücküberwachung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5 shows a flowchart for illustrating a method for pressure piece monitoring according to an embodiment of the invention.

6 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Funktionen einer Druckstücküberwachung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 shows a block diagram illustrating functions of a pressure piece monitoring according to another embodiment of the invention.

7 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Funktionen einer Druckstücküberwachung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 shows a block diagram illustrating functions of a pressure piece monitoring according to another embodiment of the invention.

Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung bezieht sich auf ein beispielhaftes elektromechanisches Lenksystem in einem Kraftfahrzeug. Bei diesen Ausführungsbeispielen werden im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere während der Fahrt, eine oder mehrere Betriebsgrößen des Lenksystems erfasst, um daraus auf den Zustand eines Druckstücks des Lenksystems zurückzuschließen.The following description of exemplary embodiments of the invention relates to an exemplary electromechanical steering system in a motor vehicle. In these embodiments, one or more operating variables of the steering system are detected during normal operation of the motor vehicle, in particular while driving, in order to deduce the condition of a pressure piece of the steering system.

1 veranschaulicht schematisch ein Kraftfahrzeug 100, welches mit einem Lenksystem 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. Das Lenksystem 200 ist als elektromechanisches Lenksystem ausgestaltet, bei welchem ein vom Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein Lenkrad 210 aufgebrachtes Handmoment durch einen Lenkunterstützungsmotor unterstützt wird. Die von dem Lenkunterstützungsmotor bereitgestellte Lenkunterstützung wird über ein Steuergerät 300 gesteuert. Dies erfolgt insbesondere auf dynamische Weise, indem das Handmoment erfasst und die Lenkunterstützung in Abhängigkeit des Handmoments bereitgestellt wird. Das Lenksystem ist hierfür auf bekannte Weise mit Sensoren zur Erfassung des Handmoments versehen. Weiterhin kann das Lenksystem auch eine Stellung des Lenkunterstützungsmotors, z. B. eine Winkelposition, ein von dem Lenkunterstützungsmotor aufgebrachtes Drehmoment, einen Antriebsstrom des Lenkunterstützungsmotors, eine Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors oder dergleichen erfassen. Darüber hinaus können dem Steuergerät 300 weitere im Fahrzeug verfügbare Messgrößen zugeführt sein, z. B. Fahrgeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Gierrate, Kurvenradius oder dergleichen. Zu diesem Zweck kann das Steuergerät wie dargestellt mit einem Bordcomputer 150 des Kraftfahrzeugs 100 gekoppelt sein. 1 schematically illustrates a motor vehicle 100 which with a steering system 200 equipped according to an embodiment of the invention. The steering system 200 is designed as an electromechanical steering system, in which one of the driver of the motor vehicle via a steering wheel 210 applied hand torque is supported by a steering assist motor. The steering assistance provided by the steering assist motor is provided via a controller 300 controlled. This is done in particular in a dynamic manner by detecting the manual torque and providing the steering assistance as a function of the manual torque. The steering system is provided for this purpose in a known manner with sensors for detecting the manual torque. Furthermore, the steering system can also be a position of the steering assist motor, z. Example, an angular position, a torque applied by the steering assist motor torque, a drive current of the steering assist motor, a speed of the steering assist motor or the like. In addition, the controller can 300 be supplied to other measured variables available in the vehicle, for. As driving speed, lateral acceleration, yaw rate, curve radius or the like. For this purpose, the control unit as shown with an on-board computer 150 of the motor vehicle 100 be coupled.

Der Aufbau des Lenksystems 200 ist in 2 schematisch dargestellt. Wie dargestellt, umfasst das Lenksystem 200 das Lenkrad 210, über welches der Fahrer manuell das Handmoment erzeugt, eine Lenksäule 220, ein Lenkritzel 230, welches über die Lenksäule 220 mit dem Lenkrad gekoppelt ist, eine Zahnstange 240, welche mit dem Lenkritzel 230 im Verzahnungseingriff steht, und ein Druckstück 250 zur Gleitlagerung der Zahnstange im Bereich des Lenkritzels 230. Zu diesem Zweck ist das Lenkritzel 230 typischerweise auf einer Seite der Zahnstange 240 angeordnet, während das Druckstück 250 auf der entgegengesetzten Seite der Zahnstange 240 angeordnet ist und die Zahnstange 240 in Richtung des Lenkritzels 230 drückt.The structure of the steering system 200 is in 2 shown schematically. As shown, the steering system includes 200 the steering wheel 210 , over which the driver manually generates the manual torque, a steering column 220 , a steering pinion 230 which over the steering column 220 coupled with the steering wheel, a rack 240 , which with the steering pinion 230 in meshing engagement, and a pressure piece 250 for sliding bearing of the rack in the area of the steering pinion 230 , For this purpose, the steering pinion 230 typically on one side of the rack 240 arranged while the pressure piece 250 on the opposite side of the rack 240 is arranged and the rack 240 in the direction of the steering pinion 230 suppressed.

Weiterhin umfasst das Lenksystem 200 den Lenkunterstützungsmotor 260 und das Steuergerät 300 zur Steuerung der von dem Lenkunterstützungsmotor 260 bereitgestellten Lenkunterstützung. Der Lenkunterstützungsmotor 260 kann auf an sich bekannte Weise über einen Elektromotor realisiert sein. Zur Steuerung der Lenkunterstützung liefert das Steuergerät 300 Steuersignale an den Lenkunterstützungsmotor 260, z. B. zur Anpassung des Antriebsstroms. Weiterhin kann der Lenkunterstützungsmotor 260 Messgrößen an das Steuergerät liefern, z. B. eine momentane Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors 260, die momentane Stellung des Lenkunterstützungsmotors 260, das momentane von dem Lenkunterstützungsmotor 260 aufgebrachte Drehmoment oder dergleichen. Bei dem dargestellten Beispiel wirkt der Lenkunterstützungsmotor 260 auf die Zahnstange 240 ein, z. B. über einen Kugelgewindetrieb.Furthermore, the steering system includes 200 the steering assist motor 260 and the controller 300 for controlling the steering assist motor 260 provided steering assistance. The steering assist motor 260 can be realized in known manner via an electric motor. The control unit provides control of the steering assistance 300 Control signals to the steering assist motor 260 , z. B. to adapt the drive current. Furthermore, the steering assist motor 260 Deliver measured quantities to the control unit, z. B. a current speed of the steering assist motor 260 , the current position of the steering assist motor 260 , the momentary of the steering assist motor 260 applied torque or the like. In the illustrated example, the steering assist motor acts 260 on the rack 240 a, z. B. via a ball screw.

Weiterhin kann das Lenksystem 200 auch ein Stellelement 270 umfassen, über welches die Positionierung des Druckstücks 250 einstellbar ist. Insbesondere kann über das Stellelement 270 die Position des Druckstücks 250 relativ zu der Zahnstange 240 eingestellt werden, so dass das Spiel bzw. die Reibung zischen dem Druckstück 250 und der Zahnstange 240 angepasst werden kann. Das Stellelement 270 kann über einen geeigneten elektromechanischen Stellmechanismus, z. B. basierend auf einem Schrittmotor, realisiert sein.Furthermore, the steering system 200 also an actuator 270 include, over which the positioning of the pressure piece 250 is adjustable. In particular, via the actuator 270 the position of the pressure piece 250 relative to the rack 240 can be adjusted so that the game or the friction hiss the pressure piece 250 and the rack 240 can be adjusted. The actuator 270 can via a suitable electromechanical actuating mechanism, for. B. based on a stepper motor, be realized.

Bei dem Lenksystem 200 werden in dem Steuergerät verfügbare Betriebsgrößen herangezogen, um den Zustand des Druckstücks zu ermitteln, z. B. um ein zu großes Spiel zwischen dem Druckstück 250 und der Zahnstange zu erkennen oder um einen Defekt an dem Druckstück 250 zu erkennen. Zu diesem Zweck können verschiedene Überwachungsfunktionen realisiert sein.In the steering system 200 In the control unit available operating variables are used to determine the state of the pressure piece, z. B. too much play between the pressure piece 250 and the rack or to detect a defect on the pressure piece 250 to recognize. For this purpose, various monitoring functions can be realized.

Ein Ansatz basiert darauf, aus den Betriebsgrößen eine auf die Zahnstange 240 wirkende Gesamtkraft, im Folgenden auch bezeichnet als Zahnstangenkraft, bzw. eine zwischen dem Druckstück 250 und der Zahnstange 240 auftretende Reibungskraft abzuschätzen. Entsprechende Funktionen sind in dem Blockdiagramm von 3 veranschaulicht.One approach is based on the operating variables one on the rack 240 acting total force, hereinafter also referred to as rack power, or between the pressure piece 250 and the rack 240 estimate occurring friction force. Corresponding functions are in the block diagram of 3 illustrated.

Bei der Implementierung von 3 werden einem Beobachteralgorithmus 310 mehrere Betriebsgrößen des Lenksystems 200 zugeführt. Der Beobachteralgorithmus 310 ist dazu ausgestaltet, ein Systemmodell abhängig von den dem Beobachteralgorithmus 310 zugeführten Betriebsgrößen derart anzupassen, dass eine Näherung für eine nicht direkt beobachtbare Größe, in diesem Fall die Zahnstangenkraft FZ und/oder die Reibungskraft FR, geliefert wird.In the implementation of 3 become an observer algorithm 310 several operating variables of the steering system 200 fed. The observer algorithm 310 is designed to be a system model dependent on the observer algorithm 310 supplied operating variables such that an approximation for a not directly observable size, in this case the rack force FZ and / or the friction force FR, is supplied.

Hierzu können in der Regelungstechnik bekannte Verfahren zum Einsatz kommen. Bei dem dargestellten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die dem Beobachteralgorithmus 310 zugeführten Betriebsgrößen das Handmoment, bezeichnet als HM, die Stellung des Lenkunterstützungsmotors 260, bezeichnet als MS, und die Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors 260, bezeichnet als DZ, beinhalten. Alternativ oder zusätzlich könnten auch der Antriebsstrom des Lenkunterstützungsmotors 260 und/oder das von dem Lenkunterstützungsmotor 260 aufgebrachte Drehmoment verwendet werden.For this purpose, known methods can be used in control engineering. The example shown assumes that the observer algorithm 310 supplied operating variables the manual torque, referred to as HM, the position of the steering assist motor 260 , referred to as MS, and the speed of the steering assist motor 260 , referred to as DZ, include. Alternatively or additionally, the drive current of the steering assist motor could also 260 and / or that of the steering assist motor 260 applied torque can be used.

Die Ausgangsgröße des Beobachteralgorithmus 310, d. h. die Zahnstangenkraft FZ bzw. die Reibungskraft FR wird dann einem Filter 320 zugeführt, um deren Variationsstärke zu bestimmen. Die Variationsstärke quantifiziert das Ausmaß von kurzeitigen Abweichungen der Ausgangsgröße FZ bzw. FR von einem nur langsam, z. B. über Zeiträume von mehreren Sekunden variierenden Mittelwert. In der Ausgangsgröße FZ bzw. FR äußern sich solche Abweichungen typischerweise als „Welligkeit”. Die Variationsstärke der Kraft FZ ist in 3 als V(FZ) bezeichnet. Die Variationsstärke der Reibungskraft FR ist in 3 als V(FR) bezeichnet.The output of the observer algorithm 310 , ie the rack force FZ or the friction force FR is then a filter 320 supplied to determine their intensity of variation. The intensity of variation quantifies the extent of short-term deviations of the output quantity FZ or FR from one only slowly, eg. B. over periods of several seconds varying average. In the output variable FZ or FR, such deviations are typically expressed as "waviness". The variation strength of the force FZ is in 3 designated as V (FZ). The variation strength of the friction force FR is in 3 designated V (FR).

Ein weiterer Ansatz zur Druckstücküberwachung basiert darauf, aus den Betriebsgrößen zunächst eine durch den Lenkunterstützungsmotor 260 auf die Zahnstange 240 aufgebrachte Kraft FU, im Folgenden auch als Lenkunterstützungskraft bezeichnet, abzuschätzen und die Zahnstangenkraft FZ über ein Kräftegleichgewicht an der Zahnstange 240 zu berücksichtigen. Entsprechende Funktionen sind in dem Blockdiagramm von 4 veranschaulicht.Another approach to Druckstücküberwachung based on it, from the operating variables first by the steering assist motor 260 on the rack 240 applied force FU, hereinafter also referred to as steering assist force estimate, and the rack-and-pinion force FZ via a balance of forces on the rack 240 to take into account. Corresponding functions are in the block diagram of 4 illustrated.

Bei der Implementierung von 4 werden einem Beobachteralgorithmus 330 mehrere Betriebsgrößen des Lenkunterstützungsmotors 260 zugeführt. Der Beobachteralgorithmus 330 ist dazu ausgestaltet, ein Systemmodell abhängig von den dem Beobachteralgorithmus 330 zugeführten Betriebsgrößen derart anzupassen, dass eine Näherung für eine nicht direkt beobachtbare Größe, in diesem Fall die Unterstützungskraft FU, geliefert wird. Bei dem dargestellten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die dem Beobachteralgorithmus 330 zugeführten Betriebsgrößen die Stellung des Lenkunterstützungsmotors 260, bezeichnet als MS, und die Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors 260, bezeichnet als DZ, beinhalten. Alternativ oder zusätzlich könnten auch der Antriebsstrom des Lenkunterstützungsmotors 260 und/oder das von dem Lenkunterstützungsmotor 260 aufgebrachte Drehmoment verwendet werden.In the implementation of 4 become an observer algorithm 330 several operating variables of the steering assistance motor 260 fed. The observer algorithm 330 is designed to be a system model dependent on the observer algorithm 330 supplied operating variables such that an approximation for a not directly observable size, in this case the supporting force FU, is delivered. The example shown assumes that the observer algorithm 330 supplied operating variables the position of the steering assist motor 260 , referred to as MS, and the speed of the steering assist motor 260 , referred to as DZ, include. Alternatively or additionally, the drive current of the steering assist motor could also 260 and / or that of the steering assist motor 260 applied torque can be used.

Das an Kräftegleichgewicht an der Zahnstange 240 kann verwendet werden, um in einem Verarbeitungsblock 340 die Zahnstangenkraft gemäß FZ = FU + FH + FR + FD zu berechnen, wobei FH die aus dem Handmoment resultierende manuell aufgebrachte Kraft, FR die zwischen dem Druckstück 250 und der Zahnstange wirkende Reibungskraft und FD eine durch die Massenträgheit der Zahnstange 240 verursachte dynamische Kraft darstellt.The force balance on the rack 240 Can be used to work in a processing block 340 the rack power according to FZ = FU + FH + FR + FD where FH is the manually applied force resulting from the hand moment, FR between the pressure piece 250 and the rack acting frictional force and FD one by the inertia of the rack 240 represents caused dynamic force.

FH kann aus dem Handmoment HM und der Übersetzung des Lenkritzels 630 IR berechnet werden über: FH = HM × IR. FH can be calculated from the manual torque HM and the ratio of the steering pinion 630 IR via: FH = HM × IR.

Die dynamische Kraft FD kann aus der Masse mZ der Zahnstange 240 und der auf die Zahnstange einwirkenden Beschleunigung a berechnet werden über: FD = mZ × a. The dynamic force FD can be calculated from the mass mZ of the rack 240 and the acceleration a acting on the rack is calculated via: FD = mZ × a.

Für die Reibungskraft können verschiedene geeignete Reibungsmodelle verwendet werden, einschließlich einfacher Modelle, welche beispielsweise lediglich einen betragsmäßig festen Wert von FR vorsehen, dessen Vorzeichen abhängig von der Bewegungsrichtung der Zahnstange variiert. Komplexere Modelle, welche z. B. die momentane Bewegungsgeschwindigkeit der Zahnstange 240 und/oder die Temperatur berücksichtigen, können ebenfalls verwendet werden und eine genauere Überwachung gewährleisten.For the friction force, various suitable friction models can be used, including simple models which, for example, merely provide a fixed value of FR whose magnitude varies depending on the direction of movement of the rack. More complex models, which z. B. the instantaneous speed of movement of the rack 240 and / or taking into account the temperature may also be used to ensure more accurate monitoring.

Die gemäß 3 oder 4 bestimmte Variationsstärke kann über einen Vergleich mit einem Schwellenwert zur Erkennung eines fehlerhaften Zustands des Druckstücks 250 verwendet werden. 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines entsprechenden Verfahrens.The according to 3 or 4 certain amount of variation can be compared with a threshold for detecting a faulty condition of the pressure piece 250 be used. 5 shows a flowchart for illustrating a corresponding method.

Bei Schritt 510 werden die zur Bestimmung der Zahnstangenkraft FR und/oder der Reibungskraft FR benötigten Betriebsgrößen erfasst. Wie oben erläutert, kann hierzu eine geeignete Sensorik des Lenksystems zum Einsatz kommen, z. B. ein Sensor zur Erfassung des Handmoments, sowie eine interne Sensorik des Lenkunterstützungsmotors 260 zur Erfassung der Stellung MS und Drehzahl DZ.At step 510 the operating variables needed to determine the rack force FR and / or the frictional force FR are detected. As explained above, for this purpose, a suitable sensor of the steering system can be used, for. B. a sensor for detecting the manual torque, as well as an internal sensor of the steering assist motor 260 for detecting the position MS and speed DZ.

Bei Schritt 520 wird aus den erfassten Betriebsgrößen die Zahnstangenkraft FZ und/oder die Reibungskraft FR abgeschätzt, z. B. unter Verwendung eines Beobachteralgorithmus wie im Zusammenhang mit 3 oder 4 erläutert.At step 520 is estimated from the detected operating variables, the rack force FZ and / or the friction force FR, z. Using an observer algorithm as related to 3 or 4 explained.

Die Schritte 510 und 520 können im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs 100 kontinuierlich wiederholt werden, um die Zahnstangenkraft FZ bzw. die Reibungskraft in Echtzeit zu erfassen.The steps 510 and 520 can during operation of the motor vehicle 100 be repeated continuously to detect the rack force FZ or the friction force in real time.

Bei Schritt 530 wird die Variationsstärke V(FZ) bzw. V(FR) bestimmt, z. B. über ein geeignetes Filter wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.At step 530 the variation intensity V (FZ) or V (FR) is determined, for. B. via a suitable filter as related to 3 explained.

Bei Schritt 540 erfolgt ein Vergleich der bei Schritt 530 bestimmten Variationsstärke V mit einem Schwellenwert SW. Übersteigt die Variationsstärke V den Schwellenwert SW, wird bei Schritt 550 ein fehlerhafter Druckstückzustand erkannt, z. B. ein zu großes Druckstückspiel oder ein Defekt an dem Druckstück 250. Wenn die Zahnstangenkraft FZ gemäß 4 bestimmt wird, kann es vorteilhaft sein den Schwellenwert SW entsprechend höher zu wählen, um etwaige Störeinflüsse auszublenden. Weiterhin können Störeinflüsse vermieden werden, indem die Auswertung auf bestimmte vorgegebene Fahrsituationen eingeschränkt wird, z. B. Fahrten in einem vorgegebenen Geschwindigkeitsfenster und mit nicht zu hoher Gierrate oder Querbeschleunigung. Bei Schritt 560 kann dann eine geeignete Schutzmaßnahme eingeleitet werden, z. B. einer Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 100 ausgegeben werden oder das Spiel des Druckstücks 250 über das Stellelement 270 angepasst werden. Darüber hinaus können auch erkannte fehlerhafte Zustände des Druckstücks 250 protokolliert werden, z. B. um als Hilfestellung bei einer späteren Einstellung des Druckstücks 250 im Rahmen einer Wartung verwendet zu werden.At step 540 a comparison is made at step 530 certain variation strength V with a threshold SW. If the variation intensity V exceeds the threshold SW, at step 550 a faulty pressure piece state detected, z. B. too large pressure piece clearance or a defect on the pressure piece 250 , If the rack power FZ according to 4 is determined, it may be advantageous to select the threshold SW correspondingly higher to hide any disturbances. Farther can be avoided interference by the evaluation is limited to certain predetermined driving situations, z. B. driving in a given speed window and not too high yaw rate or lateral acceleration. At step 560 then a suitable protective measure can be initiated, for. B. a warning to the driver of the motor vehicle 100 be spent or the game of the pressure piece 250 over the actuator 270 be adjusted. In addition, also detected faulty states of the pressure piece 250 be logged, for. B. as an aid in a later adjustment of the pressure piece 250 to be used as part of a maintenance.

Wenn bei Schritt 540 die Variationsstärke V den Schwellenwert nicht übersteigt, wird bei Schritt 570 ein nicht fehlerhafter Druckstückzustand erkannt.If at step 540 the variation intensity V does not exceed the threshold value, at step 570 a non-defective pressure piece state detected.

Nach Schritt 560 bzw. 570 kann das Verfahren beginnend mit Schritt 510 wiederholt werden.After step 560 respectively. 570 The procedure can begin with step 510 be repeated.

Eine weitere Möglichkeit zur Auswertung der gemäß 3 abgeschätzten Reibungskraft FR besteht darin, diese mit einem Sollwert für die Reibungskraft zu vergleichen. Entsprechende Funktionen sind in dem Blockdiagramm von 6 veranschaulicht.Another way to evaluate the according 3 estimated frictional force FR is to compare this with a setpoint for the friction force. Corresponding functions are in the block diagram of 6 illustrated.

Bei 6 wird wie im Zusammenhang mit 3 erläutert der Beobachteralgorithmus 310 verwendet, um die Reibungskraft FR abzuschätzen. Die abgeschätzte Reibungskraft FR wird dann einem Verarbeitungsblock 350 zugeführt, welcher die abgeschätzte Reibungskraft FR mit einem Sollwert für die Reibungskraft, bezeichnet als S(FR), zu vergleichen. Wird hierbei eine zu starke Abweichung von dem Sollwert S(FR) festgestellt, z. B. durch einen Schwellenwertvergleich, kann hieraus auf einen fehlerhaften Zustand des Druckstücks 250, z. B. ein zu großes Spiel oder einen Defekt des Druckstücks 250, geschlossen werden. In 6 ist der ermittelte Zustand des Druckstücks 250 durch ein Ausgangssignal STAT veranschaulicht. Der hierbei verwendete Sollwert S(FR) kann beispielsweise vorab in Versuchen bestimmt werden. Weiterhin kann der Sollwert S(FR) auch über ein komplexeres Reibungsmodell bestimmt werden, welches beispielsweise auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Zahnstange 240 und/oder die Temperatur berücksichtigt.at 6 will be related to 3 explains the observer algorithm 310 used to estimate the frictional force FR. The estimated frictional force FR then becomes a processing block 350 which compares the estimated frictional force FR with a set value for the frictional force, referred to as S (FR). If an excessively large deviation from the setpoint value S (FR) is detected, eg. B. by a threshold comparison, this can be a faulty state of the pressure piece 250 , z. B. too big game or a defect of the pressure piece 250 , getting closed. In 6 is the determined state of the pressure piece 250 illustrated by an output signal STAT. The setpoint value S (FR) used here can be determined in advance, for example, in tests. Furthermore, the desired value S (FR) can also be determined via a more complex friction model, which also includes, for example, the speed of movement of the rack 240 and / or the temperature taken into account.

Um die Zuverlässigkeit der bei 6 verwendeten Auswertung zu erhöhen, kann in dem Verarbeitungsblock 350 darüber hinaus die momentane Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck können dem Verarbeitungsblock 350 entsprechende Messgrößen zur Charakterisierung der Fahrsituation zugeführt sein, in 6 veranschaulicht durch die Eingangsgröße SIT. Hierbei können beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, Querbeschleunigung oder Gierrate berücksichtigt werden. Hierdurch kann die Auswertung auf bestimmte vorgegebene Fahrsituationen eingeschränkt werden, z. B. Fahrten in einem vorgegebenen Geschwindigkeitsfenster und mit nicht zu hoher Gierrate oder Querbeschleunigung.To the reliability of the 6 used in the processing block 350 In addition, the current driving situation of the motor vehicle 100 be taken into account. For this purpose, the processing block 350 be supplied with corresponding measured variables for the characterization of the driving situation, in 6 illustrated by the input SIT. In this case, for example, the driving speed, lateral acceleration or yaw rate can be taken into account. As a result, the evaluation can be limited to certain predetermined driving situations, z. B. driving in a given speed window and not too high yaw rate or lateral acceleration.

Noch eine weitere Möglichkeit besteht darin, die über den Beobachteralgorithmus 310 von 3 abgeschätzte Zahnstangenkraft in Kombination mit der über den Beobachteralgorithmus 330 von 4 abgeschätzten Zahnstangenkraft auszuwerten. Entsprechende Funktionen sind in dem Blockdiagramm von 7 veranschaulicht. In 7 ist die über den Beobachteralgorithmus 310 von 3 abgeschätzte Zahnstangenkraft mit FZ1 bezeichnet, und die über den Beobachteralgorithmus 330 von 4 abgeschätzte Zahnstangenkraft ist mit FZ2 bezeichnet.Yet another possibility is to use the observer algorithm 310 from 3 estimated rack force in combination with the over the observer algorithm 330 from 4 Evaluate estimated rack force. Corresponding functions are in the block diagram of 7 illustrated. In 7 is the over the observer algorithm 310 from 3 estimated rack force denoted by FZ1, and those via the observer algorithm 330 from 4 estimated rack force is designated FZ2.

Die auf verschiedenen Wegen abgeschätzten Zahnstangenkräfte FZ1, FZ2 werden einem weiteren Verarbeitungsblock 370 zugeführt, welcher aus einer kombinierten Auswertung Rückschlüsse auf den Zustand des Druckstücks 250 zieht. In 7 ist der ermittelte Zustand des Druckstücks 250 wiederum durch ein Ausgangssignal STAT veranschaulicht. Beispielsweise kann der Verarbeitungsblock 370 zur Ermittlung des Zustands des Druckstücks 250 eine Differenz ΔFZ der abgeschätzten Zahnstangenkräfte FZ1, FZ2 bestimmen. Wenn diese Differenz einen Schwellenwert übersteigt, kann auf einen fehlerhaften Zustand des Druckstücks 250 geschlossen werden. Alternativ kann aus der Differenz ΔFZ auch ein Korrekturwert für die in dem Verarbeitungsblock 340 als Eingangsgröße verwendete Reibungskraft FR bestimmt werden. Falls durch diesen Korrekturwert die Zahnstangenkräfte FZ1 und FZ2 in Einklang gebracht werden können, z. B. die erneut bestimmte Differenz ΔFZ nun unterhalb des Schwellenwerts liegt, kann auf eine veränderte Reibcharakteristik zwischen dem Druckstück 250 und Zahnstange 240 und somit einen fehlerhaften Zustand des Druckstücks 250 geschlossen werden. Andernfalls kann auf ein Auswertungsartefakt geschlossen werden, und eine Warnung oder andere Schutzmaßnahmen können unterbleiben.The rack forces FZ1, FZ2 estimated in various ways become another processing block 370 supplied, which from a combined evaluation conclusions about the condition of the pressure piece 250 draws. In 7 is the determined state of the pressure piece 250 again illustrated by an output signal STAT. For example, the processing block 370 for determining the condition of the pressure piece 250 determine a difference ΔFZ of the estimated rack forces FZ1, FZ2. If this difference exceeds a threshold, it may indicate a faulty condition of the pressure pad 250 getting closed. Alternatively, the difference .DELTA.FZ may also include a correction value for that in the processing block 340 Friction force FR used as an input variable can be determined. If by this correction value, the rack forces FZ1 and FZ2 can be reconciled, z. B. the re-determined difference .DELTA.FZ is now below the threshold, may be on a changed friction characteristic between the pressure piece 250 and rack 240 and thus a faulty condition of the pressure piece 250 getting closed. Otherwise, an evaluation artifact may be inferred, and a warning or other protective measures may be omitted.

Die oben beschriebenen Auswertungen der Betriebsgrößen können jedoch nicht nur zur Erkennung fehlerhafter Zustände des Druckstücks 250 eingesetzt werden, sondern auch zur Bestimmung des Druckstückspiels. Das auf diese Weise bestimmte Druckstückspiel kann verwendet werden, um das im Zusammenhang mit 2 erläuterte Stellelement 270 anzusteuern, so dass das Druckstückspiel im laufenden Betrieb auf einen geeigneten Wert angepasst wird. Auf diese Weise kann beispielsweise unabhängig vom Verschleißzustand des Lenksystems 200 eine konstante Reibung im Bereich der Verzahnung zwischen dem Lenkritzel 230 und der Zahnstange 240 erreicht werden. Weiterhin könnte die Reibung abhängig von der Fahrsituation, der Lenkeingabe des Fahrers und/oder anderweitigen Einstellungen des Fahrers präzise angepasst werden. So kann das Lenkgefühl oder die Lenkakustik bedarfsgerecht angepasst werden, z. B. indem das Druckstückspiel bei schlechter Wegstrecke verringert wird, so dass Vibrationen oder Klappern vermieden werden, oder indem bei stehendem Kraftfahrzeug 100 oder langsamer Fahrt des Kraftfahrzeugs 100 das Druckstückspiel erhöht wird, so dass die zur Verfügung stehende Leistung des Lenkunterstützungsmotors 260 besser ausgenutzt werden kann. Das Druckstückspiel oder der ermittelte fehlerhafte Zustand des Druckstücks 250 können auch herangezogen werden, um Daten zu bestimmen, welche ein Maß und/oder eine Richtung anzeigen, in welche das Druckstückspiel bei einem Wartungseingriff zu erhöhen oder verringern ist. Solche Daten können beispielsweise protokolliert und über eine geeignete Schnittstelle verfügbar gemacht werden, so dass sie von Werkstattpersonal abgerufen und analysiert werden können.However, the above-described evaluations of the operating variables can not only for the detection of faulty states of the pressure piece 250 be used, but also to determine the pressure piece game. The pressure piece clearance thus determined can be used in conjunction with 2 explained actuator 270 to control, so that the pressure piece clearance is adjusted during operation to an appropriate value. In this way, for example, regardless of the state of wear of the steering system 200 a constant friction in the area of the toothing between the steering pinion 230 and the rack 240 be achieved. Furthermore, the Depending on the driving situation, the steering input of the driver and / or other settings of the driver can be adjusted precisely. So the steering feel or steering acoustics can be adjusted as needed, eg. B. by the pressure piece clearance is reduced at a poor distance, so that vibration or rattling be avoided, or by standing in the vehicle 100 or slow driving the motor vehicle 100 the pressure piece clearance is increased so that the available power of the steering assist motor 260 can be better exploited. The pressure piece clearance or the determined faulty condition of the pressure piece 250 may also be used to determine data indicative of a measure and / or direction into which pusher play is to increase or decrease during a service intervention. For example, such data may be logged and made available through a suitable interface so that it can be retrieved and analyzed by workshop personnel.

Wie aus den vorangegangenen Ausführungen ersichtlich ist, ermöglichen die hierin dargestellten Techniken somit, auf effiziente Weise den Zustand eines Druckstücks eines zahnstangenbasierten Lenksystems zu überwachen. Insbesondere können hierbei im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs verfügbare Betriebsgrößen des Lenksystems verwendet werden, so dass eine frühzeitige Erkennung einer ungeeigneten Einstellung oder eines Defekts des Druckstücks ermöglicht wird.Thus, as can be seen from the foregoing, the techniques set forth herein enable to efficiently monitor the condition of a pressure piece of a rack-and-pinion steering system. In particular, operating variables of the steering system which are available during ongoing operation of the motor vehicle can be used so that an early detection of an inappropriate setting or a defect of the pressure element is made possible.

Es versteht sich, dass bei den im Vorangegangenen dargestellten Ausführungsbeispielen verschiedene Modifikationen möglich sind. Insbesondere können die bei diesen Ausführungsbeispielen verwendeten Konzepte in verschiedenen Fahrzeugtypen zum Einsatz kommen. Die Konzepte können auch in abweichend ausgestalteten Lenksystemen zum Einsatz kommen, z. B. in Lenksystemen mit mehreren Lenkritzeln, die mit der Zahnstange im Verzahnungseingriff stehen. Bei solchen Lenksystemen können auch mehrere Druckstücke vorgesehen sein, welche gemäß den im Vorangegangenen Konzepten überwacht werden. Weiterhin können die verschiedenen hierin dargestellte Überwachungsverfahren untereinander und auch mit anderen Überwachungsverfahren kombiniert werden. Weiterhin können auch andere Arten von Betriebsgrößen zusätzlich oder alternativ als Grundlage der Auswertungen dienen, beispielsweise eine direkt gemessene Zahnstangenkraft, z. B. über eine Sensorik an der Kopplungsstelle zwischen Zahnstange 240 und Lenkungsunterstützungsmotor 260. Auch können bei den dargestellten beispielhaften Implementierungen, welche auf Schwellenwertvergleichen beruhen, anstelle eines Schwellenwertes mehrere Schwellenwerte verwendet werden, um eine verfeinerte Auswertung zu ermöglichen, z. B. eine Unterscheidung zwischen einem zu großen Druckstückspiel und einem Defekt des Druckstücks. Weiterhin versteht es sich, dass die Überwachungsverfahren durch speziell ausgestaltete elektronische Hardware oder durch Software zur Ausführung durch einen Prozessor eines Steuergeräts des Lenksystems oder eines Bordcomputers implementiert werden können.It is understood that various modifications are possible in the exemplary embodiments presented above. In particular, the concepts used in these embodiments can be used in different types of vehicles. The concepts can also be used in deviant steering systems, eg. As in steering systems with multiple steering pinions that are in mesh with the rack. In such steering systems, a plurality of pressure pieces may be provided, which are monitored according to the above concepts. Furthermore, the various monitoring methods illustrated herein may be combined with each other and also with other monitoring methods. Furthermore, other types of operating variables additionally or alternatively serve as the basis of the evaluations, for example, a directly measured rack force, z. B. via a sensor at the coupling point between the rack 240 and steering assistance motor 260 , Also, in the illustrated example implementations based on threshold comparisons, instead of a threshold, multiple thresholds may be used to enable more refined evaluation, e.g. B. a distinction between a too large pressure piece clearance and a defect of the pressure piece. Furthermore, it will be understood that the monitoring methods may be implemented by specially designed electronic hardware or software for execution by a processor of a steering system controller or an on-board computer.

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Claims (10)

Verfahren zur Überwachung eines Lenksystems (200) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei das Lenksystem (200) eine Zahnstange (240), die im Verzahnungseingriff mit einem Lenkritzel (230) steht, ein Druckstück (250) zur Gleitlagerung der Zahnstange (240) im Bereich des Lenkritzels (230), einen Lenkunterstützungsmotor (260) sowie ein Steuergerät (300) zur elektromechanischen Umsetzung eines vom Fahrer aufgebrachten Handmoments in eine Lenkunterstützung durch den Lenkunterstützungsmotor (260) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs (100), Erfassen wenigstens einer in dem Steuergerät (300) verfügbaren Betriebsgröße des Lenksystems (200); und anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, Ermitteln eines Zustands des Druckstücks (250).Method for monitoring a steering system ( 200 ) for a motor vehicle ( 100 ), whereby the steering system ( 200 ) a rack ( 240 ) in meshing engagement with a steering pinion ( 230 ), a pressure piece ( 250 ) for plain bearing of the rack ( 240 ) in the area of the steering pinion ( 230 ), a steering assist motor ( 260 ) and a control unit ( 300 ) for the electromechanical conversion of a torque applied by the driver into a steering assistance by the steering assistance motor ( 260 ), the method comprising: during normal operation of the motor vehicle ( 100 ), Detecting at least one in the control unit ( 300 ) available operating size of the steering system ( 200 ); and based on the at least one operating variable, determining a state of the pressure piece ( 250 ). Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: wobei die wenigstens eine Betriebsgröße das Handmoment, eine Stellung des Lenkunterstützungsmotors (260), eine Drehzahl des Lenkunterstützungsmotors (260), einen Antriebsstrom des Lenkunterstützungsmotors (260) und/oder ein von dem Lenkunterstützungsmotor (260) aufgebrachtes Drehmoment umfasst.The method of claim 1, comprising: wherein the at least one operational quantity is the manual torque, a position of the steering assist motor (10); 260 ), a speed of the steering assist motor ( 260 ), a drive current of the steering assist motor ( 260 ) and / or one of the steering assist motor ( 260 ) comprises applied torque. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, Bestimmen einer Variationsstärke einer auf die Zahnstange (240) aufgebrachten Kraft; und Ermitteln des Zustands des Druckstücks (250) anhand der bestimmten Variationsstärke.Method according to claim 1 or 2, comprising: on the basis of the at least one operating variable, determining a variation strength of one on the rack ( 240 ) applied force; and determining the condition of the pressure piece ( 250 ) based on the determined intensity of variation. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend: Vergleichen der Variationsstärke mit einem Schwellenwert; und bei Überschreiten des Schwellenwerts, Bestimmen eines fehlerhaften Zustands des Druckstücks (250).The method of claim 3, comprising: comparing the magnitude of variation with a threshold; and when the threshold is exceeded, determining a faulty condition of the pressure piece ( 250 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, Bestimmen einer zwischen dem Druckstück (250) und der Zahnstange (240) auftretenden Reibungskraft.Method according to one of the preceding claims, comprising: based on the at least one operating variable, determining a between the pressure piece ( 250 ) and the rack ( 240 ) occurring frictional force. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: anhand der wenigstens einen Betriebsgröße, Bestimmen eines Spiels zwischen dem Druckstück (250) und der Zahnstange (240).Method according to claim 1, comprising: based on the at least one operating variable, determining a clearance between the pressure piece ( 250 ) and the rack ( 240 ). Verfahren nach Anspruch 6, umfassend: abhängig von dem Spiel des Druckstücks (250), Ansteuern eines Stellelements (270) zur Anpassung des Druckstückspiels.Method according to claim 6, comprising: depending on the play of the pressure piece ( 250 ), Driving an actuating element ( 270 ) for adjusting the pressure piece clearance. Lenksystem (200) für ein Kraftfahrzeug (100), umfassend: ein Lenkritzel (230); eine Zahnstange (240), die im Verzahnungseingriff mit dem Lenkritzel (230) steht; ein Druckstück (250) zur Gleitlagerung der Zahnstange (240) im Bereich des Lenkritzels (230); einen Lenkunterstützungsmotor (260) zur Bereitstellung einer Lenkunterstützung; ein Steuergerät (300) zur elektromechanischen Umsetzung eines vom Fahrer aufgebrachten Handmoments in eine Lenkunterstützung durch den Lenkunterstützungsmotor (260); und eine Überwachungseinrichtung (150; 300), wobei die Überwachungseinrichtung (150; 300) dazu ausgestaltet ist, im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs (100) wenigstens eine in dem Steuergerät (300) verfügbare Betriebsgröße des Lenksystems (200) zu erfassen und anhand der wenigstens einen Betriebsgröße einen Zustand des Druckstücks (250) zu ermitteln.Steering system ( 200 ) for a motor vehicle ( 100 ) comprising: a steering pinion ( 230 ); a rack ( 240 ) in meshing engagement with the steering pinion ( 230 ) stands; a pressure piece ( 250 ) for plain bearing of the rack ( 240 ) in the area of the steering pinion ( 230 ); a steering assist motor ( 260 ) for providing steering assistance; a control device ( 300 ) for the electromechanical conversion of a torque applied by the driver into a steering assistance by the steering assistance motor ( 260 ); and a monitoring device ( 150 ; 300 ), the monitoring device ( 150 ; 300 ) is adapted to, during normal operation of the motor vehicle ( 100 ) at least one in the control unit ( 300 ) available operating size of the steering system ( 200 ) and based on the at least one operating variable a state of the pressure piece ( 250 ) to investigate. Lenksystem nach Anspruch 8, wobei das Lenksystem (200) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestaltet ist.Steering system according to claim 8, wherein the steering system ( 200 ) is configured for carrying out a method according to one of claims 1 to 7. Kraftfahrzeug (100) mit einem Lenksystem (200) nach Anspruch 8 oder 9.Motor vehicle ( 100 ) with a steering system ( 200 ) according to claim 8 or 9.
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