DE102018220612A1 - Steering wheel angle estimation method - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen eines Lenkradwinkels eines Lenkrads (28) eines Lenksystems (2) eines Fahrzeugs, wobei das Lenksystem (2) mindestens eine Zahnstange (10), mindestens ein Ritzelrad (12), mindestens einen Torsionsstab (18) und mindestens ein Kardangelenk (24) aufweist, wobei die mindestens eine Zahnstange (10) einerseits mit mindestens einem Rad (6) zum Fortbewegen des Fahrzeugs und andererseits über das mindestens eine Ritzelrad (12), den mindestens einen Torsionsstab (18) und das mindestens eine Kardangelenk (24) mit dem Lenkrad (28) verbunden ist, wobei eine Zahnstangenposition der mindestens einen Zahnstange (10) ermittelt wird, wobei aus der Zahnstangenposition ein Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) ermittelt wird, wobei der Lenkradwinkel des Lenkrads (28) ausgehend von dem Winkel des Ritzelrads (12) unter Berücksichtigung eines Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks (24) ermittelt wird.

Figure DE102018220612A1_0000
The invention relates to a method for estimating a steering wheel angle of a steering wheel (28) of a steering system (2) of a vehicle, the steering system (2) comprising at least one rack (10), at least one pinion wheel (12), at least one torsion bar (18) and at least one has a universal joint (24), the at least one toothed rack (10) on the one hand with at least one wheel (6) for moving the vehicle and on the other hand via the at least one pinion wheel (12), the at least one torsion bar (18) and the at least one universal joint (24) is connected to the steering wheel (28), a rack position of the at least one rack (10) being determined, an angle of the at least one pinion wheel (12) being determined from the rack position, the steering wheel angle of the steering wheel (28) starting from is determined from the angle of the pinion gear (12) taking into account an angular offset of the at least one universal joint (24).
Figure DE102018220612A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen eines Lenkradwinkels eines Lenkrads eines Fahrzeugs und ein Überwachungssystem für ein Lenksystem eines Fahrzeugs.The invention relates to a method for estimating a steering wheel angle of a steering wheel of a vehicle and a monitoring system for a steering system of a vehicle.

Ein Lenkradwinkel eines Lenkrads kann mit einem Lenkradwinkelsensor direkt gemessen werden.A steering wheel angle of a steering wheel can be measured directly with a steering wheel angle sensor.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Ermüdungszustands eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs sind aus der Druckschrift EP 1 997 666 A1 bekannt.A method and a device for detecting a fatigue state of a driver of a motor vehicle are known from the publication EP 1 997 666 A1 known.

Die Druckschrift DE 100 57 674 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung eines Lenkwinkels eines Kraftfahrzeugs.The publication DE 100 57 674 A1 describes a method and a device for determining a steering angle of a motor vehicle.

Ein Verfahren zur Bestimmung eines Lenkradwinkels eines an einem Fahrzeugaufbau drehbar gelagerten Lenkrads ist in der Druckschrift WO 2007/147383 A1 beschrieben.A method for determining a steering wheel angle of a steering wheel rotatably mounted on a vehicle body is described in the document WO 2007/147383 A1 described.

Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, einen Lenkradwinkel ohne Lenkradwinkelsensor zu schätzen.With this in mind, it was a task to estimate a steering wheel angle without a steering wheel angle sensor.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Überwachungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und des Überwachungssystems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.This object is achieved by a method and a monitoring system with the features of the independent claims. Embodiments of the method and the monitoring system emerge from the dependent patent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Schätzen eines Lenkradwinkels eines Lenkrads eines Lenksystems eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Lenksystem mindestens eine Zahnstange, mindestens ein Ritzelrad, mindestens einen Torsionsstab und mindestens ein Kardangelenk aufweist. Dabei ist die mindestens eine Zahnstange einerseits mit mindestens einem Rad, bspw. zwei Rädern, zum Fortbewegen des Fahrzeugs, verbunden, das bzw. die üblicherweise an einer Achse angeordnet ist bzw. sind. Andererseits ist die mindestens eine Zahnstange über das mindestens eine Ritzelrad, den mindestens einen Torsionsstab und das mindestens eine Kardangelenk mit dem Lenkrad verbunden. Bei dem Verfahren wird eine Zahnstangenposition der mindestens einen Zahnstange ermittelt, wobei aus der Zahnstangenposition ein Winkel des mindestens einen Ritzelrads ermittelt wird. Der Lenkradwinkel des Lenkrads wird ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads unter Berücksichtigung eines Winkeloffsets bzw. Winkelfehlers des mindestens einen Kardangelenks ermittelt.The method according to the invention is provided for estimating a steering wheel angle of a steering wheel of a steering system of a vehicle, the steering system having at least one toothed rack, at least one pinion wheel, at least one torsion bar and at least one universal joint. The at least one toothed rack is connected on the one hand to at least one wheel, for example two wheels, for moving the vehicle, which is or are usually arranged on an axle. On the other hand, the at least one rack is connected to the steering wheel via the at least one pinion wheel, the at least one torsion bar and the at least one universal joint. In the method, a rack position of the at least one rack is determined, an angle of the at least one pinion wheel being determined from the rack position. The steering wheel angle of the steering wheel is determined on the basis of the angle of the at least one pinion wheel, taking into account an angular offset or angular error of the at least one universal joint.

In Ausgestaltung wird der Winkeloffset des mindestens einen Kardangelenks über mindestens eine mathematische Funktion bzw. mit einer mathematischen Funktion berechnet und somit ermittelt. Diese mindestens eine mathematische Funktion zum Ermitteln des Winkeloffsets ist üblicherweise von der Zahnstangenposition der Zahnstange und/oder von einem Winkel des mindestens einen Ritzelrads und/oder von einem Winkel des mindestens einen Torsionsstabs und/oder von einer räumlichen Ausrichtung bzw. Orientierung von zwei Wellen, die über das mindestens eine Kardangelenk miteinander verbunden sind, abhängig. Diese mathematische Funktion ist in Ausgestaltung als trigonometrische Funktion, bspw. mindestens eine Sinusfunktion bzw. Cosinusfunktion, ausgebildet und/oder darstellbar. Weiterhin ist diese mathematische Funktion, insbesondere trigonometrische Funktion, in Ausgestaltung bspw. als Polynom und/oder über ein Modell darstellbar.In an embodiment, the angular offset of the at least one universal joint is calculated and thus determined using at least one mathematical function or with a mathematical function. This at least one mathematical function for determining the angular offset is usually dependent on the rack position of the rack and / or on an angle of the at least one pinion gear and / or on an angle of the at least one torsion bar and / or on a spatial alignment or orientation of two shafts, that are connected to each other via the at least one universal joint. In an embodiment, this mathematical function is designed and / or can be represented as a trigonometric function, for example at least one sine function or cosine function. Furthermore, this mathematical function, in particular a trigonometric function, can be represented in an embodiment, for example as a polynomial and / or via a model.

Die Ausrichtung der beiden Wellen und somit der Winkel des mindestens einen Kardangelenks ist ebenfalls über die mindestens eine mathematische Funktion darstellbar, die von der Zahnstangenposition und/oder von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads und/oder von dem Winkel des mindestens einen Torsionsstabs abhängig ist. Der Winkeloffset bzw. Winkelfehler des mindestens einen Kardangelenks beschreibt eine etwaige Abweichung des Winkels des mindestens einen Kardangelenks. Üblicherweise verändert sich der Winkel des mindestens einen Kardangelenks gemäß mindestens einer trigonometrischen Funktion, bspw. mindestens einer Sinusfunktion bzw. Cosinusfunktion, bspw. einer Kombination mehrerer Sinus- bzw. Cosinusfunktionen. Weiterhin wird der Winkeloffset des mindestens einen Kardangelenks mit derselben mindestens einen mathematischen Funktion wie der Winkel und/oder mit mindestens einer zusätzlichen mathematischen, bspw. trigonometrischen Funktion bzw. einem entsprechenden Polynom dargestellt bzw. beschrieben. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Winkel und/oder Winkeloffset unter Berücksichtigung eines Modells ermittelt wird, wobei dieses Modell mit der mindestens einen mathematischen Funktion dargestellt werden kann.The alignment of the two shafts and thus the angle of the at least one universal joint can also be represented via the at least one mathematical function which is dependent on the rack position and / or on the angle of the at least one pinion gear and / or on the angle of the at least one torsion bar. The angular offset or angular error of the at least one universal joint describes a possible deviation of the angle of the at least one universal joint. Usually, the angle of the at least one universal joint changes according to at least one trigonometric function, for example at least one sine function or cosine function, for example a combination of several sine or cosine functions. Furthermore, the angular offset of the at least one universal joint is represented or described with the same at least one mathematical function as the angle and / or with at least one additional mathematical, for example trigonometric function or a corresponding polynomial. Alternatively or additionally, it is possible for the angle and / or angle offset to be determined taking into account a model, it being possible for this model to be represented with the at least one mathematical function.

Das Verfahren kann in Ausgestaltung für ein Lenksystem durchgeführt werden, bei dem der mindestens eine Torsionsstab einerseits mit dem mindestens einen Ritzelrad und andererseits, bspw. über eine Welle, mit dem mindestens einen Kardangelenk verbunden ist. Bei dem Verfahren wird ein Torsionsmoment bzw. ein Lenkmoment bzw. ein Drehmoment des mindestens einen Torsionsstabs über einen Lenkmomentsensor bzw. Drehmomentsensor ermittelt. Auf Grundlage des ermittelten Lenkmoments wird ein Winkel des mindestens einen Torsionsstabs ermittelt. Ein Winkeloffset bzw. Winkelfehler des mindestens einen Torsionsstabs wird mit dem Lenkmomentsensor ermittelt. In an embodiment, the method can be carried out for a steering system in which the at least one torsion bar is connected on the one hand to the at least one pinion gear and on the other hand, for example via a shaft, to which at least one universal joint is connected. In the method, a torsional torque or a steering torque or a torque of the at least one torsion bar is determined via a steering torque sensor or torque sensor. An angle of the at least one torsion bar is determined on the basis of the determined steering torque. An angle offset or angle error of the at least one torsion bar is determined with the steering torque sensor.

Auf Grundlage des Winkels und Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs ist es in Ausgestaltung des Verfahrens möglich, dass der Lenkradwinkel des Lenkrads ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads zusätzlich unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs und des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks ermittelt wird.On the basis of the angle and angular offset of the at least one torsion bar, it is possible in one embodiment of the method that the steering wheel angle of the steering wheel is additionally determined on the basis of the angle of the at least one pinion gear, taking into account the angular offset of the at least one torsion bar and the angular offset of the at least one universal joint.

In Ausgestaltung wird der Winkeloffset des mindestens einen Torsionsstabs unter Berücksichtigung einer Torsion bzw. des Torsionsmoments, bspw. unter Berücksichtigung einer Torsionssteifigkeit des mindestens einen Torsionsstabs, ermittelt.In an embodiment, the angular offset of the at least one torsion bar is determined taking into account a torsion or the torsional moment, for example taking into account a torsional rigidity of the at least one torsion bar.

Weiterhin kann das Verfahren in ergänzender Ausgestaltung für ein Lenksystem durchgeführt werden, das neben der mindestens einen Zahnstange, dem mindestens einen Ritzelrad und dem mindestens einen Kardangelenk und evtl. neben dem mindestens einen Torsionsstab, falls ein solcher vorhanden ist, zusätzlich eine Überlagerungslenkung mit einem Planetengetriebe und einem Elektromotor aufweist, wobei das Planetengetriebe einerseits mit dem mindestens einen Kardangelenk und andererseits mit dem Lenkrad verbunden ist. In diesem Fall wird eine Übersetzung des Elektromotors und/oder der Überlagerungslenkung ermittelt. Alternativ oder ergänzend wird ein Überlagerungswinkel bzw. Zusatzwinkel der Überlagerungslenkung ermittelt.Furthermore, the method can be carried out in a supplementary embodiment for a steering system which, in addition to the at least one toothed rack, the at least one pinion gear and the at least one universal joint, and possibly in addition to the at least one torsion bar, if there is one, also a superimposed steering with a planetary gear and an electric motor, the planetary gear being connected on the one hand to the at least one universal joint and on the other hand to the steering wheel. In this case, a translation of the electric motor and / or the superposition steering is determined. As an alternative or in addition, an overlay angle or additional angle of the overlay steering is determined.

Somit ist es möglich, dass der Lenkradwinkel des Lenkrads zusätzlich unter Berücksichtigung des Überlagerungswinkels bzw. Zusatzwinkels der Überlagerungslenkung ermittelt wird. Weiterhin ist es möglich, dass eine Summe aus dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads und mindestens eines Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs und/oder des mindestens einen Kardangelenks berechnet wird. Dabei ist es möglich, dass die Summe aus dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads und nur des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs berechnet wird, dass die Summe aus dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads und nur des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks berechnet wird, oder dass die Summe aus dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads, des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs und des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks berechnet wird. Diese sich jeweils ergebende Summe wird mit der Übersetzung des Elektromotors und/oder der Überlagerungslenkung multipliziert und daraus ein Produkt gebildet. In diesem Fall wird der Lenkradwinkel des Lenkrads unter Berücksichtigung des genannten Produkts zuzüglich des Überlagerungswinkels der Überlagerungslenkung ermittelt.It is thus possible for the steering wheel angle of the steering wheel to be additionally determined taking into account the superimposition angle or additional angle of the superimposition steering. Furthermore, it is possible for a sum to be calculated from the angle of the at least one pinion gear and at least one angular offset of the at least one torsion bar and / or the at least one universal joint. It is possible that the sum is calculated from the angle of the at least one pinion gear and only the angular offset of the at least one torsion bar, that the sum is calculated from the angle of the at least one pinion gear and only the angular offset of the at least one universal joint, or that Sum is calculated from the angle of the at least one pinion gear, the angular offset of the at least one torsion bar and the angular offset of the at least one universal joint. This resulting sum is multiplied by the translation of the electric motor and / or the superimposed steering and a product is formed from it. In this case, the steering wheel angle of the steering wheel is determined taking into account the named product plus the superimposition angle of the superimposition steering.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ist für ein Lenksystem eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Lenksystem mindestens eine Zahnstange, mindestens ein Ritzelrad und mindestens ein Kardangelenk aufweist, wobei die mindestens eine Zahnstange einerseits mit mindestens einem Rad zum Fortbewegen des Fahrzeugs und andererseits über das mindestens eine Ritzelrad und das mindestens eine Kardangelenk der Lenksäule mit dem Lenkrad verbunden ist bzw. wird. Das Überwachungssystem ist zum Schätzen eines Lenkradwinkels des Lenkrads ausgebildet und weist ein Steuergerät und einen Zahnstangenpositionssensor auf, wobei der Zahnstangenpositionssensor dazu ausgebildet ist, eine Zahnstangenposition der mindestens einen Zahnstange zu ermitteln. Das Überwachungssystem, d. h. zumindest der Zahnstangenpositionssensor und/oder das Steuergerät, ist bzw. sind dazu ausgebildet, aus der Zahnstangenposition einen Winkel des mindestens einen Ritzelrads zu ermitteln. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, einen Winkeloffset des mindestens einen Kardangelenks zu ermitteln. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, den Lenkradwinkel des Lenkrads ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks zu ermitteln.The monitoring system according to the invention is provided for a steering system of a vehicle, the steering system having at least one toothed rack, at least one pinion gear and at least one universal joint, the at least one toothed rack on the one hand with at least one wheel for moving the vehicle and on the other hand via the at least one pinion wheel and the at least one universal joint of the steering column is or will be connected to the steering wheel. The monitoring system is designed to estimate a steering wheel angle of the steering wheel and has a control unit and a rack position sensor, the rack position sensor being designed to determine a rack position of the at least one rack. The surveillance system, i. H. at least the rack position sensor and / or the control unit is or are designed to determine an angle of the at least one pinion gear from the rack position. The control device is designed to determine an angular offset of the at least one universal joint. The control device is designed to determine the steering wheel angle of the steering wheel on the basis of the angle of the at least one pinion wheel, taking into account the angular offset of the at least one universal joint.

Dieses Überwachungssystem ist in Ausgestaltung für ein Lenksystem vorgesehen, das zusätzlich mindestens einen Torsionsstab aufweist, der einerseits mit dem mindestens einen Ritzelrad und andererseits mit dem mindestens einen Kardangelenk verbunden ist bzw. wird. In diesem Fall weist das Überwachungssystem einen Lenkmomentsensor bzw. Drehmomentsensor auf, der dazu ausgebildet ist, ein Torsionsmoment des mindestens einen Torsionsstabs und daraus einen Winkeloffset des mindestens einen Torsionsstabs zu ermitteln. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, den Lenkradwinkel des Lenkrads ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads zusätzlich unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs und des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks zu ermitteln.This monitoring system is provided in a configuration for a steering system which additionally has at least one torsion bar which is or is connected on the one hand to the at least one pinion gear and on the other hand to the at least one universal joint. In this case, the monitoring system has a steering torque sensor or torque sensor, which is designed to determine a torsional moment of the at least one torsion bar and from this an angular offset of the at least one torsion bar. The control device is designed to additionally determine the steering wheel angle of the steering wheel on the basis of the angle of the at least one pinion wheel, taking into account the angular offset of the at least one torsion bar and the angular offset of the at least one universal joint.

Mit dem vorgestellten Verfahren ist eine Schätzung des Lenkradwinkels einer als Lenkrad ausgebildeten manuell betätigbaren bzw. zu betätigenden Lenkeinheit des Lenksystems möglich, das eine Lenksäule bzw. einen Lenkstrang bzw. einen Lenkungsstrang aufweist. Dabei kann die genaue Position des Lenkradwinkels anhand von Messgrößen und Modelldaten der Lenksäule bzw. des Lenkstrangs geschätzt werden. Dabei bleibt eine Performance von Funktionen, die ansonsten Signale eines Lenkradwinkelsensors als Eingabe bzw. Input benötigen, erhalten. Zudem kann in einer Vernetzung des Lenksystems das Signal des Lenkradwinkelsensors einfach durch den geschätzten Wert des Lenkradwinkels ersetzt werden, so dass in der Entwicklung keine Umstellungsaufwände entstehen. With the method presented, it is possible to estimate the steering wheel angle of a steering unit of the steering system which is designed as a steering wheel and which can be operated or operated manually and which has a steering column or a steering train or a steering train. The exact position of the steering wheel angle can be estimated on the basis of measured variables and model data of the steering column or the steering column. The performance of functions that otherwise require signals from a steering wheel angle sensor as input or input is retained. In addition, in a network of the steering system, the signal from the steering wheel angle sensor can simply be replaced by the estimated value of the steering wheel angle, so that no development work is required during development.

Bei einer Umsetzung des Verfahrens wird durch bzw. über die Zahnstangenposition angegeben, wo sich das mindestens eine Ritzelrad absolut befindet und somit auch, welchen Winkel das mindestens eine Ritzelrad hat bzw. einnimmt. Dabei wird auch das mechanische Übersetzungsverhältnis zwischen der mindestens einen Zahnstange und dem mindestens einen Ritzelrad berücksichtigt.When the method is implemented, the position of the rack and pinion indicates where the at least one pinion gear is absolutely and therefore also what angle the at least one pinion gear has or takes. The mechanical transmission ratio between the at least one rack and the at least one pinion gear is also taken into account.

Je nach Definition ist der Torsionsstab als Übertragungsglied der Lenksäule dem Lenkmomentsensor zugeordnet und/oder als Komponente des Lenkmomentsensors ausgebildet. Dabei gibt der Lenkmomentsensor an, wie groß das Torsionsmoment bzw. Drehmoment und somit die Torsion in dem Bereich des Torsionsstabs der Lenksäule ist. Mit einer Information über eine Torsionssteifigkeit des Torsionsstabs, der der Lenksäule und/oder dem Lenkmomentsensor als Sensormodul zugeordnet ist, kann dann der Winkel unterhalb des mindestens einen Kardangelenks bzw. zwischen dem mindestens einen Ritzelrad und dem mindestens einen Kardangelenk berechnet werden.Depending on the definition, the torsion bar is assigned to the steering torque sensor as a transmission element of the steering column and / or is designed as a component of the steering torque sensor. The steering torque sensor indicates how large the torsional torque or torque and thus the torsion is in the area of the torsion bar of the steering column. With information about a torsional stiffness of the torsion bar, which is assigned to the steering column and / or the steering torque sensor as a sensor module, the angle below the at least one universal joint or between the at least one pinion gear and the at least one universal joint can then be calculated.

Eine Formel zur Berechnung eines Winkelfehlers bzw. eines Winkeloffsets des Lenkradwinkels durch die Torsionssteifigkeit des Lenkmomentsensors lautet: Winkelfehler  =   ( gemessenes Torsionsmoment ) / ( Torsionssteifigkeit des Torsionsstabs )

Figure DE102018220612A1_0001
A formula for calculating an angular error or an angular offset of the steering wheel angle by the torsional rigidity of the steering torque sensor is: Angular error = ( measured torsional moment ) / ( Torsional stiffness of the Torsion bar )
Figure DE102018220612A1_0001

Dabei kann die Torsionssteifigkeit eine einstellige, insbesondere geringe einstellige Anzahl an Nm/Grad, z. B. 2 Nm/Grad, betragen.The torsional stiffness can be a single-digit, in particular low single-digit number of Nm / degrees, z. B. 2 Nm / degree.

Zwischen dem Lenkrad und dem bspw. als Torsionssensor ausgebildeten bzw. zu bezeichnenden Lenkmomentsensor ist das Kardangelenk verbaut. Der Winkelfehler bzw. Winkeloffset aus dem Kardangelenk ist mechanisch an eine räumliche Ausrichtung bzw. Orientierung der Eingangswelle relativ zu der Ausgangswelle des Kardangelenks gekoppelt. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Kardangelenk und der Eingangswelle und/oder Ausgangswelle ist durch die räumliche Ausrichtung des Kardangelenks definiert. Somit kann sich eine Position des Winkels der Ausgangswelle bzw. an der Ausgangswelle des Kardangelenks in Relation zu der Eingangswelle nicht verdrehen. Die mathematische Funktion, bspw. ein Kennfeld oder eine Polynomfunktion n-ter Ordnung, kann den Winkelfehler des Kardangelenks zusätzlich beschreiben.The universal joint is installed between the steering wheel and the steering torque sensor, which is designed or to be referred to as a torsion sensor, for example. The angular error or angular offset from the universal joint is mechanically coupled to a spatial alignment or orientation of the input shaft relative to the output shaft of the universal joint. A mechanical connection between the universal joint and the input shaft and / or output shaft is defined by the spatial orientation of the universal joint. Thus, a position of the angle of the output shaft or on the output shaft of the universal joint cannot rotate in relation to the input shaft. The mathematical function, for example a map or an n-order polynomial function, can additionally describe the angular error of the universal joint.

In einem Fahrzeug mit einer elektrischen Verstellung der Lenksäule in vertikaler Richtung kann ergänzend eine Information über eine aktuelle vertikale Position des Lenkrads in eine Berechnung des Winkelfehlers des Kardangelenks eingerechnet werden. Die vertikale Position der Verstellung der Lenksäule gibt an, unter welchem Winkel die Ausgangswelle zur Eingangswelle des Kardangelenks steht.In a vehicle with an electrical adjustment of the steering column in the vertical direction, information about a current vertical position of the steering wheel can additionally be included in a calculation of the angular error of the universal joint. The vertical position of the adjustment of the steering column indicates the angle at which the output shaft is positioned relative to the input shaft of the universal joint.

In Summe ergibt sich also der Lenkradwinkel aus dem Messwert der Zahnstangenposition der mindestens einen EPS-Zahnstange, aus dem der Winkel des mindestens einen Ritzelrads ermittelt wird, zuzüglich des Winkelfehlers des Torsionssensors zuzüglich des Winkelfehlers des Kardangelenks.In total, the steering wheel angle results from the measured value of the rack position of the at least one EPS rack, from which the angle of the at least one pinion wheel is determined, plus the angular error of the torsion sensor plus the angular error of the universal joint.

Bei Vorgehensweisen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird der Lenkradwinkel mit einem Lenkradwinkelsensor genau erfasst. Da der Lenkradwinkel mit dem vorgestellten Verfahren und dem Lenksystem geschätzt werden kann, kann dieser Lenkradwinkelsensor aus Kostengründen in Zukunft entfallen. Stattdessen wird die Zahnstangenposition in der elektromechanischen Lenkung (EPS) gemessen.In procedures such as are known from the prior art, the steering wheel angle is precisely detected with a steering wheel angle sensor. Since the steering wheel angle can be estimated using the method presented and the steering system, this steering wheel angle sensor can be omitted in the future for cost reasons. Instead, the rack position is measured in the electromechanical steering (EPS).

Somit ist es u. a. möglich, dass eine Funktion eines Fahrwerkregelsystems oder eines Fahrerassistenzsystems, für das bislang der Lenkradwinkelsensor zu Bereitstellung einer Eingangsgröße verwendet wird, aufgrund einer Nutzung des Verfahrens ohne Performanceeinbußen den EPS-Winkel verwenden kann, da mit dem Verfahren Winkeloffsets, bspw. Winkelverluste, in der Lenksäule berücksichtigt werden, die in dem gemessenen EPS-Winkel des mindestens einen Ritzelrads nicht vorhanden sind. Die reale Bewegung des Lenkrads, z. B. in einer Hands-on-off Übergangssituation, wenn sich das Lenkrad frei bewegen kann, weil es nicht manuell betätigt wird, oder in einem Schwingungsszenario, z. B. bei einer Überlagerungslenkung, kann über den Lenkradwinkel unter Berücksichtigung der Winkeloffsets bzw. Winkelfehler und/oder des Überlagerungswinkels auch ausgehend von dem Messwert des EPS-Winkels geschätzt und somit ermittelt werden. Dabei kann auch eine Lenkansprache des Fahrzeugs verbessert werden, da z. B. ein Querruckmodul eines Dämpferreglers mit dem EPS-Winkel als Input später reagiert als mit dem Lenkradwinkel als Input, wobei sich die Lenksäule erst verspannen muss, um eine EPS-Bewegung zu erreichen.It is thus possible, among other things, that a function of a chassis control system or a driver assistance system, for which the steering wheel angle sensor has hitherto been used to provide an input variable, can use the EPS angle without any loss in performance due to the use of the method, since with the method angle offset, for example angle losses , are taken into account in the steering column, which are not present in the measured EPS angle of the at least one pinion wheel. The real movement of the Steering wheel, e.g. B. in a hands-on-off transition situation, when the steering wheel can move freely because it is not operated manually, or in a vibration scenario, e.g. B. with a superimposed steering, can also be estimated and thus determined from the measured value of the EPS angle via the steering wheel angle, taking into account the angle offsets or angle errors and / or the superimposition angle. A steering response of the vehicle can also be improved since, for. B. a lateral jerk module of a damper controller with the EPS angle as an input reacts later than with the steering wheel angle as an input, the steering column first having to brace in order to achieve an EPS movement.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.

  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems für eine erste Ausführungsform eines Lenksystems zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems für eine zweite Ausführungsform eines Lenksystems zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention is illustrated schematically in the drawings using embodiments and is described schematically and in detail with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the monitoring system according to the invention for a first embodiment of a steering system for performing a first embodiment of the method according to the invention.
  • 2nd shows a schematic representation of a second embodiment of the monitoring system according to the invention for a second embodiment of a steering system for performing a second embodiment of the method according to the invention.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet.The figures are described coherently and comprehensively, the same reference numerals are assigned to the same components.

Beide anhand der 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsformen des Lenksystems 2, 4 sind zum Lenken von Rädern 6 eines hier als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs ausgebildet und können als elektrische Servolenkungen (electric power steering, EPS) ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Dabei umfasst jede Ausführungsform des Lenksystems 2, 4 eine Radlenkwinkeleinheit 8 mit einer Zahnstange 10 und einem Ritzelrad 12, wobei das Ritzelrad 12 in die Zahnstange 10 eingreift. Das Ritzelrad 12 ist über eine erste Welle 16 mit einem Torsionsstab 18 als Übertragungsglied einer Lenksäule 19, 21 bzw. eines Lenkstrangs des Lenksystems 2, 4 verbunden. Der Torsionsstab 18 ist über eine zweite Welle 22 mit einem Kardangelenk 24 der Lenksäule 19, 21 verbunden.Both based on the 1 and 2nd schematically illustrated embodiments of the steering system 2nd , 4th are for steering wheels 6 of a vehicle designed here as a motor vehicle and can be designed and / or designated as electric power steering (EPS). Each embodiment of the steering system includes 2nd , 4th a wheel steering angle unit 8th with a rack 10th and a pinion gear 12 , the pinion gear 12 in the rack 10th intervenes. The pinion gear 12 is about a first wave 16 with a torsion bar 18th as a transmission link of a steering column 19th , 21st or a steering column of the steering system 2nd , 4th connected. The torsion bar 18th is about a second wave 22 with a universal joint 24th the steering column 19th , 21st connected.

Beide anhand der 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Überwachungssystems 3, 5 weisen jeweils ein Steuergerät 7, einen Zahnstangenpositionssensor 14 zum Erfassen einer Zahnstangenposition der Zahnstange 10 und einen Lenkmomentsensor 20 auf, der dem Torsionsstab 18 zum Erfassen eines Lenkmoments bzw. Drehmoments des Torsionsstabs 18 zugeordnet ist und bspw. als Torsionssensor ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden kann.Both based on the 1 and 2nd schematically illustrated embodiments of the monitoring system according to the invention 3rd , 5 each have a control unit 7 , a rack position sensor 14 for detecting a rack position of the rack 10th and a steering torque sensor 20th on the the torsion bar 18th for detecting a steering torque or torque of the torsion bar 18th is assigned and can, for example, be designed or designated as a torsion sensor.

Bei der ersten Ausführungsform des Lenksystems 2 ist das Kardangelenk 24 über eine dritte Welle 26 direkt mit einem Lenkrad 28 als manuelle Lenkeinheit verbunden. Dabei ist die zweite Welle 22 als Eingangswelle des Kardangelenks 24 und die dritte Welle 26 als Ausgangswelle des Kardangelenks 24 vorgesehen. Dabei sind die genannten Wellen 16, 22, 26 auch als Übertragungsglieder der Lenksäule 19 vorgesehen.In the first embodiment of the steering system 2nd is the universal joint 24th about a third wave 26 directly with a steering wheel 28 connected as a manual steering unit. Here is the second wave 22 as the input shaft of the universal joint 24th and the third wave 26 as the output shaft of the universal joint 24th intended. Here are the waves mentioned 16 , 22 , 26 also as transmission links of the steering column 19th intended.

Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für die erste Ausführungsform des Lenksystems 2 wird der Lenkradwinkel des Lenkrads 28 ausgehend von einer Zahnstangenposition der Zahnstange 10, bspw. EPS-Zahnstange, ermittelt, die mit dem Zahnstangenpositionssensor 14 ermittelt wird. Aus der Zahnstangenposition wird ein Winkel des Ritzelrads 12 ermittelt. Mit dem Lenkmomentsensor 20 wird ein Torsionsmoment des Torsionsstabs 18 und somit das Drehmoment des Torsionsstabs 18 ermittelt. Außerdem wird mit dem Steuergerät 7 unter Berücksichtigung einer mathematischen Funktion ein Winkeloffset des Kardangelenks 24 ermittelt. Der Lenkradwinkel ergibt sich aus dem Winkel des Ritzelrads 12 unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des Torsionsstabs 18 aufgrund des Torsionsmoments des Torsionsstabs 18 und dem Winkeloffset des Kardangelenks 24, wobei mit den Winkeloffset des Torsionsstabs 18 und des Kardangelenks 24 eine Abweichung, bspw. ein Fehler, zwischen dem Winkel des Ritzelrads 12 bzw. Zahnritzels und dem Lenkradwinkel berücksichtigt und/oder korrigiert wird: Lenkradwinkel  =   ( Winkel des Ritzelrads 12 )   +   ( Winkeloffset des Torsionsstabs 18 ) +   ( Winkeloffset des Kardangelenks 24 )

Figure DE102018220612A1_0002
In the first embodiment of the method according to the invention for the first embodiment of the steering system 2nd becomes the steering wheel angle of the steering wheel 28 starting from a rack position of the rack 10th , for example EPS rack, determined with the rack position sensor 14 is determined. The rack position becomes an angle of the pinion gear 12 determined. With the steering torque sensor 20th becomes a torsional moment of the torsion bar 18th and thus the torque of the torsion bar 18th determined. In addition, with the control unit 7 taking into account a mathematical function, an angular offset of the universal joint 24th determined. The steering wheel angle results from the angle of the pinion wheel 12 taking into account the angular offset of the torsion bar 18th due to the torsional moment of the torsion bar 18th and the angular offset of the universal joint 24th , with the angular offset of the torsion bar 18th and the universal joint 24th a deviation, for example an error, between the angle of the pinion gear 12 or pinion and the steering wheel angle is taken into account and / or corrected: Steering wheel angle = ( Angle of the pinion gear 12 ) + ( Angular offset of the Torsion bar 18 ) + ( Angle offset of the universal joint 24 )
Figure DE102018220612A1_0002

Die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform des Lenksystems 4 umfasst ergänzend zu der ersten Ausführungsform des Lenksystems 2 ein Planetengetriebe 30 zwischen dem Kardangelenk 24 und dem Lenkrad 28. In the 2nd illustrated second embodiment of the steering system 4th includes in addition to the first embodiment of the steering system 2nd a planetary gear 30th between the universal joint 24th and the steering wheel 28 .

Dabei ist das Kardangelenk 24 über eine dritte Welle 32 mit dem Planetengetriebe 30 und das Planetengetriebe 30 über eine vierte Welle 34 mit dem Lenkrad 28 verbunden. Dabei ist dem Planetengetriebe 30 ein Elektromotor 36 für eine Überlagerungslenkung zugeordnet. Dabei ist die zweite Welle 22 als Eingangswelle des Kardangelenks 24 und die dritte Welle 32 als Ausgangswelle des Kardangelenks 24 vorgesehen. Hierbei sind sämtliche Wellen 16, 22, 32, 34 als Übertragungsglieder der Lenksäule 21 ausgebildet. Außerdem weist die zweite Ausführungsform des Überwachungssystems 5 einen Winkelsensor 38 auf, der dem Elektromotor 36 zugeordnet ist.Here is the universal joint 24th about a third wave 32 with the planetary gear 30th and the planetary gear 30th about a fourth wave 34 with the steering wheel 28 connected. This is the planetary gear 30th an electric motor 36 assigned for an overlay control. Here is the second wave 22 as the input shaft of the universal joint 24th and the third wave 32 as the output shaft of the universal joint 24th intended. Here are all waves 16 , 22 , 32 , 34 as transmission links of the steering column 21st educated. In addition, the second embodiment of the monitoring system 5 an angle sensor 38 on the electric motor 36 assigned.

Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für die zweite Ausführungsform des Lenksystems 4 werden ebenfalls der Winkel des Ritzelrads 12, der Winkeloffset des Kardangelenks 24 und der Winkeloffset des Planetengetriebes 30 ermittelt. Ergänzend wird eine weitere Winkelkorrektur durch die Überlagerungslenkung berücksichtigt, die zwei Anteile umfasst. Hierzu wird als erster Anteil eine mechanische Übersetzung der Überlagerungslenkung, bspw. eine Übersetzung eines Überlagerungsgetriebes der Überlagerungslenkung, ermittelt. Diese mechanische Übersetzung ergibt sich zwischen der dritten Welle 32 in Richtung des Kardangelenks 24 und der vierten Welle 34 in Richtung des Lenkrads 28. Als zweiter Anteil wird als Zusatzwinkel ein Überlagerungswinkel der Überlagerungslenkung ermittelt, dieser Überlagerungswinkel wird der Überlagerungslenkung von dem Elektromotor 36 bereitgestellt. Dabei wird der Überlagerungswinkel in Ausgestaltung von dem Winkelsensor 38 ermittelt.In the second embodiment of the method according to the invention for the second embodiment of the steering system 4th also the angle of the pinion gear 12 , the angular offset of the universal joint 24th and the angular offset of the planetary gear 30th determined. In addition, a further angle correction is taken into account by the superimposed steering, which comprises two parts. For this purpose, a mechanical translation of the superimposed steering, for example a translation of a superimposed transmission of the superimposed steering, is determined as the first component. This mechanical translation occurs between the third wave 32 towards the universal joint 24th and the fourth wave 34 towards the steering wheel 28 . As a second component, a superposition angle of the superimposed steering is determined as an additional angle, this superimposed angle becomes the superimposed steering of the electric motor 36 provided. In this case, the overlay angle is configured by the angle sensor 38 determined.

Insgesamt ergibt sich also für die zweite Ausführungsform des Lenksystems 4, hier für den Lenkstrang bzw. die Lenksäule 21 mit Überlagerungslenkung, der Lenkradwinkel aus einer Summe des Winkels des Ritzelrads 12, der aus einem Messwert der Zahnstangenposition der Zahnstange 10 ermittelt werden kann, des Winkeloffsets des Lenkmomentsensors 20 und des Winkeloffsets des Kardangelenks 24. Diese auch gemäß der ersten Ausführungsform des Verfahrens ermittelte Summe wird mit der Übersetzung des Überlagerungsgetriebes multipliziert. Zu einem sich dabei ergebenden Produkt wird noch der Überlagerungswinkel hinzuaddiert: Lenkradwinkel  =   [ ( Winkel des Ritzelrads 12 )   +   ( Winkeloffset des Torsionsstabs 18 )   +   ( Winkeloffset des Kardangelenks 24 ) ] * Übersetzung  +   Überlagerungswinkel .

Figure DE102018220612A1_0003
Overall, this results for the second embodiment of the steering system 4th , here for the steering column or the steering column 21st with superimposed steering, the steering wheel angle from a sum of the angle of the pinion wheel 12 which results from a measurement of the rack position of the rack 10th can be determined, the angular offset of the steering torque sensor 20th and the angular offset of the universal joint 24th . This sum, also determined according to the first embodiment of the method, is multiplied by the translation of the superposition gear. The overlay angle is added to a resulting product: Steering wheel angle = [ ( Angle of the pinion gear 12 ) + ( Angular offset of the Torsion bar 18 ) + ( Angle offset of the universal joint 24 ) ] * translation + Overlap angle .
Figure DE102018220612A1_0003

Eine Steifigkeit und somit Torsion der mechanischen Übertragungsglieder bzw. Verbindungselemente in der jeweiligen Lenksäule 19, 21, d. h. des Kardangelenks 24, des Planetengetriebes 30 und der Wellen 16, 22, 26, 32, 34, kann je nach Auslegung der Lenksäule 19, 21, d. h. ob diese verdrehweich oder verdrehsteif ist, berücksichtigt oder vernachlässigt werden. Eine Berechnung dafür ist analog zur Berechnung des Winkeloffsets des bspw. als Torsionssensor ausgebildeten Lenkmomentsensors 20 und somit des Torsionsstabs 18.Rigidity and thus torsion of the mechanical transmission links or connecting elements in the respective steering column 19th , 21st , ie the universal joint 24th , the planetary gear 30th and the waves 16 , 22 , 26 , 32 , 34 , depending on the design of the steering column 19th , 21st , ie whether it is torsionally soft or torsionally rigid, is taken into account or neglected. A calculation for this is analogous to the calculation of the angular offset of the steering torque sensor, for example designed as a torsion sensor 20th and thus the torsion bar 18th .

BezugszeichenlisteReference symbol list

2,42.4
LenksystemSteering system
3, 53, 5
ÜberwachungssystemSurveillance system
77
SteuergerätControl unit
66
Radwheel
88th
RadlenkwinkeleinheitWheel steering angle unit
1010th
ZahnstangeRack
1212
RitzelradPinion gear
1414
ZahnstangenpositionssensorRack position sensor
1616
Wellewave
1818th
TorsionsstabTorsion bar
19 19th
LenksäuleSteering column
2020th
LenkmomentsensorSteering torque sensor
2121st
LenksäuleSteering column
2222
Wellewave
2424th
Kardangelenkuniversal joint
2626
Wellewave
2828
Lenkradsteering wheel
3030th
PlanetengetriebePlanetary gear
32, 3432, 34
Wellewave
3636
ElektromotorElectric motor
3838
WinkelsensorAngle sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1997666 A1 [0003]EP 1997666 A1 [0003]
  • DE 10057674 A1 [0004]DE 10057674 A1 [0004]
  • WO 2007/147383 A1 [0005]WO 2007/147383 A1 [0005]

Claims (9)

Verfahren zum Schätzen eines Lenkradwinkels eines Lenkrads (28) eines Lenksystems (2, 4) eines Fahrzeugs, wobei das Lenksystem (2, 4) mindestens eine Zahnstange (10), mindestens ein Ritzelrad (12), mindestens einen Torsionsstab (18) und mindestens ein Kardangelenk (24) aufweist, wobei die mindestens eine Zahnstange (10) einerseits mit mindestens einem Rad (6) zum Fortbewegen des Fahrzeugs und andererseits über das mindestens eine Ritzelrad (12), den mindestens einen Torsionsstab (18) und das mindestens eine Kardangelenk (24) mit dem Lenkrad (28) verbunden ist, wobei eine Zahnstangenposition der mindestens einen Zahnstange (10) ermittelt wird, wobei aus der Zahnstangenposition ein Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) ermittelt wird, wobei der Lenkradwinkel des Lenkrads (28) ausgehend von dem Winkel des Ritzelrads (12) unter Berücksichtigung eines Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks (24) ermittelt wird.Method for estimating a steering wheel angle of a steering wheel (28) of a steering system (2, 4) of a vehicle, wherein the steering system (2, 4) has at least one rack (10), at least one pinion wheel (12), at least one torsion bar (18) and at least one has a universal joint (24), the at least one toothed rack (10) on the one hand with at least one wheel (6) for moving the vehicle and on the other hand via the at least one pinion wheel (12), the at least one torsion bar (18) and the at least one universal joint (24) is connected to the steering wheel (28), a rack position of the at least one rack (10) being determined, an angle of the at least one pinion wheel (12) being determined from the rack position, the steering wheel angle of the steering wheel (28) starting from is determined from the angle of the pinion gear (12) taking into account an angular offset of the at least one universal joint (24). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Winkeloffset des mindestens einen Kardangelenks (24) über mindestens eine mathematische Funktion ermittelt wird, die von der Zahnstangenposition der Zahnstange (10) und/oder von einem Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) und/oder von einem Winkel des mindestens einen Torsionsstabs (18) und/oder von einer räumlichen Ausrichtung von zwei Wellen (22, 26, 32), die über das mindestens eine Kardangelenk (24) miteinander verbunden sind, abhängig ist.Procedure according to Claim 1 , in which the angular offset of the at least one universal joint (24) is determined via at least one mathematical function, which is determined by the rack position of the rack (10) and / or by an angle of the at least one pinion wheel (12) and / or by an angle of the at least a torsion bar (18) and / or a spatial alignment of two shafts (22, 26, 32), which are connected to one another via the at least one universal joint (24). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, für ein Lenksystem (2, 4), bei dem der mindestens eine Torsionsstab (18) einerseits mit dem mindestens einen Ritzelrad (12) und andererseits mit dem mindestens einen Kardangelenk (24) verbunden ist, wobei ein Torsionsmoment des mindestens einen Torsionsstabs (18) ermittelt wird, wobei ein Winkeloffset des mindestens einen Torsionsstabs (18) ermittelt wird, wobei der Lenkradwinkel des Lenkrads (28) ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) zusätzlich unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs (18) und des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks (24) ermittelt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , for a steering system (2, 4), in which the at least one torsion bar (18) is connected on the one hand to the at least one pinion gear (12) and on the other hand to the at least one universal joint (24), a torsional moment of the at least one torsion bar (18 ) is determined, wherein an angular offset of the at least one torsion bar (18) is ascertained, the steering wheel angle of the steering wheel (28) starting from the angle of the at least one pinion wheel (12) additionally taking into account the angular offset of the at least one torsion bar (18) and the Angular offset of the at least one universal joint (24) is determined. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Winkeloffset des mindestens einen Torsionsstabs (18) unter Berücksichtigung einer Torsion bzw. eines Torsionsmoments des mindestens einen Torsionsstabs (18) ermittelt wird.Procedure according to Claim 3 , in which the angular offset of the at least one torsion bar (18) is determined taking into account a torsion or a torsional moment of the at least one torsion bar (18). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, für ein Lenksystems (4), das eine Überlagerungslenkung mit einem Planetengetriebe (30) und einem Elektromotor (36) aufweist, wobei das Planetengetriebe (30) einerseits mit dem mindestens einen Kardangelenk (24) und andererseits mit dem Lenkrad (28) verbunden ist, wobei eine Übersetzung der Überlagerungslenkung ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, for a steering system (4) which has a superimposed steering system with a planetary gear (30) and an electric motor (36), the planetary gear (30) on the one hand with the at least one universal joint (24) and on the other hand with the Steering wheel (28) is connected, wherein a translation of the superimposed steering is determined. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Lenkradwinkel des Lenkrads (28) zusätzlich unter Berücksichtigung eines Überlagerungswinkels der Überlagerungslenkung ermittelt wird.Procedure according to Claim 5 , in which the steering wheel angle of the steering wheel (28) is additionally determined taking into account an overlay angle of the overlay steering. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem eine Summe aus dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) und mindestens eines Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs (18) und/oder des mindestens einen Kardangelenks (24) berechnet wird, wobei diese Summe mit der Übersetzung der Überlagerungslenkung multipliziert und daraus ein Produkt gebildet wird, wobei der Lenkradwinkel des Lenkrads (28) unter Berücksichtigung des Produkts zuzüglich eines Überlagerungswinkels der Überlagerungslenkung ermittelt wird.Procedure according to Claim 5 or 6 , in which a sum is calculated from the angle of the at least one pinion wheel (12) and at least one angular offset of the at least one torsion bar (18) and / or the at least one universal joint (24), this sum being multiplied by the translation of the superimposed steering and from this a product is formed, the steering wheel angle of the steering wheel (28) being determined taking into account the product plus a superimposition angle of the superimposition steering. Überwachungssystem für ein Lenksystem (2, 4) eines Fahrzeugs, wobei das Lenksystem (2, 4) mindestens eine Zahnstange (10), mindestens ein Ritzelrad (12) mindestens einen Torsionsstab (18) und mindestens ein Kardangelenk (24) aufweist, wobei die mindestens eine Zahnstange (10) einerseits mit mindestens einem Rad (6) zum Fortbewegen des Fahrzeugs und andererseits über das mindestens eine Ritzelrad (12) und das mindestens eine Kardangelenk (24) mit einem Lenkrad (28) verbunden ist, wobei das Überwachungssystem (3, 5) zum Schätzen eines Lenkradwinkels des Lenkrads (28) ausgebildet ist, ein Steuergerät (7) und einen Zahnstangenpositionssensor (14) aufweist, wobei der Zahnstangenpositionssensor (14) dazu ausgebildet ist, eine Zahnstangenposition der mindestens einen Zahnstange (10) zu ermitteln, wobei das Überwachungssystem (3, 5) dazu ausgebildet ist, aus der Zahnstangenposition einen Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) zu ermitteln, wobei das Steuergerät (7) dazu ausgebildet ist, einen Winkeloffset des mindestens einen Kardangelenks (24) zu ermitteln, und wobei das Steuergerät (7) dazu ausgebildet ist, den Lenkradwinkel des Lenkrads (28) ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks (24) zu ermitteln.Monitoring system for a steering system (2, 4) of a vehicle, the steering system (2, 4) having at least one toothed rack (10), at least one pinion gear (12), at least one torsion bar (18) and at least one universal joint (24), the at least one rack (10) is connected on the one hand to at least one wheel (6) for moving the vehicle and on the other hand via the at least one pinion wheel (12) and the at least one universal joint (24) to a steering wheel (28), the monitoring system (3 , 5) is designed to estimate a steering wheel angle of the steering wheel (28), has a control unit (7) and a rack position sensor (14), the rack position sensor (14) being designed to determine a rack position of the at least one rack (10), wherein the monitoring system (3, 5) is designed to determine an angle of the at least one pinion gear (12) from the rack position, the control device (7) being designed to e to determine an angular offset of the at least one universal joint (24), and the control device (7) is designed to determine the steering wheel angle of the steering wheel (28) based on the angle of the at least one pinion wheel (12), taking into account the angular offset of the at least one universal joint ( 24) to be determined. Überwachungssystem nach Anspruch 8, für ein Lenksystem (2, 4), das mindestens einen Torsionsstab (18) aufweist, wobei der mindestens eine Torsionsstab (18) einerseits mit dem mindestens einen Ritzelrad (12) und andererseits mit dem mindestens einen Kardangelenk (24) verbunden ist, wobei das Überwachungssystem (3, 5) einen Lenkmomentsensor (20) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein Torsionsmoment des mindestens einen Torsionsstabs (18) und daraus einen Winkeloffset des mindestens einen Torsionsstabs (18) zu ermitteln, wobei das Steuergerät (7) dazu ausgebildet ist, den Lenkradwinkel des Lenkrads (28) ausgehend von dem Winkel des mindestens einen Ritzelrads (12) zusätzlich unter Berücksichtigung des Winkeloffsets des mindestens einen Torsionsstabs (18) und des Winkeloffsets des mindestens einen Kardangelenks (24) zu ermitteln.Surveillance system according to Claim 8 , for a steering system (2, 4) which has at least one torsion bar (18), the at least one torsion bar (18) on the one hand with the at least one pinion wheel (12) and on the other hand is connected to the at least one universal joint (24), the monitoring system (3, 5) having a steering torque sensor (20) which is designed to generate a torsional moment of the at least one torsion bar (18) and an angular offset thereof determining at least one torsion bar (18), the control device (7) being designed to additionally determine the steering wheel angle of the steering wheel (28) based on the angle of the at least one pinion wheel (12), taking into account the angular offset of the at least one torsion bar (18) and to determine the angular offset of the at least one universal joint (24).
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