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DE102009029634A1 - Method for operating steering system in motor vehicle, involves using unit for supplying power steering and another unit for supplying active steering - Google Patents

Method for operating steering system in motor vehicle, involves using unit for supplying power steering and another unit for supplying active steering Download PDF

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DE102009029634A1
DE102009029634A1 DE200910029634 DE102009029634A DE102009029634A1 DE 102009029634 A1 DE102009029634 A1 DE 102009029634A1 DE 200910029634 DE200910029634 DE 200910029634 DE 102009029634 A DE102009029634 A DE 102009029634A DE 102009029634 A1 DE102009029634 A1 DE 102009029634A1
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Besir Idrizi
Ralf Redemann
Mathias Wahl
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
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ZF Lenksysteme GmbH
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Abstract

The method involves using a unit (22) for supplying a power steering and another unit (20) for supplying an active steering. The latter unit for supplying active steering passes information to an incident of a vehicle dynamic intervention at the former unit for supplying a power steering. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program with a program code unit; and (2) a computer program product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems, ein Lenksystem sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a steering system, a steering system and a computer program and a computer program product for carrying out the method.

Es ist bekannt, bei in Kraftfahrzeugen eingesetzten Lenksystemen unterschiedliche Einrichtungen zur Unterstützung der Lenkung bereitzustellen.It is known to provide different steering assistance systems for steering systems used in motor vehicles.

Zur Reduzierung der Kraft, die zur Betätigung des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs beim Lenken im Stand, beim Rangieren oder bei geringen Fahrgeschwindigkeiten nötig ist, verfügen heute viele Fahrzeuge über eine sogenannte Hilfskraftlenkung bzw. Servolenkung, bspw. eine EPS (electric power steering). Die Hilfskraftlenkung unterstützt den Fahrer beim Lenken, indem die vom Fahrer aufgebrachte Kraft zum Lenken durch eine Hydraulikpumpe oder einen Elektromotor verstärkt wird. Dabei wird dem vom Fahrer aufgebrachten Handmoment ein zusätzliches Motormoment überlagert.To reduce the force that is required to operate the steering wheel of a motor vehicle when driving in the state, maneuvering or at low speeds, today many vehicles have a so-called power steering or power steering, for example. An EPS (electric power steering). The power steering assists the driver in steering by amplifying the driver's applied power for steering by a hydraulic pump or an electric motor. An additional engine torque is superimposed on the manual torque applied by the driver.

Weiterhin ist eine sogenannte Aktivlenkung (AFS: active front steering) bekannt, die eine spezielle Lenkung für Kraftfahrzeuge darstellt, die u. a. ihre Lenkübersetzung an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anpasst.Furthermore, a so-called active steering (AFS: active front steering) is known, which represents a special steering for motor vehicles, the u. a. their steering ratio to the speed of the vehicle adapts.

Die Aktivlenkung ermöglicht bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten (u. a. auch beim Parken) einen großen Lenkwinkel bei einem verhältnismäßig kleinen Lenkradeinschlag.The Active Steering allows a high steering angle with a relatively small steering wheel angle at low and medium speeds (including when parking).

Dies führt bei mittleren Geschwindigkeiten zu einer sportlich-direkten Lenkung, beim Parken zu weniger Lenkarbeit. Bei hohen Geschwindigkeiten, zum Beispiel auf der Autobahn, ist der Lenkeinschlag im Vergleich zum Lenkradeinschlag klein. Auf diese Weise wird die Lenkung indirekt und komfortabel. Außerdem kann hierdurch die Lenkempfindlichkeit beeinflusst werden.This leads at medium speeds to a sporty-direct steering, while parking to less steering work. At high speeds, for example on the highway, the steering angle is small compared to the steering wheel angle. In this way, the steering becomes indirect and comfortable. In addition, this can affect the steering sensitivity.

Bei einer Aktivlenkung werden zur Fahrdynamikregelung (VDC: vehicle dynamic control) neben den Bremseingriffen auch definierte Lenkeingriffe eingesetzt. Speziell auf Fahrbahnuntergründen mit geringem Reibwert fällt die Momentrückwirkung auf den Fahrer wegen der fehlenden Abstützmomente sehr stark auf.Active steering systems use vehicle dynamic control (VDC) in addition to braking interventions and also defined steering interventions. Especially on road surfaces with low coefficient of friction, the momentum effect on the driver due to the lack of support moments is very strong.

Derzeit werden AFS-Systeme vorwiegend in Kombination mit. elektrisch verstellbaren Hydraulikmomentunterstützungen (ECO-Ventil: electrical controlled orifice) angeboten. In diesen Systemen wird die Momentunterstützung bei fahrdynamischen Lenkeingriffen bislang nur unabhängig von der Ritzelwinkelgeschwindigkeit variiert.Currently, AFS systems are predominantly used in combination with. electrically adjustable hydraulic torque assist (ECO valve: electrical controlled orifice) offered. In these systems, torque assistance in driving dynamics steering interventions has hitherto only been varied independently of the pinion angular velocity.

Das vorgestellte Verfahren ist zum Betreiben eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, bei dem eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung und eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Aktivlenkung zum Einsatz kommen. Dabei ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Bereitstellung einer Aktivlenkung eine Information zu einem Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs an die Einrichtung zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung weitergibt.The proposed method is provided for operating a steering system in a motor vehicle, in which a device for providing a power steering system and a device for providing an active steering system are used. It is provided that the device for providing an active steering information on an event of a dynamic driving engagement to the device for providing a power steering relay.

Das vorgestellte Verfahren dient somit zum Betreiben eines Lenksystems, bei dem eine Hilfskraftlenkung und eine Aktivlenkung zum Einsatz kommen, wobei die Aktivlenkung die Hilfskraftlenkung unterstützt.The proposed method thus serves to operate a steering system in which a power steering system and an active steering system are used, the active steering assisting the power steering system.

Durch den parallelen Einsatz von EPS und AFS können die Vorteile der beiden Systeme optimal eingesetzt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine EPS bei Bedarf hochdynamisch modifizierte Momentverläufe umsetzen kann. Damit die EPS solchen Anforderungen entsprechen kann, muss sie durch eine geeignete und sichere Methode durch das AFS-System informiert werden.Through the parallel use of EPS and AFS, the advantages of the two systems can be optimally used. It should be noted that an EPS can implement highly dynamically modified torque curves if required. In order for EPS to be able to meet such requirements, it must be informed by the AFS system through a suitable and secure method.

In Ausgestaltung des Verfahrens wird das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs durch einen Zustand einer Fahrbahn verursacht. Das Verfahren eignet sich daher insbesondere bei Fahrten auf Untergründen mit geringem Reibwert bzw. Reibkoeffizienten (Low-μ-Bereich), bei denen die Momentrückwirkung auf den Fahrer wegen der fehlenden Abstützmomente stark auffällt. In diesen Fällen kann die Einrichtung zur Bereitstellung der Hilfskraftlenkung solche Momentrückwirkungen kompensieren, so dass der Fahrer keine unangenehmen Momentrückwirkungen während eines Fahrdynamik-Lenkeingriffs bemerkt. Es ist zu beachten, dass eine eindeutige Zustandserkennung für Low-μ-Bereiche gewährleistet werden muss.In an embodiment of the method, the event of a vehicle dynamic intervention is caused by a state of a roadway. The method is therefore particularly suitable for driving on surfaces with low coefficient of friction or friction coefficients (low μ range), in which the momentum effect on the driver due to the lack of support moments strongly noticeable. In these cases, the means for providing the power steering can compensate for such momentary effects, so that the driver does not notice any unpleasant momentum effects during a vehicle dynamics steering intervention. It should be noted that an unambiguous state recognition for low μ ranges must be ensured.

Um den Unterstützungszeitpunkt genau klassifizieren zu können, ist eine Low-μ-Bereich-Erkennung mit Hilfe der vorhandenen Sensorik, in der Regel die EPS-Sensorik, zweckmäßig. Das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs kann von der AFS zur EPS über bekannte Bussysteme weitergegeben werden. Bestehen die Voraussetzungen für eine Korrektur durch das AFS-System, kann die AFS-VDC-Zusatzfunktion zur Momentenbildung der EPS herangezogen werden. Die Sensorik erfasst Daten, die, in der Regel nach Auswertung bzw. Interpretation, das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs bewirken.In order to be able to classify the support time precisely, a low μ range detection with the help of existing sensors, usually the EPS sensor, is expedient. The event of a vehicle dynamic intervention can be passed on from the AFS to the EPS via known bus systems. If the preconditions for a correction by the AFS system exist, the additional AFS-VDC function can be used to create the momentum of the EPS. The sensor system collects data which, as a rule after evaluation or interpretation, cause the event of a vehicle dynamic intervention.

Als Bussystem kann ein CAN-Bussystem (CAN: controller area network) oder auch ein FlexRay-Bussystem eingesetzt werden.As a bus system, a CAN bus system (CAN: controller area network) or a FlexRay bus system can be used.

Es wird weiterhin ein Lenksystem mit einer Einrichtung zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung und einer Einrichtung zur Bereitstellung einer Aktivlenkung vorgestellt. Dieses Lenksystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zur Bereitstellung einer Aktivlenkung derart ausgebildet ist, dass eine Information zu einem Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs an die Einrichtung zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung weitergegeben wird.A steering system with a device for providing a power steering system and a device for providing an active steering system is also presented. This steering system is characterized in that the means for providing an active steering is designed such that information on an event of a dynamic driving engagement is passed on to the device for providing a power steering system.

In einer Ausführung sind die Einrichtung zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung und die Einrichtung zur Bereitstellung einer Aktivlenkung über ein Bussystem, wie bspw. CAN oder FlexRay, miteinander verbunden.In one embodiment, the device for providing a power steering system and the device for providing an active steering system via a bus system, such as CAN or FlexRay, connected to each other.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems der vorstehend beschriebenen Art durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere einem Steuergerät des Lenksystems, ausgeführt wird.The invention further relates to a computer program with program code means for carrying out a method for operating a steering system of the type described above, when the computer program is executed on a microprocessor of a computer, in particular a control unit of the steering system.

Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger, wie bspw. Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB Memory Stick oder ähnliches, oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden.The computer program can be stored on a computer-readable data carrier, such as floppy disk, CD, DVD, hard disk, USB memory stick or the like, or an Internet server as a computer program product and be transferred from there into the memory element of the control unit.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

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

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below in detail with reference to the drawings.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführung des beschriebenen Lenksystems. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the described steering system.

2 zeigt die Vorgehensweise bei dem beschriebenen Verfahren. 2 shows the procedure in the described method.

In 1 ist eine Ausführungsform eines Lenksystem, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen, schematisch dargestellt. Dieses umfasst eine Lenkhandhabe 12, eine Lenkstange 14 und eine Zahnstange 16, über die zwei dargestellte Vorderräder 18 angelenkt werden.In 1 is an embodiment of a steering system, in total with the reference numeral 10 provided, shown schematically. This includes a steering handle 12 , a handlebar 14 and a rack 16 , about the two front wheels shown 18 be articulated.

Das Lenksystem 10 umfasst zusätzlich eine Einrichtung 20 zur Bereitstellung einer Aktivlenkung (AFS) und eine Einrichtung 22 zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung (EPS). Die Aktivlenkung bewirkt eine Winkelüberlagerung, die Hilfskraftlenkung verursacht eine Momentenüberlagerung.The steering system 10 additionally includes a facility 20 to provide Active Steering (AFS) and a facility 22 to provide power steering (EPS). The active steering causes an angle overlay, the power steering causes a torque overlay.

Die Einrichtung 20 für die Aktivlenkung umfasst ein Getriebe 24 und einen Motor 26 zur Bereitstellung eines Überlagerungswinkels δM (Pfeil 28), der mit Hilfe des Getriebes 24 einem an der Lenkhandhabe 12 eingestellten Lenkradwinkel δS (Pfeil 30) überlagert wird. Hieraus ergibt sich der Ritzelwinkel δG (Pfeil 32), der über ein Getriebe, (nicht dargestellt) an die Zahnstange 16 gegeben wird.The device 20 for active steering includes a gearbox 24 and a motor 26 for providing a superposition angle δ M (arrow 28 ), with the help of the transmission 24 one at the steering handle 12 adjusted steering wheel angle δ S (arrow 30 ) is superimposed. This results in the pinion angle δ G (arrow 32 ), via a gear, (not shown) to the rack 16 is given.

Es gilt: δG = δS + δM (Gleichung 1) The following applies: δ G = δ S + δ M (Equation 1)

Die Einrichtung 22 für die EPS bringt je nach Bedarf ein Zusatzmoment auf, so dass eine Kraft FG (Pfeil 34) auf die Zahnstange 16 übertragen wird.The device 22 for the EPS adds an additional torque as needed, so that a force F G (arrow 34 ) on the rack 16 is transmitted.

Die Einrichtung 20 und die Einrichtung 22 sind über ein Bussystem 36 miteinander verbunden, so dass Informationen ausgetauscht werden können, um flexibel auf unterschiedliche Fahrbedingungen reagieren zu können.The device 20 and the device 22 are via a bus system 36 connected so that information can be exchanged to respond flexibly to different driving conditions.

Tritt bspw. das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs durch das AFS-System ein, so wird diese Information an die EPS weitergegeben, damit diese bei Bedarf einen hochdynamisch modifizierten Momentverlauf umsetzen kann.If, for example, the event of a vehicle dynamic intervention by the AFS system occurs, this information is passed on to the EPS, so that it can implement a highly dynamically modified torque curve, if necessary.

In 2 ist das vorgestellte Verfahren verdeutlicht. Ein Block 50 stellt die EPS-Momentenbildung dar. Eingangsgrößen sind Nutzfunktionen 52, Komfortfunktionen 54 und eine AFS-VDC-Funktion 56 aus denen sich durch Berechnung in Block 50 ein Ritzelmoment 58 ergibt.In 2 the presented procedure is clarified. A block 50 represents the EPS torque generation. Input variables are useful functions 52 , Comfort functions 54 and an AFS VDC function 56 which result by calculation in block 50 a pinion moment 58 results.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems (10) in einem Kraftfahrzeug, bei dem eine Einrichtung (22) zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung und eine Einrichtung (20) zur Bereitstellung einer Aktivlenkung zum. Einsatz kommen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bereitstellung einer Aktivlenkung eine Information zu einem Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs an die Einrichtung (22) zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung weitergibt.Method for operating a steering system ( 10 ) in a motor vehicle in which a device ( 22 ) to provide a power steering system and a device ( 20 ) to provide an active steering for. Use, characterized in that the device ( 20 ) for providing an active steering information on an event of a vehicle dynamic intervention to the device ( 22 ) for providing a power steering system. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs durch einen Zustand einer Fahrbahn verursacht wird.The method of claim 1, wherein the event of a vehicle dynamic intervention is caused by a state of a roadway. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs durch Daten bewirkt wird, die durch eine vorhandene Sensorik erfasst werden. The method of claim 1 or 2, wherein the event of a vehicle dynamic intervention is caused by data that are detected by an existing sensor. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Information zu einem Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs über ein Bussystem (36) weitergegeben wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the information about an event of a vehicle dynamic intervention via a bus system ( 36 ). Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein CAN-Bussystem eingesetzt wird.Method according to Claim 4, in which a CAN bus system is used. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein FlexRay-Bussystem eingesetzt wird.Method according to Claim 4, in which a FlexRay bus system is used. Lenksystem mit – einer Einrichtung (22) zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung, und – einer Einrichtung (20) zur Bereitstellung einer Aktivlenkung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bereitstellung einer Aktivlenkung derart ausgebildet ist, dass eine Information zu einem Ereignis eines fahrdynamischen Eingriffs an die Einrichtung (22) zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung weitergegeben wird.Steering system with - a device ( 22 ) for the provision of a power steering system, and - an installation ( 20 ) for providing an active steering system, characterized in that the device ( 20 ) is provided for providing an active steering such that information about an event of a vehicle dynamic intervention on the device ( 22 ) is passed to provide a power steering system. Lenksystem nach Anspruch 7, bei dem die Einrichtung (22) zur Bereitstellung einer Hilfskraftlenkung und die Einrichtung (20) zur Bereitstellung einer Aktivlenkung über ein Bussystem (36) miteinander verbunden sind.Steering system according to Claim 7, in which the device ( 22 ) to provide a power steering system and the facility ( 20 ) for providing an active steering system via a bus system ( 36 ) are interconnected. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems (10) bei einem Kraftfahrzeug durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere in einem Steuergerät eines Lenksystems (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.Computer program with program code means to provide a method of operating a steering system ( 10 ) in a motor vehicle when the computer program is executed on a microprocessor of a computer, in particular in a control unit of a steering system ( 10 ) according to claim 7 or 8, is executed. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbarem Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems (10) bei einem Kraftfahrzeug durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere in einem Steuergerät eines Lenksystems (10) nach Anspruch 7 oder 8, ausgeführt wird.A computer program product comprising program code means stored on a computer-readable medium for providing a method of operating a steering system ( 10 ) in a motor vehicle when the computer program is executed on a microprocessor of a computer, in particular in a control unit of a steering system ( 10 ) according to claim 7 or 8, is executed.
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