DE102018217502B3

DE102018217502B3 - Method for operating a power steering system of a motor vehicle, control unit, power steering system

Info

Publication number: DE102018217502B3
Application number: DE102018217502.0A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Heilig; Claudio Rettenmeier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-10-13
Also published as: WO2020074621A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Lenkhandhabe durch einen Benutzer ein Soll-Lenkwinkel einstellbar ist, ein auf die Lenkhandhabe gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment erfasst wird, und in Abhängigkeit des erfassten Ist-Handmoments ein das Ist-Handmoment verringerndes Motormoment, das zumindest durch ein Basis-Unterstützungsmoment gebildet wird, durch einen elektrischen Servomotor erzeugt wird.
Es ist vorgesehen, dass eine auf eine Zahnstange wirkende Zahnstangenkraft ermittelt wird, wobei die Zahnstange insbesondere die Lenkhandhabe mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbindet, dass in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment bestimmt wird, und dass der Servomotor in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment angesteuert wird, als Motormoment ein Moment zu erzeugen, das zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment auch durch ein Ausgleichsmoment gebildet wird, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist-Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird.

The invention relates to a method for operating a power steering system of a motor vehicle, wherein by means of a steering handle by a user a target steering angle is adjustable, acting on the steering handle against an increase in the target steering angle actual hand moment is detected, and in dependence of the detected actual -Handmoments an actual hand torque reducing engine torque, which is at least formed by a base assist torque is generated by an electric servomotor.
It is envisaged that a toothed rack force acting on a toothed rack is determined, wherein the toothed rack in particular connects the steering handle with wheels of the motor vehicle, that a desired hand moment is determined in dependence on the rack force, and that the servomotor in dependence on the nominal hand moment is driven, as an engine torque to generate a moment which is formed in addition to the basic assist torque by a compensation torque, wherein the compensating torque, a deviation of the actual manual torque is reduced by the target manual torque.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Lenkhandhabe durch einen Benutzer ein Soll-Lenkwinkel einstellbar, insbesondere vergrößerbar und/oder verkleinerbar, ist, ein auf die Lenkhandhabe gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment erfasst wird, und in Abhängigkeit des erfassten Ist-Handmoments ein das Ist-Handmoment verringerndes Motormoment, das zumindest durch ein Basis-Unterstützungsmoment gebildet wird, durch einen elektrischen Servomotor erzeugt wird.The invention relates to a method for operating a power steering system of a motor vehicle, wherein by means of a steering handle by a user a desired steering angle adjustable, in particular enlarged and / or reduced, is detected, acting on the steering handle against an increase in the target steering angle actual hand moment and, depending on the detected actual manual torque, an actual torque decreasing engine torque, which is at least formed by a base assist torque, is generated by an electric servo motor.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Durchführen des oben genannten Verfahrens.Moreover, the invention relates to a control device for carrying out the above-mentioned method.

Ferner betrifft die Erfindung ein Hilfskraftlenksystem mit dem oben genannten Steuergerät.Furthermore, the invention relates to a power steering system with the above-mentioned control unit.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 102 21 678 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs. Das Hilfskraftlenksystem weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe auf, durch die ein Soll-Lenkwinkel durch einen Benutzer vergrößert oder verkleinert werden kann. Dabei ist gemäß dem vorbekannten Verfahren vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines erfassten Ist-Handmoments, das gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkt, ein das Ist-Handmoment verringerndes Motormoment durch einen elektrischen Servomotor erzeugt wird. Dabei wird im Folgenden das in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment erzeugte Motormoment, beziehungsweise ein in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment erzeugter Motormomentanteil, als Basis-Unterstützungsmoment bezeichnet. Unter dem Ist-Handmoment ist das Moment zu verstehen, das in Rückstellrichtung der Lenkhandhabe wirkt, und das der Benutzer aufbringen muss, um einer Verkleinerung des Soll-Lenkwinkels entgegen zu wirken, beziehungsweise das der Benutzer überwinden muss, um eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels zu erreichen. Dadurch, dass das Ist-Handmoment durch das durch den Servomotor erzeugte Basis-Unterstützungsmoment verringert wird, muss der Benutzer weniger Kraft beim Vergrößern des Soll-Lenkwinkels aufbringen.Methods of the type mentioned are known from the prior art. For example, the published patent application DE 102 21 678 A1 a method for operating a power steering system of a motor vehicle. The power steering system has a steering handle formed as a steering wheel, by which a desired steering angle can be increased or decreased by a user. In this case, according to the previously known method, it is provided that an engine torque which reduces the actual manual torque is generated by an electric servo motor as a function of a detected actual manual torque acting against an increase in the desired steering angle. In the following, the engine torque generated as a function of the actual manual torque, or an engine torque component generated as a function of the actual manual torque, will be referred to as the basic assist torque. The actual moment of hand is to be understood as meaning the moment which acts in the return direction of the steering handle and which the user has to apply in order to counteract a reduction in the desired steering angle or which the user must overcome in order to increase the desired steering angle to reach. By reducing the actual manual torque by the base assist torque generated by the servomotor, the user must apply less force in increasing the target steering angle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin einen Komfort bei der Bedienung eines Hilfskraftlenksystems zu erhöhen.The object of the invention is in particular to increase comfort in the operation of a power steering system.

Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Hilfskraftlenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The above-mentioned object is achieved by a method for operating a power steering system with the features of claim 1, by a control device having the features of claim 10 and by a power steering system having the features of claim 11. Advantageous developments emerge from the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Komfort bei der Bedienung des Hilfskraftlenksystems erhöht wird. Beispielsweise wird verhindert, dass der Benutzer mechanische Effekte wie insbesondere eine schwankende Reibung im Hilfskraftlenksystem als störend wahrnimmt. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass eine auf eine Zahnstange wirkende Zahnstangenkraft ermittelt wird, wobei die Zahnstange insbesondere die Lenkhandhabe mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbindet, dass in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment bestimmt wird, und dass der Servomotor in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment dazu angesteuert wird, als Motormoment ein Moment zu erzeugen, das zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment auch durch ein Ausgleichmoment gebildet wird, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist-Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird. Es wird also in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment ermittelt, das sich insbesondere von dem Ist-Handmoment unterscheidet. Der Servomotor erzeugt dabei als Motormoment sowohl das Basis-Unterstützungsmoment, also einen ersten Motormomentanteil, als auch das Ausgleichsmoment, also einen zweiten Motormomentanteil. Dabei wird das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment ermittelt, beispielsweise gemäß dem vorbekannten Verfahren, Insbesondere handelt es sich bei dem Basis-Unterstützungsmoment um einen vorgesteuerten Motormomentanteil, also um einen nicht geregelten Motormomentanteil. Unter dem Ausgleichsmoment ist im Unterschied dazu insbesondere ein geregelter Motormomentanteil zu verstehen. Dabei beträgt der Anteil des Basis-Unterstützungsmoments vorzugsweise zumindest 70%, bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt zumindest 90% des durch den Servomotor erzeugten Motormoments.The inventive method with the features of claim 1 has the advantage that the comfort in the operation of the power steering system is increased. For example, the user is prevented from perceiving mechanical effects such as, in particular, fluctuating friction in the power steering system as disturbing. According to the invention, it is provided that a toothed rack force acting on a toothed rack is determined, wherein the toothed rack in particular connects the steering handle to wheels of the motor vehicle, that a desired hand moment is determined in dependence on the toothed rack force, and that the servomotor depends on the set point. Manual torque is controlled to generate a torque as an engine torque, which is formed in addition to the base assist torque by a compensation torque, wherein the compensating torque, a deviation of the actual manual torque is reduced by the target manual torque. It is thus determined in dependence on the rack force a target manual torque, which differs in particular from the actual manual torque. The servomotor generates as the engine torque both the base assist torque, ie a first engine torque component, as well as the compensation torque, ie a second engine torque component. In this case, the base assist torque to be generated is determined as a function of the actual manual torque, for example according to the previously known method. In particular, the base assist torque is a pilot-controlled engine torque component, that is to say an unregulated engine torque component. By contrast, in particular, the compensation torque is to be understood as meaning a regulated engine torque component. The proportion of the basic assist torque is preferably at least 70%, preferably at least 80% and particularly preferably at least 90% of the engine torque generated by the servomotor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch das Ausgleichsmoment die Abweichung derart verringert wird, dass das Ist-Handmoment dem Soll-Handmoment zumindest im Wesentlichen entspricht. Vorteilhaft beträgt die Abweichung zwischen dem Ist-Handmoment und dem Soll-Handmoment dabei höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5% und besonders bevorzugt höchstens 1%. Daraus ergibt sich ein besonders komfortables Bedienen des Hilfskraftlenksystems. Insbesondere wird verhindert, dass sich Schwankungen der Zahnstangenkraft, beispielsweise aufgrund einer unebenen Fahrbahn, auf das Ist-Handmoment übertragen.According to a preferred embodiment, it is provided that the deviation is reduced by the compensation torque in such a way that the actual manual torque at least essentially corresponds to the desired manual torque. Advantageously, the deviation between the actual hand moment and the desired hand moment is at most 10%, preferably at most 5% and particularly preferably at most 1%. This results in a particularly comfortable operation of the power steering system. In particular, it prevents fluctuations in the Rack power, for example, due to an uneven road surface, transferred to the actual hand moment.

Vorzugsweise wird die Zahnstangenkraft in Abhängigkeit von dem Basis-Unterstützungsmoment und dem Ist-Handmoment ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die für das Verfahren wesentlichen Bestandteile der Zahnstangenkraft beim Ermitteln der Zahnstangenkraft berücksichtigt werden. Insbesondere werden beim Ermitteln der Zahnstangenkraft das Ausgleichsmoment und/oder weitere Motormomentanteile, die in Abhängigkeit von sonstigen Fahrassistenzsystemen des Kraftfahrzeugs und/oder des Hilfskraftlenksystems erzeugt werden, berücksichtigt.Preferably, the rack force is determined as a function of the basic assist torque and the actual manual torque. This results in the advantage that the components of the rack-and-pinion force which are essential for the method are taken into account when determining the rack-and-pinion force. In particular, the compensation torque and / or further engine torque components which are generated as a function of other driver assistance systems of the motor vehicle and / or of the power steering system are taken into account when determining the rack force.

Vorzugsweise wird das Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von einer ersten Kennlinie ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass einer Vielzahl von erfassten Ist-Handmomenten jeweils ein geeignetes Basis-Unterstützungsmoment zugeordnet werden kann. Bei der ersten Kennlinie handelt es sich insbesondere um eine zuvor gespeicherte, in Vorversuchen ermittelte Kennlinie, die das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem erfassten Ist-Handmoment beschreibt. Insbesondere sind mehrere erste Kennlinien gespeichert, wobei in Abhängigkeit von einer erfassten Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere zu einem Boden und/oder einem Untergrund, ermittelt wird, gemäß welcher der ersten Kennlinien das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment ermittelt werden soll. Insbesondere wird das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment extrapoliert, nämlich dann, wenn eine Relativgeschwindigkeit erfasst wird, der keine Kennlinie zugeordnet ist. Hierbei werden eine oder mehrere der gespeicherten ersten Kennlinien verwendet.Preferably, the base assist torque is determined as a function of a first characteristic curve. This results in the advantage that in each case a suitable basic assist torque can be assigned to a multiplicity of detected actual manual torques. In particular, the first characteristic curve is a previously stored characteristic curve determined in preliminary tests, which describes the basic assist torque to be generated as a function of the detected actual manual torque. In particular, a plurality of first characteristic curves are stored, it being determined as a function of a detected relative speed of the motor vehicle, in particular to a ground and / or a background, according to which of the first characteristic curves the base assistance torque to be generated is to be determined. In particular, the basic assist torque to be generated is extrapolated, namely when a relative speed is detected which has no characteristic associated with it. Here, one or more of the stored first characteristics are used.

Vorzugsweise wird das Soll-Handmoment in Abhängigkeit von einer zweiten Kennlinie ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass einer Vielzahl von erfassten Zahnstangenkräften jeweils ein geeignetes Soll-Handmoment zugeordnet werden kann. Die zweite Kennlinie beschreibt das aufzubringende Soll-Handmoment in Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft. Insbesondere handelt es sich bei der zweiten Kennlinie um eine gespeicherte, in Vorversuchen ermittelte Kennlinie.The setpoint manual torque is preferably determined as a function of a second characteristic curve. This results in the advantage that in each case a suitable setpoint manual torque can be assigned to a large number of detected toothed rack forces. The second characteristic describes the applied manual torque as a function of the determined rack force. In particular, the second characteristic curve is a stored characteristic curve determined in preliminary tests.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass eine Steigung der zweiten Kennlinie mit zunehmender Zahnstangenkraft abnimmt und/oder dass die zweite Kennlinie derart vorgegeben wird, dass sie mit zunehmender Zahnstangenkraft abnimmt. Durch eine derartige zweite Kennlinie wird ein besonders komfortables Betreiben des Hilfskraftlenksystems erreicht. Alternativ dazu wird eine zweite Kennlinie mit einer im Vergleich zur ersten Kennlinie verschiedenen Steigungsänderung verwendet. Beispielsweise weist die zweite Kennlinie eine konstante Steigung auf oder eine Steigung, die mit zunehmender Zahnstangenkraft zunimmt.Preferably, it is provided that a slope of the second characteristic decreases with increasing rack force and / or that the second characteristic is predetermined such that it decreases with increasing rack force. By means of such a second characteristic, a particularly comfortable operation of the power steering system is achieved. Alternatively, a second characteristic is used with a different slope change compared to the first characteristic. For example, the second characteristic curve has a constant slope or a slope which increases with increasing rack force.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Kennlinie bei einer Berechnung der zweiten Kennlinie berücksichtigt wird. Demnach handelt es sich bei der zweiten Kennlinie um eine Kennlinie, die berechnet wird, insbesondere in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Bei der Berechnung wird die erste Kennlinie beziehungsweise werden die ersten Kennlinien berücksichtigt.According to a preferred embodiment, it is provided that the first characteristic curve is taken into account in a calculation of the second characteristic curve. Accordingly, the second characteristic curve is a characteristic curve which is calculated, in particular as a function of the relative speed of the motor vehicle. In the calculation, the first characteristic curve or the first characteristic curves are taken into account.

Vorzugsweise wird dabei die zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet. Ein vorbekanntes Verfahren zum Betreiben von Hilfskraftlenksystemen, gemäß dem durch einen Servomotor ein Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von einem Ist-Handmoment und zumindest einer ersten Kennlinie erzeugt wird, kann demnach mit geringem Aufwand derart erweitert werden, dass auch gemäß diesem Verfahren ein Ausgleichsmoment in Abhängigkeit von der zweiten Kennlinie durch den Servomotor erzeugt wird. Somit ist nur ein geringer zusätzlicher Aufwand notwendig, um den Komfort des vorbekannten Verfahrens zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems zu erhöhen. Wie zuvor beschrieben kann es sich bei dem Basis-Unterstützungsmoment um einen vorgesteuerten Motormomentanteil und bei dem Ausgleichsmoment um einen geregelten Motormomentanteil handeln. In diesem Fall wird also ein Verfahren, gemäß dem nur ein vorgesteuertes Motormoment erzeugt wird, derart erweitert, dass sowohl ein vorgesteuerter Motormomentanteil als auch ein geregelter Motormomentanteil erzeugt wird. Beispielsweise ist gemäß dem vorbekannten Verfahren die erste Kennlinie beziehungsweise sind die ersten Kennlinien in einem Steuergeräts des Hilfskraftlenksystems, durch welches der Servomotor angesteuert wird, gespeichert. Weil die zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet wird, ist es nicht notwendig, die Bedatung des Steuergeräts bezüglich der ersten Kennlinie zu verändern.Preferably, the second characteristic curve is calculated from the first characteristic curve. A previously known method for operating auxiliary power steering systems, according to which a base assist torque is generated by a servo motor as a function of an actual manual torque and at least one first characteristic, can thus be expanded with little effort such that a compensation torque is also dependent on this method is generated by the second characteristic by the servo motor. Thus, only a small additional effort is necessary to increase the comfort of the previously known method for operating a power steering system. As previously described, the base assist torque may be a pilot engine torque fraction and the compensation torque may be a controlled engine torque fraction. In this case, therefore, a method according to which only a pilot-controlled engine torque is generated is expanded such that both a pre-controlled engine torque component and a controlled engine torque component are generated. For example, according to the previously known method, the first characteristic curve or the first characteristic curves are stored in a control device of the power steering system, by means of which the servomotor is controlled. Because the second characteristic curve is calculated from the first characteristic curve, it is not necessary to change the control device's rating with respect to the first characteristic curve.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Soll-Handmoment in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Fahrmodus ermittelt wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das vom Benutzer aufzubringende Soll-Handmoment an die Vorlieben des Benutzers angepasst werden kann. Beispielsweise wird ein größeres aufzubringendes Soll-Handmoment bestimmt, wenn ein Sportmodus für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird, und ein geringeres Soll-Handmoment, wenn ein Komfort-Modus für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird.According to a preferred embodiment, it is provided that the desired manual torque is determined as a function of a predetermined driving mode. This results in the advantage that the desired manual torque to be applied by the user can be adapted to the preferences of the user. For example, a larger applied manual torque is determined when a sports mode for the motor vehicle is specified, and a lower target manual torque when a comfort mode for the motor vehicle is specified.

Das erfindungsgemäße Steuergerät für ein zuvor beschriebenes Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 10 dadurch aus, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßen Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich daraus die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Aspekte und Kombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.The control device according to the invention for a previously described power steering system of a motor vehicle is characterized by the features of Claim 10 characterized in that the control unit is specially adapted to perform the inventive method when used as intended. This results in the already mentioned advantages. Other preferred aspects and combinations will be apparent from the foregoing and from the claims.

Das erfindungsgemäße Hilfskraftlenksystem für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 11 durch eine Lenkhandhabe zur Einstellung eines Soll-Lenkwinkels, einen elektrischen Servomotor, der dazu ausgebildet ist, ein Motormoment zur Verringerung eines gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels auf die Lenkhandhabe wirkenden Ist-Handmoments zu erzeugen, eine die Lenkhandhabe mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbindende Zahnstange und durch das erfindungsgemäße Steuergerät aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Aspekte und Kombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.The power steering system according to the invention for a motor vehicle is characterized by the features of claim 11 by a steering handle for setting a desired steering angle, an electric servomotor, which is designed to reduce an engine torque acting on an increase of the target steering angle on the steering handle actual To generate -Handmoments, a the steering handle with wheels of the motor vehicle connecting rack and by the control unit according to the invention. This also results in the already mentioned advantages. Other preferred aspects and combinations will be apparent from the foregoing and from the claims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen:

1 Ein Kraftfahrzeug mit einem Hilfskraftlenksystem in einer vereinfachten Darstellung, und
2 Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Hilfskraftlenksystems.

In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. To show:

1 A motor vehicle with a power steering system in a simplified representation, and
2 An advantageous method for operating the power steering system.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist vier Räder 2 und 3 auf, wobei die Räder 2 einer Vorderradachse 4 und die Räder 3 einer Hinterradachse 5 zugeordnet sind. Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem eine Antriebsanordnung 6 auf, die vorliegend mit den Rädern 3 der Hinterradachse 5 verbunden ist, sodass die Räder 3 der Hinterradachse 5 als Antriebsräder ausgebildet sind. Alternativ dazu ist die Antriebsanordnung 6 alternativ oder zusätzlich mit den Rädern 2 der Vorderradachse 4 verbunden, sodass die Räder 2 der Vorderradachse 4 als Antriebsräder beziehungsweise auch als Antriebsräder ausgebildet sind. 1 shows in a simplified representation of a motor vehicle 1 , The car 1 has four wheels 2 and 3 on, with the wheels 2 a front wheel axle 4 and the wheels 3 a rear wheel axle 5 assigned. The car 1 also has a drive arrangement 6 on, the present with the wheels 3 the rear wheel axle 5 connected, so the wheels 3 the rear wheel axle 5 are designed as drive wheels. Alternatively, the drive assembly 6 alternatively or additionally with the wheels 2 the front wheel axle 4 connected, so the wheels 2 the front wheel axle 4 are designed as drive wheels or as drive wheels.

Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 ein mit den Rädern 2 der Vorderradachse 4 verbundenes Hilfskraftlenksystem 7 auf. Das Hilfskraftlenksystem 7 weist eine als Lenkrad 8 ausgebildete Lenkhandhabe auf, durch die ein Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 einen Soll-Lenkwinkel einstellen kann. Zudem umfasst das Hilfskraftlenksystem 7 eine Lenkstange 9. Zum Einstellen des Soll-Lenkwinkels ist das Lenkrad 8 drehfest mit einer Lenkstange 9 verbunden. Um den durch das Lenkrad 8 eingestellten Soll-Lenkwinkel auf die Räder 2 der Vorderradachse 4 zu übertragen, weist das Hilfskraftlenksystem 7 ein Lenkgetriebe 10 mit einem drehfest mit der Lenkstange 9 verbundenen Ritzel 11 und einer mit dem Ritzel 11 kämmenden Zahnstange 12 auf. Die Zahnstange 12 ist an ihren Stirnseiten 13 und 14 durch jeweils ein Drehgelenk 15 und 16 schwenkbar mit jeweils einem Lenkgestänge 17, 18 verbunden. Dabei sind die Lenkgestänge 17 und 18 mit jeweils einem der Räder 2 der Vorderradachse 4 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden.Furthermore, the motor vehicle 1 one with the wheels 2 the front wheel axle 4 connected power steering system 7 on. The power steering system 7 has a steering wheel 8th trained steering handle on by a user of the motor vehicle 1 can set a desired steering angle. In addition, the power steering system includes 7 a handlebar 9 , To adjust the target steering angle is the steering wheel 8th rotatably with a handlebar 9 connected. To the by the steering wheel 8th set target steering angle to the wheels 2 the front wheel axle 4 to transfer, has the power steering system 7 a steering gear 10 with a non-rotatable with the handlebar 9 connected pinion 11 and one with the pinion 11 meshing rack 12 on. The rack 12 is at their front ends 13 and 14 by a swivel joint 15 and 16 swiveling, each with a steering linkage 17 . 18 connected. Here are the steering linkage 17 and 18 with one of the wheels 2 the front wheel axle 4 of the motor vehicle 1 connected.

Das Hilfskraftlenksystem 7 weist einen elektrischen Servomotor 19 auf. Der Servomotor 19 ist im vorliegenden Fall beispielhaft durch ein Getriebe 20 mit der Lenkstange 9 verbunden. Der Servomotor 19 ist dazu ausgebildet, ein Motormoment zu erzeugen und auf die Lenkstange 9 zu übertragen. Beispielsweise ist der Servomotor 19 dazu ausgebildet, das Motormoment derart zu erzeugen, dass durch das Motormoment ein auf den Benutzer gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment verringert wird. Weiterhin weist das Hilfskraftlenksystem 7 eine Sensoreinrichtung 21 auf, die dazu ausgebildet ist, das auf das Lenkrad 8 wirkende Ist-Handmoment zu erfassen.The power steering system 7 has an electric servomotor 19 on. The servomotor 19 is in the present case by way of example by a transmission 20 with the handlebar 9 connected. The servomotor 19 is designed to generate an engine torque and on the handlebar 9 transferred to. For example, the servomotor 19 designed to generate the engine torque such that the motor torque is reduced to an acting on the user against an increase of the target steering angle actual-hand torque. Furthermore, the power steering system 7 a sensor device 21 which is designed to be on the steering wheel 8th to capture acting actual moment of hand.

Das in 1 dargestellte Hilfskraftlenksystem 7 weist ein Steuergerät 23 auf, das mit dem Servomotor 19 einerseits und mit der Sensoreinrichtung 21 andererseits verbunden ist. Das Steuergerät 23 ist dazu ausgebildet, den Servomotor 19 zum Erzeugen des Motormoments anzusteuern. Vorliegend ist das Steuergerät 23 dazu ausgebildet, den Servomotor in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment einerseits und von einer auf die Zahnstange 12 wirkenden Zahnstangenkraft andererseits anzusteuern.This in 1 illustrated power steering system 7 has a controller 23 on, with the servomotor 19 on the one hand and with the sensor device 21 on the other hand. The control unit 23 is designed to be the servomotor 19 to drive to generate the engine torque. In the present case is the control unit 23 adapted to the servomotor in dependence on the actual hand moment on the one hand and from one to the rack 12 on the other hand, to trigger acting rack power.

Mit Bezug auf 2 wird im Folgenden ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Hilfskraftlenksystems 7 anhand eines Flussdiagramms beschrieben. Dabei wird in einem Schritt S1 das auf das Lenkrad 8 wirkende Ist-Handmoment durch die Sensoreinrichtung 21 erfasst. In einem Schritt S2 ermittelt das Steuergerät 23 einen ersten durch den Servomotor 19 zu erzeugenden Motormomentanteil und steuert den Servomotor 19 zum Erzeugen des ersten Motormomentanteils an. Dabei handelt es sich bei dem ersten Motormomentanteil um ein vorgesteuertes Basis-Unterstützungsmoment, also um einen nicht geregelten Motormomentanteil. Durch das Basis-Unterstützungsmoment wird das Ist-Handmoment verringert, sodass eine Kraft, die durch den Benutzer aufgebracht werden muss, um den Soll-Lenkwinkel mittels des Lenkrads 8 zu vergrößern, verringert wird. Zum Ermitteln des zu erzeugenden Basis-Unterstützungsmoments verwendet das Steuergerät 23 zumindest eine in dem Steuergerät 23 gespeicherte erste Kennlinie, die das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment darstellt. Insbesondere sind in dem Steuergerät 23 mehrere erste Kennlinien gespeichert, wobei in Abhängigkeit von einer Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt wird, gemäß welcher der ersten Kennlinien das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment ermittelt wird. Die Verfahrensschritte S1 und S2 sind Bestandteil verschiedener vorbekannter Verfahren zum Betreiben von Hilfskraftlenksystemen.Regarding 2 In the following, an advantageous method for operating the power steering system 7 described with reference to a flow chart. It is in one step S1 that on the steering wheel 8th acting Ist-hand moment by the sensor device 21 detected. In one step S2 determines the control unit 23 a first through the servomotor 19 to be generated engine torque component and controls the servo motor 19 for generating the first engine torque component. In this case, the first engine torque component is a pilot-controlled basic assist torque, that is to say an unregulated engine torque component. The basic assist torque reduces the actual hand moment, so that a force that must be applied by the user, by the target steering angle by means of the steering wheel 8th to increase, is reduced. The controller uses to determine the base assist torque to be generated 23 at least one in the control unit 23 stored first characteristic, which represents the basic assist torque to be generated as a function of the actual hand moment. In particular, in the control unit 23 stored a plurality of first characteristic curves, wherein in dependence on a relative speed of the motor vehicle 1 it is determined according to which of the first characteristic curves the basic assist torque to be generated is determined. The process steps S1 and S2 are part of various previously known methods for operating power steering systems.

In einem Schritt S3 des in 2 dargestellten Verfahrens wird die auf die Zahnstange 12 wirkende Zahnstangenkraft ermittelt. Dabei wird die Zahnstangenkraft vorliegend in Abhängigkeit von dem Basis-Unterstützungsmoment, dem Ist-Handmoment sowie weiterer durch den Servomotor 19 erzeugter Motormomentanteile, beispielsweise Motormomentanteile, die in Abhängigkeit von sonstigen Fahrassistenzsystemen erzeugt werden, ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft wird in einem Schritt S4 ein vom Benutzer aufzubringendes Soll-Handmoment bestimmt. Hierzu wird gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Kennlinie verwendet. Die zweite Kennlinie beschreibt das vom Benutzer aufzubringende Soll-Handmoment in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft.In one step S3 of in 2 The method is shown on the rack 12 acting rack force determined. In this case, the rack-and-pinion force is present as a function of the basic assist torque, the actual manual torque and further by the servomotor 19 generated engine torque components, for example, engine torque components that are generated in dependence on other driver assistance systems determined. Depending on the determined rack force is in one step S4 determined by the user to be applied target hand moment. For this purpose, according to the in 2 illustrated embodiment uses a second characteristic. The second characteristic describes the user-applied nominal torque as a function of the rack-and-pinion force.

In einem Schritt S5 steuert das Steuergerät 23 den Servomotor 19 dazu an, zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment ein Ausgleichsmoment, also einen zweiten Motormomentanteil zu erzeugen, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist-Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird. Bei dem Ausgleichsmoment handelt es sich gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel um einen geregelten Motormomentanteil. Demnach erzeugt der Servomotor 19 einerseits einen vorgesteuerten Motormomentanteil, nämlich das Basis-Unterstützungsmoment, und andererseits einen geregelten Motormomentanteil, nämlich das Ausgleichsmoment.In one step S5 controls the controller 23 the servomotor 19 for this purpose, in addition to the basic assist torque, to generate a compensation torque, that is to say a second engine torque component, a deviation of the actual manual torque from the desired manual torque being reduced by the compensation torque. The balancing torque is in accordance with the in 2 illustrated embodiment by a regulated engine torque component. Accordingly, the servomotor generates 19 on the one hand a pre-controlled engine torque component, namely the base assist torque, and on the other hand, a regulated engine torque component, namely the compensation torque.

Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die in dem Schritt S4 verwendete zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet. Dadurch ist es mit geringem Aufwand möglich, vorbekannte Verfahren zum Betreiben von Hilfskraftlenksystemen, gemäß denen zumindest die Verfahrensschritte S1 und S2 durchgeführt werden, durch die Verfahrensschritte S3, S4 und S5 zu erweitern. Beispielsweise ist es nicht notwendig eine Bedatung eines vorbekannten Steuergeräts, das die Verfahrensschritte S1 und S2 durchführt, bezüglich der ersten Kennlinie beziehungsweise bezüglich der ersten Kennlinien zu verändern.According to the in 2 illustrated embodiment, the in the step S4 used second characteristic curve calculated from the first characteristic curve. This makes it possible with little effort, previously known method for operating power steering systems, according to which at least the method steps S1 and S2 be performed through the process steps S3 . S4 and S5 to expand. For example, it is not necessary a Bedatung a prior art controller, the process steps S1 and S2 performs to change with respect to the first characteristic curve or with respect to the first characteristics.

Durch das in 2 dargestellte Verfahren, insbesondere durch das in Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft erzeugte geregelte Ausgleichsmoment, wird der Komfort beim Betreiben des Hilfskraftlenksystems 7 für den Benutzer erhöht. Somit kann insbesondere der Komfort beim Bedienen von vorbekannten Hilfskraftlenksystemen, gemäß denen die Verfahrensschritte S1 und S2 durchgeführt werden, einfach dadurch gesteigert werden, dass die vorbekannten Verfahren durch die Verfahrensschritte S3, S4 und S5 erweitert werden. Dabei werden die vorbekannten Verfahren derart erweitert, dass anstelle eines rein vorgesteuerten Motormoments durch den Servomotor ein Motormoment erzeugt wird, das einen vorgesteuerten Motormomentanteil und einen geregelten Motormomentanteil enthält.Through the in 2 illustrated method, in particular by the generated in response to the determined rack force regulated compensation torque, the comfort in operating the power steering system 7 increased for the user. Thus, in particular the comfort when operating previously known power steering systems, according to which the method steps S1 and S2 be carried out simply by the fact that the previously known method by the method steps S3 . S4 and S5 be extended. In this case, the previously known methods are extended such that instead of a purely pre-controlled engine torque by the servo motor, an engine torque is generated which contains a pre-controlled engine torque component and a regulated engine torque component.

Claims

Method for operating a power steering system (7) of a motor vehicle (1), wherein by means of a steering handle (8) by a user a desired steering angle is adjustable, detects an acting on the steering handle (8) against an increase of the target steering angle actual hand moment and, depending on the detected actual manual torque, an engine torque reducing the actual hand torque, which is formed at least by a base assist torque, is generated by an electric servomotor (19), characterized in that - one on a rack (12) acting rack force is determined - is determined in dependence on the rack force a target hand torque, - and the servo motor (19) is driven in response to the target manual torque to generate a torque as an engine torque, in addition to the basic assist torque also is formed by a balancing torque, wherein by the balancing torque, a deviation of the actual manual torque of the sun ll hand moment is reduced.

Method according to Claim 1 , characterized in that the deviation is reduced by the compensating torque such that the actual manual torque corresponds to the desired manual torque at least substantially.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rack-and-pinion force is determined as a function of the basic assist torque and the actual manual torque.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the basic assist torque is determined as a function of a first characteristic curve.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired manual torque is determined in dependence on a second characteristic curve.

Method according to Claim 5 , characterized in that a slope of the second characteristic decreases with increasing rack power.

Procedure at least after the Claims 4 and 5 , characterized in that the first characteristic is taken into account in a calculation of the second characteristic.

Method according to Claim 7 , characterized in that the second characteristic curve is calculated from the first characteristic curve.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired manual torque is determined in dependence on a predetermined driving mode.

Control unit (23) for a power steering system (7) of a motor vehicle (1), which is prepared, when used as intended, a method according to one of Claims 1 to 9 perform.

Power steering system (7) for a motor vehicle (1), wherein the power steering system (7) comprises a steering handle (8) for setting a target steering angle, an electric servomotor (19), which is adapted to reduce an engine torque to increase the Target steering angle to the steering handle (8) acting to generate actual manual torque, and a steering handle (8) with wheels (2) of the motor vehicle (1) connecting rack (12), characterized by a control unit (23) according to Claim 10 ,