DE102017223004A1

DE102017223004A1 - Method for operating a steering system of a motor vehicle and steering system

Info

Publication number: DE102017223004A1
Application number: DE102017223004.5A
Authority: DE
Inventors: Roland GREUL; Alexander Sauter; Joerg Strecker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein Lenkmittel von einem Lenkgestänge mechanisch entkoppelt ist. Das Verfahren umfasst: Ermitteln (302) einer Soll-Gierrate in Abhängigkeit von einem Ist-Lenkmittelwinkel des Lenkmittels; Ermitteln (304) eines Soll-Radlenkwinkels in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate und in Abhängigkeit von einer Ist-Gierrate des Kraftfahrzeugs; und Einbringen (306) eines Lenkmoments in das Lenkgestänge in Abhängigkeit von dem ermittelten Soll-Radlenkwinkel.It is proposed a method for operating a steering system of a motor vehicle, wherein a steering means is mechanically decoupled from a steering linkage. The method comprises: determining (302) a target yaw rate as a function of an actual steering-medium angle of the steering means; Determining (304) a desired wheel steering angle as a function of the desired yaw rate and in dependence on an actual yaw rate of the motor vehicle; and introducing (306) a steering torque into the steering linkage as a function of the determined target wheel steering angle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs sowie ein Lenksystem.The invention relates to a method for operating a steering system of a motor vehicle and a steering system.

Eine Vielzahl von auf dem Markt befindlichen Fahrzeugen werden über ein Lenkrad mit mechanischer Verbindung zur Zahnstange gesteuert. Die Zahnstange dient als Zentralaktuator und ist auf beiden Seiten über die Spurstangen mit dem Radträger verbunden. Durch die entsprechende Achskinematik ergibt sich ein Zusammenhang zwischen Zahnstangenhub und Radlenkwinkel, wobei Grundsätze, wie beispielsweise die Ackermannbedingung, in bestimmtem Maß eingehalten werden können. Über die Elastokinematik können weitere wichtige Achsauslegungskriterien in der Achskonstruktion berücksichtigt werden. Ein Großteil des fahrdynamischen Verhaltens des Fahrzeugs ist folglich durch die Auslegung der mechanischen Fahrwerkskomponenten bedingt.A variety of vehicles on the market are controlled by a steering wheel with mechanical connection to the rack. The rack serves as a central actuator and is connected on both sides via the tie rods to the wheel carrier. The corresponding axle kinematics results in a relationship between rack stroke and wheel steering angle, whereby principles, such as the Ackermann condition, can be maintained to a certain extent. Elastokinematics can take into account other important axle design criteria in the axle design. Much of the vehicle dynamics behavior of the vehicle is therefore due to the design of the mechanical suspension components.

Aktive Lenksysteme, wie Überlagerungslenkungen, können bereits die Lenkübersetzung über mehrere Eingangsgrößen wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, -winkelgeschwindigkeit in gewissen Grenzen ändern. Aktive Fahrwerksysteme, wie eine Wankstabilisierung, aktive Dämpfung oder aktive Quersperren erlauben ebenfalls, die Fahrdynamik situationsbedingt anzupassen.Active steering systems, such as overlay steering, can already the steering ratio over several input variables such. B. vehicle speed, steering wheel angle, angular velocity change within certain limits. Active suspension systems, such as roll stabilization, active damping or active transverse locks, also allow driving dynamics to be adapted to the situation.

Folglich liegt immer eine mechanische Verbindung zwischen den beiden Rädern über die Spurstangen und die Zahnstange vor, wodurch die Bedingungen durch eine entsprechende Kinematik zu realisieren sind. Auch der Zusammenhang zwischen Lenkrad und Zahnstangenhub kann als quasi konstant angesehen werden.Consequently, there is always a mechanical connection between the two wheels on the tie rods and the rack, whereby the conditions are to be realized by a corresponding kinematics. Also, the relationship between the steering wheel and rack stroke can be considered as quasi-constant.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Dass der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 sowie ein Lenksystem nach einem nebengeordneten Anspruch gelöst.The problem underlying the invention is solved by a method according to claim 1 and a steering system according to an independent claim.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Ein Lenkmittel ist von einem Lenkgestänge mechanisch entkoppelt. Das Verfahren umfasst: Ermitteln einer Soll-Gierrate in Abhängigkeit von einem Ist-Lenkmittelwinkel des Lenkmittels; Ermitteln eines Soll-Radlenkwinkels in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate und in Abhängigkeit von einer Ist-Gierrate des Kraftfahrzeugs; und Einbringen eines Lenkmoments in das Lenkgestänge in Abhängigkeit von dem ermittelten Soll-Radlenkwinkel.According to a first aspect, a method for operating a steering system of a motor vehicle is proposed. A steering means is mechanically decoupled from a steering linkage. The method comprises: determining a target yaw rate as a function of an actual steering-medium angle of the steering means; Determining a desired wheel steering angle as a function of the desired yaw rate and in dependence on an actual yaw rate of the motor vehicle; and introducing a steering torque into the steering linkage as a function of the determined target wheel steering angle.

Durch die Ermittlung des Soll-Lenkwinkels in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate wird vorteilhaft ermöglicht, dass eine Anpassung des Lenksystems an eine gewünschte Fahrzeug- bzw. Lenkdynamik erfolgen kann.The determination of the desired steering angle as a function of the desired yaw rate advantageously makes it possible to adapt the steering system to a desired vehicle or steering dynamics.

Da die Gierverstärkung, d. h. der Zusammenhang zwischen Lenkmittelwinkel und Ist-Gierrate eine große Rolle für die Fahrdynamik spielt, wird durch das bereitgestellte Verfahren und das bereitgestellte Lenksystem eine individuelle Fahrzeugauslegung möglich. Zudem werden ein guter Geradeauslauf und die Einhaltung der Ackermannbedingung bei Kurvenfahrt garantiert. Die Ackermannbedingung ist vom Zusammenhang der Zahnstangenposition und der Achskinematik abhängig, außer wenn Einzelradsteller verwendet werden.Since the yaw gain, i. H. the relationship between the steering-medium angle and the actual yaw rate plays a major role in the driving dynamics, the method provided and the steering system provided make individual vehicle design possible. In addition, a good directional stability and compliance with the Ackermann condition when cornering guaranteed. The Ackermann condition is dependent on the relationship between the rack position and the axle kinematics, except when using single wheel actuators.

Vorteilhaft erfolgt die gewünschte Lenkdynamik auf einfache Art und Weise durch eine unterschiedliche Fahrzeugtyp-individuelle Bedatung. Folglich wird durch die Vorgabe der Soll-Gierrate eine im Wesentlichen gleiche Reaktion über konstruktiv unterschiedliche Fahrzeugtypen hinweg erreicht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Marken-typisches Lenkverhalten gewünscht ist.Advantageously, the desired steering dynamics in a simple manner by a different vehicle type individual Bedatung. Consequently, the specification of the desired yaw rate achieves a substantially identical reaction across structurally different vehicle types. This is particularly advantageous if a typical brand steering behavior is desired.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Soll-Gierrate in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmittelwinkel und in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist es möglich, die Fahrdynamik über den Geschwindigkeitsbereich anzupassen.An advantageous embodiment is characterized in that the desired yaw rate is determined as a function of the actual steering-medium angle and as a function of a vehicle speed. By considering the vehicle speed, it is possible to adjust the driving dynamics over the speed range.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Soll-Gierrate in Abhängigkeit von einer Kennlinie oder in Abhängigkeit von einem Kennfeld ermittelt wird. Dies ermöglicht, dass die Kennlinie oder das Kennfeld vorab appliziert wird und anschließend eine einfache Bedatung erfolgen kann.An advantageous embodiment is characterized in that the desired yaw rate is determined as a function of a characteristic or as a function of a characteristic field. This allows the characteristic curve or the characteristic map to be applied in advance and then a simple parameterization can be carried out.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln des Soll-Radlenkwinkels umfasst: Ermitteln einer Regelabweichung in Abhängigkeit von der Ist-Gierrate und der Soll-Gierrate; Ermitteln des Soll-Radlenkwinkels in Abhängigkeit von der Regelabweichung. Mit der Ist-Gierrate als Regelgröße ist es vorteilhaft möglich, dass der durch das Lenkmittel eingebrachte Ist-Lenkmittelwinkel, welcher umgewandelt in die Soll-Gierrate einer lateralen Wunschbewegung entspricht, in eine tatsächliche laterale Bewegung umgesetzt wird.An advantageous embodiment is characterized in that determining the desired wheel steering angle comprises: determining a control deviation as a function of the actual yaw rate and the desired yaw rate; Determining the desired wheel steering angle as a function of the control deviation. With the actual yaw rate as a controlled variable, it is advantageously possible that the actual steering means angle introduced by the steering means, which corresponds to the desired yaw rate of a lateral desired movement, is converted into an actual lateral movement.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln des Soll-Radlenkwinkels umfasst: Ermitteln des Soll-Radlenkwinkels in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.An advantageous embodiment is characterized in that the determination of the desired wheel steering angle comprises: determining the desired wheel steering angle as a function of the vehicle speed.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Das Lenksystem umfasst: Ein Lenkmittel, welches einen Ist-Lenkmittelwinkel vorgibt; ein Lenkgestänge, welches von dem Lenkmittel mechanisch entkoppelt ist; einen Gierratensensor zur Ermittlung einer Ist-Gierrate; ein Steuergerät zum Ermitteln einer Soll-Gierrate in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmittelwinkel, und zum Ermitteln eines Soll-Radlenkwinkels in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate und in Abhängigkeit von der Ist-Gierrate; und einen Aktor zum Einbringen eines Moments in das Lenkgestänge in Abhängigkeit von dem ermittelten Soll-Radlenkwinkel. According to a second aspect, a steering system for a motor vehicle is proposed. The steering system comprises: a steering means that specifies an actual steering angle; a steering linkage which is mechanically decoupled from the steering means; a yaw rate sensor for determining an actual yaw rate; a controller for determining a target yaw rate as a function of the actual steering-medium angle, and for determining a desired wheel steering angle as a function of the desired yaw rate and as a function of the actual yaw rate; and an actuator for introducing a torque into the steering linkage as a function of the determined target wheel steering angle.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Lenksystem den Aktor umfasst, welcher mechanisch mit einer Zahnstange gekoppelt ist, wobei die Zahnstange beidseitig mit dem Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt ist. Vorteilhaft wird auf diese Art und Weise ein mechanischer Zusammenhang zwischen den Verschwenkpositionen der Räder bereitgestellt.An advantageous embodiment is characterized in that the steering system comprises the actuator, which is mechanically coupled to a rack, wherein the rack is mechanically coupled on both sides with the steering linkage of the motor vehicle. Advantageously, a mechanical relationship between the pivoting positions of the wheels is provided in this way.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Lenksystem umfasst: Den ersten Aktor, welcher zu einer Seite des Kraftfahrzeugs mit dem ersten Lenkgestänge mechanisch gekoppelt ist; und einen zweiten Aktor, welcher zu einer anderen Seite des Kraftfahrzeugs mit einem zweiten Lenkgestänge mechanisch gekoppelt ist.An advantageous embodiment is characterized in that the steering system comprises: the first actuator, which is mechanically coupled to one side of the motor vehicle with the first steering linkage; and a second actuator mechanically coupled to another side of the motor vehicle with a second steering linkage.

Diese Ausführungsform mit Einzelradaktuatoren gemäß dem ersten und zweiten Aktor ermöglicht, dass das linke und das rechte Rad mechanisch unabhängig voneinander gelenkt werden können. Folglich kann jedes der Räder immer ideal für einen jeweiligen Arbeitspunkt eingestellt werden. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Ackermannbedingung auch bei Kurvenfahrten eingehalten werden kann, was den Reifenverschleiß minimiert. Darüber hinaus ist ein Anfahren mit 0°-Radlenkwinkel bei Geradeausfahrt zur Rollwiderstandsoptimierung möglich. Um bei Bremsmanövern oder sonstigen Manövern die Spurstabilität zu erhöhen, kann gezielt in Vor- oder Nachspur gegangen werden. Weitergehend kann bei einem Ausfall des einen Aktuators der andere die Lenkfunktion zumindest teilweise übernehmen. Auch ist ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch eine extreme Vorspur möglich.This embodiment with Einzelradaktuatoren according to the first and second actuator allows the left and the right wheel can be steered mechanically independently of each other. Consequently, each of the wheels can always be set ideally for a respective operating point. Further advantages result from the fact that the Ackermann condition can be maintained even when cornering, which minimizes tire wear. In addition, starting with 0 ° wheel steering angle when driving straight ahead to optimize rolling resistance is possible. In order to increase the tracking stability during braking maneuvers or other maneuvers, it is possible to specifically go forwards or backwards. Further, in case of failure of one actuator, the other, at least partially take over the steering function. Also, a deceleration of the motor vehicle by an extreme toe is possible.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Figur der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

1 und 2 jeweils ein Lenksystem in schematischer Form;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm; und
4, 5, 6 und 7 jeweils ein schematisches Blockdiagramm.

Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments, which are illustrated in the figure of the drawing. In the drawing show:

1 and 2 each a steering system in a schematic form;
3 a schematic flow diagram; and
4 . 5 . 6 and 7 each a schematic block diagram.

1 zeigt in schematischer Form ein Lenksystem 2 mit einer Lenkung 4 und einer Eingabeeinheit 6. Zwischen der Eingabeeinheit 6 und der Lenkung 4 ist keine mechanische Wirkverbindung vorhanden, weshalb keine mechanischen Momente übertragen werden. Die Lenkung 4 und die Eingabeeinheit 6 werden mit einem Steuergerät 8 betrieben. Das Steuergerät 8 sorgt mit einem Prozessor P und einem Speicherelement M für den Betrieb der Lenkung 4 und der Eingabeeinheit 6. Hierzu ist ein Computerprogramm auf dem Speicherelement M abgespeichert, welches bei Ausführung auf dem Prozessor P die in dieser Beschreibung genannten Verfahrensschritte durchführt. Das Lenksystem 2 wird auch als Steer-by-Wire-Lenksystem bezeichnet. Neben diesem exemplarischen Aufbau ist es auch möglich, dass das Steuergerät 8 einer Lenkung 4 direkt zugeordnet ist, aber auch dass zwei getrennte Steuergeräte mit oder ohne ein weiteres, übergeordnetes Steuergerät zum Betrieb der zwei getrennten Steuergeräte vorhanden sind. 1 shows in schematic form a steering system 2 with a steering 4 and an input unit 6 , Between the input unit 6 and the steering 4 If there is no mechanical operative connection, no mechanical moments are transferred. The steering 4 and the input unit 6 be with a control unit 8th operated. The control unit 8th provides with a processor P and a memory element M for the operation of the steering 4 and the input unit 6 , For this purpose, a computer program is on the memory element M stored, which when executed on the processor P performs the method steps mentioned in this description. The steering system 2 also known as steer-by-wire steering system. In addition to this exemplary structure, it is also possible that the control unit 8th a steering 4 is assigned directly, but also that two separate control devices with or without another, higher-level control device for operating the two separate control devices are available.

An einer Lenksäule 18 der Eingabeeinheit 6 ist ein Lenkmittel 20 beispielsweise ein Lenkrad angeordnet. Ein erster elektronischer Aktor 22 leitet ein Moment, welches über eine Soll-Position POS_1 vorgegeben wird, über ein Getriebe 24 in die Lenksäule 18 ein. Selbstverständlich kann das Getriebe 24 auch entfallen. Durch das in die Lenksäule 18 eingeleitete Moment erhält der Fahrer eine an die Fahrsituation angepasste Rückmeldung durch das Lenksystem 2. Ein Sensor 26 ermittelt eine Winkelstellung der Lenksäule 18 und damit einen Ist-Lenkmittelwinkel δH. Anstatt der Lenksäule 18 kann auch ein Drehstab zum Einsatz kommen oder eine andere mechanische Verbindung zwischen dem Lenkmittel 20 und einem momentengenerierenden zweiten Aktor 32.On a steering column 18 the input unit 6 is a steering means 20 For example, arranged a steering wheel. A first electronic actuator 22 conducts a moment, which over a desired position POS_1 is given, via a transmission 24 in the steering column 18 on. Of course, the transmission can 24 also omitted. Through the in the steering column 18 initiated moment, the driver receives an adapted to the driving situation feedback by the steering system 2 , A sensor 26 determines an angular position of the steering column 18 and thus an actual steering center angle delta H , Instead of the steering column 18 It is also possible to use a torsion bar or another mechanical connection between the steering means 20 and a torque-generating second actuator 32 ,

Die Lenkung 4 weist ein Lenkgetriebe 10 auf, das beispielsweise als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet ist. In dieser Beschreibung wird überwiegend von einer Zahnstangenlenkung ausgegangen. Das Lenkgetriebe 10 ist über eine Zahnstange 12 auf jeder Fahrzeugseite mit einem Lenkgestänge 14 verbunden, das jeweils mit einem Rad 16 zusammenwirkt. Die Zahnstange 12 ist beidseitig mit dem Lenkgestänge 14 des Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt.The steering 4 has a steering gear 10 on, which is designed for example as a rack and pinion steering gear. In this description, it is mainly assumed that a rack and pinion steering. The steering gear 10 is over a rack 12 on each side of the vehicle with a steering linkage 14 connected, each with a wheel 16 interacts. The rack 12 is on both sides with the steering linkage 14 mechanically coupled to the motor vehicle.

Der zweite elektromechanische Aktor 32 der Lenkung 4 ist über ein Getriebe 34 mit der Zahnstange 12 mechanisch gekoppelt und leitet ein Moment, welches über eine Soll-Position POS vorgegeben wird, in das Lenkgetriebe 10 ein. Ein Sensor 36 ermittelt eine Stellung zspos der Zahnstange 12. Der erste und der zweite Aktor 22, 32 sind als Elektromotoren ausgebildet und die gewünschte Soll-Position POS_1 bzw. POS wird in nicht gezeigter Form einer entsprechenden Leistungselektronik zugeführt, die den jeweiligen Aktor 22, 32 betreibt. Das in der 1 gezeigte Lenksystem 2 ist ein Steer-by-Wire-Lenksystem, bei welchem keine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Lenkmittel 20 und dem Lenkgestänge 14 besteht.The second electromechanical actuator 32 the steering 4 is about a gearbox 34 with the rack 12 mechanically coupled and conducts a moment, which over a nominal position POS is specified in the steering gear 10 on. A sensor 36 determines a position zspos of the rack 12 , The first and the second actor 22 . 32 are designed as electric motors and the desired desired position POS_1 or. POS is supplied in a form not shown a corresponding power electronics, the respective actuator 22 . 32 operates. That in the 1 steering system shown 2 is a steer-by-wire steering system with no direct mechanical coupling between the steering means 20 and the steering linkage 14 consists.

Grundsätzlich stellt das Lenksystem 2 in 1 eine von einer Vielzahl möglicher Ausführungsformen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter Vorrichtung dar. Andere Ausführungsformen können beispielsweise durch andere Lenkgetriebe und/oder durch eine andere Anordnung von Antrieben ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Zahnstange 12 entfallen und eine Einzelradlenkung vorgesehen sein, wobei das Lenkgestänge als Lenkgetriebe bezeichnet wird.Basically, the steering system provides 2 in 1 One of a variety of possible embodiments for carrying out the method according to the invention suitable device. Other embodiments may be carried out for example by other steering gear and / or by a different arrangement of drives. For example, the rack 12 omitted and be provided a single-wheel steering, wherein the steering linkage is referred to as a steering gear.

Das Lenksystem 2 umfasst einen Gierraten-Sensor S1, welcher dem Steuergerät 8 eine Ist-Gierrate anvYawlst zuführt. Der Gierraten-Sensor S1 ist bevorzugt im Bereich des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs angeordnet. Das Lenksystem 2 umfasst einen Geschwindigkeitssensor S2, welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit v dem Steuergerät 8 zuführt. Ferner können weitere Sensoren in dem Lenksystem 2 angeordnet sein, auf deren Anordnung und Ausführung an dieser Stelle nicht eingegangen wird.The steering system 2 includes a yaw rate sensor S1 which the control unit 8th an actual yaw rate anvYawlst supplies. The yaw rate sensor S1 is preferably arranged in the region of the center of gravity of the motor vehicle. The steering system 2 includes a speed sensor S2 , which is a vehicle speed v the control unit 8th supplies. Furthermore, other sensors in the steering system 2 be arranged on the arrangement and execution is not discussed here.

2 zeigt in schematischer Form eine Ausführungsform des Lenksystems 2. Im Unterschied zur 1 umfasst die Lenkung 4 des Lenksystems 2 der 2 zwei mechanisch voneinander entkoppelte dritte und vierte Aktoren 33A und 33B. Der dritte Aktor 33A ist zu einer Seite des Kraftfahrzeugs mit einem ersten Lenkgestänge 14A mechanisch gekoppelt. Der vierte Aktor 33B ist zu einer anderen Seite des Kraftfahrzeugs mit einem zweiten Lenkgestänge 14B mechanisch gekoppelt. Folglich sind die Räder 16 unabhängig voneinander verschwenkbar. Den dritten und vierten Aktoren 33A, 33B wird jeweils eine Soll-Position POSA, POSB zugeführt, welche in Abhängigkeit von einer gemessenen jeweiligen Ist-Position mposA und mposB jeweils von dem Steuergerät 8 ermittelt wird. 2 shows in schematic form an embodiment of the steering system 2 , In contrast to 1 includes the steering 4 of the steering system 2 the 2 two mechanically decoupled third and fourth actuators 33A and 33B , The third actor 33A is to a side of the motor vehicle with a first steering linkage 14A mechanically coupled. The fourth actor 33B is to another side of the motor vehicle with a second steering linkage 14B mechanically coupled. Consequently, the wheels are 16 independently pivotable. The third and fourth actors 33A . 33B each becomes a desired position POSA . POSB supplied, which in dependence on a measured respective actual position mposA and mposB each from the control unit 8th is determined.

3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Betreiben des Lenksystems. In einem Schritt 302 wird eine Soll-Gierrate in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmittelwinkel des Lenkmittels ermittelt. In einem Schritt 304 wird ein Soll-Radlenkwinkel in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate und in Abhängigkeit von der Ist-Gierrate des Kraftfahrzeugs ermittelt. In einem Schritt 306 wird ein Lenkmoment in das Lenkgestänge in Abhängigkeit von dem ermittelten Soll-Radlenkwinkel eingebracht. Im Falle von Einzelradstellern wird ein jeweiliges Lenkgestänge mit dem Lenkmoment beaufschlagt. Im Falle eines einzigen Momentenstellers für beidseitige Lenkgestänge erfolgt der Lenkmomenteintrag zentral. 3 shows a schematic flow diagram for operating the steering system. In one step 302 a desired yaw rate is determined as a function of the actual steering-medium angle of the steering means. In one step 304 a desired wheel steering angle is determined as a function of the desired yaw rate and as a function of the actual yaw rate of the motor vehicle. In one step 306 a steering torque is introduced into the steering linkage as a function of the determined target wheel steering angle. In the case of Einzelradstellern a respective steering linkage is acted upon by the steering torque. In the case of a single torque adjuster for two-sided steering linkage, the steering torque entry is done centrally.

4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm. Ein Fahrzeuglenker L bringt mithilfe des Lenkmittels, also beispielsweise mithilfe des Lenkrads, einen Ist-Lenkmittelwinkel δH in das Lenksystem ein. Der Ist-Lenkmittelwinkel δH wird einem Block 500 des Steuergeräts 8 zugeführt, welcher eine Soll-Gierrate anvYawSoll in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmittelwinkel δH ermittelt. Ein Block 600 ermittelt einen Soll-Radlenkwinkel angRWSoll in Abhängigkeit von der Soll-Gierrate anvYawSoll. Ein Block 700 ermittelt die Soll-Position POS und stellt diese der Lenkung 4 des Kraftfahrzeugs VEHIC bereit. In Abhängigkeit von der Soll-Position POS wird der tatsächliche Ist-Radlenkwinkel der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs VEHIC verändert und das Kraftfahrzeug VEHIC reagiert darauf mit einer Fahrzeugreaktion R. Der Fahrzeuglenker L nimmt die Fahrzeugreaktion R wahr und verändert - falls erforderlich - den Ist-Lenkmittelwinkel δH. 4 shows a schematic block diagram. A driver L using the steering means, so for example using the steering wheel, an actual steering center angle delta H into the steering system. The actual steering-medium angle delta H becomes a block 500 of the control unit 8th which has a desired yaw rate anvYawSoll as a function of the actual steering-medium angle delta H determined. A block 600 determines a desired wheel steering angle angRWSoll depending on the desired yaw rate anvYawSoll , A block 700 determines the target position POS and puts this to the steering 4 of the motor vehicle VEHIC ready. Depending on the desired position POS the actual wheel steering angle of the steerable wheels of the motor vehicle VEHIC is changed and the motor vehicle VEHIC reacts to this with a vehicle reaction R , The driver L takes the vehicle reaction R true and changed - if necessary - the actual steering angle delta H ,

5 zeigt den Block 500 aus 4 in schematischer Form. Gemäß einem Block 502 wird die Soll-Gierrate anvYawSoll in Abhängigkeit von zumindest einer fahrzeugtypischen Kennlinie KL 1, KL2, KL3 bzw. KL4 ermittelt. Eine der Kennlinien KL1 bis KL4 verknüpft den zugeführten Ist-Lenkmittelwinkel δH mit der Soll-Gierrate anvYawSoll. Gemäß einem Kennfeld KF sind mehrere Fahrzeug-typische Kennlinien KL1, KL 2, KL3, KL4 vorgesehen, welche sich für verschiedene Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit v unterscheiden. 5 shows the block 500 out 4 in schematic form. According to a block 502 becomes the target yaw rate anvYawSoll as a function of at least one vehicle characteristic KL 1 . KL2 . KL3 or. KL4 determined. One of the characteristics KL1 to KL4 combines the supplied actual steering-medium angle δH with the desired yaw rate anvYawSoll , According to a map KF are several vehicle-typical characteristics KL1 . KL 2 . KL3 . KL4 provided for different values of vehicle speed v differ.

Gemäß einem Block 504 wird alternativ oder zusätzlich zu dem Block 502 ein Fahrzeugmodell bereitgestellt, welches in Abhängigkeit von dem Ist-Lenkmittelwinkel δH und der Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie gegebenenfalls weiteren, nicht dargestellten Größen die Soll-Gierrate anvYawSoll ermittelt.According to a block 504 will be alternative or in addition to the block 502 a vehicle model is provided which depends on the actual steering-medium angle delta H and the vehicle speed v and, if appropriate, other variables, not shown, the desired yaw rate anvYawSoll determined.

Gemäß einem Block 506 wird alternativ oder zusätzlich zu den Blöcken 502 und 504 eine Regelfunktion bereitgestellt, welche die Soll-Gierrate anvYawSoll in Abhängigkeit von einer Regeldifferenz anvYaw_diff ermittelt wird. Die Regeldifferenz anvYaw_diff ergibt sich aus der Subtraktion der Ist-Gierrrate anvYaw_Ist_Sensor, die beispielsweise mittels eines Sensors ermittelt wird, von einer Fahrerwunsch-Gierrate anvYaw_Fahrerwunsch. Sollten Einzelradsteller zum Einsatz kommen, so wird für die Einzelradsteller eine jeweilige Soll-Gierrate Gierrate anvYawSoll, welche durch das Lenkmittel vorgegeben wird und welche beispielsweise einem einen Ist-Lenkmittelwinkel δH entspricht, ermittelt.According to a block 506 becomes alternative or in addition to the blocks 502 and 504 provided a control function, which the target yaw rate anvYawSoll depending on a control difference anvYaw_diff is determined. The rule difference anvYaw_diff results from the subtraction of the actual yaw rate anvYaw_Ist_Sensor, which is determined for example by means of a sensor, from a driver's desired yaw rate anvYaw_Fahrerwunsch. If individual wheel actuators are used, then for the individual wheel actuators a respective desired yaw rate yaw rate anvYawSoll, which is predetermined by the steering means and which, for example, an actual steering center angle delta H corresponds, determined.

6 zeigt den Block 600 aus 4 in schematischer Form. gemäß einem Block 602 wird eine Vorsteuerung realisiert, welche eine erste Komponente 604 des Soll-Radlenkwinkels angRWSoll in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt. 6 shows the block 600 out 4 in schematic form. according to a block 602 a pilot control is realized, which is a first component 604 the desired wheel steering angle angRWSoll depending on the vehicle speed v determined.

Gemäß einem Block 606 wird eine zweite Komponente 608 des Soll-Radlenkwinkels angRWSoll mithilfe einer Regelfunktion ermittelt. Das Ermitteln des Soll-Radlenkwinkels angRWSoll umfasst eine Ermittlung einer Regelabweichung D in Abhängigkeit von der Ist-Gierrate anvYawlst und der Soll-Gierrate anvYawSoll. Die Regelabweichung D ergibt sich beispielsweise aus einer Subtraktion der Ist-Gierrate anvYawlst von der Soll-Gierrate anvYawSoll. Ein Regler 616 ermittelt in Abhängigkeit von der Regelabweichung D die Komponente 608 des Soll-Radlenkwinkels angRWSoll.According to a block 606 becomes a second component 608 the desired wheel steering angle angRWSoll determined using a rule function. Determining the desired wheel steering angle angRWSoll includes a determination of a control deviation D depending on the actual yaw rate anvYawlst and the target yaw rate anvYawSoll , The deviation D results, for example, from a subtraction of the actual yaw rate anvYawlst from the target yaw rate anvYawSoll , A regulator 616 determined as a function of the control deviation D the component 608 the desired wheel steering angle angRWSoll ,

Gemäß einem Block 610 wird eine dritte Komponente 612 des Soll-Radlenkwinkels angRWSoll ermittelt. Der Block 610 ermittelt die dritte Komponente 612 in Abhängigkeit von einem ersten Signal perUS, welches ein Übersteuern des Fahrzeugs anzeigt, und in Abhängigkeit von einem zweiten Signal perOS, welches ein Untersteuern des Fahrzeugs anzeigt, und in Abhängigkeit von von weiteren Größen wie beispielsweise der Ist-Gierrate anvYawlst, um das Fahrzeug aus dem ungewünschten Fahrzeugzustand herauszuführen oder aber um das Fahrzeug in einem gewünschten Fahrzustand - wie beispielsweise dem gewünschten Übersteuern - zu halten.According to a block 610 becomes a third component 612 the desired wheel steering angle angRWSoll determined. The block 610 determines the third component 612 in response to a first signal perUS indicative of oversteering of the vehicle and in response to a second signal perOS indicative of understeer of the vehicle and in response to other quantities such as the actual yaw rate anvYawlst, to lead the vehicle out of the undesired vehicle state or to keep the vehicle in a desired driving condition - such as the desired oversteer.

Die Komponenten 604, 608 und 612 werden einer Additionsstelle 614 zugeführt und addiert, wobei sich als Summe der Soll-Radlenkwinkel angRWSoll ergibt. In nicht gezeigter Form kann auch eine Gewichtung der Komponenten 604, 608 und 612 erfolgen. Selbstverständlich können auch einer oder mehrere der Blöcke 602, 606 und 610 entfallen.The components 604 . 608 and 612 become an addition point 614 supplied and added, being the sum of the desired wheel steering angle angRWSoll results. In not shown form can also be a weighting of the components 604 . 608 and 612 respectively. Of course, one or more of the blocks 602 . 606 and 610 omitted.

7 zeigt zwei unterschiedliche Ausführungsformen 700a und 700b des Blocks 700 aus 4 in schematischer Form. Die erste Ausführungsform 700a des Blocks 700 betrifft die Ausführungsform nach 1 mit einer Zahnstangenlenkung. Die zweite Ausführungsform 700b des Blocks 700 betrifft die Ausführungsform nach 2 mit zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren Aktoren 33A und 33 B. 7 shows two different embodiments 700a and 700b of the block 700 out 4 in schematic form. The first embodiment 700a of the block 700 relates to the embodiment according to 1 with a rack and pinion steering. The second embodiment 700b of the block 700 relates to the embodiment according to 2 with two independently controllable actuators 33A and 33 B.

Claims

A method of operating a steering system (2) of a motor vehicle, wherein a steering means (20) is mechanically decoupled from a steering linkage (14), the method comprising: - determining (302) a target yaw rate (anvYawSoll) in dependence on an actual steering-medium angle (δH) of the steering means (20); - determining (304) a desired wheel steering angle (angRWSolI) in dependence on the desired yaw rate (anvYawSoll) and in dependence on an actual yaw rate (anvYawlst) of the motor vehicle; and - Introducing (306) a steering torque in the steering linkage (14) in dependence on the determined target wheel steering angle (angRWSolI).

The procedure after the Claim 1 wherein the target yaw rate (anvYawSoll) is determined as a function of the actual steering-medium angle (δH) and in dependence on a vehicle speed (v).

The procedure after the Claim 1 or 2 , wherein the target yaw rate (anvYawSoll) is determined as a function of a characteristic or as a function of a characteristic field.

The procedure according to Claim 1 or 2 wherein determining the desired wheel steering angle (angRWSolI) comprises: - determining a control deviation (D) in dependence on the actual yaw rate (anvYawlst) and the target yaw rate (anvYawSoll); and - determining the desired wheel steering angle (angRWSolI) as a function of the control deviation (D).

The method of any one of the preceding claims, wherein determining the desired wheel steering angle (angRWSolI) comprises: - Determining the desired wheel steering angle (angRWSolI) as a function of the vehicle speed (v).

A steering system (2) for a motor vehicle, the steering system (2) comprising: - A steering means (20) which defines an actual steering means angle (δH); - A steering linkage (14) which is mechanically decoupled from the steering means (20); a yaw rate sensor (S1) for determining an actual yaw rate (anvYawlst); a control unit (8) for determining a desired yaw rate (anvYawSoll) as a function of the actual steering-medium angle (δH), and for determining a desired wheel steering angle (angRWSolI) as a function of the desired yaw rate (anvYawSoll) and as a function of the actual yaw rate (anvYawlst); and an actuator (32; 33A) for introducing a steering torque into the steering linkage (14; 14A) as a function of the determined target wheel steering angle (angRWSolI).

The steering system (2) according to the preceding claim, which is used to carry out the method according to one of the Claims 2 to 5 is trained.

The steering system (2) after the Claim 6 or 7 comprising: - the actuator (32), which is mechanically coupled to a rack (12), wherein the rack (12) is mechanically coupled on both sides with the respective steering linkage (14) of the motor vehicle.

The steering system (2) after the Claim 6 or 7 comprising: - the first actuator (33 A), which is mechanically coupled to a side of the motor vehicle with the first steering linkage (14 A); and a second actuator (33 B) which is mechanically coupled to another side of the motor vehicle with a second steering linkage (14 B).