WO2020074621A1 - Verfahren zum betreiben eines hilfskraftlenksystems eines kraftfahrzeugs, steuergerät, hilfskraftlenksystem - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines hilfskraftlenksystems eines kraftfahrzeugs, steuergerät, hilfskraftlenksystem Download PDF

Info

Publication number
WO2020074621A1
WO2020074621A1 PCT/EP2019/077432 EP2019077432W WO2020074621A1 WO 2020074621 A1 WO2020074621 A1 WO 2020074621A1 EP 2019077432 W EP2019077432 W EP 2019077432W WO 2020074621 A1 WO2020074621 A1 WO 2020074621A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
torque
target
manual torque
determined
steering system
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/077432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claudio Rettenmeier
Arnulf Heilig
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2020074621A1 publication Critical patent/WO2020074621A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/007—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an auxiliary power steering system of a motor vehicle, a target steering angle being adjustable, in particular enlargeable and / or by a user, by means of a steering handle
  • Motor torque which is formed at least by a basic support torque, is generated by an electric servomotor.
  • the invention also relates to a control device for performing the above-mentioned method.
  • the invention further relates to an auxiliary power steering system with the above-mentioned control device.
  • the published patent application DE 102 21 678 A1 discloses a method for operating an auxiliary power steering system of a motor vehicle.
  • the power steering system has a steering handle designed as a steering wheel, by means of which a desired steering angle can be enlarged or reduced by a user.
  • an engine torque that reduces the actual manual torque is generated by an electric servo motor.
  • the engine torque generated as a function of the actual manual torque is generated by an electric servo motor.
  • the actual manual torque is to be understood as the moment in the reset direction of the
  • the inventive method with the features of claim 1 has the advantage that the comfort when operating the power steering system is increased.
  • the user is prevented from perceiving mechanical effects such as, in particular, fluctuating friction in the power steering system as disruptive.
  • Rack-acting rack force is determined, the rack connecting the steering handle with wheels of the motor vehicle in particular, that a target manual torque is determined as a function of the rack force, and that the servo motor is controlled as a torque depending on the target manual torque to generate, which is formed in addition to the basic support torque by a compensating torque, wherein a deviation of the actual manual torque from the target manual torque is reduced by the compensating torque.
  • a target manual torque which differs in particular from the actual manual torque, is thus determined as a function of the rack force.
  • the servo motor generates both the basic support torque, ie a first motor torque component, and the compensation torque, ie a second motor torque component, as the motor torque.
  • the base support torque to be generated is determined as a function of the actual manual torque, for example according to the previously known method.
  • the basic support torque is a pre-controlled motor torque component, that is an unregulated engine torque component.
  • the compensation torque is to be understood in particular as a regulated engine torque component.
  • the proportion of the basic support torque is preferably at least 70%, preferably at least 80% and particularly preferably at least 90% of the motor torque generated by the servo motor.
  • the deviation torque reduces the deviation in such a way that the actual manual torque at least substantially corresponds to the target manual torque.
  • the deviation between the actual manual torque and the target manual torque is advantageously at most 10%, preferably at most 5% and particularly preferably at most 1%. This results in a particularly comfortable one
  • the rack force is preferably determined as a function of the base support torque and the actual manual torque. This has the advantage that the essential components of the process
  • Rack force must be taken into account when determining the rack force. In particular, when determining the rack force
  • Auxiliary steering system are taken into account.
  • the basic support torque is preferably determined as a function of a first characteristic.
  • the first characteristic curve is, in particular, a previously stored characteristic curve, determined in preliminary tests, which describes the basic support torque to be generated as a function of the detected actual manual torque.
  • a plurality of first characteristic curves are stored, with the function of a detected relative speed of the motor vehicle, in particular with respect to a floor and / or a surface, being used to determine which of the first characteristic curves the basic support torque to be generated is to be determined.
  • the basic support torque to be generated is extrapolated, namely when a relative speed is detected to which no characteristic curve is assigned.
  • One or more of the stored first characteristic curves are used here.
  • the target manual torque is preferably determined as a function of a second characteristic. This results in the advantage that a suitable target manual torque can be assigned to a large number of recorded rack forces.
  • the second characteristic curve describes the target manual torque to be applied as a function of the determined rack force.
  • the second characteristic is a stored characteristic determined in preliminary tests.
  • an increase in the second characteristic curve decreases with increasing toothed rack force and / or that the second characteristic curve is specified such that it decreases with increasing toothed rack force.
  • a second characteristic curve enables particularly comfortable operation of the power steering system.
  • a second characteristic curve with a different slope change compared to the first characteristic curve is used.
  • the second characteristic curve has a constant gradient or a gradient that increases with increasing rack force.
  • the first characteristic curve is taken into account when calculating the second characteristic curve.
  • the second characteristic curve is a characteristic curve that is calculated, in particular as a function of the relative speed of the motor vehicle.
  • the first characteristic curve is used in the calculation
  • the second characteristic curve is preferably calculated from the first characteristic curve.
  • Auxiliary steering systems according to which a basic assist torque is generated by a servo motor as a function of an actual manual torque and at least one first characteristic curve, can therefore be low Effort can be expanded in such a way that a compensation torque as a function of the second characteristic curve by the
  • the basic assist torque can be a pilot-controlled engine torque component and the compensation torque can be a regulated engine torque component.
  • the compensation torque can be a regulated engine torque component.
  • Engine torque is generated, expanded in such a way that both a pre-controlled engine torque component and a regulated engine torque component are generated.
  • the first characteristic curve or the first characteristic curves are in a control unit of the
  • the target manual torque is determined as a function of a predetermined driving mode. This has the advantage that the target manual torque to be applied by the user can be adapted to the preferences of the user.
  • a larger target hand torque to be applied is determined when a sport mode is specified for the motor vehicle, and a lower target hand torque when a comfort mode is specified for the motor vehicle.
  • control device for a previously described
  • Auxiliary steering system of a motor vehicle is characterized by the features of claim 10 in that the control device is specially designed to carry out the method according to the invention when used as intended.
  • the power steering system according to the invention for a motor vehicle is characterized by the features of claim 11 by a steering handle for setting a target steering angle, an electric servo motor, which is designed to reduce an engine torque acting against an increase in the target steering angle on the steering handle - To generate hand torque, a rack connecting the steering handle with wheels of the motor vehicle and by the control device according to the invention.
  • FIG. 1 A motor vehicle with an auxiliary steering system in one
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 1 in a simplified representation
  • Motor vehicle 1 has four wheels 2 and 3, the wheels 2 one
  • Front wheel axle 4 and the wheels 3 are assigned to a rear wheel axle 5.
  • the motor vehicle 1 also has a drive arrangement 6, which in the present case is connected to the wheels 3 of the rear wheel axle 5, so that the wheels 3 of the rear wheel axle 5 are designed as drive wheels.
  • the drive arrangement 6 is alternatively or additionally with the wheels 2 of the
  • Front wheel axle 4 connected so that the wheels 2 of the front wheel axle 4 are designed as drive wheels or also as drive wheels.
  • the motor vehicle 1 has an auxiliary power steering system 7 connected to the wheels 2 of the front wheel axle 4.
  • the auxiliary power steering system 7 has a steering handle designed as a steering wheel 8, by means of which a user of the motor vehicle 1 can set a desired steering angle.
  • the power steering system 7 includes a handlebar 9.
  • the steering wheel 8 is rotatably connected to a handlebar 9.
  • the power steering system 7 has a steering gear 10 with a rotation test pinion 11 connected to the steering rod 9 and a rack 12 meshing with the pinion 11.
  • the toothed rack 12 is pivotally connected at its end faces 13 and 14 to a steering linkage 17, 18 by a swivel joint 15 and 16, respectively.
  • the steering linkages 17 and 18 are each connected to one of the wheels 2 of the front wheel axle 4 of the motor vehicle 1.
  • the power steering system 7 has an electric servo motor 19.
  • the servo motor 19 is connected to the handlebar 9 by way of example by a gear 20.
  • the servomotor 19 is designed to be a
  • the servomotor 19 is designed to generate the engine torque in such a way that the engine torque reduces an actual manual torque acting on the user against an increase in the desired steering angle.
  • the power steering system 7 has a sensor device 21 which is designed to detect the actual manual torque acting on the steering wheel 8.
  • the auxiliary power steering system 7 shown in FIG. 1 has a control unit 23 which is connected to the servo motor 19 on the one hand and to the sensor device 21 on the other hand.
  • the control unit 23 is designed to control the servo motor 19 to generate the motor torque.
  • the control unit 23 is designed to control the servomotor in dependence on the actual manual torque on the one hand and on the other hand on a rack force acting on the rack 12.
  • a step S1 the actual hand torque acting on the steering wheel 8 is detected by the sensor device 21.
  • the control device 23 determines a first motor torque component to be generated by the servomotor 19 and controls the servomotor 19 to generate it of the first engine torque component.
  • the first engine torque component is a precontrolled basic support torque, i.e. an uncontrolled engine torque component.
  • the actual hand torque is reduced by the basic support torque, so that a force that must be applied by the user in order to increase the desired steering angle by means of the steering wheel 8 is reduced.
  • the control unit 23 uses at least one first characteristic curve stored in the control unit 23, which represents the basic support torque to be generated as a function of the actual manual torque.
  • a plurality of first characteristic curves are stored in the control unit 23, it being determined as a function of a relative speed of the motor vehicle 1, according to which of the first characteristic curves the basic support torque to be generated is determined.
  • Method steps S1 and S2 are part of various previously known methods for
  • step S3 of the method shown in FIG. 2 the rack force acting on the rack 12 is determined.
  • Servo motor 19 generated engine torque components, for example
  • Engine torque components that are generated depending on other driver assistance systems are determined.
  • a target manual torque to be applied by the user is determined in a step S4.
  • a second characteristic curve is used for this in accordance with the exemplary embodiment shown in FIG. The second characteristic curve describes the target manual torque to be applied by the user as a function of the
  • step S5 the control unit 23 controls the servo motor 19 to generate a compensating torque, that is to say a second motor torque component, in addition to the basic support torque
  • the compensating torque is a regulated one Engine torque share. Accordingly, the servo motor 19 generates on the one hand a pilot-controlled motor torque component, namely the basic support torque, and on the other hand a regulated motor torque component, namely that
  • the second characteristic curve used in step S4 is calculated from the first characteristic curve.
  • control unit which carries out method steps S1 and S2, with respect to the first characteristic or with respect to the first characteristics.
  • Engine torque is generated that contains a pre-controlled engine torque component and a regulated engine torque component.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems (7) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei mittels einer Lenkhandhabe (8) durch einen Benutzer ein Soll-Lenkwinkel einstellbar ist, ein auf die Lenkhandhabe (8) gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment erfasst wird, und in Abhängigkeit des erfassten Ist-Handmoments ein das Ist- Handmoment verringerndes Motormoment, das zumindest durch ein Basis-Unterstützungsmoment gebildet wird, durch einen elektrischen Servomotor (19) erzeugt wird. Es ist vorgesehen, dass eine auf eine Zahnstange (12) wirkende Zahnstangenkraft ermittelt wird, wobei die Zahnstange (12) insbesondere die Lenkhandhabe (8) mit Rädern (2) des Kraftfahrzeugs (1) verbindet, dass in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment bestimmt wird, und dass der Servomotor (19) in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment angesteuert wird, als Motormoment ein Moment zu erzeugen, das zusätzlich zu dem Basis- Unterstützungsmoment auch durch ein Ausgleichsmoment gebildet wird, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist- Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät, Hilfskraftlenksystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Lenkhandhabe durch einen Benutzer ein Soll-Lenkwinkel einstellbar, insbesondere vergrößerbar und/oder
verkleinerbar, ist, ein auf die Lenkhandhabe gegen eine Vergrößerung des Soll- Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment erfasst wird, und in Abhängigkeit des erfassten Ist-Handmoments ein das Ist-Handmoment verringerndes
Motormoment, das zumindest durch ein Basis-Unterstützungsmoment gebildet wird, durch einen elektrischen Servomotor erzeugt wird.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Durchführen des oben genannten Verfahrens.
Ferner betrifft die Erfindung ein Hilfskraftlenksystem mit dem oben genannten Steuergerät.
Stand der Technik
Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 102 21 678 Al ein Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs. Das Hilfskraftlenksystem weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe auf, durch die ein Soll-Lenkwinkel durch einen Benutzer vergrößert oder verkleinert werden kann. Dabei ist gemäß dem vorbekannten Verfahren vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines erfassten Ist-Handmoments, das gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkt, ein das Ist-Handmoment verringerndes Motormoment durch einen elektrischen Servomotor erzeugt wird. Dabei wird im Folgenden das in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment erzeugte Motormoment,
beziehungsweise ein in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment erzeugter Motormomentanteil, als Basis-Unterstützungsmoment bezeichnet. Unter dem Ist- Handmoment ist das Moment zu verstehen, das in Rückstellrichtung der
Lenkhandhabe wirkt, und das der Benutzer aufbringen muss, um einer
Verkleinerung des Soll-Lenkwinkels entgegen zu wirken, beziehungsweise das der Benutzer überwinden muss, um eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels zu erreichen. Dadurch, dass das Ist-Handmoment durch das durch den Servomotor erzeugte Basis-Unterstützungsmoment verringert wird, muss der Benutzer weniger Kraft beim Vergrößern des Soll-Lenkwinkels aufbringen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Komfort bei der Bedienung des Hilfskraftlenksystems erhöht wird. Beispielsweise wird verhindert, dass der Benutzer mechanische Effekte wie insbesondere eine schwankende Reibung im Hilfskraftlenksystem als störend wahrnimmt. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass eine auf eine
Zahnstange wirkende Zahnstangenkraft ermittelt wird, wobei die Zahnstange insbesondere die Lenkhandhabe mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbindet, dass in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment bestimmt wird, und dass der Servomotor in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment dazu angesteuert wird, als Motormoment ein Moment zu erzeugen, das zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment auch durch ein Ausgleichmoment gebildet wird, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist- Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird. Es wird also in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment ermittelt, das sich insbesondere von dem Ist-Handmoment unterscheidet. Der Servomotor erzeugt dabei als Motormoment sowohl das Basis-Unterstützungsmoment, also einen ersten Motormomentanteil, als auch das Ausgleichsmoment, also einen zweiten Motormomentanteil. Dabei wird das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment ermittelt, beispielsweise gemäß dem vorbekannten Verfahren. Insbesondere handelt es sich bei dem Basis- Unterstützungsmoment um einen vorgesteuerten Motormomentanteil, also um einen nicht geregelten Motormomentanteil. Unter dem Ausgleichsmoment ist im Unterschied dazu insbesondere ein geregelter Motormomentanteil zu verstehen. Dabei beträgt der Anteil des Basis-Unterstützungsmoments vorzugsweise zumindest 70%, bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt zumindest 90% des durch den Servomotor erzeugten Motormoments.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch das Ausgleichsmoment die Abweichung derart verringert wird, dass das Ist- Handmoment dem Soll-Handmoment zumindest im Wesentlichen entspricht. Vorteilhaft beträgt die Abweichung zwischen dem Ist-Handmoment und dem Soll- Handmoment dabei höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5% und besonders bevorzugt höchstens 1%. Daraus ergibt sich ein besonders komfortables
Bedienen des Hilfskraftlenksystems. Insbesondere wird verhindert, dass sich Schwankungen der Zahnstangenkraft, beispielsweise aufgrund einer unebenen Fahrbahn, auf das Ist-Handmoment übertragen.
Vorzugsweise wird die Zahnstangenkraft in Abhängigkeit von dem Basis- Unterstützungsmoment und dem Ist-Handmoment ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die für das Verfahren wesentlichen Bestandteile der
Zahnstangenkraft beim Ermitteln der Zahnstangenkraft berücksichtigt werden. Insbesondere werden beim Ermitteln der Zahnstangenkraft das
Ausgleichsmoment und/oder weitere Motormomentanteile, die in Abhängigkeit von sonstigen Fahrassistenzsystemen des Kraftfahrzeugs und/oder des
Hilfskraftlenksystems erzeugt werden, berücksichtigt.
Vorzugsweise wird das Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von einer ersten Kennlinie ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass einer Vielzahl von erfassten Ist-Handmomenten jeweils ein geeignetes Basis- Unterstützungsmoment zugeordnet werden kann. Bei der ersten Kennlinie handelt es sich insbesondere um eine zuvor gespeicherte, in Vorversuchen ermittelte Kennlinie, die das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem erfassten Ist-Handmoment beschreibt. Insbesondere sind mehrere erste Kennlinien gespeichert, wobei in Abhängigkeit von einer erfassten Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere zu einem Boden und/oder einem Untergrund, ermittelt wird, gemäß welcher der ersten Kennlinien das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment ermittelt werden soll.
Insbesondere wird das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment extrapoliert, nämlich dann, wenn eine Relativgeschwindigkeit erfasst wird, der keine Kennlinie zugeordnet ist. Hierbei werden eine oder mehrere der gespeicherten ersten Kennlinien verwendet.
Vorzugsweise wird das Soll-Handmoment in Abhängigkeit von einer zweiten Kennlinie ermittelt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass einer Vielzahl von erfassten Zahnstangenkräften jeweils ein geeignetes Soll-Handmoment zugeordnet werden kann. Die zweite Kennlinie beschreibt das aufzubringende Soll-Handmoment in Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft.
Insbesondere handelt es sich bei der zweiten Kennlinie um eine gespeicherte, in Vorversuchen ermittelte Kennlinie.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass eine Steigung der zweiten Kennlinie mit zunehmender Zahnstangenkraft abnimmt und/oder dass die zweite Kennlinie derart vorgegeben wird, dass sie mit zunehmender Zahnstangenkraft abnimmt. Durch eine derartige zweite Kennlinie wird ein besonders komfortables Betreiben des Hilfskraftlenksystems erreicht. Alternativ dazu wird eine zweite Kennlinie mit einer im Vergleich zur ersten Kennlinie verschiedenen Steigungsänderung verwendet. Beispielsweise weist die zweite Kennlinie eine konstante Steigung auf oder eine Steigung, die mit zunehmender Zahnstangenkraft zunimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Kennlinie bei einer Berechnung der zweiten Kennlinie berücksichtigt wird.
Demnach handelt es sich bei der zweiten Kennlinie um eine Kennlinie, die berechnet wird, insbesondere in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Bei der Berechnung wird die erste Kennlinie
beziehungsweise werden die ersten Kennlinien berücksichtigt.
Vorzugsweise wird dabei die zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet. Ein vorbekanntes Verfahren zum Betreiben von
Hilfskraftlenksystemen, gemäß dem durch einen Servomotor ein Basis- Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von einem Ist-Handmoment und zumindest einer ersten Kennlinie erzeugt wird, kann demnach mit geringem Aufwand derart erweitert werden, dass auch gemäß diesem Verfahren ein Ausgleichsmoment in Abhängigkeit von der zweiten Kennlinie durch den
Servomotor erzeugt wird. Somit ist nur ein geringer zusätzlicher Aufwand notwendig, um den Komfort des vorbekannten Verfahrens zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems zu erhöhen. Wie zuvor beschrieben kann es sich bei dem Basis-Unterstützungsmoment um einen vorgesteuerten Motormomentanteil und bei dem Ausgleichsmoment um einen geregelten Motormomentanteil handeln. In diesem Fall wird also ein Verfahren, gemäß dem nur ein vorgesteuertes
Motormoment erzeugt wird, derart erweitert, dass sowohl ein vorgesteuerter Motormomentanteil als auch ein geregelter Motormomentanteil erzeugt wird. Beispielsweise ist gemäß dem vorbekannten Verfahren die erste Kennlinie beziehungsweise sind die ersten Kennlinien in einem Steuergeräts des
Hilfskraftlenksystems, durch welches der Servomotor angesteuert wird, gespeichert. Weil die zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet wird, ist es nicht notwendig, die Bedatung des Steuergeräts bezüglich der ersten Kennlinie zu verändern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Soll- Handmoment in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Fahrmodus ermittelt wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das vom Benutzer aufzubringende Soll- Handmoment an die Vorlieben des Benutzers angepasst werden kann.
Beispielsweise wird ein größeres aufzubringendes Soll-Handmoment bestimmt, wenn ein Sportmodus für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird, und ein geringeres Soll-Handmoment, wenn ein Komfort-Modus für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird.
Das erfindungsgemäße Steuergerät für ein zuvor beschriebenes
Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 10 dadurch aus, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßen Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich daraus die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmals- Kombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Das erfindungsgemäße Hilfskraftlenksystem für ein Kraftfahrzeug zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 11 durch eine Lenkhandhabe zur Einstellung eines Soll-Lenkwinkels, einen elektrischen Servomotor, der dazu ausgebildet ist, ein Motormoment zur Verringerung eines gegen eine Vergrößerung des Soll- Lenkwinkels auf die Lenkhandhabe wirkenden Ist- Handmoments zu erzeugen, eine die Lenkhandhabe mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbindende Zahnstange und durch das erfindungsgemäße Steuergerät aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmals- Kombination ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den
Ansprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen:
Figur 1 Ein Kraftfahrzeug mit einem Hilfskraftlenksystem in einer
vereinfachten Darstellung, und
Figur 2 Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des
H i Ifs kraftl e n ksyste ms .
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das
Kraftfahrzeug 1 weist vier Räder 2 und 3 auf, wobei die Räder 2 einer
Vorderradachse 4 und die Räder 3 einer Hinterradachse 5 zugeordnet sind. Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem eine Antriebsanordnung 6 auf, die vorliegend mit den Rädern 3 der Hinterradachse 5 verbunden ist, sodass die Räder 3 der Hinterradachse 5 als Antriebsräder ausgebildet sind. Alternativ dazu ist die Antriebsanordnung 6 alternativ oder zusätzlich mit den Rädern 2 der
Vorderradachse 4 verbunden, sodass die Räder 2 der Vorderradachse 4 als Antriebsräder beziehungsweise auch als Antriebsräder ausgebildet sind.
Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 ein mit den Rädern 2 der Vorderradachse 4 verbundenes Hilfskraftlenksystem 7 auf. Das Hilfskraftlenksystem 7 weist eine als Lenkrad 8 ausgebildete Lenkhandhabe auf, durch die ein Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 einen Soll-Lenkwinkel einstellen kann. Zudem umfasst das Hilfskraftlenksystem 7 eine Lenkstange 9. Zum Einstellen des Soll- Lenkwinkels ist das Lenkrad 8 drehtest mit einer Lenkstange 9 verbunden. Um den durch das Lenkrad 8 eingestellten Soll-Lenkwinkel auf die Räder 2 der Vorderradachse 4 zu übertragen, weist das Hilfskraftlenksystem 7 ein Lenkgetriebe 10 mit einem drehtest mit der Lenkstange 9 verbundenen Ritzel 11 und einer mit dem Ritzel 11 kämmenden Zahnstange 12 auf. Die Zahnstange 12 ist an ihren Stirnseiten 13 und 14 durch jeweils ein Drehgelenk 15 und 16 schwenkbar mit jeweils einem Lenkgestänge 17, 18 verbunden. Dabei sind die Lenkgestänge 17 und 18 mit jeweils einem der Räder 2 der Vorderradachse 4 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden.
Das Hilfskraftlenksystem 7 weist einen elektrischen Servomotor 19 auf. Der Servomotor 19 ist im vorliegenden Fall beispielhaft durch ein Getriebe 20 mit der Lenkstange 9 verbunden. Der Servomotor 19 ist dazu ausgebildet, ein
Motormoment zu erzeugen und auf die Lenkstange 9 zu übertragen.
Beispielsweise ist der Servomotor 19 dazu ausgebildet, das Motormoment derart zu erzeugen, dass durch das Motormoment ein auf den Benutzer gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment verringert wird. Weiterhin weist das Hilfskraftlenksystem 7 eine Sensoreinrichtung 21 auf, die dazu ausgebildet ist, das auf das Lenkrad 8 wirkende Ist-Handmoment zu erfassen.
Das in Figur 1 dargestellte Hilfskraftlenksystem 7 weist ein Steuergerät 23 auf, das mit dem Servomotor 19 einerseits und mit der Sensoreinrichtung 21 andererseits verbunden ist. Das Steuergerät 23 ist dazu ausgebildet, den Servomotor 19 zum Erzeugen des Motormoments anzusteuern. Vorliegend ist das Steuergerät 23 dazu ausgebildet, den Servomotor in Abhängigkeit von dem Ist-Handmoment einerseits und von einer auf die Zahnstange 12 wirkenden Zahnstangenkraft andererseits anzusteuern.
Mit Bezug auf Figur 2 wird im Folgenden ein vorteilhaftes Verfahren zum
Betreiben des Hilfskraftlenksystems 7 anhand eines Flussdiagramms
beschrieben. Dabei wird in einem Schritt S1 das auf das Lenkrad 8 wirkende Ist- Handmoment durch die Sensoreinrichtung 21 erfasst. In einem Schritt S2 ermittelt das Steuergerät 23 einen ersten durch den Servomotor 19 zu erzeugenden Motormomentanteil und steuert den Servomotor 19 zum Erzeugen des ersten Motormomentanteils an. Dabei handelt es sich bei dem ersten Motormomentanteil um ein vorgesteuertes Basis-Unterstützungsmoment, also um einen nicht geregelten Motormomentanteil. Durch das Basis- Unterstützungsmoment wird das Ist-Handmoment verringert, sodass eine Kraft, die durch den Benutzer aufgebracht werden muss, um den Soll-Lenkwinkel mittels des Lenkrads 8 zu vergrößern, verringert wird. Zum Ermitteln des zu erzeugenden Basis-Unterstützungsmoments verwendet das Steuergerät 23 zumindest eine in dem Steuergerät 23 gespeicherte erste Kennlinie, die das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von dem Ist- Handmoment darstellt. Insbesondere sind in dem Steuergerät 23 mehrere erste Kennlinien gespeichert, wobei in Abhängigkeit von einer Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt wird, gemäß welcher der ersten Kennlinien das zu erzeugende Basis-Unterstützungsmoment ermittelt wird. Die Verfahrensschritte S1 und S2 sind Bestandteil verschiedener vorbekannter Verfahren zum
Betreiben von Hilfskraftlenksystemen.
In einem Schritt S3 des in Figur 2 dargestellten Verfahrens wird die auf die Zahnstange 12 wirkende Zahnstangenkraft ermittelt. Dabei wird die
Zahnstangenkraft vorliegend in Abhängigkeit von dem Basis- Unterstützungsmoment, dem Ist-Handmoment sowie weiterer durch den
Servomotor 19 erzeugter Motormomentanteile, beispielsweise
Motormomentanteile, die in Abhängigkeit von sonstigen Fahrassistenzsystemen erzeugt werden, ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft wird in einem Schritt S4 ein vom Benutzer aufzubringendes Soll-Handmoment bestimmt. Hierzu wird gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Kennlinie verwendet. Die zweite Kennlinie beschreibt das vom Benutzer aufzubringende Soll-Handmoment in Abhängigkeit von der
Zahnstangenkraft.
In einem Schritt S5 steuert das Steuergerät 23 den Servomotor 19 dazu an, zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment ein Ausgleichsmoment, also einen zweiten Motormomentanteil zu erzeugen, wobei durch das
Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist-Handmoments von dem Soll- Handmoment verringert wird. Bei dem Ausgleichsmoment handelt es sich gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel um einen geregelten Motormomentanteil. Demnach erzeugt der Servomotor 19 einerseits einen vorgesteuerten Motormomentanteil, nämlich das Basis-Unterstützungsmoment, und andererseits einen geregelten Motormomentanteil, nämlich das
Ausgleichsmoment.
Gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die in dem Schritt S4 verwendete zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet. Dadurch ist es mit geringem Aufwand möglich, vorbekannte Verfahren zum Betreiben von Hilfskraftlenksystemen, gemäß denen zumindest die Verfahrensschritte S1 und S2 durchgeführt werden, durch die Verfahrensschritte S3, S4 und S5 zu erweitern. Beispielsweise ist es nicht notwendig eine Bedatung eines
vorbekannten Steuergeräts, das die Verfahrensschritte S1 und S2 durchführt, bezüglich der ersten Kennlinie beziehungsweise bezüglich der ersten Kennlinien zu verändern.
Durch das in Figur 2 dargestellte Verfahren, insbesondere durch das in
Abhängigkeit von der ermittelten Zahnstangenkraft erzeugte geregelte
Ausgleichsmoment, wird der Komfort beim Betreiben des Hilfskraftlenksystems 7 für den Benutzer erhöht. Somit kann insbesondere der Komfort beim Bedienen von vorbekannten Hilfskraftlenksystemen, gemäß denen die Verfahrensschritte
S1 und S2 durchgeführt werden, einfach dadurch gesteigert werden, dass die vorbekannten Verfahren durch die Verfahrensschritte S3, S4 und S5 erweitert werden. Dabei werden die vorbekannten Verfahren derart erweitert, dass anstelle eines rein vorgesteuerten Motormoments durch den Servomotor ein
Motormoment erzeugt wird, das einen vorgesteuerten Motormomentanteil und einen geregelten Motormomentanteil enthält.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems (7) eines
Kraftfahrzeugs (1), wobei mittels einer Lenkhandhabe (8) durch einen Benutzer ein Soll-Lenkwinkel einstellbar ist, ein auf die Lenkhandhabe (8) gegen eine Vergrößerung des Soll-Lenkwinkels wirkendes Ist-Handmoment erfasst wird, und in Abhängigkeit des erfassten Ist-Handmoments ein das Ist-Handmoment verringerndes Motormoment, das zumindest durch ein Basis- Unterstützungsmoment gebildet wird, durch einen elektrischen Servomotor (19) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine auf eine Zahnstange (12) wirkende Zahnstangenkraft ermittelt wird,
- in Abhängigkeit von der Zahnstangenkraft ein Soll-Handmoment bestimmt wird,
- und der Servomotor (19) in Abhängigkeit von dem Soll-Handmoment
angesteuert wird, als Motormoment ein Moment zu erzeugen, das zusätzlich zu dem Basis-Unterstützungsmoment auch durch ein
Ausgleichsmoment gebildet wird, wobei durch das Ausgleichsmoment eine Abweichung des Ist-Handmoments von dem Soll-Handmoment verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Ausgleichsmoment die Abweichung derart verringert wird, dass das Ist- Handmoment dem Soll-Handmoment zumindest im Wesentlichen entspricht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstangenkraft in Abhängigkeit von dem Basis- Unterstützungsmoment und dem Ist-Handmoment ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Unterstützungsmoment in Abhängigkeit von einer ersten Kennlinie ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Handmoment in Abhängigkeit von einer zweiten Kennlinie ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung der zweiten Kennlinie mit zunehmender Zahnstangenkraft abnimmt.
7. Verfahren zumindest nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kennlinie bei einer Berechnung der zweiten Kennlinie berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie aus der ersten Kennlinie berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Handmoment in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Fahrmodus ermittelt wird.
10. Steuergerät (23) für ein Hilfskraftlenksystem (7) eines Kraftfahrzeugs (1), welches dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
11. Hilfskraftlenksystem (7) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das
Hilfskraftlenksystem (7) eine Lenkhandhabe (8) zur Einstellung eines Soll- Lenkwinkels, einen elektrischen Servomotor (19), der dazu ausgebildet ist, ein Motormoment zur Verringerung eines gegen eine Vergrößerung des Soll- Lenkwinkels auf die Lenkhandhabe (8) wirkenden Ist- Handmoments zu erzeugen, und eine die Lenkhandhabe (8) mit Rädern (2) des Kraftfahrzeugs (1) verbindende Zahnstange (12) aufweist, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (23) nach Anspruch 10.
PCT/EP2019/077432 2018-10-12 2019-10-10 Verfahren zum betreiben eines hilfskraftlenksystems eines kraftfahrzeugs, steuergerät, hilfskraftlenksystem WO2020074621A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217502.0A DE102018217502B3 (de) 2018-10-12 2018-10-12 Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät, Hilfskraftlenksystem
DE102018217502.0 2018-10-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020074621A1 true WO2020074621A1 (de) 2020-04-16

Family

ID=67991611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/077432 WO2020074621A1 (de) 2018-10-12 2019-10-10 Verfahren zum betreiben eines hilfskraftlenksystems eines kraftfahrzeugs, steuergerät, hilfskraftlenksystem

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018217502B3 (de)
WO (1) WO2020074621A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10221678A1 (de) 2002-05-16 2003-12-04 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug und Lenksystem
DE102012107597A1 (de) * 2012-08-20 2014-02-20 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren für den betrieb einer elektrischen hilfskraftlenkung für ein kraftfahrzeug

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010031710A1 (de) * 2010-07-21 2012-01-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer elektromechanischen Hilfskraftlenkung
DE102011052881B4 (de) * 2011-08-22 2018-05-17 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug, Lenkvorrichtung und Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Lenkvorrichtung
DE102012102629A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10221678A1 (de) 2002-05-16 2003-12-04 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug und Lenksystem
DE102012107597A1 (de) * 2012-08-20 2014-02-20 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren für den betrieb einer elektrischen hilfskraftlenkung für ein kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018217502B3 (de) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010030986B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug
DE102006051747B4 (de) Fahrzeuglenkvorrichtung
WO2012045497A1 (de) Verfahren zur bestimmung einer zahnstangenkraft für eine lenkvorrichtung in einem fahrzeug
DE102010029928A1 (de) Bestimmung eines Mittengefühls für EPS-Lenksysteme
DE102006007250A1 (de) Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs und Fahrzeuglenkung
DE102016215724A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems mit elektromechanischer Lenkunterstützung
DE102011015696B4 (de) Verfahren zur Einstellung mindestens eines initialen fahrzeugspezifischen Reibungswertes, Verfahren zur Anpassung mindestens eines fahrzeugspezifischen Reibungswertes und Vorrichtung zur Anpassung mindestens eines fahrzeugspezifischen Reibungswertes
DE102019204857A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems und Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug
DE10325484A1 (de) Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs mit einer Überlagerungslenkung
EP3727998A1 (de) Verfahren zum betreiben eines steer-by-wire-lenksystems für ein kraftfahrzeug sowie lenksystem für ein kraftfahrzeug
DE102020203212B4 (de) Berücksichtigen von Handmomentenoffsets bei Fahrzeuglenksystem
DE102010049580A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens
DE102019134568A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung eines Fahrzeugs, Hilfskraftlenkung sowie Fahrzeug
DE102008001179B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems in einem Fahrzeug
DE102012004502A1 (de) Verfahren zum automatisierten Einparken eines mit einem aktiven Parklenkassistenzsystem und einer Überlagerungslenkvorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs
DE102018217502B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hilfskraftlenksystems eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät, Hilfskraftlenksystem
EP3943368B1 (de) Erzeugen von lenkhandhabemomenten als haptische rückmeldung bei fahrzeuglenksystemen
WO2009000620A1 (de) Verfahren zur einstellung eines lenksystems in einem fahrzeug
DE102018200094A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug, Lenksystem
EP1944219A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
DE102018202483B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems sowie Lenksystem
DE102006036744A1 (de) Verfahren zur Regelung eines Lenksystems in einem Fahrzeug und Lenksystem zur Durchführung des Verfahrens
EP4146525A1 (de) Variable lenkunterstützung in abhängigkeit von zahnstangenbewegungen
EP1955925B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug
DE102015219443A1 (de) Fahrzeug-Servolenksystem mit elektromotorischer Momentenunterstützung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19786567

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19786567

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1