DE102012112483B4

DE102012112483B4 - Method for operating a hydraulically assisted steering system and hydraulically assisted steering system

Info

Publication number: DE102012112483B4
Application number: DE102012112483.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Vähning; Tomas Hrycej
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: DE102012112483A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch unterstützten Lenksystems (2; 40; 60; 70) für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Ist-Lenkmoment (16) mittels eines Sensors (14) an einem Drehstab (6) ermittelt wird, wobei ein Soll-Lenkmoment (30) ermittelt wird, wobei eine Unterstützungskraft mittels eines Hydraulikzylinders (12) zur Lenkkraftunterstützung in ein Lenkgetriebe des Kraftfahrzeugs eingeleitet wird, wobei eine Hydraulikeinheit (20) hydraulisch direkt mit dem Hydraulikzylinder (12) verbunden ist und die Unterstützungskraft durch die Hydraulikeinheit (20) in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment (16) und dem Soll-Lenkmoment (30), insbesondere in Abhängigkeit von einer Differenz des Ist-Lenkmoments (16) und des Soll-Lenkmoments (30), vorgegeben wird, wobei das Soll-Lenkmoment (30) zumindest in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird, und wobei der Lenkwinkel und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf Basis einer durch die Hydraulikeinheit (20) geförderten Fluidmenge ermittelt wird.Method for operating a hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 70) for a motor vehicle, an actual steering torque (16) being determined by means of a sensor (14) on a torsion bar (6), a target steering torque (30 ) is determined, with an assisting force being introduced into a steering gear of the motor vehicle by means of a hydraulic cylinder (12) for assisting steering, a hydraulic unit (20) being hydraulically connected directly to the hydraulic cylinder (12) and the assisting force being dependent on the hydraulic unit (20) is specified by the actual steering torque (16) and the target steering torque (30), in particular as a function of a difference between the actual steering torque (16) and the target steering torque (30), the target steering torque (30) is determined at least as a function of a steering angle and / or a steering angular speed, and wherein the steering angle and / or the steering angular speed is determined on the basis of a by the hydraulic unit (20 ) the amount of fluid delivered is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch unterstützten Lenksystems eines Kraftfahrzeugs und ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm zum Ausführen eines solchen Verfahrens, ein Steuergerät für ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem auf dem ein solches Computerprogramm lauffähig ist sowie ein Speichermedium für ein solches Steuergerät auf dem ein solches Computerprogramm abgespeichert ist.The invention relates to a method for operating a hydraulically assisted steering system of a motor vehicle and a hydraulically assisted steering system for a motor vehicle. The invention also relates to a computer program for executing such a method, a control device for a hydraulically assisted steering system on which such a computer program can run, and a storage medium for such a control device on which such a computer program is stored.

Lenksysteme für Kraftfahrzeuge mit Lenkkraftunterstützung sind allgemein bekannt. Derartige Lenksystem untergliedern sich insbesondere in hydraulische und elektromechanische Servo-Lenksysteme. Für schwere Nutzfahrzeuge sind insbesondere Block- oder Kugelmutterhydrolenkungen bekannt, die eine Drehbewegung ausgehend von einem Drehstab mittels eines Kugelgewindetriebs in eine Linearbewegung der Kugel- beziehungsweise Lenkmutter umwandeln, wobei die Verschiebung der Kugel- beziehungsweise Lenkmutter durch Zuführung eines Druckölstroms in einen von zwei Hydraulikzylinderräumen durchgeführt wird. Abhängig vom Drehzustand eines Ventilschiebers, der mit dem Drehstab verbunden ist, wird der Druckölstrom beeinflusst.Steering systems for motor vehicles with power steering are generally known. Such steering systems are subdivided in particular into hydraulic and electromechanical power steering systems. For heavy commercial vehicles, block or ball nut hydraulic steering systems are known in particular, which convert a rotary movement starting from a torsion bar by means of a ball screw drive into a linear movement of the ball nut or steering nut, the displacement of the ball nut or steering nut being carried out by supplying a flow of pressurized oil into one of two hydraulic cylinder chambers . The flow of pressurized oil is influenced depending on the rotational state of a valve slide that is connected to the torsion bar.

Die elektromechanischen Lenksysteme zur Lenkkraftunterstützung andererseits sind überwiegend als Zahnstangenlenkungen ausgeführt, wobei die im Wesentlichen lineare Bewegung der Zahnstange in eine Schwenkbewegung der Räder übertragen wird. Eine Unterstützungskraft wird mit Hilfe eines elektrischen Motors über ein mechanisches Getriebe, beispielsweise ein Riemen- oder Schneckengetriebe auf die Zahnstange übertragen.The electromechanical steering systems for power steering, on the other hand, are predominantly designed as rack and pinion steering systems, with the essentially linear movement of the rack being converted into a pivoting movement of the wheels. A support force is transmitted to the rack with the help of an electric motor via a mechanical gear, for example a belt or worm gear.

Hydraulisch unterstützte Lenkgetriebe verwenden bekanntermaßen ein Lenkventil, das an den Drehstab des Lenksystems gekoppelt ist und dessen Öffnungsstellung die Unterstützungskraft über den Hydraulikzylinder vorgibt.As is known, hydraulically assisted steering gears use a steering valve which is coupled to the torsion bar of the steering system and whose open position specifies the assisting force via the hydraulic cylinder.

Die DE 10 2010 041 812 B4 offenbart beispielsweise ein Betriebsverfahren für ein hydraulisches Servo-Lenksystem mit einem Lenkventil.The DE 10 2010 041 812 B4 discloses, for example, an operating method for a hydraulic power steering system with a steering valve.

Ferner offenbart die DE 100 56 388 A1 ein elektro-hydraulisches Lenksystem mit einem Hydraulikzylinder zur Einleitung einer Lenkkraftunterstützung in ein Lenkgetriebe und mit einer mit dem Hydraulikzylinder hydraulisch direkt verbundenen Hydraulikeinheit in Form einer Servopumpe, wobei ein Ist-Lenkmoment und ein Soll-Lenkmoment ermittelt werden, und wobei eine Unterstützungskraft durch die Hydraulikeinheit in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment und dem Soll-Lenkmoment vorgegeben wird.Furthermore, the DE 100 56 388 A1 an electro-hydraulic steering system with a hydraulic cylinder for introducing steering force assistance into a steering gear and with a hydraulic unit in the form of a servo pump which is hydraulically directly connected to the hydraulic cylinder, an actual steering torque and a target steering torque being determined, and an assisting force being provided by the hydraulic unit is specified as a function of the actual steering torque and the target steering torque.

Zudem ist aus der DE 102 46 490 A1 ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem bekannt, mit einem Hydraulikzylinder und mit einer Hydraulikeinheit, welche über ein Mehrfunktionsventil hydraulisch mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist. Dabei umfasst das Lenksystem ferner einen in eine Lenksäule integrierten Lenkwinkel-Drehmoment-Sensor zur Erfassung eines Lenkwinkels und gegebenenfalls einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, wobei bei der Ermittlung eines Soll-Lenkmoments der Lenkwinkel und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt werden können.In addition, from the DE 102 46 490 A1 a hydraulically assisted steering system is known, with a hydraulic cylinder and with a hydraulic unit which is hydraulically connected to the hydraulic cylinder via a multi-function valve. The steering system also includes a steering angle torque sensor integrated in a steering column for detecting a steering angle and possibly a steering angle speed, with the steering angle and / or the steering angle speed being able to be taken into account when determining a target steering torque.

Darüber hinaus offenbart die DE 102 50 300 A1 ein hydraulisch unterstütztes Servo-Lenksystem mit einem Hydraulikzylinder und mit einer mit dem Hydraulikzylinder verbundenen Hydraulikeinheit in Form einer Hydraulikpumpe, wobei ebenfalls bei der Ermittlung eines Soll-Lenkmoments ein Lenkwinkel und/oder eine Lenkwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt werden können.In addition, the DE 102 50 300 A1 a hydraulically assisted power steering system with a hydraulic cylinder and with a hydraulic unit connected to the hydraulic cylinder in the form of a hydraulic pump, whereby a steering angle and / or a steering angle speed can also be taken into account when determining a target steering torque.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2008 056 630 A1 ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem mit einem Hydraulikzylinder, mit einer Hydraulikeinheit, welche hydraulisch mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, und mit einen Drehmoment-Sensor zur Ermittlung eines Ist-Lenkmoments.Furthermore, the DE 10 2008 056 630 A1 a hydraulically assisted steering system with a hydraulic cylinder, with a hydraulic unit which is hydraulically connected to the hydraulic cylinder, and with a torque sensor for determining an actual steering torque.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch unterstützten Lenksystems für ein Kraftfahrzeug sowie das Lenksystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche die Komplexität des Lenksystems hinsichtlich Komponentenanzahl und -aufbau reduzieren und gleichzeitig die Lenkqualität verbessern.The object of the invention is to create a method for operating a hydraulically assisted steering system for a motor vehicle and the steering system for a motor vehicle which reduce the complexity of the steering system with regard to the number and structure of components and at the same time improve the steering quality.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, durch ein Computerprogramm nach Anspruch 6, durch ein Steuergerät nach Anspruch 7, durch ein Speichermedium nach Anspruch 8 und durch ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Aspekte finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Aspekte sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The object is achieved by a method according to claim 1, by a computer program according to claim 6, by a control device according to claim 7, by a storage medium according to claim 8 and by a hydraulically assisted steering system according to claim 9. Advantageous further developments are given in the subclaims. Aspects which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, the aspects being able to be important for the invention both on their own and in different combinations without explicit reference being made to this again.

Die Unterstützungskraft wird durch eine Hydraulikeinheit in Abhängigkeit von einem Ist-Lenkmoment und einem ermittelten Soll-Lenkmoment vorgegeben. Durch diese Lenkmoment-Regelung wird ein besseres Lenkgefühl für den Fahrzeugführer erreicht. Durch entsprechende Vorgabe des Soll-Lenkmoments können auch Assistenzsysteme, wie beispielsweise Parklenkassistenten realisiert werden.The assistance force is specified by a hydraulic unit as a function of an actual steering torque and a determined target steering torque. This steering torque control provides a better steering feel for the vehicle driver. By specifying the target Steering torque, assistance systems such as parking assistants can also be implemented.

Da die Hydraulikeinheit in Abhängigkeit von einem ermittelten Ist-Lenkmoment und Soll-Lenkmoment die Unterstützungskraft vorgibt, kann sowohl ein Lenkventil wie auch die entsprechende Rohrleitungsanordnung des Lenkventils vorteilhaft entfallen, wodurch sich die Kosten des Lenksystems verringern und gleichzeitig die Anzahl von Verschleiß- und Fehlerquellen reduziert wird.Since the hydraulic unit specifies the assistance force as a function of a determined actual steering torque and target steering torque, both a steering valve and the corresponding pipeline arrangement of the steering valve can advantageously be omitted, which reduces the costs of the steering system and at the same time reduces the number of sources of wear and error becomes.

Durch die hydraulisch direkte Verbindung zwischen Hydraulikeinheit und Hydraulikzylinder kann die Hydraulikeinheit zur Erzeugung des Fluidstroms bzw. Fluiddrucks vorteilhaft auch entfernt von dem Hydraulikzylinder oder anderen Teilen des Lenkgetriebes angeordnet werden, weshalb eine flexiblere Anordnung des gesamten Lenksystems beispielsweise im Motorraum ermöglicht wird.Due to the hydraulically direct connection between the hydraulic unit and the hydraulic cylinder, the hydraulic unit for generating the fluid flow or fluid pressure can advantageously also be arranged away from the hydraulic cylinder or other parts of the steering gear, which enables a more flexible arrangement of the entire steering system, for example in the engine compartment.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Unterstützungskraft allein mittels eines Hydraulikzylinders in ein Lenkgetriebe des Lenksystems eingeleitet, was vorteilhaft ein Weglassen eines Hilfsmotors, der mechanisch beispielsweise über ein Getriebe mit dem Lenkgetriebe verbunden ist, ermöglicht.In an advantageous embodiment, a support force is introduced into a steering gear of the steering system solely by means of a hydraulic cylinder, which advantageously enables an auxiliary motor that is mechanically connected to the steering gear, for example via a gear, to be omitted.

In einer Ausführungsform umfasst die Hydraulikeinheit eine unidirektionale Pumpe und eine Verteilereinheit, wobei die Verteilereinheit den unidirektionalen Fluidstrom ausgehend von der Pumpe in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment und dem Soll-Lenkmoment einem von zwei Hydraulikräumen des Hydraulikzylinders zuführt. Vorteilhaft ist dadurch kein Lenkventil und kein zusätzlicher Hilfsmotor nötig.In one embodiment, the hydraulic unit comprises a unidirectional pump and a distributor unit, the distributor unit supplying the unidirectional fluid flow starting from the pump to one of two hydraulic chambers of the hydraulic cylinder as a function of the actual steering torque and the target steering torque. This advantageously means that no steering valve and no additional auxiliary motor are required.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Hydraulikeinheit eine reversierbare Pumpe, die in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment und dem Soll-Lenkmoment einem von zwei Hydraulikräumen des Hydraulikzylinders Hydraulikfluid zuführt. Diese Ausführungsform ermöglicht ebenso vorteilhaft das Weglassen des Lenkventils.In an alternative embodiment, the hydraulic unit comprises a reversible pump which, as a function of the actual steering torque and the target steering torque, supplies hydraulic fluid to one of two hydraulic chambers of the hydraulic cylinder. This embodiment also advantageously enables the steering valve to be omitted.

Das Soll-Lenkmoment wird zumindest in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit ermittelt. Darüber hinaus kann das Soll-Lenkmoment in einer vorteilhaften Ausführungsform in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, was eine genauere Abstimmung der in das Lenkgetriebe eingeleiteten Unterstützungskraft in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs ermöglicht.The target steering torque is determined at least as a function of a steering angle and / or a steering angular speed. In addition, in an advantageous embodiment, the target steering torque can be determined as a function of a vehicle speed, which enables a more precise coordination of the assistance force introduced into the steering gear as a function of the driving state of the motor vehicle.

Ferner wird der Lenkwinkel und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit auf Basis einer durch die Hydraulikeinheit geförderten Fluidmenge ermittelt, weshalb ein entsprechender Sensor beispielsweise an dem Drehstab des Lenksystems weggelassen werden kann.Furthermore, the steering angle and / or the steering angular speed is determined on the basis of an amount of fluid conveyed by the hydraulic unit, which is why a corresponding sensor can be omitted, for example on the torsion bar of the steering system.

Weitere Aspekte, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Alle beschriebenen oder dargestellten Aspekte bilden für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung und unabhängig von ihrer Formulierung oder Darstellung in der Beschreibung oder in den Figuren. Für funktionsäquivalente Aspekte werden in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.Further aspects, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are shown in the figures. All aspects described or illustrated form the subject matter of the invention individually or in any combination, regardless of their summary in the patent claims or their back-reference and regardless of their formulation or representation in the description or in the figures. The same reference symbols are used in all figures for functionally equivalent aspects, even in different embodiments.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1, 3 bis 5 eine schematische Darstellung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs; und
2 einen schematisch dargestellten Teil eines Regelkreises.

Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. In the drawing show:

1 , 3 to 5 a schematic representation of a steering system of a motor vehicle; and
2 a schematically illustrated part of a control loop.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lenksystems 2 eines Kraftfahrzeugs. Ein Lenkmittel 4, beispielsweise ein Lenkrad, ist über einen Drehstab 6 mit einer Umsetzereinheit 8 verbunden. Die Umsetzereinheit 8 ist über eine mechanische Verbindung 10 mit einem Hydraulikzylinder 12 verbunden. 1 shows a schematic representation of a steering system 2 of a motor vehicle. A steering means 4th , for example a steering wheel, is via a torsion bar 6th with a converter unit 8th connected. The converter unit 8th is via a mechanical connection 10 with a hydraulic cylinder 12th connected.

Bei einer Ausführung des Lenksystems 2 als Zahnstangen-Hydrolenkung entspricht die mechanische Verbindung 10 einer Zahnstange und die Umsetzereinheit 8 umfasst ein mit dem Drehstab 6 verbundenes Antriebsritzel sowie die Zähne in der Zahnstange.In one implementation of the steering system 2 as a rack and pinion hydraulic steering corresponds to the mechanical connection 10 a rack and the converter unit 8th includes one with the torsion bar 6th connected drive pinion and the teeth in the rack.

Bei einer Ausführung des Lenksystems 2 als Kugelmutter-Hydrolenkung entspricht die mechanische Verbindung 10 einem Kolben innerhalb des Hydraulikzylinders 12, der durch seine Bewegung eine Segmentwelle zur Lenkbewegung antreibt. Die Umsetzereinheit 8 wird bei einer Kugelmutter-Hydrolenkung unter anderem durch eine Schnecke des Drehstabs 6, eine Kugelkette und den hierzu korrespondierenden Teil des Kolbens gebildet.In one implementation of the steering system 2 as a ball nut hydraulic steering corresponds to the mechanical connection 10 a piston inside the hydraulic cylinder 12th which, through its movement, drives a segment shaft for steering movement. The converter unit 8th In the case of a ball nut hydraulic steering, it is, among other things, a worm on the torsion bar 6th , formed a ball chain and the corresponding part of the piston.

Sowohl im Falle einer Zahnstangen-Hydrolenkung und einer Kugelmutter-Hydrolenkung oder aber einer anderen Ausführung des Lenksystems 2 dient die Umsetzereinheit 8 einer Umsetzung der Drehbewegung des Drehstabs 6 in eine zumindest im Wesentlichen lineare Bewegung der mechanischen Verbindung 10 und einer Umsetzung der im wesentlichen linearen Bewegung der mechanischen Verbindung 10 in die Drehbewegung des Drehstabs 6. Die mechanische Verbindung 10 ist in nicht gezeigter Form mit weiteren Teilen eines Lenkgetriebes verbunden, wobei mit Hilfe des Lenkgetriebes die Räder des Kraftfahrzeugs um ihre Lenkachse verschwenkt werden können. Das Lenkgetriebe kann des Weiteren die mechanische Verbindung 10, die Umsetzereinheit 8, den Drehstab 6 sowie den Hydraulikzylinder 12 umfassen.Both in the case of a rack and pinion hydraulic steering and a ball nut hydraulic steering or another version of the steering system 2 is used by the converter unit 8th an implementation of the rotary motion of the torsion bar 6th into an at least substantially linear movement of the mechanical connection 10 and an implementation of the im substantial linear movement of the mechanical connection 10 into the rotary motion of the torsion bar 6th . The mechanical connection 10 is connected in a form not shown with other parts of a steering gear, with the help of the steering gear, the wheels of the motor vehicle can be pivoted about their steering axis. The steering gear can also provide the mechanical connection 10 , the converter unit 8th , the torsion bar 6th as well as the hydraulic cylinder 12th include.

Mittels eines Sensors 14, der an dem Drehstab 6 angeordnet ist, wird ein Ist-Lenkmoment 16 ermittelt. Das Ist-Lenkmoment 16 wird beispielsweise mittels des Sensors 14 und des Drehstabs 6 derart ermittelt, dass ein elastisches Element des Drehstabs 6 verdreht und dabei der Verdrehwinkel gemessen wird. In Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel wird dann das Ist-Lenkmoment 16 ermittelt.Using a sensor 14th that on the torsion bar 6th is arranged, is an actual steering torque 16 determined. The actual steering torque 16 is for example by means of the sensor 14th and the torsion bar 6th determined in such a way that an elastic element of the torsion bar 6th rotated and the angle of rotation is measured. The actual steering torque is then dependent on the angle of rotation 16 determined.

Selbstverständlich kann das Ist-Lenkmoment 16 auch anhand anderer Signale des Sensors 14 in einem Steuergerät 18 ermittelt werden. Dem Steuergerät 18 werden weitere Signale 19a bis 19c, wie beispielsweise ein Lenkwinkel, eine Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit zugeführt oder im Steuergerät 18 ermittelt.Of course, the actual steering torque 16 also based on other signals from the sensor 14th in a control unit 18th be determined. The control unit 18th become more signals 19a to 19c , such as a steering angle, a steering angle speed and / or a vehicle speed supplied or in the control unit 18th determined.

Eine Hydraulikeinheit 20 ist hydraulisch direkt mit dem Hydraulikzylinder 12 verbunden. Die Hydraulikeinheit 20 ist insbesondere jeweils direkt mit einem ersten Hydraulikraum 22 und einem zweiten Hydraulikraum 24 des Hydraulikzylinders 12 verbunden. Die hydraulisch direkte Verbindung zwischen der Hydraulikeinheit 20 und dem Hydraulikzylinder 12 bedeutet, dass keine weiteren, den Fluidstrom bzw. Fluiddruck direkt beeinflussenden Elemente wie beispielsweise ein Lenkventil angeordnet sind. Ausgehend von dem Steuergerät 18 wird der Hydraulikeinheit 20 zumindest ein Steuersignal 26 zugeführt. Das Steuersignal 26 wird in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16, insbesondere in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16 und einem ermittelten Soll-Lenkmoment, ermittelt. Das hydraulisch unterstütze Lenksystem 2 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine gesamte Unterstützungskraft für das Lenksystem 2 allein mittels des Hydraulikzylinders 12 über die mechanische Verbindung 10 in das Lenkgetriebe eingeleitet wird und dass diese Unterstützungskraft durch die Hydraulikeinheit 20 mittels des Stellsignals 26 in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16 und dem Soll-Lenkmoment vorgegeben wird. Neben der Unterstützungskraft wirken die vom Fahrzeugführer über Lenkmittel 4 und Drehstab 6 eingebrachten Kraft und die von Rädern und Untergrund eingebrachten Kräfte auf das Lenkgetriebe.A hydraulic unit 20th is hydraulic directly to the hydraulic cylinder 12th connected. The hydraulic unit 20th is in particular directly connected to a first hydraulic space 22nd and a second hydraulic space 24 of the hydraulic cylinder 12th connected. The hydraulic direct connection between the hydraulic unit 20th and the hydraulic cylinder 12th means that no further elements directly influencing the fluid flow or fluid pressure, such as a steering valve, are arranged. Starting from the control unit 18th becomes the hydraulic unit 20th at least one control signal 26th fed. The control signal 26th is dependent on the actual steering torque 16 , in particular as a function of the actual steering torque 16 and a determined target steering torque. The hydraulically assisted steering system 2 is characterized in particular by the fact that a total support force for the steering system 2 solely by means of the hydraulic cylinder 12th via the mechanical connection 10 is introduced into the steering gear and that this support force through the hydraulic unit 20th by means of the control signal 26th depending on the actual steering torque 16 and the target steering torque is specified. In addition to the support force, those from the vehicle driver work via steering means 4th and torsion bar 6th applied force and the forces applied by the wheels and the ground to the steering gear.

Die Unterstützungskraft dient zur Lenkkraftunterstützung, wobei die Unterstützungskraft sowohl die vom Fahrzeugführer in das Lenkgetriebe eingebrachte Kraft unterstützen, d.h. verstärken, kann, als auch entgegen der vom Fahrzeugführer in das Lenkgetriebe eingebrachten Kraft wirken, d.h. der vom Fahrzeugführer eingebrachte Kraft entgegenwirken, kann. Darüber dient das Einbringen der Unterstützungskraft auch der Darstellung von weiteren Lenkfunktionen wie beispielsweise einer Parkhilfsfunktion, bei der vom Fahrzeugführer keine Kraft in das Lenkgetriebe eingebracht wird.The assisting force serves to assist the steering effort, whereby the assisting force can both support, i.e. strengthen, the force introduced into the steering gear by the vehicle driver and act against the force introduced into the steering gear by the vehicle driver, i.e. counteract the force introduced by the vehicle driver. In addition, the introduction of the assistance force is also used to represent further steering functions such as a parking aid function, in which the vehicle driver does not apply any force to the steering gear.

2 zeigt schematisch einen Teil 28 eines Regelkreises. Das Ist-Lenkmoment 16 und das bereits zuvor genannten Soll-Lenkmoment 30 werden zu einer Differenz 32 verknüpft. Die Differenz 32 wird einem Regler 34 zugeführt, wobei der Regler 34 das zumindest eine Stellsignal 26 ermittelt. Das zumindest eine Stellsignal 26 wird der Hydraulikeinheit 20 zugeführt. Mittels eines nicht dargestellten Messglieds, beispielsweise über den Sensor 14 aus 1, wird das Ist-Lenkmoment 16 ermittelt. Ebenso nicht dargestellt ist die Ermittlung des Soll-Lenkmoments 30, das insbesondere fahrsituationsabhängig, also in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel, einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit von einer nicht dargestellten Einheit innerhalb des Steuergeräts 18 ermittelt wird. Das Verfahren zur Durchführung der beschriebenen Verfahrensschritte ist zur Ausführung in dem Steuergerät 18 durch ein Computerprogramm entsprechend ausgebildet, das auf einem digitalen Rechengerät des Steuergeräts 18 lauffähig ist. 2 shows schematically a part 28 of a control loop. The actual steering torque 16 and the aforementioned target steering torque 30th become a difference 32 connected. The difference 32 becomes a regulator 34 fed, the regulator 34 the at least one control signal 26th determined. At least one control signal 26th becomes the hydraulic unit 20th fed. By means of a measuring element (not shown), for example via the sensor 14th out 1 , becomes the actual steering torque 16 determined. The determination of the target steering torque is also not shown 30th , which in particular is dependent on the driving situation, that is to say as a function of a steering angle, a steering angle speed and / or a vehicle speed from a unit (not shown) within the control device 18th is determined. The method for performing the method steps described is for execution in the control unit 18th appropriately designed by a computer program that runs on a digital computing device of the control unit 18th is executable.

Der Lenkwinkel und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit, beispielsweise des Drehstabs 6, kann in einer Ausführungsform auf Basis einer durch die Hydraulikeinheit 20 geförderten Fluidmenge ermittelt werden. Hierzu wird beispielsweise die Menge von Hydraulikfluid, die pro Zeiteinheit durch einen bestimmten Abschnitt der Hydraulikeinheit 20 fließt mittels eines Durchflussmessers ermittelt. Dieser bestimmte Abschnitt kann beispielsweise ein Zu-/Abfluss für Hydraulikfluid zu/von einem der oder beiden Hydraulikräumen 22, 24 sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Lenkwinkel oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit mittels eines zusätzlichen Sensors beispielsweise an dem Drehstab 6 ermittelt werden.The steering angle and / or the steering angular speed, for example of the torsion bar 6th , in one embodiment based on a through the hydraulic unit 20th conveyed amount of fluid can be determined. For this purpose, for example, the amount of hydraulic fluid that passes through a specific section of the hydraulic unit per unit of time 20th flows determined by means of a flow meter. This specific section can, for example, be an inflow / outflow for hydraulic fluid to / from one of the or both hydraulic spaces 22nd , 24 be. Alternatively or additionally, the steering angle or the steering angular speed can, for example, on the torsion bar using an additional sensor 6th be determined.

Die Unterstützungskraft, die über die mechanische Verbindung 10 in das Lenkgetriebe eingeleitet wird, wird gemäß dem Regelkreis 28 durch die Hydraulikeinheit 20 in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16 und dem Soll-Lenkmoment 30, insbesondere in Abhängigkeit von der Differenz des Ist-Lenkmoments 16 und des Soll-Lenkmoments 30, vorgegeben.The support force that has the mechanical connection 10 is introduced into the steering gear, according to the control loop 28 through the hydraulic unit 20th depending on the actual steering torque 16 and the target steering torque 30th , in particular as a function of the difference in the actual steering torque 16 and the target steering torque 30th , given.

3 zeigt schematisch ein Lenksystem 40 als Ausführungsform des Lenksystems 2 aus 1. Die Hydraulikeinheit 20 umfasst eine unidirektionale Pumpe 42, die durch einen Elektromotor 44 angetrieben wird. Parallel zur Pumpe 42 ist ein Bypass-Ventil 46 angeordnet, das im Fehlerfall entweder von dem Steuergerät 18 und/oder einer nicht dargestellten Einheit in seine Durchlassstellung gebracht werden kann. Das Bypass-Ventil 46 ist ein 2/2-Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und zwei Anschlüssen, wobei eine erste Schaltstellung zwei gesperrte Anschlüsse umfasst und eine zweite Schaltstellung die beiden Anschlüsse in beiden Durchflussrichtungen verbindet. 3 shows schematically a steering system 40 as an embodiment of the steering system 2 out 1 . The hydraulic unit 20th includes a unidirectional pump 42 driven by an electric motor 44 is driven. Parallel to the pump 42 is a bypass valve 46 arranged, either by the control unit in the event of a fault 18th and / or a unit, not shown, can be brought into its open position. The bypass valve 46 is a 2/2-way valve with two switching positions and two connections, a first switching position comprising two blocked connections and a second switching position connecting the two connections in both flow directions.

Die Pumpe 42 bezieht Hydraulikfluid aus einem Tank 48 und führt das Hydraulikfluid einer Verteilereinheit 50 zu. Dem Elektromotor 44 wird ausgehend von dem Steuergerät 18 ein Steuersignal 52 zugeführt. Der Verteilereinheit 50 wird ausgehend von dem Steuergerät 18 ein Steuersignal 54 zugeführt. Das Steuersignal 52 und das Steuersignal 54 werden in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16 und dem Soll-Lenkmoment 30 ermittelt. Entsprechend wird das Hydraulikfluid mittels der Pumpe 42 und der Verteilereinheit 50 einem von den zwei Hydraulikräumen 22, 24 des Hydraulikzylinders 12 zugeführt, um die Unterstützungskraft vorzugeben.The pump 42 draws hydraulic fluid from a tank 48 and leads the hydraulic fluid to a distribution unit 50 to. The electric motor 44 is based on the control unit 18th a control signal 52 fed. The distribution unit 50 is based on the control unit 18th a control signal 54 fed. The control signal 52 and the control signal 54 are dependent on the actual steering torque 16 and the target steering torque 30th determined. The hydraulic fluid is correspondingly by means of the pump 42 and the distribution unit 50 one of the two hydraulic rooms 22nd , 24 of the hydraulic cylinder 12th supplied to specify the support force.

Die Verteilereinheit 50 verbindet die Pumpe 42, den Tank 48 sowie die beiden Hydraulikräume 22 und 24 derart, dass in Abhängigkeit von dem Steuersignal 54 zum Einen der Fluidstrom ausgehend von der Pumpe 42 in einen der beiden Hydraulikräume 22 und 54 geleitet wird und zum Anderen der Fluidstrom ausgehend von dem anderen der beiden Hydraulikräume 22 und 24 dem Tank 48 zugeleitet wird.The distribution unit 50 connects the pump 42 , the tank 48 as well as the two hydraulic rooms 22nd and 24 such that depending on the control signal 54 On the one hand, the fluid flow emanating from the pump 42 in one of the two hydraulic rooms 22nd and 54 and on the other hand the fluid flow starting from the other of the two hydraulic chambers 22nd and 24 the tank 48 is forwarded.

4 zeigt schematisch ein Lenksystem 60, das eine Ausführungsform des Lenksystems 40 aus 3 darstellt. Die Verteilereinheit 50 ist bei dem Lenksystem 60 als 4/3-Wegeventil 62 ausgebildet, dem das Steuersignal 54 zugeführt wird. Das 4/3-Wegeventil 62 umfasst drei Schaltstellungen. Die mittlere Schaltstellung verschließt das 4/3-Wegeventil 62 und die beiden weiteren Schaltstellungen ermöglichen jeweils durch eine entgegengesetzte Verschaltung die Zu- beziehungsweise Abfuhr von Hydraulikfluid bezüglich der Hydraulikräume 22 und 24. Das 4/3-Wegeventil 62 ändert mithin die Pumprichtung in den Leitungen zwischen dem 4/3-Wegeventil 62 und der Hydraulikeinheit 12. 4th shows schematically a steering system 60 , which is an embodiment of the steering system 40 out 3 represents. The distribution unit 50 is at the steering system 60 designed as a 4/3-way valve 62 to which the control signal 54 is fed. The 4th / 3-way valve 62 has three switching positions. The middle switching position closes the 4/3-way valve 62 and the two other switching positions each enable the supply and discharge of hydraulic fluid with respect to the hydraulic chambers by means of an opposing connection 22nd and 24 . The 4th / 3-way valve 62 therefore changes the pumping direction in the lines between the 4/3-way valve 62 and the hydraulic unit 12th .

Das 4/3-Wegeventil 62 ist als 4/3-Wegeventil mit Sperr-Mittelstellung, zwei Endstellungen und ohne Zwischenstellungen ausgebildet. In der ersten, linken Endstellung ist der Ausgang der Pumpe 42 mit dem Hydraulikraum 22 verbunden, um diesem Hydraulikfluid zuzuführen, und der Hydraulikraum 24 ist mit dem Tank 48 verbunden, um diesem Hydraulikfluid zuzuführen. In der zweiten rechten, Endstellung ist der Ausgang der Pumpe 42 mit dem Hydraulikraum 24 verbunden, um diesem Hydraulikfluid zuzuführen, und der Hydraulikraum 22 ist mit dem Tank 28 verbunden, um diesem Hydraulikfluid zuzuführen. Selbstverständlich kann das Wegeventil 62 auch als 4/2-Wegeventil ohne die Sperr-Stellung ausgebildet sein.The 4th / 3-way valve 62 is designed as a 4/3-way valve with a blocking middle position, two end positions and no intermediate positions. The output of the pump is in the first, left end position 42 with the hydraulic room 22nd connected to supply hydraulic fluid to this, and the hydraulic room 24 is with the tank 48 connected to supply hydraulic fluid to this. The pump output is in the second right-hand end position 42 with the hydraulic room 24 connected to supply hydraulic fluid to this, and the hydraulic room 22nd is with the tank 28 connected to supply hydraulic fluid to this. Of course, the directional control valve 62 can also be designed as a 4/2-way valve without the blocking position.

5 zeigt ein schematisch dargestelltes hydraulisch unterstütztes Lenksystem 70, das eine Ausführungsform des Lenksystems 2 aus 1 darstellt. Das Lenksystem 70 umfasst eine Ausführungsform der Hydraulikeinheit 20, die eine reversierbare Pumpe 72 umfasst. Zwischen den beiden Ausgängen der reversierbaren Pumpe 72 und den Hydraulikräumen 22 und 24 ist jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil 74, 76 angeordnet. Die entsperrbaren Rückschlagventile 74 und 76 sind jeweils abhängig von dem Zustand der jeweils gegenüberliegenden Hydraulikleitung entsperrbar. 5 shows a schematically illustrated hydraulically assisted steering system 70 , which is an embodiment of the steering system 2 out 1 represents. The steering system 70 comprises an embodiment of the hydraulic unit 20th who have favourited a reversible pump 72 includes. Between the two outputs of the reversible pump 72 and the hydraulic rooms 22nd and 24 is a releasable check valve 74 , 76 arranged. The pilot operated check valves 74 and 76 can be unlocked depending on the state of the opposite hydraulic line.

Die reversierbare Pumpe 72 wird über einen Elektromotor 78 angetrieben. Dem Elektromotor 78 wird ein Steuersignal 82 ausgehend von dem Steuergerät 18 zugeführt, wobei das Steuersignal 82 in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmoment 16 und dem Soll-Lenkmoment 30 ermittelt wird. Analog zu den 3 und 4 ist parallel zu der Pumpe 72 in nicht dargestellter Form ein gleichartiges Bypass-Ventil angeordnet, dass der Funktion des Bypass-Ventils 46 entspricht.The reversible pump 72 is via an electric motor 78 driven. The electric motor 78 becomes a control signal 82 starting from the control unit 18th supplied, the control signal 82 depending on the actual steering torque 16 and the target steering torque 30th is determined. Analogous to the 3 and 4th is parallel to the pump 72 In a form not shown, a similar bypass valve is arranged that the function of the bypass valve 46 corresponds to.

Zu beiden Seiten ist die Pumpe 72 mit einem Zweidruckventil 84 verbunden. Das Zweidruckventil 84 ist mit einem Tank 86 für Hydraulikfluid verbunden. Zur beispielhaft erläuterten Zuführung von Hydraulikfluid in den Hydraulikraum 22 fördert die Pumpe 72 Hydraulikfluid von einem rechten Zweig der in 4 dargestellten Hydraulikeinheit 20 in einen linken Zweig der Hydraulikeinheit 20. Die Einnahme einer Schaltstellung des Zweidruckventils 84 wird durch den anliegenden Druck von beiden Zweigen der Hydraulikeinheit 20 bestimmt. Im vorliegend beschriebenen Beispiel nimmt das Zweidruckventil 84 aufgrund des im Vergleich zum rechten Zweig höheren Drucks im linken Zweig eine Schaltstellung ein, die die Verbindung des Tanks 86 mit dem linken Zweig sperrt und die Verbindung des Tanks 86 mit dem rechten Zweig öffnet. Des Weiteren wird das entsperrbare Rückschlagventil 76 entsperrt, beispielsweise aufgrund der Druckabnahme in dem rechten Zweig. Mithin wird das vom rechten Zweig in den linken Zweig geförderte Hydraulikfluid dem Hydraulikraum 22 zugeführt und Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum 24 in den rechten Zweig der Hydraulikeinheit gefördert.The pump is on both sides 72 with a two-pressure valve 84 connected. The two-pressure valve 84 is with a tank 86 connected for hydraulic fluid. For the supply of hydraulic fluid into the hydraulic space, explained by way of example 22nd promotes the pump 72 Hydraulic fluid from a right branch of the in 4th hydraulic unit shown 20th in a left branch of the hydraulic unit 20th . The assumption of a switching position of the two-pressure valve 84 is due to the pressure applied from both branches of the hydraulic unit 20th certainly. In the example described here, the two-pressure valve takes 84 due to the higher pressure in the left branch compared to the right branch, a switching position that connects the tank 86 with the left branch locks and the connection of the tank 86 with the right branch opens. Furthermore, the pilot operated check valve 76 unlocked, for example due to the decrease in pressure in the right branch. As a result, the hydraulic fluid conveyed from the right branch into the left branch becomes the hydraulic space 22nd supplied and hydraulic fluid from the hydraulic space 24 promoted to the right branch of the hydraulic unit.

Die Elektromotoren 44, 78 können beispielsweise als Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) oder als Asynchronmotoren (ASM) ausgestaltet sein.The electric motors 44 , 78 can be designed, for example, as permanent magnet synchronous motors (PMSM) or as asynchronous motors (ASM).

Claims

Method for operating a hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 70) for a motor vehicle, an actual steering torque (16) being determined by means of a sensor (14) on a torsion bar (6), a target steering torque (30 ) is determined, with an assisting force being introduced into a steering gear of the motor vehicle by means of a hydraulic cylinder (12) for assisting steering, a hydraulic unit (20) being hydraulically connected directly to the hydraulic cylinder (12) and the assisting force being dependent on the hydraulic unit (20) is specified by the actual steering torque (16) and the target steering torque (30), in particular as a function of a difference between the actual steering torque (16) and the target steering torque (30), the target steering torque (30) is determined at least as a function of a steering angle and / or a steering angular speed, and wherein the steering angle and / or the steering angular speed is determined on the basis of a by the hydraulic unit (20 ) the amount of fluid delivered is determined.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the support force is introduced into the steering gear solely by means of the hydraulic cylinder (12).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the hydraulic unit (20) comprises a unidirectional pump (42) and a distributor unit (50), and a hydraulic fluid by means of the unidirectional pump as a function of the actual steering torque (16) and the target steering torque (30) (42), which is driven in particular by an electric motor (44), and the distributor unit (50) is fed to one of two hydraulic chambers (22; 24) of the hydraulic cylinder (20).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the hydraulic unit (20) comprises a reversible pump (72), in particular by means of a gear pump, with a hydraulic fluid by means of the reversible pump (30) depending on the actual steering torque (16) and the target steering torque (30). 72), which is driven in particular by an electric motor (78), is fed to one of two hydraulic chambers (22; 24) of the hydraulic cylinder (70).

Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the target steering torque (30) is determined as a function of a vehicle speed.

Computer program for a digital computing device, which is designed to carry out the method according to one of the preceding claims.

Control device (18) for a hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 70) of a motor vehicle, which is provided with a digital computing device, in particular a microprocessor, on which a computer program follows Claim 6 is executable.

Storage medium for a control unit of a hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 70) according to Claim 7 on which a computer program after Claim 6 is stored.

Hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 70) for a motor vehicle, wherein an actual steering torque (16) can be determined by means of a sensor (14) on a torsion bar (6), a target steering torque (30) being able to be determined, wherein a support force can be introduced into a steering gear of the motor vehicle by means of a hydraulic cylinder (12) for steering force support, a hydraulic unit (20) being hydraulically connected directly to the hydraulic cylinder (12) and the support force being supplied by the hydraulic unit (20) as a function of the actual Steering torque (16) and the target steering torque (30), in particular as a function of a difference between the actual steering torque (16) and the target steering torque (30), can be specified, the target steering torque (30) at least as a function of a steering angle and / or a steering angular speed can be determined, and wherein the steering angle and / or the steering angular speed are determined on the basis of an amount of fluid conveyed by the hydraulic unit (20) is lbar.

Hydraulically assisted steering system (2; 40; 60; 78) according to Claim 9 , characterized in that the support force can be introduced into the steering gear solely by means of the hydraulic cylinder (12).

Hydraulically assisted steering system (40; 60) according to Claim 9 or 10 , characterized in that the hydraulic unit (20) comprises a unidirectional pump (42) and a distributor unit (50), and a hydraulic fluid by means of the unidirectional pump as a function of the actual steering torque (16) and the target steering torque (30) (42), which is driven in particular by an electric motor (44), and the distributor unit (50) can be fed to one of two hydraulic chambers (22; 24) of the hydraulic cylinder (20).

Hydraulically assisted steering system (70) according to Claim 9 or 10 , characterized in that the hydraulic unit (20) comprises a reversible pump (72), in particular by means of a gear pump, with a hydraulic fluid by means of the reversible pump (30) depending on the actual steering torque (16) and the target steering torque (30). 72), which is driven in particular by an electric motor (78), can be fed to one of two hydraulic chambers (22; 24) of the hydraulic cylinder (70).

Hydraulically assisted steering system according to one of the Claims 9 to 12th , characterized in that the target steering torque (30) can be determined as a function of a vehicle speed.