DE102018219560A1 - Verfahren zum abschätzen der zahnstangenkraft eines steer-by-wire-systems - Google Patents

Verfahren zum abschätzen der zahnstangenkraft eines steer-by-wire-systems Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technologie zur Abschätzung der Zahnstangenkraft mittels derjenigen Kraft, die von einem Lenkmotor eines Steer-By-Wire (SBW)-Systems auf eine Zahnstange übertragen wird. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Abschätzung der Zahnstangenkraft eines SBW-Systems zur Verfügung, wobei das Verfahren die Rückstellkraft berechnet, die auf ein Untersetzungsgetriebe auf der Grundlage der Differenz zwischen den Positionswerten der Zahnstange, die am vorderen Ende und am hinteren Ende des Untersetzungsgetriebes erhalten werden, aufgebracht wird, wenn die Position der Zahnstange durch den Betrieb eines Lenkmotors geändert wird; die Zahnstangenkraft wird berechnet, indem die Rückstellkraft in einer Bewegungsgleichung wiedergegeben wird, die die Trägheitskraft des SBW-Systems umfasst.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschätzen der Zahnstangenkraft eines Steer-By-Wire-Systems (SBW).
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt enthalten lediglich Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Erfindung und sollen keinen Stand der Technik darstellen.
  • Bei einem Steer-By-Wire (SBW)-System handelt es sich um ein Lenksystem, das ein Lenkrad und Antriebsräder eines Fahrzeugs mechanisch voneinander trennt, und es kann ein Fahrzeug lenken, indem es ein Lenksignal des Lenkrads über eine elektronische Steuereinheit (ECU) empfängt und einen Lenkhilfsmotor (im Folgenden als „Lenkmotor“ bezeichnet) betreibt, der auf der Grundlage des Eingangslenksignals mit den Antriebsrädern verbunden ist.
  • Da das SBW-System nicht über die mechanische Verbindungsstruktur verfügt, die bestehende Lenksysteme haben, ist es möglich, das Layout eines Lenksystems freier einzurichten, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und Störungen zu beseitigen, die von den Rädern zurückkommen.
  • Wir haben herausgefunden, dass es möglich ist, die Querkraft, die auf Reifen ausgeübt wird (Kraft, die auf eine Zahnstange ausgeübt wird = Zahnstangen kraft), hinsichtlich der Quersteuerung eines Fahrzeugs und der Lenkreaktionssteuerung zu überwachen, da diese nicht nur einen Einfluss auf die Steuerung des Fahrzeugs, sondern auch der Lenkreaktion hat.
  • Da das SBW-System keine physikalische Verbindung zwischen einer Zahnstange und einem Fahrer herstellt, kann es insbesondere wünschenswert sein, den Fahrer die Informationen über die Fahrbahnoberflächen durch Messen und Abschätzen der Zahnstangenkraft erkennen zu lassen.
  • Als Verfahren zum Schätzen der Zahnstangenkraft existiert eine Querkraftschätzung, die ein kinetisches Fahrzeugmodell verwendet und eine Zahnstangenkraftschätzung, die ein Lenksystemmodell verwendet. Als Messverfahren gibt es ein Verfahren zur direkten Kraftmessung mit einer Stabzelle an einem Zuganker.
  • Gemäß dem Schätzverfahren für die Zahnstangenkraft, das ein kinetisches Fahrzeugmodell verwendet, gibt es jedoch, abhängig von den Reifenmodellen, Unterschiede in der Genauigkeit, hierbei kann die Genauigkeit bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten besonders niedrig sein.
  • Außerdem werden in demjenigen Fall, in dem ein Lenksystemmodell verwendet wird, Werte verwendet, die durch einen Drehmomentsensor an einer Säule erhalten wurden, die physikalisch mit einem Getriebe verbunden ist, welche Werte möglicherweise nicht mit einem SBW-System kompatibel sind, da es keine physikalische Verbindung gibt, so dass es wünschenswert sein kann, die Kraft, die vom Motor einer Reifenlenkung auf eine Zahnstange übertragen wird, genau zu kennen.
  • Die zuvor aufgeführte Beschreibung dient ausschließlich dem Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollte nicht zwangsweise so ausgelegt werden, dass sie zum Stand der Technik gehört, der Fachleuten bekannt ist.
  • ÜBERBLICK
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Abschätzen der Zahnstangenkraft eines SBW-Systems zur Verfügung, wobei das Verfahren basierend auf der Festigkeit der Elemente in der SBW die Kraft misst, die von einem Motor auf eine Zahnstange übertragen wird, und unter Verwendung der Kraft die Zahnstangenkraft bestimmt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Abschätzen der Zahnstangenkraft eines Steer-By-Wire (SBW)-Systems zur Verfügung gestellt, bei welchem das Lenken durch Übertragung der Betätigungskraft eines Lenkmotors auf eine Zahnstange über ein zwischen dem Lenkmotor und der Zahnstange geschaltetes Untersetzungsgetriebe durchgeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Berechnen der Rückstellkraft, die auf das Untersetzungsgetriebe mittels einer Steuerung auf der Grundlage der Differenz zwischen den Positionswerten der Zahnstange, die am vorderen Ende und am hinteren Ende des Untersetzungsgetriebes erhalten werden, aufgebracht wird, wenn die Position der Zahnstange durch Betätigen des Lenkmotors geändert wird; und Berechnen der Zahnstangenkraft mit Hilfe der Steuerung durch Wiedergabe der Rückstellkraft in einer Bewegungsgleichung, die die Trägheitskraft des SBW-Systems umfasst.
  • Das Berechnen der Rückstellkraft kann Folgendes beinhalten: Berechnen eines ersten Positionswertes der Zahnstange von einem Motorpositionssensor in dem Lenkmotor; Messen eines zweiten Positionswertes der Zahnstange durch einen Zahnstangenpositionssensor, der die Position der Zahnstange misst; Berechnen der Differenz zwischen dem ersten Positionswert und dem zweiten Positionswert; und Berechnen der Rückstellkraft durch Multiplizieren der Differenz mit einer Federkonstante des Untersetzungsgetriebes.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ein Untersetzungsgetriebe vom Riemenscheibentyp sein und die Rückstellkraft kann durch Multiplikation der Differenz mit einer Federkonstante des Riemens berechnet werden.
  • Das Untersetzungsgetriebe kann ein Untersetzungsgetriebe vom Riemenscheibentyp sein, und die Rückstellkraft kann auch anhand eines Diagramms berechnet werden, das die Beziehung zwischen der Differenz und der auf den Riemen ausgeübten Kraft definiert.
  • Die Beschleunigung der Zahnstange kann durch Messen eines Positionswertes der Zahnstange mit einem Zahnstangenpositionssensor berechnet werden und die Trägheitskraft kann berechnet werden, indem die Masse des SBW-Systems mit der berechneten Beschleunigung der Zahnstange multipliziert wird.
  • Die Zahnstangenkraft kann berechnet werden, indem die Trägheitskraft vom Produkt aus einem Untersetzungsverhältnis des Getriebes und der Rückstellkraft bei der Berechnung der Zahnstangenkraft abgezogen wird.
  • Die Reibungskraft des SBW-Systems kann überdies vom Produkt aus dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes und der Rückstellkraft abgezogen werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zahnstangenkraft auch ohne einen teuren Drehmomentsensor zum Ermitteln der Zahnstangenkraft, durch Messen von Bewegungsunterschieden von Teilen im SBW-System, durch Messen der vom Lenkmotor auf die Zahnstange übertragenen Kraft auf der Grundlage der Festigkeit der zwischen den Teilen angeordneten Elemente, und durch Ermitteln der Zahnstangenkraft unter Verwendung der Differenz und Kraft, abzuschätzen, was es ermöglicht, die Herstellungskosten eines Fahrzeugs zu senken.
  • Außerdem ist es möglich, einen Schätzfehler der Zahnstangenkraft zu reduzieren, indem man diejenige Kraft ermittelt, die zwischen dem Lenkmotor und der Zahnstange aufgebracht wird, indem man die Festigkeit der Teile im SBW-System verwendet.
  • Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hierin enthaltenen Beschreibung. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht dazu dienen, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
  • Figurenliste
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun verschiedene beispielhafte Ausführungsformen von dieser unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben, bei denen:
    • 1 ein Diagramm zeigt, das schematisch die Konfiguration eines SBW-Systems darstellt; und
    • 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Prinzips der Messung der Zahnstangenkraft zeigt.
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Illustrationszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Erfindung, deren Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Es versteht sich, dass sich in den Zeichnungsfiguren entsprechende Bezugsziffern gleichartige oder korrespondierende Teile und Merkmale angeben.
  • Ein Lenksystem, das zur erfindungsgemäßen Abschätzung der Zahnstangenkraft eingesetzt wird, kann ein Steer-By-Wire (SBW)-System sein, bei dem ein Lenkrad und ein Getriebe mechanisch getrennt sind, und kann dabei zum einen ein SBW-System mit einem Untersetzungsgetriebe 5 vom Riemenscheibentyp sein.
  • Die Konfiguration eines SBW-Systems bei der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Es ist ein Lenkmotor 1 vorgesehen, der eine Lenkkraft für eine Zahnstange 17 bereitstellt, und im Lenkmotor 1 ist ein Motorpositionssensor 3 angeordnet, der einen Drehwinkel des Lenkmotors 1 misst.
  • Zwischen dem Lenkmotor 1 und der Zahnstange 17 ist ein Untersetzungsgetriebe 5 angeordnet, das vom Lenkmotor 1 bereitgestellte Drehmoment wird in eine lineare Kraft umgewandelt und dann auf die Zahnstange 17 übertragen.
  • An einer vorbestimmten Position, die der Zahnstange 17 zugewandt ist, ist ein Zahnstangenpositionssensor 19 an einem die Zahnstange 17 umgebenden Zahnstangengehäuse 21 angeordnet, und misst die Position der Zahnstange 17.
  • Der Aufbau des Reduziergetriebes 5 in Art einer Riemenscheibe, das auf die vorliegende Offenbarung angewendet wird, wird im Folgenden beschrieben. Eine Antriebsriemenscheibe 7 ist auf einer Drehachse des Lenkmotors 1 montiert, eine angetriebene Riemenscheibe 11, die mit der Antriebsriemenscheibe 7 ein Paar bildet, ist koaxial zur Zahnstange 17 angeordnet, und die Antriebsriemenscheibe 7 und die angetriebene Riemenscheibe 11 sind über einen auf sie gewickelten Riemen 9 verbunden, um sich gemeinsam zu drehen.
  • Eine Kugelmutter 13 ist mit der angetriebenen Riemenscheibe 11 gekoppelt und dreht sich mit der angetriebenen Riemenscheibe 11, an einem Endabschnitt der Zahnstange 17 ist ein Kugelgewindetrieb 15 ausgebildet und die Kugelmutter 13 ist mit einem Gewinde an dem Kugelgewindetrieb 15 festgelegt.
  • Das heißt, wenn das Drehmoment vom Lenkmotor 1 durch die Antriebsriemenscheibe 7 auf die Kugelmutter 13, die angetriebene Riemenscheibe 11 und den Riemen 9 übertragen wird, wird eine Drehbewegung des Lenkmotors 1 durch den Mechanismus der Kugelmutter 13, des Kugelgewindetriebs 15 in eine Linearbewegung der Zahnstange 17 umgewandelt, und die Zahnstange 17 bewegt sich linear, so dass die Reifen bewegt werden.
  • Ein Verfahren zum Abschätzen der Zahnstangenkraft gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Das Verfahren umfasst im Wesentlichen einen Schritt zur Berechnung der Rückstellkraft und einen Schritt zur Berechnung der Zahnstangenkraft.
  • Im Schritt zur Berechnung der Rückstellkraft berechnet eine Steuerung 23 die Rückstellkraft FB , die auf das Getriebe 5 aufgebracht wird, aus der Differenz der Positionswerte der Zahnstange 17 am vorderen Ende und am hinteren Ende des Untersetzungsgetriebes 5, wenn die lineare Position der Zahnstange 17 durch Betätigung des Lenkmotors 1 geändert wird.
  • Im Schritt zur Berechnung der Zahnstangenkraft berechnet die Steuerung 23 die Zahnstangenkraft FROAD durch Wiedergabe der Rückstellkraft FB in einer Bewegungsgleichung, die die Trägheitskraft Mẍs des SBW-Systems umfasst.
  • Der Schritt zum Berechnen der Rückstellkraft FB kann beispielsweise Folgendes beinhalten: Berechnen eines ersten Positionswertes xm der Zahnstange 17 vom Motorpositionssensor 3 im Lenkmotor 1; Messen eines zweiten Positionswertes xs der Zahnstange 17 durch den Zahnstangenpositionssensor 19, der die Position der Zahnstange 17 misst; Berechnen der Differenz zwischen dem ersten Positionswert xm und dem zweiten Positionswert xs ; und Berechnen der Rückstellkraft FB durch Multiplizieren der Differenz mit einer Federkonstante des Untersetzungsgetriebes 5.
  • Das Untersetzungsgetriebe 5 ist ein Untersetzungsgetriebe vom Riemenscheibentyp, und beispielhaft ist es für die Berechnung der Rückstellkraft FB möglich, diese zu berechnen, indem die Differenz mit der Federkonstante K des Riemens 9 multipliziert wird.
  • Als weiteres Beispiel für die Berechnung der Rückstellkraft FB ist es möglich, die Rückstellkraft FB aus einem Diagramm zu berechnen, das die Beziehung zwischen der Differenz und derjenigen Kraft definiert, die auf den Riemen 9 aufgebracht wird.
  • Das heißt, die Kraft bzw. das Drehmoment werden berechnet, indem normalerweise der Verformungsgrad eines elastischen Elements innerhalb der Linearität gemessen und dann der gemessene Verformungsgrad mit der Federkonstante des elastischen Elements multipliziert wird.
  • Unter der Annahme, dass der Riemen 9 ein elastisches Element ist, ist es möglich, den Verformungsgrad des Riemens 9 durch Messen der Positionen des vorderen Endes und des hinteren Endes des Riemens 9 zu berechnen, und es ist möglich, die Rückstellkraft FB zu berechnen, die diejenige Kraft ist, die auf den Riemen 9 aufgebracht (vom Riemen übertragen) wird, indem der Verformungsgrad mit der Federkonstante K des Riemens 9 multipliziert wird.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, die Rückstellkraft FB zu berechnen, indem man ein Diagramm erstellt, das die Beziehung zwischen dem Grad der Verformung und der Kraft, die auf den Riemen 9 ausgeübt wird, definiert.
  • Da bei der vorliegenden Erfindung der Motorpositionssensor 3 am vorderen Ende des Riemens 9 und der Zahnstangenpositionssensor 19 am hinteren Ende des Riemens 9 angeordnet ist, ist es möglich, den Verformungsgrad zu erhalten, der der Differenz zwischen dem vom Motorpositionssensor 3 berechneten ersten Positionswert xm der Zahnstange 17 und dem vom Zahnstangenpositionssensor 19 gemessenen zweiten Positionswert xs der Zahnstange 17 entspricht. Dementsprechend ist es, wie in der folgenden Gleichung (1) ersichtlich, möglich, die Rückstellkraft FB zu berechnen, indem man den Verformungsgrad mit der Federkonstante K des Riemens 9 multipliziert. F B = K ⋅ ( x M − x S )
    Figure DE102018219560A1_0001
    • FB : Rückstellkraft
    • K: Federkonstante des Riemens xm : erster Positionswert
    • xs : zweiter Positionswert
  • Andererseits kann die Trägheitskraft des SBW-Systems erfindungsgemäß berechnet werden, indem die Masse des SBW-Systems mit der Beschleunigung der Zahnstange 17 multipliziert wird. Zu diesem Zweck wird die Beschleunigung der Zahnstange 17 berechnet, indem der Positionswert der Zahnstange 17 durch den Zahnstangenpositionssensor 19 gemessen und abgeleitet wird.
  • Entsprechend ist es möglich, die Trägheitskraft zu berechnen, indem man die Masse des SBW-Systems mit der berechneten Beschleunigung der Zahnstange 17 multipliziert. Die Masse des SBW-Systems kann durch die Systemmodellierung berechnet werden.
  • Unterdessen ist es im Schritt zur Berechnung der Zahnstangenkraft erfindungsgemäß möglich, die Zahnstangenkraft FROAD zu berechnen, indem die Trägheitskraft vom Produkt aus der Rückstellkraft FB und dem Untersetzungsverhältnis des Reduziergetriebes 5 abgezogen wird, wie es in der folgenden Gleichung (3) dargestellt ist.
  • Überdies ist es möglich, die Zahnstangenkraft FROAD zu berechnen, indem man außerdem das Produkt aus der Rückstellkraft FB und dem Untersetzungsverhältnis des Reduziergetriebes 5 von der Reibungskraft Ffric des SBW-Systems subtrahiert.
  • Die Reibungskraft Ffric kann aus einem geeigneten Reibungsmodell geschätzt werden und das Untersetzungsverhältnis kann das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Kugelgewindetrieb 15 und der Kugelmutter 13 sein.
  • Das bedeutet, dass, wenn der Lenkmotor 1 betätigt wird, und die Zahnstange 17 die Reifen entsprechend bewegt, die Reibungskraft Ffric des SBW-Systems und die Zahnstangenkraft (Außenkraft) von den Reifen aufgebracht werden.
  • Infolgedessen sind die resultierende Trägheitskraft des SBW-Systems, die Reibungskraft Ffric des SBW-Systems und die Zahnstangenkraft (Außenkraft) von den Reifen gleich dem Produkt aus dem Untersetzungsverhältnis und der Rückstellkraft FB , die die vom Riemen 9 übertragene Kraft ist, wie es in der folgenden Gleichung (2) dargestellt ist. R n − s F B = F R O A D + F f r i c + M x ¨ s
    Figure DE102018219560A1_0002
    • FROAD : Zahnstangenkraft
    • Rn-s : Untersetzungsverhältnis
    • Ffric : Reibungskraft
    • Mẍs - Trägheitskraft
    • M: Masse
    • ẍs: Beschleunigung
  • Anschließend wird diese Gleichung mit Blick auf die Zahnstangenkraft FROAD , wie in der folgenden Gleichung (3) dargestellt, umgeordnet F R O A D = R n − s F B − F f r i c + M x ¨ s
    Figure DE102018219560A1_0003
  • Das heißt, die Reibung Ffric und die Masse M werden aus entsprechenden Modellwerten gewonnen, die Beschleunigung der Zahnstange 17 wird durch den Zahnstangenpositionssensor 19 berechnet, die Rückstellkraft FB wird aus Gleichung (1) berechnet, und das Untersetzungsverhältnis ist ein bereits ermittelter und bekannter Wert, so dass die Zahnstangenkraft FROAD berechnet und abgeschätzt werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abschätzen der Zahnstangenkraft FROAD wird nach und nach mit Bezug auf die 2 beschrieben. Zunächst wird ein Positionswert (zweiter Positionswert) der Zahnstange 17 durch den Zahnstangenpositionssensor 19 (S10) gemessen.
  • Als nächstes wird eine Zahnstangengeschwindigkeit durch Ableiten des gemessenen zweiten Positionswertes xs (S20) berechnet und die berechnete Zahnstangengeschwindigkeit wird in den Reibungskraftmodelldaten (S30) wiedergegeben, wodurch die Reibungskraft Ffric des SBW-Systems geschätzt und abgesichert wird.
  • Dann wird die Beschleunigung der Zahnstange 17 berechnet, indem die durch die Ableitung in S20 (S40) erhaltene Zahnstangengeschwindigkeit erneut abgeleitet und die berechnete Beschleunigung der Zahnstange 17 mit der Masse des Systems (S50) multipliziert wird, wodurch die Trägheitskraft des SBW-Systems berechnet und abgesichert wird.
  • Der Drehwinkel des Lenkmotors 1 wird durch den Motorpositionssensor 3 (S60) gemessen.
  • Als nächstes wird ein Positionswert (erster Positionswert) der Zahnstange 17, der vom Motorpositionssensor 3 umgerechnet wird, dadurch erhalten, dass ein zu einem Gesamtübersetzungsverhältnis R addiertes Riemenscheibenübersetzungsverhältnis und das Übersetzungsverhältnis Rn-s der Kugelmutter 13 und der Kugelgewindespindel 15 bei dem gemessenen Drehwinkel berücksichtigt werden.
  • Die Differenz zwischen dem ersten Positionswert xm und dem zweiten Positionswert xs wird berechnet (S80) und die Rückstellkraft FB erhält man durch Multiplikation der berechneten Differenz mit der Federkonstante K des Riemens 9 oder durch Verwendung eines Diagramms, das die Beziehung zwischen der Differenz und der Rückstellkraft FB (S90) definiert.
  • Anschließend wird die Rückstellkraft FB mit dem Übersetzungsverhältnis der Kugelmutter 13 und des Kugelgewindetriebs 15 (S100) und der Reibungskraft Ffric in S30 multipliziert und die in S50 erhaltene Trägheitskraft vom Produkt (S110) abgezogen, wodurch die Zahnstangenkraft FROAD berechnet und abgeschätzt werden kann.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, die Zahnstangenkraft auch ohne einen teuren Drehmomentsensor zum Bestimmen der Zahnstangenkraft durch Messen von Bewegungsunterschieden von Teilen im SBW-System, und zwar durch Messen der Kraft, die vom Lenkmotor 1 auf die Zahnstange 17 übertragen wird, auf der Grundlage der Festigkeit der zwischen den Teilen angeordneten Elemente und durch Abschätzen der Zahnstangenkraft FROAD unter Verwendung der Unterschiede und der Kraft abzuschätzen, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten eines Fahrzeugs zu reduzieren. Weiterhin ist es möglich, einen Schätzfehler der Zahnstangenkraft FROAD zu reduzieren, indem man die Kraft, die zwischen dem Lenkmotor 1 und der Zahnstange 17 aufgebracht wird, anhand der Festigkeit der Teile im SBW-System ermittelt.
  • Andererseits ist es, obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich detaillierten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, für Fachleute offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise geändert werden kann, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Abschätzung der Zahnstangenkraft eines Steer-By-Wire (SBW)-Systems, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen einer Rückstellkraft in dem SBW-System durch eine Steuerung, wobei das SBW-System einen Lenkvorgang durch Übertragen der Betätigungskraft eines Lenkmotors auf eine Zahnstange über ein zwischen dem Lenkmotor und der Zahnstange geschaltetes Untersetzungsgetriebe durchführt, wobei die Rückstellkraft auf das Untersetzungsgetriebe auf der Grundlage der Differenz zwischen den Positionswerten der Zahnstange, die am vorderen Ende und am hinteren Ende des Untersetzungsgetriebes erhalten werden, aufgebracht wird, wenn die Position der Zahnstange durch Betätigung des Lenkmotors geändert wird; und Berechnen der Zahnstangenkraft durch die Steuerung mittels Wiedergabe der Rückstellkraft in einer Bewegungsgleichung, die die Trägheitskraft des SBW-Systems umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Rückstellkraft Folgendes umfasst: Berechnen eines ersten Positionswertes der Zahnstange mittels eines Motorpositionssensors im Lenkmotor; Messen eines zweiten Positionswertes der Zahnstange durch einen Zahnstangenpositionssensor, der die Position der Zahnstange misst; Berechnen der Differenz zwischen dem ersten Positionswert und dem zweiten Positionswert; und Berechnen der Rückstellkraft durch Multiplikation der Differenz mit einer Federkonstante des Untersetzungsgetriebes.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Untersetzungsgetriebe ein Untersetzungsgetriebe vom Riemenscheibentyp ist und die Rückstellkraft berechnet wird, indem die Differenz mit einer Federkonstante des Riemens multipliziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Untersetzungsgetriebe ein Untersetzungsgetriebe vom Riemenscheibentyp ist und die Rückstellkraft anhand eines Diagramms berechnet wird, das die Beziehung zwischen der Differenz und der auf den Riemen aufgebrachten Kraft definiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschleunigung der Zahnstange durch Messen eines Positionswertes der Zahnstange durch einen Zahnstangenpositionssensor berechnet wird; und die Trägheitskraft berechnet wird, indem die Masse des SBW-Systems mit der berechneten Beschleunigung der Zahnstange multipliziert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zahnstangenkraft berechnet wird, indem bei der Berechnung der Zahnstangenkraft die Trägheitskraft vom Produkt aus einem Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes und der Rückstellkraft abgezogen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei überdies die Reibungskraft des SBW-Systems vom Produkt aus dem Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes und der Rückstellkraft abgezogen wird.
  8. Ein Steer-by-Wire (SBW)-System, umfassend: einen Lenkmotor, eine Zahnstange und ein Untersetzungsgetriebe, das den Lenkmotor betriebsfähig mit der Zahnstange verbindet; und eine Steuerung, die funktionsfähig mit dem Reduziergetriebe verbunden ist; wobei die Steuerung eingerichtet ist, eine Rückstellkraft im SBW-System zu berechnen, wobei das SBW-System einen Lenkvorgang durch Übertragen der Betätigungskraft eines Lenkmotors auf eine Zahnstange über ein zwischen dem Lenkmotor und der Zahnstange geschaltetes Untersetzungsgetriebe durchführt, wobei die Rückstellkraft auf das Untersetzungsgetriebe auf der Grundlage der Differenz zwischen Positionswerten der Zahnstange, die am vorderen Ende und am hinteren Ende des Untersetzungsgetriebes erhalten werden, aufgebracht wird, wenn die Position der Zahnstange durch Betätigung des Lenkmotors geändert wird; und wobei die Steuerung eingerichtet ist, eine Zahnstangenkraft zu berechnen, indem sie die Rückstellkraft in einer Bewegungsgleichung wiedergibt, die die Trägheitskraft des SBW-Systems umfasst.
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