DE102022203958A1

DE102022203958A1 - Method and device for operating a motor vehicle, motor vehicle

Info

Publication number: DE102022203958A1
Application number: DE102022203958.0A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kuemmerle; Rainer Biegert; Jonas Iffland
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Lenkvorrichtung eine von einem Benutzer durch Aufbringen eines Handmoments betätigbare Lenkhandhabe (4), insbesondere Lenkrad (3), zumindest ein lenkbares mechanisch mit der Lenkhandhabe (4) gekoppeltes Fahrzeugrad (8), dessen Lenkwinkel durch das Betätigen der Lenkhandhabe (4) einstellbar und durch zumindest einen mechanischen Endanschlag (15, 16) begrenzt ist, sowie zumindest einen ansteuerbaren Aktuator (10) aufweist, der dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Betätigung der Lenkhandhabe (4) ein Unterstützungsmoment oder ein Gegenmoment auf die Lenkvorrichtung (1) auszuüben, wobei der Aktuator (10) dazu angesteuert wird, zum Beschränken des Lenkwinkels vor Erreichen des mechanischen Endanschlags (15, 16) einen simulierten Endanschlag durch Erzeugen eines dem Handmoment entgegenwirkenden Endanschlagmoments bereitzustellen, und wobei das Endanschlagmoment mittels einer in Abhängigkeit von der Betätigung der Lenkhandhabe (4) ansteigenden Federkennlinie (KF) vorgegeben wird, wobei die Federkennlinie (KF) bereits vor Erreichen des simulierten Endanschlag das Gegenmoment erhöht. Es ist vorgesehen, dass die Federkennlinie (KF) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Richtung des mechanischen Endanschlags (15, 16) verschoben wird, wenn das Handmoment ein vorgegebenes Federgrenzmoment (MF) der Federkennlinie unterhalb des Endanschlagmoments überschreitet.The invention relates to a method for operating a steering device (1) of a motor vehicle (2), wherein the steering device has a steering handle (4), in particular a steering wheel (3), which can be actuated by a user by applying a manual torque, at least one steerable mechanically connected to the steering handle (4 ) coupled vehicle wheel (8), the steering angle of which can be adjusted by operating the steering handle (4) and is limited by at least one mechanical end stop (15, 16), and has at least one controllable actuator (10) which is designed to do so depending on the actuation of the steering handle (4) exerts a supporting torque or a counter-torque on the steering device (1), the actuator (10) being controlled to limit the steering angle before reaching the mechanical end stop (15, 16) by generating a simulated end stop to provide the end stop torque counteracting the manual torque, and wherein the end stop torque is specified by means of a spring characteristic curve (KF) that increases depending on the actuation of the steering handle (4), the spring characteristic curve (KF) increasing the counter torque before the simulated end stop is reached. It is envisaged that the spring characteristic curve (KF) is shifted at a predetermined speed in the direction of the mechanical end stop (15, 16) when the manual torque exceeds a predetermined spring limit torque (MF) of the spring characteristic curve below the end stop torque.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkvorrichtung eine von einem Benutzer durch Aufbringen eines Handmoments betätigbare Lenkhandhabe, insbesondere Lenkrad, zumindest ein lenkbares und bevorzugt mechanisch mit der Lenkhandhabe gekoppeltes Fahrzeugrad, dessen Lenkwinkel durch das Betätigen der Lenkhandhabe einstellbar und durch zumindest einen mechanischen Endanschlag begrenzt ist, sowie zumindest einen ansteuerbaren Aktuator aufweist, der dazu ansteuerbar ist, in Abhängigkeit von der Betätigung der Lenkhandhabe ein Unterstützungsmoment oder ein Gegenmoment auf die Lenkvorrichtung auszuüben, wobei der Aktuator dazu angesteuert wird, zum Beschränken des Lenkwinkels vor Erreichen des mechanischen Endanschlags einen simulierten Endanschlag durch Erzeugen eines dem Handmoment entgegenwirkenden Endanschlagmoments bereitzustellen, und wobei das Endanschlagmoment mittels einer Federkennlinie des Aktuators vorgegeben wird, wobei die Federkennlinie bereits vor Erreichen des simulierten Endanschlags das Gegenmoment erhöht.The invention relates to a method for operating a steering device of a motor vehicle, wherein the steering device has a steering handle that can be actuated by a user by applying a manual torque, in particular a steering wheel, at least one steerable vehicle wheel that is preferably mechanically coupled to the steering handle, the steering angle of which can be adjusted by operating the steering handle and is limited by at least one mechanical end stop, and has at least one controllable actuator, which can be controlled to exert a supporting torque or a counter-torque on the steering device depending on the actuation of the steering handle, the actuator being controlled to limit the steering angle before reaching of the mechanical end stop to provide a simulated end stop by generating an end stop torque that counteracts the manual torque, and wherein the end stop torque is specified by means of a spring characteristic of the actuator, the spring characteristic increasing the counter torque before the simulated end stop is reached.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie einen maschinenlesbaren Datenträger mit dem Computerprogramm, eine Vorrichtung sowie eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.The invention further relates to a computer program product and a machine-readable data carrier with the computer program, a device and a steering device of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2012 022 900 A1 ein gattungsgemäßes Verfahren. Bei elektrisch unterstützten Lenkvorrichtungen ist eine elektromotorische Unterstützung eines von einem Benutzer aufgebrachten Handmoments zum Antreiben beziehungsweise Verstellen des Lenkwinkels von Fahrzeugrädern möglich. Aus der oben genannten Offenlegungsschrift ist es außerdem bekannt, die Unterstützung der Lenkvorrichtung durch den Aktuator dahingehend zu optimieren, dass ein simulierter Endanschlag oder Software-Endanschlag implementiert wird, der dazu dient, den oder die mechanischen Endanschläge vor Beschädigungen zu schützen. Ein maximaler mechanischer Hub der Lenkung beziehungsweise ein maximal einstellbarer Lenkwinkel der Fahrzeugräder wird dabei durch den simulierten Endanschlag gegenüber dem mechanischen Endanschlag geringfügig eingeschränkt. Um den Wendekreis des Fahrzeugs zu optimieren, ist es von Interesse, den simulierten Endanschlag möglichst nahe zu dem mechanischen Endanschlag zu positionieren, sodass ein möglichst großer Lenkwinkel und damit einhergehend ein möglichst kleiner Wendekreis erzielbar ist.Methods of the type mentioned at the beginning are already known from the prior art. For example, the disclosure document reveals DE 10 2012 022 900 A1 a generic procedure. With electrically assisted steering devices, electric motor support of a manual torque applied by a user for driving or adjusting the steering angle of vehicle wheels is possible. From the above-mentioned publication it is also known to optimize the support of the steering device by the actuator in such a way that a simulated end stop or software end stop is implemented, which serves to protect the mechanical end stop or stops from damage. A maximum mechanical stroke of the steering or a maximum adjustable steering angle of the vehicle wheels is slightly restricted by the simulated end stop compared to the mechanical end stop. In order to optimize the turning circle of the vehicle, it is of interest to position the simulated end stop as close as possible to the mechanical end stop, so that the largest possible steering angle and thus the smallest possible turning circle can be achieved.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 003 428 A1 ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung bekannt, bei welchem zur Realisierung eines simulierten Endanschlags eine Software-Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eine Federdrehmoment-Begrenzungseinheit umfasst, die das maximale in die Berechnung des Motordrehmoments einfließende Federdrehmoment auf die Differenz aus einem bei momentaner Fahrzeuggeschwindigkeit maximalen Unterstützungsdrehmoment und einem vorgegebenen Vorhaltedämpfungsmoment begrenzen.From the disclosure document DE 10 2006 003 428 A1 a method for operating a steering device is also known, in which, in order to realize a simulated end stop, a software control and / or regulation unit comprises a spring torque limiting unit, which sets the maximum spring torque used in the calculation of the engine torque to the difference from a current vehicle speed maximum support torque and a specified pre-damping torque.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Aktuator-unterstützten Lenkvorrichtung zu schaffen, bei welchem der simulierte Endanschlag vorteilhaft im laufenden Fahrbetrieb einstellbar ist.The present invention is based on the object of creating an improved method for operating an actuator-assisted steering device, in which the simulated end stop can advantageously be adjusted while driving.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dieses hat den Vorteil, dass auf ein Dämpferelement am mechanischen Endanschlag vollständig verzichtet werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Erreichen des mechanischen Endanschlags zwar ermöglicht, jedoch unter vorgegebenen Bedingungen. Insbesondere ist die Auftreffgeschwindigkeit auf den mechanischen Endanschlag begrenzt, sodass trotz fehlendem Dämpfungselement eine Beschädigung des Endanschlags sicher vermieden wird. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Federkennlinie mit einer fest vorgegebenen beziehungsweise konstanten Geschwindigkeit in Richtung des mechanischen Endanschlags verschoben wird, wenn das Handmoment ein Federgrenzmoment unterhalb des Endanschlagmoments überschreitet. Der Benutzer kann somit die Handhabe mit einem Handmoment beaufschlagen, das größer ist als das Federgrenzmoment und somit die Handhabe über die durch das Federgrenzmoment vorgegebene Endstellung hinaus weiter in Richtung des Endanschlagmoments drehen. Das Federgrenzmoment wird dabei insbesondere derart appliziert, dass es beispielsweise einer sportlicheren oder einer gemütlicheren Fahrweise gerecht wird. Im Normalbetrieb, wenn der Fahrer einen Lenkwinkel einstellen möchte und dazu die Handhabe betätigt, verlagert er diese entgegen dem durch die Federkennlinie vorgegebenen Gegenmoment, das mit weiterem Verstellen der Lenkhandhabe in Richtung des Endanschlags gemäß der Federkennlinie zunimmt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Federkennlinie das Gegenmoment erst dann erhöht, wenn ein Mindestlenkwinkel bereits erreicht wurde, der insbesondere nahe zu dem mechanischen Endanschlag liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass der Fahrer erst kurz vor Erreichen des Endanschlags mit dem Gegenmoment der Federkennlinie konfrontiert wird. Die Federkennlinie gibt somit das Gegenmoment in Abhängigkeit von dem durch die Betätigung der Handhabe angefragten Lenkwinkel vor. Insbesondere ist die Federkennlinien in Abhängigkeit von einer Zahnstangenposition eines Zahnstangengetriebes, das die Lenkhandhabe mit zumindest einem lenkbaren Fahrzeugrad verbindet, vorgegeben. Sobald der Benutzer nunmehr die Lenkhandhabe derart weit verlagert, dass das Gegenmoment gemäß der Federkennlinie zunimmt, sodass es das Federgrenzmoment überschreitet, wird die Federkennlinie mit der vorgegebenen Geschwindigkeit weiter in Richtung des mechanischen Endanschlags verschoben. Dadurch wird erreicht, dass der Lenkwinkel weiter erhöht wird, jedoch nicht mit der Maßgabe der Betätigungsgeschwindigkeit der Lenkhandhabe, sondern mit der vorgegebenen Geschwindigkeit. Die vorgegebene Geschwindigkeit ist dabei derart fest vorgegeben, dass ein Auftreffen der Lenkvorrichtung auf den mechanischen Endanschlag mit der vorgegebenen Geschwindigkeit zu keiner Beschädigung des Endanschlags und der Lenkvorrichtung führen kann. Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl der Lenkwinkel maximal ausgereizt wird, und dass auch dann, wenn die Lenkvorrichtung an Endanschlag gelangt, eine Beschädigung sicher verhindert ist. Durch die fest vorgegebene Geschwindigkeit, mit welcher die Federkennlinie bei Überschreiten des Federgrenzmoments weitergeschoben wird, kann außerdem auf einen Dämpfer am mechanischen Anschlag verzichtet werden. Hieraus ergibt sich auch, dass durch die vorteilhafte Ausbildung akustische Auffälligkeiten vermieden werden. Durch die vorgegebene Geschwindigkeit wird erreicht, dass das Aufprallgeräusch am mechanischen Endanschlag derart leise ist, dass es von Fahrzeuginsassen nicht mehr wahrnehmbar oder zumindest nicht störend wahrnehmbar ist. Es ergeben sich dadurch die oben genannten Vorteile.The object on which the invention is based is achieved by a method with the features of claim 1. This has the advantage that a damper element on the mechanical end stop can be completely dispensed with. The method according to the invention makes it possible to reach the mechanical end stop, but under specified conditions. In particular, the impact speed is limited to the mechanical end stop, so that damage to the end stop is reliably avoided despite the lack of a damping element. According to the invention, it is provided that the spring characteristic curve is shifted at a fixed or constant speed in the direction of the mechanical end stop when the manual torque exceeds a spring limit torque below the end stop torque. The user can thus apply a manual torque to the handle that is greater than the spring limit torque and thus further rotate the handle in the direction of the end stop torque beyond the end position specified by the spring limit torque. The spring limit torque is applied in particular in such a way that it meets, for example, a sportier or more comfortable driving style. In normal operation, if the driver wants to set a steering angle and operates the handle to do this, he shifts it counter to the counter torque specified by the spring characteristic, which increases with further adjustment of the steering handle in the direction of the end stop according to the spring characteristic. It is preferably provided that the spring characteristic curve only increases the counter torque when a minimum steering angle has already been reached, which is particularly close to the mechanical end stop. This ensures that the driver is only confronted with the counter torque of the spring characteristic shortly before reaching the end stop. The spring characteristic curve therefore specifies the counter torque depending on the steering angle requested by operating the handle. In particular, the spring characteristics are predetermined as a function of a rack position of a rack and pinion transmission that connects the steering handle to at least one steerable vehicle wheel. As soon as the user now shifts the steering handle to such an extent that the counter-torque increases according to the spring characteristic curve so that it exceeds the spring limit torque, the spring characteristic curve is moved further in the direction of the mechanical end stop at the predetermined speed. This ensures that the steering angle is further increased, but not in accordance with the operating speed of the steering handle, but rather with the specified speed. The predetermined speed is predetermined in such a way that an impact of the steering device on the mechanical end stop at the predetermined speed cannot lead to any damage to the end stop and the steering device. This ensures that the steering angle is maximized and that damage is reliably prevented even when the steering device reaches the end stop. Due to the fixed speed at which the spring characteristic curve is pushed further when the spring limit torque is exceeded, a damper on the mechanical stop can also be dispensed with. This also means that the advantageous design avoids acoustic abnormalities. The predetermined speed ensures that the impact noise at the mechanical end stop is so quiet that it is no longer noticeable or at least not disturbing to the vehicle occupants. This results in the advantages mentioned above.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Verschieben der Federkennlinie beendet, sobald das Handmoment das Federgrenzmoment unterschreitet. Damit verbleibt die Federkennlinie an der bis dahin verschobenen Position (in Bezug auf den durch die Betätigung der Lenkhandhabe angeforderten Lenkwinkel). Somit wird der neue simulierte Endanschlag durch die Federkennlinie an der nunmehr verschobenen Position festgelegt. Überschreitet der Benutzer mit dem Handmoment erneut das Federgrenzmoment bei einem nächsten/folgenden Lenkvorgang, wird die Federkennlinie mit der vorgegebenen Geschwindigkeit vorzugsweise weiter in Richtung des mechanischen Endanschlags verschoben. Erreicht das Handmoment jedoch das Federgrenzmoment nicht, so verbleibt die Federkennlinie und damit der simulierte Endanschlag an der zuvor bestimmten Position.According to a preferred development of the invention, the shifting of the spring characteristic is stopped as soon as the manual torque falls below the spring limit torque. This means that the spring characteristic curve remains in the previously shifted position (in relation to the steering angle requested by operating the steering handle). The new simulated end stop is thus determined by the spring characteristic at the now shifted position. If the user exceeds the spring limit torque again with the manual torque during a next/subsequent steering operation, the spring characteristic curve is preferably moved further in the direction of the mechanical end stop at the specified speed. However, if the manual torque does not reach the spring limit torque, the spring characteristic and thus the simulated end stop remain at the previously determined position.

Weiterhin ist optional vorgesehen, dass die Federkennlinie nur verschoben wird, sobald das Handmoment das Federgrenzmoment überschreitet oder erst dann, wenn das Handmoment das Federgrenzmoment über eine vorgegebene Zeitdauer hinaus überschreitet. Es kann also zwischen zwei Optionen gewählt werden. Entweder wir die Federkennlinie stets dann verschoben, wenn das Handmoment das Federgrenzmoment überschreitet oder erst dann, wenn die Überschreitung länger als die vorgegebene Zeitdauer andauert.Furthermore, it is optionally provided that the spring characteristic curve is only shifted as soon as the manual torque exceeds the spring limit torque or only when the manual torque exceeds the spring limit torque for a predetermined period of time. So you can choose between two options. Either we always shift the spring characteristic curve when the manual torque exceeds the spring limit torque or only when the exceedance lasts longer than the specified period of time.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verschiebegeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Art des mechanischen Anschlags eingestellt wird. Weist der mechanische Endanschlag einen Dämpfer auf, so wird die Verschiebegeschwindigkeit vorzugsweise höher gewählt. Ist der Endanschlag dämpferfrei ausgebildet, wird die Verschiebegeschwindigkeit bevorzugt kleiner gewählt. Insbesondere wird die Verschiebegeschwindigkeit derart gewählt, dass eine Beschädigung des mechanischen Endanschlags oder der Lenkvorrichtung durch den mechanischen Endanschlag vermieden wird.Furthermore, it is preferably provided that the displacement speed is set depending on the type of mechanical stop. If the mechanical end stop has a damper, the displacement speed is preferably chosen to be higher. If the end stop is designed to be damper-free, the displacement speed is preferably selected to be smaller. In particular, the displacement speed is selected such that damage to the mechanical end stop or the steering device by the mechanical end stop is avoided.

Besonders bevorzugt wird der mechanische Endanschlag dämpferfrei ausgebildet. Aufgrund der vorteilhaft vorgegebenen Verschiebegeschwindigkeit der Federkennlinie ist dennoch sichergestellt, dass eine Beschädigung der Lenkvorrichtung und/oder des Endanschlags vermieden wird.The mechanical end stop is particularly preferably designed to be damper-free. Due to the advantageously predetermined displacement speed of the spring characteristic, it is nevertheless ensured that damage to the steering device and/or the end stop is avoided.

Vorzugsweise wird die Federkennlinie maximal so weit verschoben, bis die Lenkvorrichtung den mechanischen Lenkanschlag erreicht, wobei die Federkennlinie dann auf eine Position zurückgeschoben und gespeichert wird, an welcher der simulierte Endanschlag vor dem mechanischen Endanschlag liegt. Die Verschiebung der Federkennlinie wird somit maximal derart weit betrieben, bis die Lenkvorrichtung tatsächlich den mechanischen Endanschlag erreicht. Um zu vermeiden, dass der Endanschlag nun jedes Mal bei Einstellen des maximalen Lenkwinkels erreicht wird, wird die Federkennlinie nach Erreichen des mechanischen Endanschlags auf eine Position (in Bezug auf den eingestellten oder angeforderten Lenkwinkel) zurückgeschoben, an welcher der simulierte Endanschlag vor dem mechanischen Endanschlag liegt, sodass infolgedessen der Benutzer die Lenkvorrichtung nicht mehr bis an den mechanischen Endanschlag heranführen kann. Damit ist der maximale Lenkwinkel derart sicher vorgegeben, dass eine Beschädigung der Lenkvorrichtung durch den mechanischen Endanschlag sicher vermieden ist, insbesondere dann, wenn dieser dämpferfrei ausgebildet ist, wie obenstehend bereits beschrieben. Insbesondere wird die Position, um welche die Federkennlinie zurückgeschoben wird, in Abhängigkeit von der Art des mechanischen Endanschlags und der Verschiebegeschwindigkeit derart gewählt, dass ein Erreichen des mechanischen Endanschlags sicher verhindert ist, wobei die Position möglichst nahe zu dem mechanischen Endanschlag gewählt wird. Insbesondere handelt es sich bei der Position beispielsweise um die zuletzt erfasste Position der Federkennlinie, an welcher der mechanische Endanschlag nicht erreicht werden konnte und stattdessen das Handmoment das Endanschlagmoment erreicht hat.Preferably, the spring characteristic is shifted as far as possible until the steering device reaches the mechanical steering stop, the spring characteristic then being pushed back to a position and stored at which the simulated end stop is in front of the mechanical end stop. The displacement of the spring characteristic curve is therefore operated to a maximum extent until the steering device actually reaches the mechanical end stop. In order to avoid that the end stop is now reached every time the maximum steering angle is set, the spring characteristic is pushed back after reaching the mechanical end stop to a position (in relation to the set or requested steering angle) at which the simulated end stop is in front of the mechanical end stop lies, so that as a result the user can no longer move the steering device up to the mechanical end stop. This ensures that the maximum steering angle is specified in such a way that damage to the steering device caused by the mechanical end stop is reliably avoided. especially if this is designed to be damper-free, as already described above. In particular, the position by which the spring characteristic curve is pushed back is selected depending on the type of mechanical end stop and the displacement speed in such a way that reaching the mechanical end stop is reliably prevented, with the position being chosen as close as possible to the mechanical end stop. In particular, the position is, for example, the last recorded position of the spring characteristic at which the mechanical end stop could not be reached and instead the manual torque reached the end stop torque.

Gemäß der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die gespeicherte Position dauerhaft unveränderlich gespeichert, sodass sie nach dem erstmaligen Festlegen für unbestimmte Zeit, insbesondere für den Rest des Lebensdauer der Lenkvorrichtung, gespeichert wird.According to the preferred development of the invention, the stored position is permanently stored in an unchangeable manner, so that after the initial setting it is stored for an indefinite period of time, in particular for the rest of the service life of the steering device.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die gespeicherte Position bei Überschreiten des Endanschlagmoments beziehungsweise des Begrenzmoments erneut in Richtung des mechanischen Endanschlags verschoben, und zwar wie obenstehend beschrieben mit der vorgegebenen Geschwindigkeit. Dadurch wird erreicht, dass der Wendekreis weiter minimiert wird, bis der minimal mögliche Wendekreis, ohne Erreichen des mechanischen Endanschlags, erreicht ist. Aber auch Alterungserscheinungen der Lenkvorrichtung können so über die Zeitdauer ausgeglichen werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass kein Einlernen des Endanschlags am Produktionsband erfolgen muss da dies im Betrieb durch den Fahrer beziehungsweise durch den Endkunden erfolgt.According to an alternative embodiment of the invention, when the end stop torque or the limiting torque is exceeded, the stored position is shifted again in the direction of the mechanical end stop, as described above, at the predetermined speed. This ensures that the turning circle is further minimized until the minimum possible turning circle is reached without reaching the mechanical end stop. But signs of aging of the steering device can also be compensated for over time. Another advantage is that the end stop does not have to be taught in on the production line as this is done during operation by the driver or the end customer.

Weiterhin ist bevorzug vorgesehen, dass die Verschiebung der Federkennlinie in Richtung des mechanischen Endanschlags in Abhängigkeit von einer erwarteten Schiebekraft oder Zahnstangenkraft begrenzt wird. Dadurch wird die Mechanik und Aktuatorik der Lenkvorrichtung geschützt. Insbesondere wird die erwartete Schiebekraft in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit ermittelt. So werden bei höherer Fahrgeschwindigkeit niedrige Schiebekräfte erwartet und bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten höhere Schiebekräfte. Insbesondere wird die Verschiebung mit zunehmender, erwarteter Schiebekraft weiter begrenzt. So wird der Zahnstangenhub beziehungsweise die Verschiebung begrenzt, um bei langsamen Fahrgeschwindigkeiten zu vermeiden, dass die Zahnstange mit besonders hoher Kraft verschoben wird und dadurch das Material oder die Mechanik leidet. Hierdurch ergibt sich auch der Vorteil, dass der Verbau von einheitlichen Aktuatoren, insbesondere Unterstützungsmotoren, ermöglicht ist, weil Bereiche mit besonders hoher Unterstützungsanforderung durch das Begrenzen der Verschiebung aktiv ausgeblendet werden. Dadurch wird vermieden, dass leistungsfähigere Aktuatoren bei unterschiedlichen Randbedingungen oder Kraftfahrzeugen eingesetzt werden müssen. Vorzugsweise wird die Begrenzung bei Rücklenken des Fahrers in den Mittenbereich aufgehoben oder kontinuierlich abgebaut.Furthermore, it is preferably provided that the displacement of the spring characteristic in the direction of the mechanical end stop is limited depending on an expected pushing force or rack force. This protects the mechanics and actuators of the steering device. In particular, the expected pushing force is determined as a function of a current driving speed. Low pushing forces are expected at higher driving speeds and higher pushing forces at lower driving speeds. In particular, the displacement is further limited as the expected pushing force increases. In this way, the rack stroke or displacement is limited in order to prevent the rack from being moved with particularly high force at slow travel speeds, thereby causing damage to the material or mechanics. This also has the advantage that the installation of uniform actuators, in particular support motors, is possible because areas with particularly high support requirements are actively hidden by limiting the displacement. This avoids having to use more powerful actuators under different conditions or motor vehicles. Preferably, the limitation is lifted or continuously reduced when the driver steers back to the center area.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass es das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.The computer program according to the invention with the features of claim 10 is characterized in that it carries out the method according to the invention when it is executed on a computer.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt beziehungsweise der erfindungsgemäße maschinenlesbare Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch das oben genannte Computerprogramm aus.The computer program product according to the invention or the machine-readable data carrier according to the invention with the features of claim 11 is characterized by the above-mentioned computer program.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich dadurch aus, dass sie speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 8, oder das Computerprogramm gemäß Anspruch 9, auszuführen.The device according to the invention with the features of claim 12 is characterized in that it is specifically designed to carry out the method with the features of one of claims 1 to 8, or the computer program according to claim 9.

Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich dadurch die bereits oben genannten Vorteile.The steering device according to the invention with the features of claim 13 is characterized by the device according to the invention. This results in the advantages already mentioned above.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor beschriebenen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,
2 eine Zahnstange der Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben der Lenkvorrichtung.

Further advantages and preferred features and combinations of features result in particular from what was described above. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Show this

1 a steering device of a motor vehicle in a simplified representation,
2 a rack of the steering device in a schematic representation and
3 a flowchart to explain an advantageous method for operating the steering device.

1 zeigt eine vorteilhafte Lenkvorrichtung 1 für ein hier nur angedeutetes Kraftfahrzeug 2. Die Lenkvorrichtung 1 weist eine als Lenkrad 3 ausgebildete Lenkhandhabe 4 auf, die durch eine Lenkstange 5 mit einem Lenkgetriebe 6 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 6 ist dazu ausgebildet, eine Rotation der Lenkstange 5 in eine translatorische Bewegung eines Gestänges 7 zu wandeln, das mit lenkbaren Fahrzeugrädern 8 des Kraftfahrzeugs 2 verbunden ist. Bei den Fahrzeugrädern handelt es sich insbesondere um Vorderräder des Kraftfahrzeugs 2. Das Lenkgetriebe 6 weist insbesondere eine fest mit dem Gestänge 7 verbundene Zahnstange 9 auf. Optional ist die Zahnstange 9 einstückig mit dem Gestänge oder mit einem Teil des Gestänges 7 ausgebildet. Die Zahnstange 9 kämmt insbesondere mit einem am von der Lenkhandhabe 3 abgewandten Ende der Lenkstange 5 angeordneten Ritzel, sodass die rotatorische Lenkbewegung des Lenkrads 3 in eine translatorische Bewegung des Gestänges 7 und damit zu einer Verstellung des Lenkwinkels der Fahrzeugräder 8 führt. Grundsätzlich könnte eine Lenkvorrichtung jedoch auch als Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung ausgebildet sein. 1 shows an advantageous steering device 1 for a motor vehicle 2, which is only indicated here. The steering device 1 has a steering handle 4 designed as a steering wheel 3, which is connected to a steering gear 6 by a handlebar 5. The steering gear 6 is designed to convert a rotation of the handlebar 5 into a translational movement of a linkage 7, which is connected to steerable vehicle wheels 8 of the motor vehicle 2. The vehicle wheels are in particular the front wheels of the motor vehicle 2. This Steering gear 6 in particular has a rack 9 which is firmly connected to the linkage 7. Optionally, the rack 9 is formed in one piece with the linkage or with part of the linkage 7. The rack 9 meshes in particular with a pinion arranged at the end of the handlebar 5 facing away from the steering handle 3, so that the rotary steering movement of the steering wheel 3 leads to a translational movement of the linkage 7 and thus to an adjustment of the steering angle of the vehicle wheels 8. In principle, however, a steering device could also be designed as a steer-by-wire steering device.

Die Lenkvorrichtung 1 ist eine durch einen Aktuator 10 unterstützte Lenkeinrichtung. Der Aktuator 10 ist insbesondere ein Servoantrieb mit einem Elektromotor 11, der mit dem Lenkgetriebe 6 gekoppelt ist, um auf das Gestänge 7 ein den Fahrer bei der Bedienung der Handhabe 4 unterstützendes oder ein dem Fahrer entgegenwirkendes Moment auszuüben. Der Elektromotor 11 wird dabei in Abhängigkeit insbesondere von einem durch die Betätigung des Lenkrads 3 vorgegebenen Lenkwinkel, der insbesondere mittels eines dafür geeigneten Sensors 12 erfasst wird, angesteuert. Dazu ist ein Steuergerät 13 vorhanden, dass die Sensorsignale des Sensors 12 erfasst und in Abhängigkeit dieser den Elektromotor 11 beziehungsweise den Aktuator 10 ansteuert. Hierzu weist das Steuergerät 13 insbesondere eine Recheneinrichtung 14, insbesondere mit einem Mikroprozessor und einem nichtflüchtigen Speicher auf, in welchem ein vorteilhaftes Computerprogramm hinterlegt ist, wobei das Computerprogramm dazu ausgebildet ist, das im Folgenden beschriebene Verfahren auszuführen.The steering device 1 is a steering device supported by an actuator 10. The actuator 10 is in particular a servo drive with an electric motor 11, which is coupled to the steering gear 6 in order to exert a moment on the linkage 7 that supports the driver when operating the handle 4 or counteracts the driver. The electric motor 11 is controlled depending in particular on a steering angle predetermined by the actuation of the steering wheel 3, which is detected in particular by means of a sensor 12 suitable for this purpose. For this purpose, there is a control device 13 that detects the sensor signals of the sensor 12 and, depending on this, controls the electric motor 11 or the actuator 10. For this purpose, the control device 13 in particular has a computing device 14, in particular with a microprocessor and a non-volatile memory, in which an advantageous computer program is stored, the computer program being designed to carry out the method described below.

2 zeigt in einer vereinfachten Darstellung die Zahnstange 9 und der Zahnstange 9 zugeordnet eine vorteilhafte Federkennlinie K_F. Die Federkennlinie K_F ist über den Weg x aufgetragen, den die Zahnstange 9 translatorisch verschiebbar ist. Die Zahnstange 9 ist grundsätzlich maximal bis zu einem mechanischen Endanschlag 15 in die eine und in die andere Richtung verschiebbar. Da in beide Schieberichtungen das Verhalten der Zahnstange beziehungsweise das im Folgenden beschriebene Verfahren analog ausgeführt wird, wird um Wiederholung zu vermeiden nunmehr nur auf die eine Seite beziehungsweise nur auf die eine Lenkrichtung der Lenkvorrichtung 1 eingegangen. 2 shows in a simplified representation the rack 9 and the rack 9 assigned an advantageous spring characteristic K _F. The spring characteristic K _F is plotted over the distance x over which the rack 9 can be displaced in translation. The rack 9 can basically be moved in one direction and in the other up to a maximum of a mechanical end stop 15. Since the behavior of the rack or the method described below is carried out analogously in both sliding directions, in order to avoid repetition, only one side or only one steering direction of the steering device 1 will now be discussed.

Die Zahnstange 9 ist maximal weit in die Richtung des Endanschlags 15 verschiebbar, bis die Lenkvorrichtung 1 auf den Endanschlag 15 trifft und an einer Weiterbewegung gehindert ist. Der mechanische Endanschlag 15 gewährleistet beispielsweise, dass die Fahrzeugräder 8 nicht derart weit eingelenkt werden können, dass diese mit Karosserieteilen des Kraftfahrzeugs 2 kollidieren. Der Endanschlag 15 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dämpferfrei ausgebildet, sodass beispielsweise Zahnstange 9 beziehungsweise das Gestänge 7 verhältnismäßig hart auf den Endanschlag 15 auftreffen könnte. Um dies zu vermeiden wird durch das Steuergerät 13 der Elektromotor 11 beziehungsweise Aktuator 10 dazu angesteuert, einen simulierten Endanschlag bereitzustellen. Dazu steuert das Steuergerät 13 den Aktuator 10 derart an, dass er mit zunehmender Annäherung der Zahnstange 9 an den Endanschlag 15 ein Gegenmoment, das also dem von dem Benutzer auf das Lenkrad 3 aufgebrachten Handmoment entgegenwirkt, erhöht. Die Erhöhung des Gegenmoments erfolgt dabei gemäß der Federkennlinie K_F sobald sich die Zahnstange 9 an den Endanschlag 15 annähert.The rack 9 can be displaced as far as possible in the direction of the end stop 15 until the steering device 1 hits the end stop 15 and is prevented from moving further. The mechanical end stop 15 ensures, for example, that the vehicle wheels 8 cannot be turned so far that they collide with body parts of the motor vehicle 2. According to the present exemplary embodiment, the end stop 15 is designed to be damper-free, so that, for example, the rack 9 or the linkage 7 could hit the end stop 15 relatively hard. To avoid this, the control unit 13 controls the electric motor 11 or actuator 10 to provide a simulated end stop. For this purpose, the control unit 13 controls the actuator 10 in such a way that, as the rack 9 approaches the end stop 15, it increases a counter-torque, which therefore counteracts the hand torque applied to the steering wheel 3 by the user. The counter torque is increased in accordance with the spring characteristic K _F as soon as the rack 9 approaches the end stop 15.

Das maximale Gegenmoment M_max entspricht dabei dem maximal von dem Elektromotor 11 leistbaren Drehmoment. Die Steigerung der Federkennlinie K_F nimmt dabei insbesondere stufenförmig zu, wobei gemäß dem vorliegendem Ausgangsbeispiel nur eine Steigungsänderung vorgesehen ist. Durch die Federkennlinie wird dem Benutzer eine Feder simuliert, gegen welche der Benutzer das Lenkrad 3 in der Nähe des Endanschlags 15 dreht. Mit zunehmender Annäherung an den Endanschlag 15 nimmt auch das Gegenmoment zu, sodass der Fahrer eine erhöhte Federkraft verspürt. Dadurch erhält der Fahrer eine vorteilhafte Rückmeldung im Betrieb der Lenkvorrichtung 1. Das maximale Gegenmoment M_max ist dabei derart hoch, dass es vom Fahrer normalerweise durch das aufgebrachte Handmoment nicht überwunden werden kann. Dadurch entsteht ein simulierter Endanschlag 17, der auf dem Bewegungsweg der Zahnstange 9 noch vor dem tatsächlichen mechanischen Endanschlag 15 liegt. Die Federkennlinie K_F ist derart gestaltet, dass der Fahrer den mechanischen Endanschlag 15 bei der Betätigung der Lenkhandhabe 4 nicht erreichen kann. Dadurch ist eine dämpferfreie Ausbildung des Endanschlags 15 möglich, ohne dass dieser im Betrieb die Lenkvorrichtung 1 beschädigen kann.The maximum countertorque M _max corresponds to the maximum torque that can be achieved by the electric motor 11. The increase in the spring characteristic curve K _F increases in particular in steps, with only one change in slope being provided according to the present initial example. The spring characteristic simulates a spring for the user, against which the user turns the steering wheel 3 near the end stop 15. As the end stop 15 gets closer, the counter torque also increases, so that the driver feels an increased spring force. As a result, the driver receives advantageous feedback during the operation of the steering device 1. The maximum counter-torque M _max is so high that the driver cannot normally overcome it by the applied manual torque. This creates a simulated end stop 17, which lies in front of the actual mechanical end stop 15 on the movement path of the rack 9. The spring characteristic K _F is designed in such a way that the driver cannot reach the mechanical end stop 15 when operating the steering handle 4. This makes it possible to design the end stop 15 without a damper, without it being able to damage the steering device 1 during operation.

Durch den simulierten Endanschlag ist der Fahrer somit im Zahnstangenhub und damit im Wendekreis des Kraftfahrzeugs 2 eingeschränkt. Initial wird die Federkennlinie an eine Zahnstangenposition gesetzt, welche unter Berücksichtigung aller Toleranzen, insbesondere Verbautoleranzen, Fertigungstoleranz, Messtoleranzen der Sensorik und dergleichen, verhindert, dass der Benutzer den mechanischen Endanschlag 15 erreichen kann. Anschließend wird dem Fahrer ermöglicht, diese initialgesetzte Position sukzessiv in Richtung des mechanischen Endanschlags zu verschieben, insbesondere jedoch ohne diesen zu erreichen. Dadurch wird der nutzbare Zahnstangenhub sukzessive vergrößert und der Wendekreis des Fahrzeugs im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs optimiert beziehungsweise verringert. Im Unterschied zu herkömmlichen Lenkvorrichtungen, bei denen am Produktionsband der Endanschlag eingelernt werden muss, wird durch die vorliegend beschriebene Lenkvorrichtung 1 erreicht, dass der Endkunde dieses Einlernen durch das hier beschriebene Verfahren selbst vornimmt, wodurch Produktionskosten und -Zeit eingespart werden.Due to the simulated end stop, the driver is therefore restricted in the rack stroke and thus in the turning circle of the motor vehicle 2. Initially, the spring characteristic is set at a rack position which, taking into account all tolerances, in particular installation tolerances, manufacturing tolerances, measurement tolerances of the sensors and the like, prevents the user from reaching the mechanical end stop 15. The driver is then enabled to successively move this initially set position in the direction of the mechanical end stop, but in particular without reaching it. This means that the usable rack stroke is gradually reduced increases and the turning circle of the vehicle is optimized or reduced while the motor vehicle is in operation. In contrast to conventional steering devices, in which the end stop must be taught on the production line, the steering device 1 described here ensures that the end customer carries out this teaching themselves using the method described here, thereby saving production costs and time.

Das Vorgehen soll dabei im Folgenden auch mit Bezug auf 3, die ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens darstellt, erklärt werden.The procedure will also be discussed below with reference to: 3 , which is a flowchart explaining the procedure.

Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1 dann, wenn der eingestellte Lenkwinkel sich an den mechanischen Endanschlag 15 annähert. Dazu wird mittels der Sensoreinrichtung 12 der aktuelle Lenkwinkel überwacht. So beginnt das Verfahren beispielsweise dann, wenn ein Grenzabstand von 15 bis 5 mm, insbesondere von 10 mm, vor dem mechanischen Endabschlag unterschritten wird.The method begins in a step S1 when the set steering angle approaches the mechanical end stop 15. For this purpose, the current steering angle is monitored using the sensor device 12. For example, the process begins when the distance falls below a limit of 15 to 5 mm, in particular 10 mm, before the mechanical final cut.

In einem darauffolgenden Schritt S2 wird überwacht, ob das vom Fahrer aufgebrachte Handmoment eine vorgegebene Handmomentschwelle überschreitet. Die Handmomentschwelle entspricht beispielsweise dem dem Fahrer entgegenwirkenden Drehmoment am Lenkrad Erst wenn der Fahrer die Handmomentschwelle überwindet, lässt sich das Lenkrad drehen. Insoweit wird durch das Erkennen des Überschreitens der Handmomentschwelle erfasst, dass die Lenkhandhabe beziehungsweise das Lenkrad bewegt und eine Lenkwinkeländerung angefordert wird.In a subsequent step S2, it is monitored whether the hand torque applied by the driver exceeds a predetermined hand torque threshold. The manual torque threshold corresponds, for example, to the torque on the steering wheel counteracting the driver. Only when the driver overcomes the manual torque threshold can the steering wheel be turned. In this respect, recognizing that the manual torque threshold has been exceeded detects that the steering handle or the steering wheel is moving and a change in the steering angle is requested.

Wird erkannt, dass die Handmomentschwelle überschritten wurde (j) wird im folgenden Schritt S3 weiter vorgegangen, in dem das aufgebrachte Handmoment mit der Federkraftkennlinie K_F verglichen wird. Der Federkraftkennlinie ist ein Federgrenzmoment M_F zugeordnet. Das Federgrenzmoment M_F liegt zwischen dem maximalen Gegenmoment M_Max und keinem Gegenmoment. Das Federgrenzmoment M_F ist derart gewählt, dass der Fahrer bereits ein deutliches Gegenmoment beim Weiterdrehen des Lenkrads 3 in Richtung des Endanschlags 15 verspürt und dadurch darauf hingewiesen ist, dass der mechanische Endanschlag 15 naht.If it is recognized that the manual torque threshold has been exceeded (j), the next step is S3, in which the applied manual torque is compared with the spring force characteristic curve K _F. A spring limit moment M _F is assigned to the spring force characteristic. The spring limit torque M _F lies between the maximum counter-torque M _Max and no counter-torque. The spring limit torque M _F is selected such that the driver already feels a clear counter-torque when the steering wheel 3 continues to turn in the direction of the end stop 15 and is thereby informed that the mechanical end stop 15 is approaching.

In dem Fall, dass weder Schritt S2 ein Überschreiten der Handmomentschwelle noch in Schritt S3 ein Überschreiten des Federgrenzmoments erfasst wird (n), wird die Federkennlinie K_F nicht verändert und der Lenkvorgang in einem Schritt S4 wie gewohnt zu Ende geführt.In the event that neither step S2 detects that the manual torque threshold has been exceeded nor that step S3 detects that the spring limit torque has been exceeded (n), the spring characteristic curve K _F is not changed and the steering process is completed as usual in step S4.

Wird jedoch auch im Schritt S3 erkannt, dass eine Grenze nämlich das Federgrenzmoment M_F überschritten wird (j), so wird im folgenden Schritt S5 die Federkennlinie mit einer vorgegebenen, konstanten Geschwindigkeit in Richtung des mechanischen Endanschlags 15 verschoben. Optional wird die Verschiebung der Federkennlinie erst dann begonnen, wenn eine vorgegebene Zeitdauer, über welche das Handmoment das Federgrenzmoment überschreitet, erreicht wurde. In 2 ist hierzu zur Erklärung ein Pfeil 18 eingezeichnet, der die Verschiebung der Federkennlinie K_F in Richtung des Endanschlags 15 anzeigt. Darüber hinaus ist die Federkennlinie K_F an mehreren Positionen 17_1 bis 17_4 beispielhaft verschoben gezeigt. Dadurch, dass die Verschiebung der Federkennlinie mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt, kann der Fahrer trotz überdrehen des Lenkrads 3 beziehungsweise trotz überwinden des Federgrenzmoments M_F die Zahnstange 9 beziehungsweise die Lenkvorrichtung 1 nicht schneller in den Endanschlag 15 bringen, als es durch die vorgegebene Verschiebegeschwindigkeit erlaubt ist. Solange der Fahrer ein Handmoment aufbringt, dass das Federgrenzmoment M_F überschreitet, wird die Federkennlinie in Richtung des Endanschlags 15 verschoben, sodass sich der Wendekreis langsam an dem minimal erreichbaren Wendekreis annähert.However, if it is also recognized in step S3 that a limit, namely the spring limit torque M _F, is exceeded (j), then in the following step S5 the spring characteristic curve is shifted at a predetermined, constant speed in the direction of the mechanical end stop 15. Optionally, the shifting of the spring characteristic curve only begins when a predetermined period of time over which the manual torque exceeds the spring limit torque has been reached. In 2 To explain this, an arrow 18 is drawn, which indicates the displacement of the spring characteristic K _F in the direction of the end stop 15. In addition, the spring characteristic K _F is shown shifted as an example at several positions 17_1 to 17_4. Because the spring characteristic curve is shifted at a constant speed, the driver cannot bring the rack 9 or the steering device 1 into the end stop 15 faster than is permitted by the predetermined displacement speed, despite overturning the steering wheel 3 or despite overcoming the spring limit torque M _F . As long as the driver applies a manual torque that exceeds the spring limit torque M _F , the spring characteristic is shifted in the direction of the end stop 15, so that the turning circle slowly approaches the minimum achievable turning circle.

Wird das Federgrenzmoment M_F durch das aufgebrachte Handmoment wieder unterschritten, wird dies in einem Schritt S6 erkannt (j), und der Verschiebevorgang der Federkennlinie K_F unterbrochen und die aktuelle Position der Federkennlinie K_F in einem Schritt S7 insbesondere nicht flüchtig gespeichert und beibehalten. Beim erneuten Überschreiten der Schwellwerte (Schritte S2 und S3) wird vorzugsweise die Position der Federkennlinie dann weiter in Richtung des mechanischen Endanschlags 15 verschoben. Wenn der mechanischen Endanschlag 15 tatsächlich erreicht wird, kann nur noch das Handmoment oberhalb des Federgrenzmoments M_F gehalten werden, jedoch nicht mehr die Kraft aus der Federkennlinie. Wird die mechanische Endposition erkannt beziehungsweise das Erreichen des mechanischen Endanschlags 15, so wird eine vorherige Position als fertig gelernt abgespeichert. Um zu vermeiden, dass im späteren Verfahren der Fahrer erneut gegen den mechanischen Endanschlag lenkt, wird nicht die Federkennlinie gespeichert, die das Erreichen des mechanischen Endanschlags 15 ermittelt, sondern eine vorherige Wiedererkennung, welche das Erreichen des Endanschlags noch verhindert wurde.If the applied manual torque falls below the spring limit torque M _F again, this is detected in a step S6 (j), and the shifting process of the spring characteristic K _F is interrupted and the current position of the spring characteristic K _F is stored and maintained, in particular in a non-volatile manner, in a step S7. When the threshold values are exceeded again (steps S2 and S3), the position of the spring characteristic is then preferably further shifted in the direction of the mechanical end stop 15. When the mechanical end stop 15 is actually reached, only the manual torque can be kept above the spring limit torque M _F , but no longer the force from the spring characteristic curve. If the mechanical end position is recognized or if the mechanical end stop 15 is reached, a previous position is saved as fully learned. In order to avoid that the driver steers against the mechanical end stop again in the later process, it is not the spring characteristic that determines whether the mechanical end stop 15 has been reached that is saved, but rather a previous recognition that prevented the end stop from being reached.

Dadurch wird durch das vorteilhafte Verfahren ein iteratives Annähern an den mechanischen Endanschlag 15 gewährleistet, ohne dass dieser im späteren Betrieb erreicht oder ständig erreicht wird. Vielmehr wird der simulierte Endanschlag optimal eingestellt, sodass der mechanische Endanschlag dämpferfrei ausgebildet werden kann und vorzugsweise ausgebildet ist. Selbst wenn der mechanische Endanschlag erneut erreicht werden sollte, durch ein weiteres Verschieben der Federkennlinie, werden die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht.As a result, the advantageous method ensures an iterative approach to the mechanical end stop 15 without this being reached or constantly being reached during later operation. Rather, the simulated end stop becomes optimal adjusted so that the mechanical end stop can be designed without a damper and is preferably designed. Even if the mechanical end stop is reached again by further shifting the spring characteristic, the advantages described above are achieved.

Durch das langsame Verschieben der Federkennlinie K_F wird verhindert, dass es haptische und akustische Auffälligkeiten am simulierten oder tatsächlichen mechanischen Ende des Zahnstangenhubs gibt. Die simulierten Endanschläge auf beiden Seiten beziehungsweise in beiden Schieberichtungen der Zahnstange 9 werden vorzugsweise unabhängig voneinander verschoben und gespeichert, um optimale Ergebnisse zu erzielen.Slowly shifting the spring characteristic curve K _F prevents haptic and acoustic abnormalities at the simulated or actual mechanical end of the rack stroke. The simulated end stops on both sides or in both sliding directions of the rack 9 are preferably moved and saved independently of one another in order to achieve optimal results.

Optional kann die einmal gespeicherte Federkennlinienposition dauerhaft beziehungsweise unveränderlich beibehalten werden. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels wird die Federkennlinie bei erneutem Überschreiten des Federgrenzmoments zu einem späteren Zeitpunkt, der beispielsweise fest vorgebbar ist, erneut verschoben, um insbesondere den Wendekreis der Lenkvorrichtung weiter zu minimieren. Dadurch lässt sich der Wendekreis des Kraftfahrzeugs beziehungsweise die Lenkvorrichtung 1 auch im höheren Alter weiter optimieren.Optionally, the spring characteristic position, once saved, can be retained permanently or unchangeably. According to a further exemplary embodiment, if the spring limit torque is exceeded again, the spring characteristic curve is shifted again at a later point in time, which can be predetermined, for example, in order in particular to further minimize the turning circle of the steering device. This allows the turning circle of the motor vehicle or the steering device 1 to be further optimized even at an older age.

Optional wird die Verschiebung der Federkennlinie K_F in Richtung des mechanischen Endanschlags 15,16 in Abhängigkeit von einer erwarteten Schiebekraft oder Zahnstangenkraft begrenzt. Dadurch wird die Mechanik und Aktuatorik der Lenkvorrichtung geschützt. Insbesondere wird die erwartete Schiebekraft in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit ermittelt. So werden bei höherer Fahrgeschwindigkeit niedrige Schiebekräfte erwartet und bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten höhere Schiebekräfte. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Verschiebung mit zunehmender erwarteter Schiebekraft weiter begrenzt wird. Die Begrenzung wird insbesondere dann wieder aufgehoben oder reduziert, wenn der Fahrer die Lenkvorrichtung zurück in Richtung einer Mittenposition (Geradeausfahrt) bewegt.Optionally, the displacement of the spring characteristic K _F in the direction of the mechanical end stop 15,16 is limited depending on an expected pushing force or rack force. This protects the mechanics and actuators of the steering device. In particular, the expected pushing force is determined as a function of a current driving speed. Low pushing forces are expected at higher driving speeds and higher pushing forces at lower driving speeds. In particular, it is provided that the displacement is further limited as the expected pushing force increases. The limitation is canceled or reduced again in particular when the driver moves the steering device back towards a central position (straight ahead).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012022900 A1 [0003]
DE 102006003428 A1 [0004]

Claims

Method for operating a steering device (1) of a motor vehicle (2), wherein the steering device has a steering handle (4), in particular a steering wheel (3), which can be actuated by a user by applying a manual torque, at least one steerable vehicle wheel (8), the steering angle of which is determined by the actuation the steering handle (4) is adjustable and limited by at least one mechanical end stop (15, 16), and has at least one controllable actuator (10) which is designed to provide a supporting torque or a counter-torque depending on the actuation of the steering handle (4). on the steering device (1), wherein the actuator (10) is controlled to limit the steering angle before reaching the mechanical end stop (15, 16) to provide a simulated end stop by generating an end stop torque that counteracts the manual torque, and wherein the end stop torque by means of a Depending on the actuation of the steering handle (4), the spring characteristic curve (K _F ) is predetermined, the spring characteristic curve (K _F ) increasing the counter torque even before the simulated end stop is reached, characterized in that the spring characteristic curve (K _F ) increases at a predetermined speed is shifted in the direction of the mechanical end stop (15, 16) when the manual torque exceeds a predetermined spring limit torque (M _F ) of the spring characteristic below the end stop torque.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the shifting of the spring characteristic (K _F ) is stopped as soon as the manual torque falls below the end stop torque.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spring characteristic curve (K _F ) is only shifted as soon as the manual torque exceeds the spring limit torque or only when the manual torque exceeds the spring limit torque for a predeterminable period of time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement speed is set depending on the type of mechanical end stop (15, 16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical end stop (15, 16) is designed to be damper-free.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spring characteristic curve (K _F ) is shifted until the steering device (1) reaches the mechanical end stop (15, 16), and that the spring characteristic curve (K _F ) then moves to a position is pushed back and stored, at which the simulated end stop is in front of the mechanical end stop (15, 16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the stored position is permanently stored in an unchangeable manner.

Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the stored position is shifted in the direction of the mechanical end stop (15, 16) by the manual torque when the end stop torque is exceeded.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement of the spring characteristic curve (K _F ) in the direction of the mechanical end stop (15,16) is limited as a function of an expected pushing force.

Computer program containing machine-readable instructions that, when executed by one or more computers, perform a method according to one of the Claims 1 until 9 carry out.

Machine-readable data carrier with the computer program Claim 10 .

Device, in particular control device (13), with the computer program Claim 10 and/or with the machine-readable data carrier Claim 11 .

Steering device (1) for a motor vehicle, wherein the steering device has a steering handle (4) which can be actuated by a user by applying a manual torque, in particular a steering wheel (3), at least one steerable vehicle wheel (8), the steering angle of which can be adjusted by actuating the steering handle (4). and is limited by at least one mechanical end stop (15, 16), and has at least one controllable actuator (10), which is designed to apply a supporting torque or a counter-torque to the steering device (1) depending on the actuation of the steering handle (4). to exercise, characterized by a device according to Claim 12 .