DE102017222776A1 - Method and system for determining a rack force, operating assistance method for a working device, operation assistance device and working device - Google Patents

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Abstract

Zur Bestimmung eines möglichst zuverlässigen Werts (Z) für eine Zahnstangenkraft (FZST) wird ein Verfahren (S) vorgeschlagen zum Bestimmen des Wertes (Z) der Zahnstangenkraft (F) eines Lenksystems (15) einer Arbeitsvorrichtung (10') oder eines Fahrzeugs (10) mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi), Erfassen (S2) von Betriebsparametern und insbesondere von Fahrparametern (Fj) der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung (10') oder des Fahrzeugs (10), Zuführen (S3) von Betriebsparametern oder Fahrparametern (Fj) zu einer Mehrzahl der Zahnstangenkraftmodelle (Mi), Bestimmen (S4) eines Werts (Zi) für die Zahnstangenkraft (F) aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell (Mi), Bewerten (S5) der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (F) und Bestimmen (S6) und Bereitstellen (S7) eines kombinierten resultierenden Werts als Wert (Z) für die Zahnstangenkraft (F) (a) auf der Grundlage der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (F) aus den Zahnstangenkraftmodellen (Mi) und (b) auf der Grundlage eines Ergebnisses des Bewertens (S5).To determine the most reliable value (Z) possible for a rack-and-pinion force (FZST), a method (S) is proposed for determining the value (Z) of the rack-and-pinion force (F) of a steering system (15) of a working device (10 ') or of a vehicle (10 ) comprising the steps of providing (S1) a set of rack force models (Mi), detecting (S2) operating parameters and in particular driving parameters (Fj) of the underlying working device (10 ') or of the vehicle (10), feeding (S3) from operating parameters or driving parameters (Fj) to a plurality of the rack force models (Mi), determining (S4) a value (Zi) for the rack force (F) from a respective rack power model (Mi), evaluating (S5) the values (Zi) for the Rack force (F) and determining (S6) and providing (S7) a combined resultant value as the rack force value (Z) (F) (a) on the basis of the rack force (F) values (Zi) from the rack and pinion ft models (Mi) and (b) based on a result of the evaluation (S5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Bestimmen einer Zahnstangenkraft eine Arbeitsvorrichtung, ein Betriebsassistenzverfahren und eine Betriebsassistenzvorrichtung für eine Arbeitsvorrichtung sowie eine Arbeitsvorrichtung als solche. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Fahrassistenzverfahren und eine Fahrassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug als solches.The present invention relates to a method and a system for determining a rack force a working device, an operation assistance method and an operation assistance device for a working device, and a working device as such. In particular, the present invention relates to a driving assistance method and a driving assistance device for a vehicle and a vehicle as such.

Bei elektromechanischen Lenksystemen, insbesondere im Zusammenhang mit Lenkassistenzsysteme oder Fahrerassistenzsystemen von Arbeitsvorrichtungen und insbesondere von Fahrzeugen, werden viele Funktionen auf der Grundlage des Wertes der Zahnstangenkraft des zu Grunde liegenden Lenksystems als maßgeblichem Betriebsparameter gesteuert oder geregelt. Für einen robusten Betrieb eines derartigen Lenksystems ist daher die robuste Ermittlung des Werts für die Zahnstangenkraft wesentlich.In electromechanical steering systems, particularly in the context of steering assist systems or driver assistance systems of work devices, and in particular of vehicles, many functions are controlled or regulated based on the value of the rack force of the underlying steering system as a significant operating parameter. For a robust operation of such a steering system, therefore, the robust determination of the value for the rack force is essential.

Aus der DE 10 2010 030 986 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Wertes einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtungen eines Fahrzeug bekannt, bei welchem eine Komponente der Zahnstangenkraft für einen Fahrvorgang in einem ersten Modell und eine Komponente der Zahnstangenkraft für einen Parkvorgang in einem zweiten Modell berechnet wird.From the DE 10 2010 030 986 A1 For example, a method for determining the value of a rack force for a steering apparatus of a vehicle is known in which a component of the rack force for a driving operation in a first model and a component of the rack force for a parking operation in a second model are calculated.

Die DE 10 2008 042 666 A1 betrifft die Störgrößenkompensation beim Schätzen einer Zahnstangenkraft unter Verwendung eines einzelnen Beobachtermodells.The DE 10 2008 042 666 A1 relates to disturbance compensation in estimating a rack force using a single observer model.

Die US 2017/0096161 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lenkungssteuerung, bei welchen verschiedene Betriebs- und Fahrparameter zur Berechnung einer Zahnstangenkraft aufgegriffen werden.The US 2017/0096161 A1 describes a method and apparatus for steering control in which various operating and driving parameters are used to calculate a rack force.

Derartige bekannte Einrichtungen und/oder Verfahren zum Bestimmen des Werts für die Zahnstangenkraft sind auf bestimmte Anwendungsfälle hin optimiert, zum Beispiel auf einen Fahrvorgang oder einen Parkvorgang.Such known devices and / or methods for determining the value of the rack-and-pinion force are optimized for specific applications, for example, a driving operation or a parking operation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Zahnstangenkraft eines Lenksystems sowie entsprechende Betriebsassistenzverfahren und -vorrichtungen sowie eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug anzugeben, bei welchen in besonders zuverlässiger Weise für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ein robuster Wert für eine Zahnstangenkraft eines zu Grunde liegenden Lenksystems ermittelt werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a method and a system for determining the rack force of a steering system and corresponding operation assistance methods and devices and a working device and in particular a vehicle, in which in a particularly reliable manner for a variety of applications, a robust value for a rack force of an underlying steering system can be determined.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Bestimmen eines Wertes einer Zahnstangenkraft erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bei einem Betriebsassistenzverfahren erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 13, bei einem System zum Bestimmen eines Werts einer Zahnstangenkraft erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 14, bei einer Betriebsassistenzvorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und bei einer Arbeitsvorrichtung und insbesondere eines Fahrzeugs erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.The object underlying the invention is in a method for determining a value of a rack-and-pinion force according to the invention with the features of claim 1, in an operation assistance method according to the invention with the features of claim 13, in a system for determining a value of a rack-and-pinion force according to the invention with the features of Claim 14, in an operation assistance device according to the invention with the features of claim 15 and in a working device and in particular a vehicle according to the invention with the features of claim 16 solved. Advantageous developments are the subject of the respective dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, welches eingerichtet ist zum Bestimmen des Wertes einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems einer Arbeitsvorrichtung oder eines Fahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Schritte auf:

  • - Bereitstellen eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen,
  • - Erfassen von Betriebsparametern und insbesondere von Fahrparametern der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung oder des Fahrzeugs,
  • - Zuführen von Betriebsparametern oder Fahrparametern zu einer Mehrzahl der Zahnstangenkraftmodelle,
  • - Bestimmen eines Werts für die Zahnstangenkraft aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell,
  • - Bewerten der Werte für die Zahnstangenkraft und
  • - Bestimmen und Bereitstellen eines kombinierten resultierenden Werts als Wert für die Zahnstangenkraft (a) auf der Grundlage der Werte für die Zahnstangenkraft aus den Zahnstangenkraftmodellen und auf der Grundlage eines Ergebnisses des Bewertens.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method adapted to determine the value of a rack force of a steering system of a working device or a vehicle. The method according to the invention comprises the steps:
  • Providing a set of rack force models,
  • Detecting operating parameters and in particular driving parameters of the underlying working device or of the vehicle,
  • Supplying operating parameters or driving parameters to a plurality of the rack force models,
  • Determining a value for the rack force from a respective rack force model,
  • - Evaluate the values for the rack power and
  • Determining and providing a combined resulting value as the value of the rack force (a) on the basis of the values of the rack force from the rack force models and based on a result of the evaluation.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen, also durch das Verwenden einer Mehrzahl von Zahnstangenkraftmodellen und durch die Bewertung der aus den Modellen abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft ergibt sich insgesamt ein Wert für die Zahnstangenkraft, welcher über einen breiteren Anwendungsbereich ein erhöhtes Maß an Zuverlässigkeit besitzt.As a result of the measures provided for in accordance with the invention, that is to say the use of a plurality of rack force models and the evaluation of the values for the rack force derived from the models, the overall result is a value for the rack force which has an increased degree of reliability over a wider range of applications.

Es geht erfindungsgemäß insbesondere auch um eine robuste Zahnstangenkraftbestimmung und/oder -beobachtung mit Hilfe einer mehrfachen Berechnung des Wertes der Zahnstangenkraft mit unterschiedlichen Modellen sowie um die Plausibilisierung der Ergebnisse und daraus resultierend die Vermeidung systematischer Nachteile einzelner Modelle, wenn diese allein verwendet würden.In particular, according to the invention, it is also a question of robust rack force determination and / or observation with the aid of a multiple calculation of the value of the rack force with different models, as well as the plausibility of the results and the resulting Avoiding systematic disadvantages of individual models if they were used alone.

Ein besonders hohes Maß an Zuverlässigkeit stellt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform ein Mehrebenenkonzept zu Grunde gelegt wird, insbesondere ein Dreiebenenkonzept, bei welchem insbesondere für eine Fahrzeugebene, eine Lenkgetriebeebene und/oder eine lenkungsinterne Ebene als Modellierungsebenen jeweils ein Modell zur Berechnung des Werts der Zahnstangenkraft bereitgestellt und verwendet wird.A particularly high degree of reliability arises in the method according to the invention if, according to a preferred embodiment, a multilevel concept is used as a basis, in particular a three-level concept, in which a model, in particular for a vehicle level, a steering gear plane and / or a steering-internal level as modeling levels provided and used to calculate the value of the rack power.

Weiterhin ist mit Hilfe einer zusätzlichen Beobachtung und/oder Messung ein zusätzliches lernendes Modell ausbildbar und verwendbar, das mit dem Ergebnis des Mehrebenenkonzepts eine übergeordnete Modellebene beschreibt. Dieses zusätzliche Modell fungiert quasi als eine Umhüllende der Modelle des Mehrebenenkonzepts und kann zur weiteren Steigerung der Robustheit der erfindungsgemäßen Zahnstangenkraftberechnung, insbesondere in Übergangssituationen zwischen den optimalen Betriebspunkten der einzelnen Modellebenen, genutzt werden.Furthermore, with the help of additional observation and / or measurement, an additional learning model can be formed and used, which describes a superordinate model level with the result of the multilevel concept. This additional model acts more or less as an envelope of the models of the multi-level concept and can be used to further increase the robustness of the rack force calculation according to the invention, in particular in transition situations between the optimal operating points of the individual model levels.

Grundsätzlich können die einzelnen aus den verschiedenen Zahnstangenkraftmodellen ermittelten Werte für die Zahnstangenkraft auf verschiedene Weise miteinander zur Ableitung eines kombinierten gemeinsamen Werts für die Zahnstangenkraft miteinander kombiniert und bewertet werden.Basically, the individual rack force values obtained from the various rack force models can be combined and evaluated in different ways to derive a combined common rack force value.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Bewerten auf der Grundlage der Mehrzahl der Werte eine Mehrheitsentscheidung und insbesondere eine 2-aus-3-Entscheidung abgeleitet und dabei eine der Mehrheitsentscheidung entsprechende Mehrheit aus der Mehrzahl von Werten für die Zahnstangenkraft ausgewählt und dem Bestimmen des kombinierten resultierenden Werts für die Zahnstangenkraft zu Grunde gelegt wird. Dabei kann zum Beispiel geprüft werden, ob die einzelnen abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft mit entsprechend ermittelten Fehlergrenzen in einem gemeinsamen Wertbereich liegen und/oder welche der abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft in diesem Zusammenhang aus dem Rahmen fallen und damit vernachlässigt oder zumindest weniger stark gewichtet werden können.It is particularly advantageous if, in accordance with a preferred development of the method according to the invention, a majority decision and in particular a 2-out-of-3 decision are derived when evaluating on the basis of the plurality of values and a majority of the plurality of values corresponding to the majority decision for the Rack force selected and based on determining the combined resulting value for the rack force is based. In this case, it can be checked, for example, whether the individual derived values for the rack-and-pinion force with corresponding error limits lie in a common value range and / or which of the derived values for the rack-and-pinion force are out of line in this context and thus neglected or at least less heavily weighted can.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen des Werts einer Zahnstangenkraft werden die Zahnstangenkraftmodelle und/oder daraus abgeleitete Werte für die Zahnstangenkraft auf der Grundlage der Betriebsparameter und/oder der Fahrparameter auf Plausibilität geprüft. So kann die Situation vorliegen, dass ein bestimmtes Modell in einem gegebenen Intervall oder Wertebereich für bestimmte Betriebs- oder Fahrparameter eine höhere Plausibilität und Zuverlässigkeit bei der Bestimmung der Werte für die Zahnstangenkraft besitzt als in einem anderen Intervall oder Wertebereich. Insofern können die Plausibilität und/oder Aussagekraft der verschiedenen Zahnstangenkraftmodelle in Abhängigkeit von den Betriebsparametern oder Fahrparameter einfließen, zum Beispiel bei der Bewertung der aus den Modellen abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft.According to another advantageous embodiment of the method according to the invention for determining the value of a rack-and-pinion force, the rack-pin force models and / or values derived therefrom for the rack-and-pinion force are checked for plausibility on the basis of the operating parameters and / or the driving parameters. Thus, there may be a situation where a given model in a given interval or range of values for certain operating or driving parameters has a higher plausibility and reliability in determining the values for the rack force than in any other interval or range of values. In this respect, the plausibility and / or informative value of the various rack force models can be incorporated depending on the operating parameters or driving parameters, for example in the evaluation of the values derived from the models for the rack force.

Insofern ist von besonderem Vorteil, wenn das Bewerten der aus den Zahnstangenkraftmodellen abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft und/oder das Bestimmen des kombinierten resultierenden Werts für die Zahnstangenkraft auf der Grundlage der Plausibilität erfolgen.In this respect, it is of particular advantage when evaluating the values for the rack force derived from the rack force models and / or determining the combined resulting value for the rack force on the basis of the plausibility.

Entsprechend kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die Zahnstangenkraftmodelle und/oder die daraus abgeleiteten Werte für die Zahnstangenkraft in Abhängigkeit von der Plausibilität und/oder einer Gewichtung berücksichtigt werden.Accordingly, it may be of particular advantage if the rack force models and / or the values derived therefrom for the rack force are taken into account as a function of the plausibility and / or a weighting.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass der kombinierte resultierende Wert für die Zahnstangenkraft direkt oder über ein für diesen Wert repräsentatives Signal zur Verfügung gestellt wird. Das entsprechende repräsentatives Signal kann zum Beispiel als Regel- oder Steuergröße in einem zu Grunde liegenden Lenksystem verwendet werden.According to another advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the combined resulting value for the rack-and-pinion force is made available directly or via a signal representative of this value. The corresponding representative signal can be used, for example, as a control variable in an underlying steering system.

Grundsätzlich können sämtliche Modelle verwendet werden, aus denen ein Wert für eine Zahnstangenkraft abgeleitet werden kann. Insofern ist die Art und Anzahl der eingesetzten Zahnstangenkraftmodelle grundsätzlich beliebig und wird zum Beispiel einem jeweiligen Anwendungsfall angepasst.In principle, all models can be used, from which a value for a rack force can be derived. In this respect, the type and number of rack power models used is basically arbitrary and, for example, adapted to a particular application.

So kann gemäß einer anderen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Modell des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen der Wert einer Zahnstangenkraft als eine Kraftsumme im Kräftegleichgewicht an einem Lenksystem der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung oder des Fahrzeugs bestimmt werden.Thus, according to another embodiment of the method according to the invention, in a model of the set of rack force models, the value of a rack force can be determined as a force sum in equilibrium of forces on a steering system of the underlying working device or of the vehicle.

Dies kann insbesondere erfolgen durch Erfassen eines Fahrerhandmoments, einer Unterstützungskraft einer Lenkunterstützungseinheit und/oder von Reibungs-/Trägheitskräften und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (1) Z1 = M H / i L + F U + F Reib .

Figure DE102017222776A1_0001
This can in particular be done by detecting a driver's manual torque, a support force of a steering assistance unit and / or friction / inertial forces and / or on the basis of the following relationship ( 1 ) Z1 = M H / i L + F U + F friction ,
Figure DE102017222776A1_0001

In diesem Zusammenhang (1) bezeichnet MH den Wert des Fahrerhandmoments, iL den Wert eines Übersetzungsfaktors und/oder eines effektiven Radius eines zu Grunde liegenden Lenkritzels, FU den Wert der Unterstützungskraft und FReib den Wert der Reibungs-/Trägheitskräfte.In this context ( 1 ) designated M H the value of the driver's hand torque, i L the value of one Translation factor and / or an effective radius of an underlying steering pinion, F U the value of the supporting force and F rubbing the value of the friction / inertial forces.

Dabei können zur Ermittlung der Unterstützungskraft am Lenksystem messbare Größen, insbesondere elektrische Größen, erfasst und insbesondere über einen Kalmanfilter, über neuronale Netze und/oder andere lernende Systeme ausgewertet werden.In this case, to determine the support force on the steering system measurable variables, in particular electrical variables, detected and evaluated in particular via a Kalman filter, neural networks and / or other learning systems.

Bei einer anderen alternativen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei einem Modell des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen der Wert einer Zahnstangenkraft als Kraftsumme im Kräftegleichgewicht an der Gesamtvorrichtung oder am Gesamtfahrzeug, und zwar auf der Grundlage von Gesamtvorrichtungssignalen oder Gesamtfahrzeugsignalen bestimmt wird, insbesondere durch Erfassen eines Lenkradwinkels, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und/oder von Seitenkräften aus einem Einspurmodell oder aus einem Zweispurmodell der Arbeitsvorrichtung oder des Fahrzeugs und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (2) Z2 = I H / I i S F Y .

Figure DE102017222776A1_0002
In another alternative development of the method according to the invention, it is provided that, in a model of the set of rack force models, the value of a rack-and-pinion force is determined as a force sum in the equilibrium of forces on the overall apparatus or on the entire vehicle, on the basis of overall apparatus signals or overall vehicle signals, in particular by detection a steering wheel angle, a driving speed, a lateral acceleration and / or lateral forces from a one-track model or from a two-track model of the working device or the vehicle and / or on the basis of the following relationship ( 2 ) Z2 = I H / I i S F Y ,
Figure DE102017222776A1_0002

Dabei bezeichnen IH / I die Schwerpunktrücklage mit dem zu Grunde liegenden Radstand I und dem Abstand IH einer Hinterachse zu einem Fahrzeugschwerpunkt, iS die Übersetzung einer Achskinematik zwischen einem Radienwinkel und einer Verschiebung einer zu Grunde liegenden Spurstange und FY einer wirkenden Querkraft im Fahrzeugschwerpunkt.Designate I H / I the center of gravity with the underlying wheelbase I and the distance I H a rear axle to a vehicle center of gravity, i p the translation of an axle kinematics between a radius angle and a displacement of an underlying tie rod and F Y an acting shear force in the center of gravity of the vehicle.

Bei einer anderen alternativen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass bei einem Modell des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen der Wert einer Zahnstangenkraft bestimmt wird aus Signalen und/oder Werten elektrischer Ströme zum Betreiben eines Elektromotors eines zu Grunde liegenden Lenkunterstützungssystems, vorzugsweise unter Verwendung eines Kalmanfilters, von neuronalen Netzen und/oder anderer lernender Systeme, gegebenenfalls unter Einbeziehung von Temperatursignalen und/oder Signalen zur Winkelgeschwindigkeit einer Motorausgangswelle.In another alternative embodiment of the inventive method it is provided that in a model of the set of rack force models the value of a rack force is determined from signals and / or values of electric currents for operating an electric motor of an underlying steering assistance system, preferably using a Kalman filter, of neural networks and / or other learning systems, possibly including temperature signals and / or angular velocity signals from an engine output shaft.

Zur weiteren Verbesserung der Zuverlässigkeit der aus den Modellen stammenden Werte für eine Zahnstangenkraft und insbesondere des abzuleitenden kombinierten und resultierenden Werts für die Zahnstangenkraft ist es von Vorteil, wenn ein aus einem jeweiligen Modell stammender Wert für eine Zahnstangenkraft als primärer Wert für die Zahnstangenkraft einem nachgeschalteten Schätzverfahren zugeführt wird und daraus unter Einbeziehung einer Messsignalmatrix und/oder eines lernenden Verfahrens, insbesondere auf der Grundlage neuronaler Netze und/oder eines Kalmanfilters, ein korrigierter Wert für die Zahnstangenkraft abgeleitet wird.In order to further improve the reliability of the values for a rack force derived from the models and, in particular, the combined and resultant value for the rack force, it is advantageous if a value for a rack force originating from a respective model as a primary value for the rack force is followed by a subsequent estimation method is supplied and derived therefrom, taking into account a measured signal matrix and / or a learning method, in particular based on neural networks and / or a Kalman filter, a corrected value for the rack force.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Betriebsassistenzverfahren und insbesondere ein Fahrassistenzverfahren für eine allgemeine Arbeitsvorrichtung und insbesondere für ein Fahrzeug geschaffen. Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren wird der Betrieb einer zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung und insbesondere eines zu Grunde liegenden Fahrzeugs auf der Grundlage eines Werts für eine Zahnstangenkraft gesteuert oder geregelt. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Wert der Zahnstangenkraft durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen des Wertes einer Zahnstangenkraft ermittelt.According to a further aspect of the present invention, an operation assistance method and in particular a driving assistance method for a general working device and in particular for a vehicle is also provided. In the operation assistance method or the driver assistance method according to the present invention, the operation of an underlying work apparatus and in particular an underlying vehicle is controlled or regulated on the basis of a value for a rack force. In the proposed method, the value of the rack force is determined by the method of determining the value of a rack force according to the invention.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung auch ein System zum Bestimmen einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems einer Arbeitsvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs. Das vorgeschlagene System ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zum Bestimmen des Werts einer Zahnstangenkraft gemäß der vorliegenden Erfindung oder das erfindungsgemäße Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren auszuführen.Furthermore, the present invention also provides a system for determining a rack force of a steering system of a working device, in particular of a vehicle. The proposed system is adapted to carry out a method for determining the value of a rack-and-pinion force according to the present invention or the operation assistance method or the driver assistance method according to the invention.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße System ausgebildet mit

  • - einer Einheit zum Bereitstellen eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen,
  • - einer Einheit zum Erfassen von Betriebsparametern und insbesondere von Fahrparametern der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung und insbesondere des zu Grunde liegenden Fahrzeugs,
  • - einer Einheit zum Zuführen der Betriebsparameter und insbesondere der Fahrparameter zu einer Mehrzahl der Zahnstangenkraftmodelle,
  • - einer Einheit zum Bestimmen eines Werts für die Zahnstangenkraft aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell,
  • - einer Einheit zum Bewerten der Werte für die Zahnstangenkraft und
  • - einer Einheit zum Bestimmen und Bereitstellen eines kombinierten resultierenden Werts für die Zahnstangenkraft (a) auf der Grundlage der Werte für die Zahnstangenkraft aus den Zahnstangenkraftmodellen und (b) auf der Grundlage eines Ergebnisses des Bewertens.
In particular, the system according to the invention is designed with
  • a unit for providing a set of rack force models,
  • a unit for detecting operating parameters and in particular driving parameters of the underlying working device and in particular of the underlying vehicle,
  • a unit for supplying the operating parameters and in particular the driving parameters to a plurality of the rack force models,
  • a unit for determining a value of rack force from a respective rack force model,
  • a unit for evaluating rack power values and
  • a unit for determining and providing a combined resultant value for the rack force (a) on the basis of the values of the rack force from the rack force models; and (b) based on a result of the evaluation.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung auch eine Betriebsassistenzvorrichtung insbesondere eine Fahrassistenzvorrichtung für eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere für ein Fahrzeug. Die vorgeschlagene Betriebsvorrichtung ist eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen des Wertes einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems einer Arbeitsvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs und insbesondere ein entsprechendes Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren auszuführen. Insbesondere weist die Betriebsassistenzvorrichtung oder Fahrassistenzvorrichtung ein erfindungsgemäßes System auf.Furthermore, the present invention also provides an operation assistance device, in particular a driving assistance device for a Working device and in particular for a vehicle. The proposed operating device is set up to carry out a method according to the invention for determining the value of a rack-and-pinion force of a steering system of a working device, in particular of a vehicle, and in particular a corresponding operating assistance method or driver assistance method. In particular, the operation assistance device or driving assistance device has a system according to the invention.

Des Weiteren schafft die vorliegende Erfindung auch eine Arbeitsvorrichtung insbesondere ein Fahrzeug, welche eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen des Wertes einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems oder entsprechendes Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren auszuführen oder bei derartigen Verfahren verwendet zu werden.Furthermore, the present invention also provides a working device, in particular a vehicle, which is set up to carry out a method according to the invention for determining the value of a rack-and-pinion force of a steering system or corresponding operating assistance method or driver assistance method or to be used in such methods.

Die vorgeschlagene Betriebsassistenzvorrichtung oder Fahrassistenzvorrichtung weist insbesondere eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems auf.The proposed operation assistance device or driving assistance device has in particular an embodiment of the system according to the invention.

Schließlich schafft die vorliegende Erfindung auch eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug, welche ebenfalls eingerichtet sind, das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen des Wertes einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems und/oder das erfindungsgemäße Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren auszuführen oder bei einem solchen Verfahren verwendet zu werden.Finally, the present invention also provides a working device, and in particular a vehicle, which are likewise configured to carry out the method according to the invention for determining the value of a rack-and-pinion force of a steering system and / or the operating assistance method or driving assistance method according to the invention or to be used in such a method.

Insbesondere können dazu die vorgeschlagene Arbeitsvorrichtung und das vorgeschlagene Fahrzeug eine erfindungsgemäß ausgestaltete Betriebsassistenzvorrichtung oder Fahrassistenzvorrichtung und insbesondere das erfindungsgemäße System aufweisen.In particular, for this purpose, the proposed working device and the proposed vehicle can have an operating assistance device or driving assistance device configured according to the invention and in particular the system according to the invention.

Figurenlistelist of figures

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.

  • 1 beschreibt schematisch nach Art eines Flussdiagramms eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zum Bestimmen des Werts einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems einer Arbeitsvorrichtung oder eines Fahrzeugs.
  • 2 bis 4 beschreiben schematisch Aspekte verschiedener Zahnstangenkraftmodelle, die bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems einsetzbar sind.
Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures.
  • 1 describes schematically in the manner of a flowchart an embodiment of the method and system for determining the value of a rack force of a steering system of a working device or a vehicle according to the invention.
  • 2 to 4 describe schematically aspects of various rack force models that can be used in one embodiment of the method and system according to the invention.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.The following are with reference to the 1 to 4 Embodiments and the technical background of the invention described in detail. Identical and equivalent as well as equivalent or equivalent elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.The illustrated features and other properties can be isolated in any form from each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.

1 beschreibt schematisch nach Art eines Flussdiagramms eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens S und des erfindungsgemäßen Systems 100 zum Bestimmen des Werts Z einer Zahnstangenkraft FZST eines Lenksystems 15 einer Arbeitsvorrichtung 10' oder eines Fahrzeugs 10. 1 describes schematically in the manner of a flow chart an embodiment of the method according to the invention S and the system according to the invention 100 to determine the value Z a rack-and-pinion force F ZST a steering system 15 a working device 10 ' or a vehicle 10 ,

In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer ersten Einheit 1 des Systems 100 wird ein Satz einer Mehrzahl von Zahnstangenkraftmodellen Mi bereitgestellt. Die einzelnen Zahnstangen Modelle Mi können zum Beispiel in einer Speichereinrichtung als Prozeduren, Funktionen oder dergleichen abgelegt sein oder als Komponenten eines ASICs und dann bei Aufruf und Zufuhr entsprechender Parameter einen Wert Zi des jeweiligen Modells Mi als Wert für eine Zahnstangenkraft FZST liefern.In a first step S1 of the procedure S or in connection with a first unit 1 of the system 100 becomes a set of a plurality of rack force models Wed. provided. The individual rack models Wed. For example, they may be stored in a memory device as procedures, functions, or the like, or as components of an ASIC, and then upon calling and supplying appropriate parameters, a value Zi of the respective model Wed. as value for a rack-and-pinion force F ZST deliver.

In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer zweiten Einheit 2 des Systems 100 werden Betriebsparameter, zum Beispiel im Sinne von Fahrparameter Fj, erfasst, zum Beispiel durch Sensoren oder auf der Grundlage von von Sensoren erfassten Daten mittels einer entsprechenden numerischen Bewertung.In a second step S2 of the procedure S or in connection with a second unit 2 of the system 100 become operating parameters, for example in the sense of driving parameters fj , detected, for example, by sensors or based on data acquired by sensors by means of a corresponding numerical evaluation.

In einem nachfolgenden Schritt S3 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer Einheit 3 des Systems 100 werden die Betriebsparameter oder Fahrparameter Fj Modellen Mi aus dem Satz von Zahnstangenkraftmodellen als Eingabe zugeführt und im Zusammenhang mit einem darauf folgenden Schritt S4 und einer entsprechenden Einheit 4 Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell Mi erfasst.In a subsequent step S3 of the procedure S or in the context of a unit 3 of the system 100 become the operating parameters or driving parameters fj models Wed. from the set of rack force models fed as input and in connection with a subsequent step S4 and a corresponding unit 4 values Zi for the rack power F ZST from a respective rack force model Wed. detected.

Auf diese Weise entsteht also ein entsprechender Satz von Werten Zi der Zahnstangenkraft FZST , nämlich entsprechend dem Satz Zahnstangenkraftmodellen Mi.In this way, a corresponding set of values is created Zi the rack power F ZST namely, according to the set of rack force models Wed. ,

In einem nachfolgenden Schritt S5 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer Einheit 5 des Systems 100 werden dann die aus den Modellen Mi ermittelten Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST bewertet, zum Beispiel im Hinblick auf ihre Plausibilität und/oder im Hinblick auf den Gültigkeitsbereich des jeweils zu Grunde liegenden Modells Mi anhand der Betriebsparameter oder Fahrparameter Fj.In a subsequent step S5 of the procedure S or in the context of a unit 5 of the system 100 then those from the models Wed. determined values Zi for the rack power F ZST assessed, for example, in terms of its plausibility and / or the scope of the underlying model Wed. based on the operating parameters or driving parameters fj ,

Im nachfolgenden Schritt S6 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer weiteren Einheit 6 des Systems 100 wird dann auf der Grundlage der Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Plausibilität der Werte und ihrer zu Grunde liegenden Modelle Mi sowie unter Berücksichtigung einer möglichen Gewichtung ein kombinierter resultierender Wert Z für die Zahnstangenkraft FZST ermittelt, quasi als Wert einer Funktion oder Zuordnung f, welche die Werte Zi aus den Modellen Mi als Eingangsparameter erhält und den kombinierten resultierenden Wert Z für die Zahnstangenkraft FZST liefert. Schließlich wird im Schritt S7 des Verfahrens S oder im Zusammenhang mit einer weiteren Einheit 7 des Systems 100 der ermittelte kombinierte resultierende Wert Z für die Zahnstangenkraft FZST direkt oder indirekt, nämlich zum Beispiel als entsprechend repräsentierendes Signal, bereitgestellt, um zum Beispiel in einem Regelverfahren oder Steuerverfahren verwendet zu werden.In the following step S6 of the procedure S or in connection with another unit 6 of the system 100 will then be based on the values Zi for the rack power F ZST and, where appropriate, taking into account the plausibility of the values and their underlying models Wed. and considering a possible weighting, a combined resulting value Z for the rack power F ZST determined, as a value of a function or assignment f which the values Zi from the models Wed. receives as input parameter and the combined resulting value Z for the rack power F ZST supplies. Finally, in step S7 of the procedure S or in connection with another unit 7 of the system 100 the determined combined resulting value Z for the rack power F ZST directly or indirectly, for example, as a correspondingly representative signal, for example, to be used in a control method or method.

Die 2 bis 4 beschreiben schematisch Aspekte verschiedener Zahnstangenkraftmodelle M1, M2, M3, die bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens S und Systems 100 einsetzbar sind.The 2 to 4 describe schematically aspects of different rack force models M1 . M2 . M3 which in one embodiment of the method according to the invention S and systems 100 can be used.

2 beschreibt schematisch ein erstes mögliches Modell M1 für die Ermittlung des Werts Z1 der Zahnstangenkraft FZST , bei welchem der Wert Z1 einer Zahnstangenkraft FZST als eine Kraftsumme im Kräftegleichgewicht an einem Lenksystem der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung 10' oder des Fahrzeugs 10 bestimmt wird, z.B. durch Erfassen eines Fahrerhandmoments MH , einer Unterstützungskraft FU einer Lenkunterstützungseinheit 15 und/oder von Reibungs-/Trägheitskräften FReib und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (1) Z1 = M H / i L + F U + F Reib ,

Figure DE102017222776A1_0003
wobei dort MH den Wert des Fahrerhandmoments, iL den Wert eines Übersetzungsfaktors und/oder eines effektiven Radius eines zu Grunde liegenden Lenkritzels, FU den Wert der Unterstützungskraft und FReib den Wert der Reibungs-/Trägheitskräfte bezeichnen. 2 describes schematically a first possible model M1 for the determination of the value Z1 the rack power F ZST in which the value Z1 a rack-and-pinion force F ZST as a force sum in the balance of power at a steering system of the underlying working device 10 ' or the vehicle 10 is determined, for example by detecting a driver's manual torque M H , a support force F U a steering assistance unit 15 and / or frictional / inertial forces F rubbing and / or based on the following relationship ( 1 ) Z1 = M H / i L + F U + F friction .
Figure DE102017222776A1_0003
being there M H the value of the driver's manual torque, iL the value of a ratio factor and / or an effective radius of an underlying steering pinion, F U the value of the supporting force and F rubbing denote the value of the friction / inertial forces.

3 beschreibt schematisch ein zweites mögliches Modell M2 für die Ermittlung des Werts Z2 der Zahnstangenkraft FZST , bei welchem der Wert Z2 einer Zahnstangenkraft FZST als Kraftsumme im Kräftegleichgewicht auf der Grundlage von Gesamtvorrichtungssignalen oder Gesamtfahrzeugsignalen bestimmt wird. Dies kann zum Beispiel erfolgen durch Erfassen eines Lenkradwinkels, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und/oder von Seitenkräften aus einem Einspurmodell oder aus einem Zweispurmodell der Arbeitsvorrichtung 10' oder des Fahrzeugs 10 und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (2) Z2 = I H / I i s F Y i S .

Figure DE102017222776A1_0004
3 schematically describes a second possible model M2 for the determination of the value Z2 the rack power F ZST in which the value Z2 a rack-and-pinion force F ZST is determined as a force sum in equilibrium of forces on the basis of total device signals or total vehicle signals. This can be done, for example, by detecting a steering wheel angle, a driving speed, a lateral acceleration and / or lateral forces from a single-track model or from a two-track model of the working device 10 ' or the vehicle 10 and / or based on the following relationship ( 2 ) Z2 = I H / I i s F Y i S ,
Figure DE102017222776A1_0004

Dabei bezeichnen IH / I die Schwerpunktrücklage mit dem zu Grunde liegenden Radstand I und dem Abstand IH einer Hinterachse zu einem Fahrzeugschwerpunkt, iS die Übersetzung einer Achskinematik zwischen einem Radienwinkel und einer Verschiebung einer zu Grunde liegenden Spurstange und FY eine im Fahrzeugschwerpunkt wirkende Querkraft.Designate I H / I the center of gravity with the underlying wheelbase I and the distance I H a rear axle to a vehicle center of gravity, i p the translation of an axle kinematics between a radius angle and a displacement of an underlying tie rod and F Y a transverse force acting in the center of gravity of the vehicle.

4 schließlich beschreibt schematisch ein drittes mögliches Modell M3 für die Ermittlung des Werts Z3 der Zahnstangenkraft FZST , bei welchem der Wert Z3 der Zahnstangenkraft FZST bestimmt wird aus Signalen und/oder Werten elektrischer Ströme zum Betreiben eines Elektromotors 12 eines zu Grunde liegenden Lenkunterstützungssystems 15, vorzugsweise unter Verwendung eines Kalmanfilters und/oder neuronaler Netze 11. Dies kann gegebenenfalls unter Einbeziehung von Temperatursignalen und/oder Signalen zur Winkelgeschwindigkeit einer Motorausgangswelle oder weiterer Parameter oder Variablen erfolgen. 4 Finally, schematically describes a third possible model M3 for the determination of the value Z3 the rack power F ZST in which the value Z3 the rack power F ZST is determined from signals and / or values of electrical currents for operating an electric motor 12 an underlying steering assistance system 15 , preferably using a Kalman filter and / or neural networks 11 , Optionally, this may be done by including temperature signals and / or angular velocity signals from an engine output shaft or other parameters or variables.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:These and other features and characteristics of the present invention will be further elucidated with reference to the following statements:

Für den querdynamischen Betrieb eines Fahrzeugs sind der Fahrzustand und die Fahrumgebung entscheidende Einflussfaktoren. Sowohl menschliche Fahrer als auch Systeme zum autonomen oder teilautomatisierten Fahren sind zur sicheren Querführung eines Fahrzeuges auf die Rückführung von Informationen über diese Einflussfaktoren angewiesen.For the lateral dynamic operation of a vehicle, the driving condition and the driving environment are decisive influencing factors. Both human and autonomous or semi-automated driving systems rely on the feedback of information about these drivers for the purpose of safely traversing a vehicle.

Während querdynamische Größen wie die Querbeschleunigung oder die Gierrate den aktuellen Fahrzustand mit der Trägheit des jeweiligen Fahrzeuges wiederspiegeln, repräsentiert die Reifenseitenkraft den Initiator der querdynamischen Wirkkette.While lateral dynamic variables such as the lateral acceleration or the yaw rate reflect the current driving state with the inertia of the respective vehicle, the tire side force represents the initiator of the lateral dynamic chain of action.

Die Fahrzustandsgrößen sind im Vergleich zur Reifenseitenkraft mit geringem Aufwand messbar, jedoch stets mit einer zeitlichen Verzögerung behaftet. Die Reifenseitenkraft wirkt über die Achskinematik als Zahnstangenkraft auf eine Lenkung und kann nur durch aufwendige und teure Messtechnik bestimmt werden.The driving state variables are measurable in comparison with the tire side force with little effort, but always with a time lag. The tire side force acts on the axle kinematics as a rack and pinion force on a steering and can only be determined by consuming and expensive measurement technology.

Für elektromechanische Lenksysteme bietet sich darüber hinaus die Möglichkeit, auf Basis der im Lenksystem verfügbaren Sensorik, Algorithmen zur Beobachtung der anliegenden Zahnstangenkraft zu entwerfen. Die Auslegung der Algorithmen hängt maßgeblich von den Anforderungen der weiteren Verwendung ab. For electromechanical steering systems, it is also possible to design algorithms for monitoring the adjacent rack force on the basis of the sensors available in the steering system. The design of the algorithms depends largely on the requirements of further use.

Im Stand der Technik ist kein unabhängig von einem konkreten Anwendungsfall verwendbares Vorgehen zum robusten Ermitteln des Wertes einer Zahnstangenkraft verfügbar.The prior art does not provide a method of robustly determining the value of a rack-and-pinion force that can be used independently of a specific application.

Bekannte Berechnungsverfahren sind entweder in Richtung einer hohen Amplitudentreue oder einer hohen Phasentreue optimiert.Known calculation methods are optimized for either high amplitude fidelity or high phase fidelity.

Weiterhin enthalten die bekannten Ansätze viele Parameter, die nur schwer zu ermitteln sind und sich auch häufig im Rahmen der Streuung in der Produktion und durch Verschleiß verändern, wie z.B. Reibung.Furthermore, the known approaches contain many parameters which are difficult to detect and which also frequently vary in the context of production variability and wear, such as e.g. Friction.

Wirkungsgrade sind nur sehr aufwendig zu ermitteln, da diese von der aktuellen Last und Bewegungsrichtung des Lenksystems abhängig sind.Efficiencies are very expensive to determine, since these are dependent on the current load and direction of movement of the steering system.

Das hat zur Folge, dass die Entwicklung von Verfahren und Systemen zur Ermittlung des Werts einer Zahnstangenkraft vergleichsweise aufwendig ist, die entwickelte Funktion kann darüber hinaus nur in einem sehr eingeschränkten Bereich eingesetzt werden.As a result, the development of methods and systems for determining the value of a rack-and-pinion force is comparatively expensive, and the developed function can be used only in a very limited range.

In Steer-by-Wire-Lenksystemen liegen gegenüber konventionellen elektromechanischen Lenksystemen, wie z.B. EPS, zusätzliche Anforderungen vor. Mit dem Wegfall einer Lenksäule, entfällt dort auch der Drehmomentsensor. Dieser dient bisher zur Bestimmung des vom Fahrer eingeleiteten Handmoments.In steer-by-wire steering systems, over conventional electromechanical steering systems, such as e.g. EPS, additional requirements. With the elimination of a steering column, there eliminates the torque sensor. This has hitherto been used to determine the hand torque introduced by the driver.

Weiterhin müssen Steer-by-Wire-Systeme mit Steuergeräten und Motoren angetrieben werden, die auf Grund der geforderten Ausfallsicherheit redundant ausgeführt sind.Furthermore, steer-by-wire systems with control units and motors must be driven, which are redundant due to the required reliability.

Das hat zur Folge, dass im System zusätzliche Reibungen, Trägheiten und Elastizitäten vorliegen, wodurch sich die Berechnung komplexer gestaltet als in einer konventionellen EPS-Lenkung.As a result, additional friction, inertia and elasticity are present in the system, which makes the calculation more complex than in a conventional EPS steering.

Auch zusätzliche Messsignale müssen berücksichtigt werden.Additional measuring signals must also be taken into account.

Eine Optimierung der Zahnstangenkraftbeobachtung wird bei der vorliegenden Erfindung auf Basis einer redundanten Berechnung der Zahnstangenkraft erreicht.An optimization of the rack-power observation is achieved in the present invention based on a redundant calculation of rack force.

Der Vorteil dieses Ansatzes ist die Kombination verschiedener Berechnungsmethoden im Sinne unterschiedlicher Zahnstangenkraftmodelle Mi auf eine Weise, die insgesamt im Zusammenwirken die jeweiligen Nachteile einer Methode ausgleicht.The advantage of this approach is the combination of different calculation methods in the sense of different rack force models Wed. in a way that altogether, when working together, offsets the respective disadvantages of a method.

Ein erstes Modell M1 oder eine erste Methode bestehen beispielsweise in einer Zahnstangenkraftbeobachtung, bei welcher die Kraftsumme im Kräftegleichgewicht am Lenksystem 15 aus dem Einfluss des Fahrers, nämlich des Fahrerhandmoments MH , der Unterstützungskraft FU und der Reibungs- bzw. Trägheitskräfte FReib auf die messtechnisch nicht direkt erfasste Zahnstangenkraft FZST schließen lässt, wie dies in 2 gezeigt ist.A first model M1 or a first method, for example, in a rack force observation, in which the force sum in the balance of power on the steering system 15 from the influence of the driver, namely the driver's hand moment M H , the support force F U and the friction or inertial forces F rubbing on the metrologically not directly detected rack power F ZST lets close, like this in 2 is shown.

Für die exakte Ermittlung der Unterstützungskraft FU kann dabei beispielsweise ein Kalmanfilter verwendet werden. Dieser Ansatz berücksichtigt die am Lenksystem 15 messbaren Größen. Mögliche Nachteile bei sich ändernden Reibkräften oder Stickslip-Effekten der Lenkung, sollen erfindungsgemäß durch die Kombination mit anderen Zahnstangenkraftmodellen kompensiert werden.For the exact determination of the support force F U For example, a Kalman filter can be used. This approach takes into account the steering system 15 measurable sizes. Possible disadvantages with changing frictional forces or stick-slip effects of the steering are to be compensated according to the invention by the combination with other rack force models.

Ein zweites Modell M2 oder eine zweite Methode besteht in einer Berechnung des Wertes der Zahnstangenkraft auf Basis von Gesamtfahrzeugsignalen.A second model M2 or a second method is to calculate the value of rack force based on total vehicle signals.

Auf Basis von z.B. Werten für den Lenkradwinkel, für die Fahrzeuggeschwindigkeit kann mit Hilfe einer modellhaften Fahrzeugabbildung, beispielsweise eines Einspurmodells oder nach Art eines Zweispurmodells, auf die Querbeschleunigung und damit auf die Seitenkräfte geschlossen werden, wie dies in 3 dargestellt ist.On the basis of eg values for the steering wheel angle, for the vehicle speed can be concluded with the help of a model vehicle image, such as a single-track model or in the manner of a two-track model on the lateral acceleration and thus on the lateral forces, as in 3 is shown.

Der Wert der Zahnstangenkraft FZST berechnet sich aus der Seitenkraft und dem Übersetzungsverhältnis der Achskinematik. Da die Querbeschleunigung durch serienmäßige Sensorik erfasst wird, können die Parameter des verwendeten Fahrzeugmodells in Echtzeit und/oder online aktualisiert oder optimiert werden.The value of rack power F ZST calculated from the lateral force and the transmission ratio of the axle kinematics. Since the lateral acceleration is detected by standard sensors, the parameters of the vehicle model used can be updated or optimized in real time and / or online.

Für ein drittes Modell M3 oder eine entsprechende dritte Methode werden die Signale genutzt, die im Rahmen des Betreibens eines Elektromotors erfasst werden. Dazu gehören insbesondere die gemessenen elektrischen Ströme, die Aufschluss über das vom Elektromotor bereitgestellte Unterstützungsmoment geben.For a third model M3 or a corresponding third method, the signals are used, which are detected in the context of operating an electric motor. These include, in particular, the measured electrical currents, which provide information about the assistance torque provided by the electric motor.

Ferner können beispielsweise Temperatursignale und/oder Werte für die Winkelgeschwindigkeit der Motorausgangswelle dazu dienen, Rückschlüsse auf das anliegende Motormoment zu erlangen. Zur Ermittlung des resultierenden Motormomentes und damit - über das Kräftegleichgewicht einer Lenkung - der anliegenden Zahnstangenkraft können Berechnungsmethoden wie Kalmanfilter, neuronale Netze und/oder andere lernende Verfahren verwendet werden, wie dies in 4 gezeigt ist.Furthermore, for example, temperature signals and / or values for the angular velocity of the engine output shaft can be used to obtain conclusions about the applied engine torque. To determine the resulting engine torque and thus - via the balance of power of a steering - The applied rack force can be calculated using methods such as Kalman filters, neural networks, and / or other learning techniques, as described in 4 is shown.

Die Berechnung des Werts der Zahnstangenkraft auf Basis der vorgestellten Ansätze der Modelle M1 bis M3 oder auf der Grundlage darüber hinausgehender Modelle liefert im Optimalfall drei identische Zahnstangenkraftsignale. Für weitere Fälle können jedoch Abweichungen zwischen den verschiedenen Berechnungsmethoden auftreten. Das Ziel einer optimierten Zahnstangenkraftberechnung erfordert daher die Auswertung und Gewichtung der ermittelten Zahnstangenkraftsignale. In einem ersten Schritt kann die Auswahl eines gültigen Signals auf Basis eines Mehrheitsentscheides getroffen werden.The calculation of the value of the rack force based on the presented approaches of the models M1 to M3 or on the basis of additional models provides in the best case, three identical rack force signals. For further cases, however, deviations between the different calculation methods may occur. The goal of optimized rack force calculation therefore requires the evaluation and weighting of the determined rack force signals. In a first step, the selection of a valid signal based on a majority vote can be made.

Bei der Bewertung der aus den einzelnen Modellen M1 bis M3 erzeugten Werte Z1 bis Z3 für die Zahnstangenkraft FZST ist folgendes Vorgehen denkbar:In the evaluation of the individual models M1 to M3 generated values Z1 to Z3 for the rack power F ZST the following procedure is conceivable:

Wenn das Ergebnis einer Berechnungsmethode - also eines der Modelle M1 bis M3 - stark von den Ergebnissen der anderen zwei Methoden oder Modellen abweicht, wird die Abweichung als fehlerhaft bewertet und es wird den übrigen Werten für die Zahnstangenkraft FZST oder den entsprechenden Signalen vertraut. Das Auswahlverfahren kann darüber hinaus entsprechend der jeweiligen Anforderungen an die Güte der Zahnstangenkraftberechnung angepasst werden. Die Auswertung von Fahrzuständen kann hierbei beispielsweise eine Methode darstellen. Für quasistationäre Manöver, bei denen die gemessene Querbeschleunigung als Referenz eine vergleichsweise robuste Zahnstangenkraftberechnung ermöglicht, wird der zweiten Methode eine hohe Gewichtung zugeordnet.If the result of a calculation method - that is one of the models M1 to M3 - deviates greatly from the results of the other two methods or models, the deviation is assessed as faulty and it will be the remaining values for the rack force F ZST or the corresponding signals. The selection process can also be adapted according to the requirements of the quality of the rack force calculation. The evaluation of driving conditions can represent a method, for example. For quasi-stationary maneuvers in which the measured lateral acceleration allows a comparatively robust rack force calculation as a reference, a high weighting is assigned to the second method.

So werden die Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST in drei aufeinander aufbauenden Ebenen betrachtet, nämlich

  1. 1. in der Ebene elektrischer Größen eines Unterstützungsmotors und/oder eines Steuergerät einer Lenkung,
  2. 2. in der Ebene mechanischer Größen der Lenkung und
  3. 3. in der Ebene von Fahrzeuggrößen.
That's how the values become Zi for the rack power F ZST considered in three consecutive levels, namely
  1. 1. in the plane of electrical quantities of a support motor and / or a control unit of a steering,
  2. 2. in the level of mechanical sizes of the steering and
  3. 3. in the plane of vehicle sizes.

Durch eine 2-aus-3-Entscheidung kann das Lenksystem 15 ohne äußere Eingabe entscheiden, welche Methode in der jeweiligen Fahrsituation die genauesten Ergebnisse liefert.Through a 2-out-of-3 decision, the steering system can 15 decide without external input, which method provides the most accurate results in each driving situation.

Damit es nicht zu Signalsprüngen kommt, werden die Übergangssituationen zwischen den Berechnungsmethoden besonders betrachtet. Durch Rampen über mehrere Zeitschritte oder dir Verwendung von Filteralgorithmen wird ein kontinuierlicher Übergang sichergestellt.In order to avoid signal jumps, the transitional situations between the calculation methods are especially considered. Ramps over multiple time steps or the use of filter algorithms ensure a continuous transition.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawings, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person, without departing from the scope of the present invention, the scope of protection the appended claims are defined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Einheit zum Bereitstellen S1 eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen Mi Unit to deploy S1 a set of rack force models Wed.
22
Einheit zum Erfassen S2 von Betriebsparametern/Fahrparametern Fj Unit to capture S2 of operating parameters / driving parameters fj
33
Einheit zum Zuführen S3 von Betriebsparametern/Fahrparametern Fj Unit for feeding S3 of operating parameters / driving parameters fj
44
Einheit zum Bestimmen S4 eines Werts Zi für die Zahnstangenkraft FZST Unit for determining S4 of a value Zi for the rack power F ZST
55
Einheit zum Bewerten S5 der Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST Unit for rating S5 the values Zi for the rack power F ZST
66
Einheit zum Bestimmen S6 eines kombinierten resultierenden Werts Z für die Zahnstangenkraft FZST Unit for determining S6 a combined resulting value Z for the rack power F ZST
77
Einheit zum Bereitstellen S7 des kombinierten resultierenden Werts Z für die Zahnstangenkraft FZST Unit to deploy S7 of the combined resulting value Z for the rack power F ZST
1010
Fahrzeugvehicle
10'10 '
Arbeitsvorrichtungworking device
1111
neuronales Netzneural network
1212
Elektromotor, UnterstützungsmotorElectric motor, support motor
1515
Lenksystemsteering system
100100
System system
Fjfj
Fahrparameter, mit j = 1, 2, 3, ...Driving parameters, with j = 1, 2, 3, ...
FReib F rubbing
(Wert einer) Reibungskraft(Value of a) friction force
FU F U
(Wert einer) Unterstützungskraft(Value of one) supporting force
FY F Y
im Fahrzeugschwerpunkt wirkenden Querkraftacting in the vehicle center of gravity lateral force
FZST F ZST
(Wert einer) Zahnstangenkraft(Value of a) rack force
II
Radstandwheelbase
IH I H
Abstand Hinterachse zum FahrzeugschwerpunktDistance rear axle to the vehicle center of gravity
IH / II H / I
SchwerpunktrücklagePriority reserve
iL i L
Übersetzungsfaktor und/oder effektiver Radius eines zu Grunde liegenden LenkritzelsTranslation factor and / or effective radius of an underlying steering pinion
iS i p
Übersetzung einer Achskinematik zwischen einem Radienwinkel und einer Verschiebung einer zu Grunde liegenden SpurstangeTranslation of an axle kinematics between a radius angle and a displacement of an underlying track rod
MH M H
(Wert eines) Fahrerhandmoment(s)(Value of one) driver's hand moment (s)
MiWed.
Zahnstangenkraftmodell, mit i = 1, 2, 3, ... Rack Force Model, with i = 1, 2, 3, ...
SS
Verfahrenmethod
S1S1
Bereitstellen S1 eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen MiProvide S1 a set of rack force models Mi
S2S2
Erfassen S2 von Betriebsparametern/Fahrparametern Fj To capture S2 of operating parameters / driving parameters fj
S3S3
Zuführen S3 von Betriebsparameter/Fahrparametern Fj Respectively S3 of operating parameters / driving parameters fj
S4S4
Bestimmen S4 eines Werts Zi für die Zahnstangenkraft FZST Determine S4 of a value Zi for the rack power F ZST
S5S5
Bewerten S5 der Werte Zi für die Zahnstangenkraft FZST assess S5 the values Zi for the rack power F ZST
S6S6
Bestimmen S6 eines kombinierten resultierenden Werts Z für die Zahnstangenkraft FZST Determine S6 a combined resulting value Z for the rack power F ZST
S7S7
Bereitstellen S7 des kombinierten resultierenden Werts Z für die Zahnstangenkraft FZST Provide S7 of the combined resulting value Z for the rack power F ZST
ZZ
(kombinierter/resultierender) Wert für die Zahnstangenkraft FZST (combined / resulting) value for the rack force F ZST
ZiZi
Wert einer Zahnstangenkraft FZST aus einem Zahnstangenkraftmodell Mi, mit i = 1, 2, 3, ...Value of a rack-and-pinion force F ZST from a rack power model Wed. , with i = 1, 2, 3, ...

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (16)

Verfahren (S) zum Bestimmen des Wertes (Z) einer Zahnstangenkraft (FZST) eines Lenksystems (15) einer Arbeitsvorrichtung (10') oder eines Fahrzeugs (10), mit den Schritten: - Bereitstellen (S1) eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi), - Erfassen (S2) von Betriebsparametern und insbesondere von Fahrparametern (Fj) der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung (10') oder des Fahrzeugs (10), - Zuführen (S3) von Betriebsparametern oder Fahrparametern (Fj) zu einer Mehrzahl der Zahnstangenkraftmodelle (Mi), - Bestimmen (S4) eines Werts (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell (Mi), - Bewerten (S5) der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) und - Bestimmen (S6) und Bereitstellen (S7) eines kombinierten resultierenden Werts als Wert (Z) für die Zahnstangenkraft (FZST) (a) auf der Grundlage der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) aus den Zahnstangenkraftmodellen (Mi) und (b) auf der Grundlage eines Ergebnisses des Bewertens (S5).Method (S) for determining the value (Z) of a rack-and-pinion force (F ZST ) of a steering system (15) of a working device (10 ') or of a vehicle (10), comprising the steps of: - providing (S1) a set of rack force models (Mi ), - acquiring (S2) operating parameters and in particular driving parameters (Fj) of the underlying working device (10 ') or the vehicle (10), - supplying (S3) operating parameters or driving parameters (Fj) to a plurality of the rack force models ( Mi), - determining (S4) a value (Zi) for the rack force (F ZST ) from a respective rack force model (Mi), - evaluating (S5) the values (Zi) for the rack force (F ZST ) and - determining (S6 ), and providing (S7) a combined resulting value as a value (Z) for the rack force (F ZST) (a) on the basis of the values (Zi) (for the rack force F ZST) (from the rack force models Mi) and (b) based on a result of the rating (S5). Verfahren (S) nach Anspruch 1, bei welchem ein Mehrebenenkonzept zu Grunde gelegt wird, wobei welchem für eine Fahrzeugebene, eine Lenkgetriebeebene und/oder eine lenkungsinterne Ebene als Modellierungsebenen jeweils ein Modell zur Berechnung des Werts der Zahnstangenkraft bereitgestellt und verwendet wird.Method (S) according to Claim 1 in which a multilevel concept is used as a basis, wherein for each of a vehicle level, a steering gear plane and / or an in-steering plane as modeling planes, a model for calculating the value of the rack force is provided and used. Verfahren (S) nach Anspruch 2, bei welchem mittels einer zusätzlichen Beobachtung und/oder Messung ein zusätzliches lernendes Modell ausgebildet und verwendet wird, das mit dem Ergebnis des Mehrebenenkonzepts eine übergeordnete Modellebene beschreibt.Method (S) according to Claim 2 in which, by means of an additional observation and / or measurement, an additional learning model is developed and used, which describes a superordinate model level with the result of the multilevel concept. Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem beim Bewerten (S5) auf der Grundlage der Mehrzahl der Werte (Zi) eine Mehrheitsentscheidung und insbesondere eine 2-aus-3-Entscheidung abgeleitet und dabei eine - der Mehrheitsentscheidung entsprechende - Mehrheit aus der Mehrzahl von Werten (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) ausgewählt und dem Bestimmen (S6) des kombinierten resultierenden Werts (Z) für die Zahnstangenkraft (FZST) zu Grunde gelegt wird.Method (S) according to one of the preceding claims, in which in the evaluation (S5) on the basis of the plurality of values (Zi) a majority decision and in particular a 2-out-of-3 decision are derived and thereby a majority - corresponding to the majority decision is selected from the plurality of rack force ( ZZ ) values (Zi) and based on the determination (S6) of the combined resultant rack power value (Z) ( ZZST ). Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Zahnstangenkraftmodelle (Mi) und/oder daraus abgeleitete Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) auf der Grundlage der Betriebsparameter und/oder der Fahrparameter (Fj) auf Plausibilität geprüft werden.Method (S) according to one of the preceding claims, in which the rack force models (Mi) and / or values (Zi) derived therefrom for the rack force (F ZST ) are checked for plausibility on the basis of the operating parameters and / or the driving parameters (Fj) , Verfahren (S) nach Anspruch 5, bei welchem das Bewerten (S5) und/oder das Bestimmen (S6) auf der Grundlage der Plausibilität erfolgen.Method (S) according to Claim 5 in which the evaluation (S5) and / or the determination (S6) are made on the basis of the plausibility. Verfahren (S) nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem die Zahnstangenkraftmodelle (Mi) und/oder daraus abgeleitete Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) in Abhängigkeit von der Plausibilität und/oder einer Gewichtung berücksichtigt werden.Method (S) according to Claim 5 or 6 in which the rack force models (Mi) and / or derived therefrom values (Zi) for the rack force (F ZST ) are taken into account as a function of the plausibility and / or a weighting. Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der kombinierte resultierende Wert (Z) für die Zahnstangenkraft (FZST) direkt oder über ein für diesen Wert repräsentatives Signal zur Verfügung gestellt wird.Method (S) according to one of the preceding claims, in which the combined resultant value (Z) for the rack-and-pinion force (F ZST ) is provided directly or via a signal representative of this value. Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem - bei einem Modell (M1) des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi) der Wert (Z1) einer Zahnstangenkraft (FZST) als eine Kraftsumme im Kräftegleichgewicht an einem Lenksystem (15) der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung (10') oder des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, insbesondere durch Erfassen eines Fahrerhandmoments (MH), einer Unterstützungskraft (FU) einer Lenkunterstützungseinheit und/oder von Reibungs-/Trägheitskräften (FReib) und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (1) Z1 = M H / i L + F U + F Reib ,
Figure DE102017222776A1_0005
wobei MH den Wert des Fahrerhandmoments, iL den Wert eines Übersetzungsfaktors und/oder eines effektiven Radius eines zu Grunde liegenden Lenkritzels, FU den Wert der Unterstützungskraft und FReib den Wert der Reibungs-/Trägheitskräfte bezeichnen, - wobei insbesondere zur Ermittlung der Unterstützungskraft am Lenksystem (15) messbare Größen, insbesondere elektrische Größen, erfasst und insbesondere über einen Kalmanfilter oder neuronale Netze ausgewertet werden.
Method (S) according to one of the preceding claims, in which - in a model (M1) of the set of rack-power models (Mi), the value (Z1) of a rack-and-pinion force (F ZST ) is expressed as a force balance in force equilibrium on a steering system (15) Underlying working device (10 ') or the vehicle (10) is determined, in particular by detecting a driver's manual torque (M H ), an assisting force (F U ) of a steering support unit and / or friction / inertial forces (F friction ) and / or on the basis of the following relationship (1) Z1 = M H / i L + F U + F friction .
Figure DE102017222776A1_0005
wherein M is H the value of driver's hand torque iL the value of the translation factor and / or an effective radius of an underlying steering pinion, F U the value of the assistance force and F friction value of the friction call / inertial forces, - wherein in particular for determining the assist force on the steering system (15) measurable variables, in particular electrical variables, detected and evaluated in particular via a Kalman filter or neural networks.
Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem bei einem Modell (M2) des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi) der Wert (Z2) einer Zahnstangenkraft (FZST) als Kraftsumme im Kräftegleichgewicht auf der Grundlage von Gesamtvorrichtungssignalen oder Gesamtfahrzeugsignalen bestimmt wird, insbesondere durch Erfassen eines Lenkradwinkels, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und/oder von Seitenkräften aus einem Einspurmodell oder aus einem Zweispurmodell der Arbeitsvorrichtung (10') oder des Fahrzeugs (10) und/oder auf der Grundlage des nachfolgenden Zusammenhangs (2) Z2 = I H / I F Y i S ,
Figure DE102017222776A1_0006
wobei IH / I die Schwerpunktrücklage mit dem zu Grunde liegenden Radstand I und dem Abstand IH einer Hinterachse zu einem Fahrzeugschwerpunkt, iS die Übersetzung einer Achskinematik zwischen einem Radienwinkel und einer Verschiebung einer zu Grunde liegenden Spurstange und FY einer wirkenden Querkraft im Fahrzeugschwerpunkt bezeichnen.
Method (S) according to one of the preceding claims, wherein in a model (M2) of the set of rack force models (Mi) the value (Z2) of a rack force (F ZST ) is determined as a force balance in force equilibrium on the basis of total device signals or total vehicle signals, in particular by detecting a steering wheel angle, a driving speed, a lateral acceleration and / or lateral forces from a one-track model or from a two-track model of the working device (10 ') or of the vehicle (10) and / or on the basis of the following relationship (2) Z2 = I H / I F Y i S .
Figure DE102017222776A1_0006
where I H / I the center of gravity with the underlying wheelbase I and the distance I H of a rear axle to a vehicle center of gravity, i S the translation of an axle kinematics between a radii angle and a displacement of an underlying track rod and F Y of an acting lateral force in the vehicle's center of gravity describe.
Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem bei einem Modell (M3) des Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi) der Wert (Z3) einer Zahnstangenkraft (FZST) bestimmt wird aus Signalen und/oder Werten elektrischer Ströme zum Betreiben eines Elektromotors (12) eines zu Grunde liegenden Lenkunterstützungssystems, vorzugsweise unter Verwendung eines Kalmanfilters und/oder neuronaler Netze (11), gegebenenfalls unter Einbeziehung von Temperatursignalen und/oder Signalen zur Winkelgeschwindigkeit einer Motorausgangswelle.Method (S) according to one of the preceding claims, wherein in a model (M3) of the set of rack force models (Mi) the value (Z3) of a rack force (F ZST ) is determined from signals and / or values of electric currents for operating an electric motor (12) an underlying steering assist system, preferably using a Kalman filter and / or neural networks (11), optionally incorporating temperature signals and / or angular velocity signals from an engine output shaft. Verfahren (S) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein aus einem jeweiligen Modell (Mi) stammender Wert (Zi) für eine Zahnstangenkraft (FZST) als primärer Wert für die Zahnstangenkraft einem nachgeschalteten Schätzverfahren zugeführt wird und daraus unter Einbeziehung einer Messsignalmatrix und/oder eines lernenden Verfahrens, insbesondere auf der Grundlage neuronaler Netze oder Kalmanfilter, ein korrigierter Wert für die Zahnstangenkraft (FZST) abgeleitet wird.Method (S) according to one of the preceding claims, in which a value (Zi) for a rack-and-pinion force (F ZST ) originating from a respective model (Mi) is supplied as the primary value for the rack force to a downstream estimation method and from there using a measurement signal matrix and / or a learning method, in particular based on neural networks or Kalman filter, a corrected value for the rack force (F ZST ) is derived. Betriebsassistenzverfahren oder Fahrassistenzverfahren für eine Arbeitsvorrichtung (10') oder für ein Fahrzeug (10), - bei welchem der Betrieb einer zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung (10') oder eines zu Grunde liegenden Fahrzeugs (10) auf der Grundlage eines Werts (Z) für eine Zahnstangenkraft (FZST) gesteuert oder geregelt wird und - bei welchem der Wert (Z) für die Zahnstangenkraft (FZST) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bestimmt wird.Operational assistance method or driver assistance method for a working device (10 ') or for a vehicle (10), in which the operation of an underlying working device (10') or an underlying vehicle (10) is based on a value (Z) for a rack force (F ZST ) is controlled, and - wherein the value (Z) for the rack force (F ZST ) is determined by a method according to any one of Claims 1 to 12 is determined. System (100) zum Bestimmen einer Zahnstangenkraft (FZST) eines Lenksystems (15) einer Arbeitsvorrichtung (10') oder eines Fahrzeugs (10), - welche eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen oder bei einem derartigen Verfahren verwendet zu werden, und - welche insbesondere ausgebildet ist mit - einer Einheit (1) zum Bereitstellen (S1) eines Satzes von Zahnstangenkraftmodellen (Mi), - einer Einheit (2) zum Erfassen (S2) von Betriebsparametern und insbesondere von Fahrparametern (Fj) der zu Grunde liegenden Arbeitsvorrichtung (10') oder des zu Grunde liegenden Fahrzeugs (10), - einer Einheit (3) zum Zuführen (S3) der Betriebsparameter und insbesondere der Fahrparameter (Fj) zu einer Mehrzahl der Zahnstangenkraftmodelle (Mi), - einer Einheit (4) zum Bestimmen (S4) eines Werts (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) aus einem jeweiligen Zahnstangenkraftmodell (Mi), - einer Einheit (5) zum Bewerten (S5) der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) und - einer Einheit (6, 7) zum Bestimmen (S6) und Bereitstellen (S7) eines kombinierten resultierenden Werts (Z) für die Zahnstangenkraft (FZST) (a) auf der Grundlage der Werte (Zi) für die Zahnstangenkraft (FZST) aus den Zahnstangenkraftmodellen (Mi) und (b) auf der Grundlage eines Ergebnisses des Bewertens (S5).System (100) for determining a rack-and-pinion force (F ZST ) of a steering system (15) of a working device (10 ') or of a vehicle (10), which is set up, a method according to one of Claims 1 to 13 be implemented or used in such a method, and - which is in particular formed with - a unit (1) for providing (S1) a set of rack force models (Mi), - a unit (2) for detecting (S2) of operating parameters and in particular of driving parameters (Fj) of the underlying working device (10 ') or of the underlying vehicle (10), - a unit (3) for supplying (S3) the operating parameters and in particular the driving parameters (Fj) to a plurality of the rack force models (Mi), - a unit (4) for determining (S4) a value (Zi) for the rack force (F ZST ) from a respective rack force model (Mi), - a unit (5) for evaluating (S5) the values (Zi ) for the rack force (F ZST ) and - a unit (6, 7) for determining (S6) and providing (S7) a combined resulting value (Z) for the rack force (F ZST ) (a) on the basis of the values ( Zi) for the rack force (F Z ST ) from the rack force models (Mi) and (b) based on a result of the evaluation (S5). Betriebsassistenzvorrichtung oder Fahrassistenzvorrichtung für eine Arbeitsvorrichtung (10') oder für ein Fahrzeug (10), welche eingerichtet ist, ein Verfahren (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen und welche dazu insbesondere ein System (100) nach Anspruch 14 aufweist.Operational assistance device or driving assistance device for a working device (10 ') or for a vehicle (10), which is set up, a method (S) according to one of Claims 1 to 13 and which in particular a system (100) according to Claim 14 having. Arbeitsvorrichtung (10') oder Fahrzeug (10), - welche eingerichtet ist, ein Verfahren (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen oder mit einem derartigen Verfahren (S) verwendet zu werden und/oder - welche mit einer Betriebsassistenzvorrichtung und insbesondere mit einem System nach Anspruch 14 und/oder mit einer Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 15 ausgebildet ist.Working device (10 ') or vehicle (10), - which is set up, a method (S) according to one of Claims 1 to 13 be executed or with such a method (S) to be used and / or - which with a Betriebsassistenzvorrichtung and in particular with a system according to Claim 14 and / or with a driving assistance device Claim 15 is trained.
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