BE1030848B1 - Steering system of a motor vehicle and method for operating a steering actuator unit of a motor vehicle in the event of a blockage of a steered wheel - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkstellereinheit (9) eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Lenksteller (5) und einen Elektromotor (11), wobei der Lenksteller (5) zur Umsetzung eines Lenkbefehls in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern (4) von dem Elektromotor (11) angetrieben wird, und wobei bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades (4) beim Antreiben des Lenkstellers (5) ein von dem Elektromotor (11) bereitstellbares maximales Drehmoment reduziert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Lenksystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Rädern (4), umfassend eine Lenkhandhabe (7) zur Vorgabe eines Lenkbefehls und eine Lenkstellereinheit (9) zur Umsetzung eines vorgegebenen Lenkbefehls in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern (4) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Lenksystem (1) ausgebildet ist, die Lenkstellereinheit (9) gemäß einem vorstehend genannten Verfahren zu betreiben.The present invention relates to a method for operating a steering actuator unit (9) of a motor vehicle comprising a steering actuator (5) and an electric motor (11), wherein the steering actuator (5) is driven by the electric motor (11) to convert a steering command into a steering movement of steerable wheels (4), and wherein, if a blockage of a steered wheel (4) is detected when the steering actuator (5) is driven, a maximum torque that can be provided by the electric motor (11) is reduced. The invention further relates to a steering system (1) for a motor vehicle with steerable wheels (4), comprising a steering handle (7) for specifying a steering command and a steering actuator unit (9) for converting a specified steering command into a steering movement of steerable wheels (4) of a motor vehicle, wherein the steering system (1) is designed to operate the steering actuator unit (9) according to an aforementioned method.
Description
Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben einer Lenkstellereinheit eines Kraftfahrzeugs bei einer Blockade eines gelenkten RadesSteering system of a motor vehicle and method for operating a steering actuator unit of a motor vehicle in the event of a blockage of a steered wheel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkstellereinheit eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Rädern, umfassend eine Lenkhandhabe zur Vorgabe einesThe invention relates to a method for operating a steering actuator unit of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a steering system for a motor vehicle with steerable wheels, comprising a steering handle for specifying a
Lenkbefehls und eine Lenkstellereinheit zur Umsetzung eines vorgegebenen Lenkbefehls in einesteering command and a steering actuator unit for converting a given steering command into a
Lenkbewegung von lenkbaren Rädern eines Kraftfahrzeugs, wobei das Lenksystem zumSteering movement of steerable wheels of a motor vehicle, whereby the steering system is
Betreiben der Lenkstellereinheit ausgebildet ist.is trained to operate the steering actuator unit.
Im Stand der Technik sind aus der DE 10 2005 041 086 A1 ein Steer-by-Wire-Lenksystem und ein Verfahren zum Lenken von Kraftfahrzeugen bekannt, die ein Überhitzen des Lenkaktuators verhindern sollen, wenn ein Lenkeinschlag eines lenkbaren Rades aufgrund einer Blockierung des Rades nicht realisiert werden kann. Dazu wird ein für den Lenkaktuator vorgegebenerIn the prior art, a steer-by-wire steering system and a method for steering motor vehicles are known from DE 10 2005 041 086 A1, which are intended to prevent overheating of the steering actuator when a steering angle of a steerable wheel cannot be achieved due to a blockage of the wheel. For this purpose, a predetermined steering angle for the steering actuator is
Drehwinkel bei einer Blockade des lenkbaren Rades korrigiert. Zudem beschreibt dieThe angle of rotation is corrected if the steerable wheel is blocked. In addition, the
DE 10 2018 126 726 A1, wie ein Blockieren eines lenkbaren Rades erkannt werden kann, und dass in diesem Fall eine Rückmeldung auf die Lenkhandhabe erfolgt. Darüber hinaus wird in denDE 10 2018 126 726 A1, how a blocking of a steerable wheel can be detected and that in this case a feedback is sent to the steering handle. In addition, the
Druckschriften DE 102 61 001 A1, EP 3 702 245 A1, DE 10 2010 032 043 A1 undPublications DE 102 61 001 A1, EP 3 702 245 A1, DE 10 2010 032 043 A1 and
EP 1 772 349 A2 die Problematik bei Lenksystemen behandelt, dass ein gelenktes Rad auf einEP 1 772 349 A2 deals with the problem of steering systems where a steered wheel is
Hindernis, insbesondere eine Bordsteinkante, trifft, wobei für diesen Fall vorgeschlagen wird, das auf die Räder ausgeübte Unterstützungsmoment zu reduzieren.obstacle, in particular a curb, in which case it is proposed to reduce the assist torque exerted on the wheels.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zumAgainst this background, it is an object of the present invention to provide a method for
Betreiben einer Lenkstellereinheit sowie ein Lenksystem zu verbessern.To operate a steering actuator unit and to improve a steering system.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkstellereinheit gemäßTo solve this problem, a method for operating a steering actuator unit according to
Anspruch 1 sowie ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordnetenClaim 1 and a steering system for a motor vehicle according to the subordinate
Anspruch 11 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben sowie in den Figuren dargestellt.Claim 11 is proposed. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims and the description and shown in the figures.
Die vorgeschlagene Lösung sieht ein Verfahren zum Betreiben einer Lenkstellereinheit einesThe proposed solution provides a method for operating a steering actuator unit of a
Kraftfahrzeugs umfassend einen Lenksteller und einen Elektromotor vor, wobei der Lenksteller zur Umsetzung eines Lenkbefehls in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern von demMotor vehicle comprising a steering actuator and an electric motor, wherein the steering actuator is used to convert a steering command into a steering movement of steerable wheels from the
Elektromotor angetrieben wird, und wobei bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers ein von dem Elektromotor bereitstellbares maximalesElectric motor is driven, and in the event of a detected blockage of a steered wheel when driving the steering actuator, a maximum torque that can be provided by the electric motor
Drehmoment reduziert wird. Dadurch, dass das von dem Elektromotor bereitstellbare maximaletorque is reduced. Because the maximum torque available from the electric motor
Drehmoment reduziert wird, wird die Wahrscheinlichkeit, dass aufgrund der von demTorque is reduced, the probability that due to the torque generated by the
Elektromotor in das Lenksystem eingeleiteten mechanischen Kräfte Schäden an demElectric motor mechanical forces introduced into the steering system can cause damage to the
Lenksystem auftreten, beispielsweise mechanische Verformungen auftreten, vorteilhafterweise reduziert. Insbesondere wird das von dem Elektromotor in der Blockadesituation bereitgestelltesteering system, for example mechanical deformations, are advantageously reduced. In particular, the power provided by the electric motor in the blockage situation is
Drehmoment reduziert.Torque reduced.
Erfindungsgemäß wird bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben desAccording to the invention, if a blockage of a steered wheel is detected when driving the
Lenkstellers das von dem Elektromotor bereitstellbare maximale Drehmoment auf einenSteering actuator the maximum torque available from the electric motor to a
Sicherheitsgrenzwert reduziert. Insbesondere liegt der Sicherheitsgrenzwert in einem Intervall zwischen 2 Nm (Nm: Newtonmeter) und 5 Nm, weiter insbesondere beträgt derSafety limit value is reduced. In particular, the safety limit value is in an interval between 2 Nm (Nm: Newton meter) and 5 Nm, further in particular the
Maximalgrenzwert 3 Nm. Der Sicherheitsgrenzwert ist vorteilhafterweise so festgelegt, dass ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment groß genug ist, um in einer normalenMaximum limit 3 Nm. The safety limit is advantageously set so that a torque provided by the electric motor is large enough to
Fahrsituation, in der insbesondere kein gelenktes Rad blockiert ist, einen erfassten Lenkbefehl in eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder umzusetzen. Andererseits ist der Sicherheitsgrenzwert vorteilhafterweise so festgelegt, dass ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment derart reduziert ist, dass Schäden an dem Lenksystem, insbesondere Schäden an einemDriving situation in which in particular no steered wheel is blocked, to convert a detected steering command into a steering movement of the steerable wheels. On the other hand, the safety limit value is advantageously set so that a torque provided by the electric motor is reduced in such a way that damage to the steering system, in particular damage to a
Lenkritzel, an einer Zahnstange, an Spurstangen und/oder an Querträgern, verhindert werden.steering pinion, on a steering rack, on tie rods and/or on cross members.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiter vor, dass der Elektromotor zum Antreiben desThe method according to the invention further provides that the electric motor for driving the
Lenkstellers in einem Normalbetrieb derart betrieben wird, dass das von dem Elektromotor bereitstellbare Drehmoment einen vorgegebenen Maximalgrenzwert nicht überschreitet, wobei der Maximalgrenzwert gröBer als der Sicherheitsgrenzwert ist. Der vorgegebeneSteering actuator is operated in a normal mode such that the torque provided by the electric motor does not exceed a predetermined maximum limit, whereby the maximum limit is greater than the safety limit. The predetermined
Maximalgrenzwert liegt dabei vorteilhafterweise unterhalb eines Drenmoments, das derThe maximum limit value is advantageously below a torque that the
Elektromotor von seiner Auslegung technisch bereitstellen könnte. Insbesondere liegt derElectric motor could technically provide from its design. In particular, the
Maximalgrenzwert in einem Intervall zwischen 4 Nm und 10 Nm, weiter insbesondere beträgt derMaximum limit value in an interval between 4 Nm and 10 Nm, further in particular the
Maximalgrenzwert 6,5 Nm. Vorteilhafterweise wird hierdurch das Lenksystem weiter verbessert vor Beschädigungen geschützt.Maximum limit 6.5 Nm. This advantageously further protects the steering system against damage.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einer erkanntenAccording to a further advantageous embodiment of the method, when a detected
Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers das von dem Elektromotor bereitstellbare maximale Drehmoment kontinuierlich von dem Maximalgrenzwert auf denBlockage of a steered wheel when driving the steering actuator, the maximum torque that can be provided by the electric motor continuously decreases from the maximum limit to the
Sicherheitsgrenzwert reduziert. Vorteilhafterweise wird eine mechanische Spannung, die sich aufgrund des blockierten Rades in dem Lenksystem aufgebaut hat, kontinuierlich abgebaut, was das Lenksystem weiter verbessert vor Beschädigungen schützt.Safety limit reduced. Advantageously, mechanical stress that has built up in the steering system due to the locked wheel is continuously reduced, which further improves protection of the steering system against damage.
Erfindungsgemäß wird bei einer erkannten Aufhebung einer Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers das von dem Elektromotor bereitstellbare maximaleAccording to the invention, when a blockage of a steered wheel is detected when the steering actuator is driven, the maximum torque that can be provided by the electric motor is
Drehmoment kontinuierlich von dem Sicherheitsgrenzwert auf den Maximalgrenzwert angehoben wird, Vorteilhafterweise wird das Lenksystem hierdurch weiter verbessert vor Beschädigungen geschützt. Insbesondere erfolgt das Absenken von dem Maximalgrenzwert auf denTorque is continuously increased from the safety limit to the maximum limit. Advantageously, the steering system is thereby further protected against damage. In particular, the reduction from the maximum limit to the
Sicherheitsgrenzwert und/oder das Anheben von dem Sicherheitsgrenzwert auf denSafety limit and/or raising the safety limit to the
Maximalgrenzwert innerhalb einer vorgegebenen Anpassungszeitspanne. Die vorgegebeneMaximum limit within a given adjustment period. The given
Anpassungszeitspanne liegt vorteilhafterweise in einem Intervall zwischen 0,1 s (s: Sekunde) und 1,5. Insbesondere beträgt die vorgegebene Anpassungszeitspannte 0,5 s.The adaptation time period is advantageously in an interval between 0.1 s (s: second) and 1.5. In particular, the predetermined adaptation time period is 0.5 s.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass auf eine Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt wird, wenn ein ersterA particularly advantageous embodiment of the method provides that a blockage of a steered wheel is detected when the steering actuator is driven if a first
Drehmomentschwellwert für ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment überschritten wird und/oder ein erster Drehzahlschwellwert für eine Drehzahl des Elektromotors unterschritten wird. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise ein blockiertes gelenktes Rad vorteilhafterweise mit hoher Wahrscheinlichkeit erkannt werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass dann wenn die beiden vorgenannten Bedingungen erfüllt sind, also der ersteTorque threshold value for a torque provided by the electric motor is exceeded and/or a first speed threshold value for a speed of the electric motor is undershot. It has been shown that in this way a blocked steered wheel can advantageously be detected with a high degree of probability. In particular, it is provided that when the two aforementioned conditions are met, i.e. the first
Drehmomentschwellwert überschritten und zudem eine Drehzahlwert einer Drehzahl desTorque threshold exceeded and also a speed value of a speed of the
Elektromotors den ersten Drehzahlschwellwert unterschreitet, auf eine Blockade eines gelenktenelectric motor falls below the first speed threshold, a blockage of a steered
Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt wird. Vorteilhafterweise wird dann in einer derwheel is detected when driving the steering actuator. Advantageously, in one of the
Lenkstellereinheit zugeordneten elektronischen Steuereinheit ein Detektion-Flag gesetzt. Das gesetzte Detektion-Flag signalisiert dabei vorteilhafterweise eine erkannte Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers.A detection flag is set in the electronic control unit assigned to the steering actuator unit. The set detection flag advantageously signals a detected blockage of a steered wheel when driving the steering actuator.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird auf eine Blockade eines lenkbarenAccording to an advantageous development of the method, a blockage of a steerable
Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt, wenn der erste Drenmomentschwellwert für eine vorbestimmte erste Sicherheitszeitspanne überschritten wird und/oder wenn der erstewheel when driving the steering actuator if the first torque threshold is exceeded for a predetermined first safety period and/or if the first
Drehzahlschwellwert für eine vorbestimmte zweite Sicherheitspanne unterschritten wird. Die erstespeed threshold is exceeded for a predetermined second safety margin. The first
Sicherheitszeitspanne kann dabei insbesondere gleich der zweiten Sicherheitszeitspanne sein.In particular, the safety period may be equal to the second safety period.
Durch die jeweilige Sicherheitszeitspanne, für deren Dauer der Drehmomentschwellwert beziehungsweise der Drehzahlschwellwert gemäß dieser Ausgestaltungsvariante überschritten werden muss, wird ein blockiertes gelenktes Rad vorteilhafterweise mit noch höhererDue to the respective safety period, for the duration of which the torque threshold value or the speed threshold value must be exceeded according to this design variant, a blocked steered wheel is advantageously prevented with even higher
Zuverlässigkeit erkannt. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass die Wahrscheinlichkeit für ein fehlerhaftes Erkennen eines blockierten gelenkten Rades deutlich reduziert wird. So werdenReliability is recognized. A particular advantage is that the probability of incorrect detection of a blocked steered wheel is significantly reduced.
Messfehler oder andere Ursachen für ein kurzzeitiges Überschreiten beziehungsweiseMeasurement errors or other causes for a short-term exceedance or
Unterschreiten des jeweiligen Schwellwerts durch das Vorsehen der Sicherheitsspanne vorteilhafterweise herausgefiltert. Wenn also bei dieser Ausgestaltung das von dem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment für eine Zeitdauer, die kürzer als die Sicherheitszeitspanne ist, denFalling below the respective threshold value is advantageously filtered out by providing the safety margin. If, in this embodiment, the torque provided by the electric motor exceeds the
Drehmomentschwellwert überschreitet und die Motordrehzahl für eine Zeitdauer, die kürzer als die Sicherheitszeitspanne ist, den Drehzahlschwellwert unterschreitet, so wird vorteilhafterweise nicht auf eine Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt. Die erste Sicherheitszeitspanne ist vorteilhafterweise geschwindigkeitsabhängig. Die zweitetorque threshold and the engine speed falls below the speed threshold for a period of time that is shorter than the safety time period, then a blockage of a steered wheel when driving the steering actuator is advantageously not detected. The first safety time period is advantageously speed-dependent. The second
Sicherheitszeitspanne ist vorteilhafterweise geschwindigkeitsabhängig. Insbesondere ist vorgesehen, dass die jeweilige Sicherheitszeitspanne umso größer ist, je höher eineThe safety time period is advantageously speed-dependent. In particular, it is intended that the respective safety time period is greater the higher a
Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist. Die jeweilige Sicherheitszeitspanne kann insbesondere auch von weiteren Fahrzeugparametern und/oder von einem eingestelltenThe respective safety time period can also depend on other vehicle parameters and/or on a set
Fahrprogramm abhängen. Weitere Vorgaben und Abhängigkeiten für die jeweiligeDriving program. Further specifications and dependencies for the respective
Sicherheitszeitspanne lassen sich vorteilhafterweise ebenfalls realisieren. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sicherheitszeitspanne in einem Zeitintervall zwischen 0,1 s und 5 s liegt, weiter vorteilhaft in einem Zeitintervall zwischen 0,2 s und 1,5 s. Für eine vereinfachteSafety time periods can also be advantageously implemented. In particular, it is provided that the safety time period lies in a time interval between 0.1 s and 5 s, more advantageously in a time interval between 0.2 s and 1.5 s. For a simplified
Ausgestaltung kann insbesondere auch eine konstante Sicherheitszeitspanne vorgesehen werden. Ein vorteilhafter Wert für eine konstante Sicherheitszeitspanne liegt insbesondere bei 0,5s.In particular, a constant safety period can also be provided. An advantageous value for a constant safety period is 0.5s.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass auf eine Blockade eines gelenktenAn advantageous embodiment of the method provides that a blockage of a guided
Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt wird, wenn ein erster Drehmomentschwellwert für ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment überschritten wird und ein ersterwheel is detected when driving the steering actuator when a first torque threshold for a torque provided by the electric motor is exceeded and a first
Drehzahlschwellwert für eine Drehzahl des Elektromotors unterschritten wird, wobei das von demSpeed threshold for a speed of the electric motor is undershot, whereby the
Elektromotor bereitgestellte Drehmoment den ersten Drehmomentschwellwert wenigstens für dieThe torque provided by the electric motor exceeds the first torque threshold at least for the
Dauer der vorbestimmten ersten Sicherheitszeitspanne überschreiten muss.Duration of the predetermined first safety period must be exceeded.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Aufhebung einerAccording to a further advantageous embodiment of the method, a cancellation of a
Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt, wenn ein zweiterBlockage of a steered wheel detected when driving the steering actuator if a second
Drehmomentschwellwert für ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment unterschritten wird und/oder ein zweiter Drehzahlschwellwert für eine Drehzahl des Elektromotors überschritten wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass auf eine Aufhebung einer Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers erkannt wird, wenn ein zweitertorque threshold value for a torque provided by the electric motor is undershot and/or a second speed threshold value for a speed of the electric motor is exceeded. In particular, it is provided that a lifting of a blockage of a steered wheel when driving the steering actuator is detected when a second
Drehmomentschwellwert für ein von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment unterschritten wird der ein zweiter Drehzahlschwellwert für eine Drehzahl des Elektromotors überschritten wird. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise in einen Normalbetrieb zurückgekehrt werden, in dem das von dem Elektromotor bereitstellbare Drehmoment nicht auf denTorque threshold value for a torque provided by the electric motor is undershot or a second speed threshold value for a speed of the electric motor is exceeded. In this way, it is advantageously possible to return to normal operation in which the torque provided by the electric motor is not limited to the
Sicherheitsgrenzwert reduziert ist, insbesondere mit geringer Wahrscheinlichkeit dafür, dasssafety limit is reduced, in particular with a low probability that
Schäden an dem Lenksystem durch zu hohe Motordrehmomente entstehen. Insbesondere ist 5 vorgesehen, dass beim Erkennen einer Aufhebung einer Blockade eines gelenkten Rades beimDamage to the steering system can occur due to excessive engine torque. In particular, 5 it is intended that when a blockage of a steered wheel is detected during
Antreiben des Lenkstellers das Detektions-Flag in der der Lenkstellereinheit zugeordnetenDriving the steering actuator the detection flag in the steering actuator unit assigned
Steuereinheit gelöscht wird.Control unit is deleted.
Insbesondere kann auch für das Unterschreiten beziehungsweise das Überschreiten des jeweiligen Schwellwertes eines dritte beziehungsweise eine vierte Sicherheitszeitspanne vorgegeben werden, insbesondere um ein ungewolltes vorzeitiges Zurückkehren in einenIn particular, a third or fourth safety period can be specified for falling below or exceeding the respective threshold value, in particular to prevent an unwanted premature return to a
Normalbetrieb zu verhindern.to prevent normal operation.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante sieht des Weiteren vor, dass der ersteAn advantageous design variant further provides that the first
Drehmomentschwellwert größer als der zweite Drehmomentschwellwert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Drehmomentschwellwert größer als der Sicherheitsgrenzwert ist und der Sicherheitsgrenzwert größer als der zweite Drehmomentschwellwert ist. Mit dieser Auslegung wird vorteilhafterweise ein ungewolltes vorzeitiges Zurückkehren in einen Normalbetrieb weiter verhindert.Torque threshold is greater than the second torque threshold. In particular, it is provided that the first torque threshold is greater than the safety limit and the safety limit is greater than the second torque threshold. This design advantageously further prevents an unwanted premature return to normal operation.
Eine andere Ausgestaltungsvariante mit einem vorteilhafterweise geringerenAnother design variant with an advantageously lower
Implementierungsaufwand sieht dagegen vor, dass der erste Drehmomentschwellwert gleich dem zweiten Drehmomentschwellwert ist und/oder dass der erste Drehzahlschwellwert gleich dem zweiten Drehzahlschwellwert ist.Implementation effort, on the other hand, provides that the first torque threshold is equal to the second torque threshold and/or that the first speed threshold is equal to the second speed threshold.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers das von dem Elektromotor bereitstellbareIn a further advantageous embodiment of the method, if a blockage of a steered wheel is detected when the steering actuator is driven, the power provided by the electric motor
Drehmoment durch einen Drehmomentbegrenzer begrenzt. Hierfür ist insbesondere eine entsprechende Hardware vorgesehen, mit der insbesondere eine mechanische Begrenzung desTorque is limited by a torque limiter. For this purpose, appropriate hardware is provided, which in particular enables a mechanical limitation of the
Drehmoments erzielt wird.torque is achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zur Umsetzung eines Lenkbefehls ein Steuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors vorgegeben, wobei bei einer erkanntenAccording to a further embodiment of the method, a control signal for controlling the electric motor is specified in order to implement a steering command, wherein when a detected
Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers das von dem Elektromotor bereitstellbare Drehmoment durch eine Anpassung des Steuersignals begrenzt wird.If a steered wheel is blocked when driving the steering actuator, the torque that can be provided by the electric motor is limited by adjusting the control signal.
Vorteilhafterweise ist so eine kostengünstigere und gewichtsreduzierte Ausgestaltung zurAdvantageously, this provides a more cost-effective and weight-reduced design for
Begrenzung des Drehmoments des Elektromotors bereitgestellt.Limitation of the torque of the electric motor is provided.
Das des Weiteren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Rädern umfasst eine Lenkhandhabe zur Vorgabe einesThe steering system for a motor vehicle with steerable wheels, which is further proposed to solve the problem mentioned above, comprises a steering handle for specifying a
Lenkbefehls und eine Lenkstellereinheit zur Umsetzung eines vorgegebenen Lenkbefehls in einesteering command and a steering actuator unit for converting a given steering command into a
Lenkbewegung von lenkbaren Rädern eines Kraftfahrzeugs, wobei das Lenksystem ausgebildet ist, die Lenkstellereinheit gemäß einem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren zu betreiben.Steering movement of steerable wheels of a motor vehicle, wherein the steering system is designed to operate the steering actuator unit according to a method designed according to the invention.
Dabei können insbesondere die vorstehend beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination realisiert sein. Insbesondere umfasst die Lenkstellereinheit einenIn particular, the features described above can be implemented individually or in any combination. In particular, the steering actuator unit comprises a
Lenksteller und einen Elektromotor, wobei der Lenksteller mittels der Elektromotors insbesondere zur Umsetzung eines Lenkbefehls in eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder ausgebildet ist.Steering actuator and an electric motor, wherein the steering actuator is designed by means of the electric motor in particular to convert a steering command into a steering movement of the steerable wheels.
Des Weiteren ist dem Lenksystem insbesondere eine elektronische Steuereinheit zugeordnet, wobei die Steuereinheit insbesondere von dem Lenksystem umfasst sein kann.Furthermore, the steering system is in particular assigned an electronic control unit, wherein the control unit can in particular be included in the steering system.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit ausgebildet, die Lenkstellereinheit gemäß einem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren zu steuern. Insbesondere ist das Lenksystem ausgebildet, die Lenkstellereinheit derart zu betreiben, dass der Lenksteller zur Umsetzung einesAdvantageously, the control unit is designed to control the steering actuator unit according to a method designed according to the invention. In particular, the steering system is designed to operate the steering actuator unit in such a way that the steering actuator is used to implement a
Lenkbefehls in eine Lenkbewegung von lenkbaren Rädern von dem Elektromotor angetrieben wird, wobei bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers ein von dem Elektromotor bereitstellbares maximales Drehmoment reduziert wird.Steering command is converted into a steering movement of steerable wheels by the electric motor, wherein if a blockage of a steered wheel is detected when the steering actuator is driven, a maximum torque that can be provided by the electric motor is reduced.
Vorteilhafterweise umfasst das Lenksystem zudem Sensoreinheiten zur Erfassung eines von demAdvantageously, the steering system also comprises sensor units for detecting a
Elektromotor bereitgestellten Drehmoments und zur Erfassung einer Drehzahl des Elektromotors.electric motor and to detect a speed of the electric motor.
Die Steuereinheit ist dabei vorteilhafterweise ausgebildet, die von den Sensoreinheiten bereitgestellten Signale zu empfangen und auszuwerten.The control unit is advantageously designed to receive and evaluate the signals provided by the sensor units.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem.According to an advantageous embodiment, the steering system is a steer-by-wire steering system.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Lenksystem einAccording to a further advantageous embodiment, the steering system is a
Hinterradlenkungssystem.Rear wheel steering system.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden imFurther advantageous details, features and design details of the invention are described in
Zusammenhang mit den in den Figuren (Fig.: Figur) dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:The following is explained in more detail in connection with the embodiments shown in the figures (Fig.: Figure).
Fig.1 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einFig.1 in a simplified perspective view an embodiment of a
Erfindungsgemäß ausgebildetes Lenksystem;Steering system designed according to the invention;
Fig. 2 anhand eines Ablaufdiagramms ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verfahren;Fig. 2 shows an embodiment of a method according to the invention using a flow chart;
Fig. 3a in einer Diagrammdarstellung einen beispielhaften Drehmomentsignalverlauf bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Betreiben einer Lenkstellereinheit; undFig. 3a is a diagrammatic representation of an exemplary torque signal curve when operating a steering actuator unit according to the invention; and
Fig. 3b in einer Diagrammdarstellung einen beispielhaften Lenkwinkelsignalverlauf bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Betreiben einer Lenkstellereinheit gemäß Fig. 3a.Fig. 3b is a diagrammatic representation of an exemplary steering angle signal curve when operating a steering actuator unit according to the invention as shown in Fig. 3a.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Lenksystem 1 für einIn Fig. 1, an embodiment of a steering system 1 designed according to the invention for a
Kraftfahrzeug dargestellt, wobei das Lenksystem 1 ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist. Das Steer- by-Wire-Lenksystem 1 umfasst eine Lenksäule mit einer Lenkwelle 2 und einem Feedback-Motor vehicle, wherein the steering system 1 is a steer-by-wire steering system. The steer-by-wire steering system 1 comprises a steering column with a steering shaft 2 and a feedback
Aktuator 10. An einem Ende der Lenkwelle 2 ist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 7 drehfest angeordnet. Über die Lenkhandhabe 7 kann ein Fahrer einen Lenkbefehl vorgeben. DerActuator 10. At one end of the steering shaft 2, a steering handle 7 designed as a steering wheel is arranged in a rotationally fixed manner. A driver can give a steering command via the steering handle 7. The
Feedback-Aktuator 10 ist ausgebildet, insbesondere zur Vermittlung eines Lenkgefühls, einFeedback actuator 10 is designed, in particular, to convey a steering feel, a
Drehmoment beziehungsweise ein Lenkwiderstands-Drehmoment auf die Lenkwelle 2 auszuüben, das ein Fahrer des Kraftfahrzeugs über die Lenkhandhabe 7 wahrnehmen kann. Dietorque or a steering resistance torque on the steering shaft 2, which a driver of the motor vehicle can perceive via the steering handle 7. The
Lenkhandhabe 7 lässt sich dabei in bekannter Weise drehen, um einen Lenkbefehl in dieSteering handle 7 can be rotated in the known manner to give a steering command to the
Lenkwelle 2 einzubringen, die sensorisch erfasst wird. Dazu kann das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 insbesondere eine der Lenkwelle 2 zugeordnete Absolutwinkelsensoreinheit 15 aufweisen, die ausgebildet ist, eine Position der Lenkhandhabe 7 als Drehwinkel zu erfassen und einerSteering shaft 2, which is detected by sensors. For this purpose, the steer-by-wire steering system 1 can in particular have an absolute angle sensor unit 15 assigned to the steering shaft 2, which is designed to detect a position of the steering handle 7 as a rotation angle and to
Steuereinheit 16 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 bereitzustellen. In Fig. 1 sind dieControl unit 16 of the steer-by-wire steering system 1. In Fig. 1, the
Steuereinheit 16 und dem Lenksystem 1 zugeordnete Sensoreinheiten 14, wie dieControl unit 16 and the steering system 1 associated sensor units 14, such as the
Absolutwinkelsensoreinheit 15, lediglich schematisch dargestellt.Absolute angle sensor unit 15, shown only schematically.
Die Steuereinheit 16 ist insbesondere eine ECU (ECU: Electronic Control Unit) und ausgebildet, unter Berücksichtigung des von der Absolutwinkelsensoreinheit 15 bereitgestelltenThe control unit 16 is in particular an ECU (ECU: Electronic Control Unit) and is designed, taking into account the absolute angle sensor unit 15 provided
Drehwinkelsignals ein Steuersignal C1 zur Steuerung einer Lenkstellereinheit 9 des Steer-by-angle signal a control signal C1 for controlling a steering actuator unit 9 of the steer-by-
Wire-Lenksystems 1 bereitzustellen, insbesondere zur Steuerung eines Elektromotors 11 derWire steering system 1, in particular for controlling an electric motor 11 of the
Lenkstellereinheit 9. Die Lenkstellereinheit 9 ist Teil eines von dem Steer-by-Wire-Lenksystem 1 umfassten Lenkgetriebes 3, wobei die Lenkstellereinheit 9 in diesem Ausführungsbeispiel einSteering actuator unit 9. The steering actuator unit 9 is part of a steering gear 3 included in the steer-by-wire steering system 1, wherein the steering actuator unit 9 in this embodiment is a
Lenkritzel 5 als Lenksteller und einen das Lenkritzel 5 antreibenden Elektromotor 11 umfasst.Steering pinion 5 as a steering actuator and an electric motor 11 driving the steering pinion 5.
Durch entsprechende Ansteuerung mit einem von der der Lenkstellereinheit 9 zugeordnetenBy appropriate control with a control signal assigned to the steering actuator unit 9
Steuereinheit 16 bereitgestelltem Steuersignal C1, wird das Lenkritzel 5 zur Umsetzung einesControl unit 16 provided control signal C1, the steering pinion 5 is used to implement a
Lenkbefehls in eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder 4 von dem Elektromotor 11 angetrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Lenkstellereinheit 9 mittels desSteering command into a steering movement of the steerable wheels 4 driven by the electric motor 11. In this embodiment, the steering actuator unit 9 acts by means of the
Elektromotors 11 über das Lenkritzel 5 auf ein als Zahnstange 6 ausgebildetes Koppelelement ein und löst eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder 4 eines Kraftfahrzeugs aus, dieelectric motor 11 via the steering pinion 5 onto a coupling element designed as a rack 6 and triggers a steering movement of the steerable wheels 4 of a motor vehicle, which
Insbesondere über Spurstangen 8 mit der Zahnstange 6 verbunden sind. Die Spurstangen 8 selbst sind in bekannter Weise über Achsschenkel mit je einem gelenkten Rad 4 verbunden.In particular, they are connected to the rack 6 via tie rods 8. The tie rods 8 themselves are connected in a known manner to a steered wheel 4 via steering knuckles.
Das von dem Elektromotor 11 zur Umsetzung eines Lenkbefehls bereitgestellte Drehmoment variiert dabei insbesondere in Abhängigkeit von einem der Lenkbewegung der gelenkten Räder 4 entgegenwirkendem Widerstand. Das Lenksystem 1 ist dabei ausgebildet, die Lenkstellereinheit 9 so zu betreiben, dass eine Blockade eines gelenkten Rades 4, beispielsweise ein durch einenThe torque provided by the electric motor 11 to implement a steering command varies in particular depending on a resistance counteracting the steering movement of the steered wheels 4. The steering system 1 is designed to operate the steering actuator unit 9 in such a way that a blockage of a steered wheel 4, for example a blockage caused by a
Bordstein in der Ausführung einer Lenkbewegung blockiertes Rad, erkannt wird, und bei einer erkannten Blockade eines gelenkten Rades 4 beim Antreiben des Lenkritzels 5 derCurb in the execution of a steering movement blocked wheel is detected, and in case of a detected blockage of a steered wheel 4 when driving the steering pinion 5 of the
Lenkstellereinheit 9 ein von dem Elektromotor 11 bereitstellbares maximales Drehmoment auf einen Sicherheitsgrenzwert reduziert wird. Zum Erkennen eines blockierten gelenkten Rades 4 werden dabei von einer ersten Sensoreinheit 17, die ein von dem Elektromotor 11 bereitgestelltes Drehmoment erfasst, und von einer zweiten Sensoreinheit 18, die eineSteering actuator unit 9 reduces a maximum torque that can be provided by the electric motor 11 to a safety limit value. To detect a blocked steered wheel 4, a first sensor unit 17, which detects a torque provided by the electric motor 11, and a second sensor unit 18, which detects a
Motordrehzahl des Elektromotors 11 erfasst, bereitgestellte Sensorsignale von der Steuereinheit 16 ausgewertet. Wenn die Auswertung ergibt, dass ein von dem Elektromotor 11 bereitgestelltesMotor speed of the electric motor 11 is detected, provided sensor signals are evaluated by the control unit 16. If the evaluation shows that a signal provided by the electric motor 11
Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentschwellwert überschreitet und zugleich dieTorque exceeds a specified torque threshold and at the same time the
Motordrehzahl einen vorgegebenen Drehzahlschwellwert unterschreitet, wird auf eine Blockade eines gelenkten Rades 4 beim Antreiben des Lenkritzels 5 erkannt, und das von demIf the engine speed falls below a predetermined speed threshold, a blockage of a steered wheel 4 is detected when driving the steering pinion 5, and the
Elektromotor bereitgestellte Drehmoment auf den vorgegebenen Sicherheitsgrenzwert reduziert.The torque provided by the electric motor is reduced to the specified safety limit.
Die Reduzierung des von dem Elektromotor 11 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine entsprechende Anpassung des Steuerungssignals C1 reduziert. Die Reduzierung des von demThe reduction of the electric motor 11 is reduced in this embodiment by a corresponding adjustment of the control signal C1. The reduction of the
Elektromotor 11 bereitstellbaren Drehmoments wird wieder aufgehoben, wenn eine Auswertung der von den Sensoreinheiten 17, 18 bereitgestellten Signale ergibt, dass entweder das von demThe torque available from the electric motor 11 is cancelled again if an evaluation of the signals provided by the sensor units 17, 18 shows that either the
Elektromotor 11 bereitgestellte Drehmoment unter den vorgegebenen Drehmomentschwellwert gefallen ist oder die Motordrehzahl des Elektromotos 11 den vorgegebenen Drehzahlschwellwert überschritten hat.The torque provided by the electric motor 11 has fallen below the specified torque threshold or the motor speed of the electric motor 11 has exceeded the specified speed threshold.
Weitere mögliche Ausgestaltungsdetails für das Verfahren zum Betreiben der Lenkstellereinheit 9 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis Fig. 3b erläutert. Dabei werden unterFurther possible design details for the method for operating the steering actuator unit 9 are explained below with reference to Fig. 2 to Fig. 3b.
Bezugnahme auf Fig. 2 insbesondere Ausgestaltungsdetails bezüglich des Erkennens eines in einer Lenkbewegung blockierten Rades erläutert und unter Bezugnahme auf Fig. 3a und Fig. 3bReferring to Fig. 2, particular design details relating to the detection of a wheel blocked in a steering movement are explained and with reference to Fig. 3a and Fig. 3b
Ausgestaltungsdetails zur Anpassung des von dem Elektromotor bereitgestellten beziehungsweise bereitstellbaren Drehmoments.Design details for adjusting the torque provided or available by the electric motor.
In Fig. 2 ist dabei ein Ablaufdiagramm dargestellt, mit dem symbolisch das Erkennen einerIn Fig. 2, a flow chart is shown that symbolically shows the detection of a
Blockade eines gelenkten Rades beim Ausführen einer Lenkbewegung beschrieben wird. Dabei werden in diesem Ausführungsbeispiel in zeitdiskreten Abschnitten die Schritte während einesBlockage of a steered wheel when performing a steering movement is described. In this embodiment, the steps during a
Betreibens eines Lenksystems wiederkehrend ausgeführt. Das Verfahren sieht vor, dass in einem Schritt S1.1 mittels einer Sensoreinheit 17 zur Erfassung eines von dem Elektromotor bereitgestellten Drenmoments ein aktuell von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment erfasst und an eine der Lenkstellereinheit zugeordneten Steuereinheit 16 übertragen wird.Operating a steering system is carried out repeatedly. The method provides that in a step S1.1, a torque currently provided by the electric motor is detected by means of a sensor unit 17 for detecting a torque provided by the electric motor and transmitted to a control unit 16 assigned to the steering actuator unit.
Zudem wird in einem weiteren Schritt S1.2, der insbesondere zeitgleich zu dem Schritt 51.1 ausgeführt werden kann, mittels einer Sensoreinheit 18 zur Erfassung einer Motordrehzahl desIn addition, in a further step S1.2, which can be carried out in particular at the same time as step S1.1, a sensor unit 18 is used to detect an engine speed of the
Elektromotors eine aktuelle Motordrehzahl von dem Elektromotor erfasst und an die Steuereinheit 16 übertragen.Electric motor, a current motor speed of the electric motor is detected and transmitted to the control unit 16.
Von der Steuereinheit 16 wird dann in einem Schritt 2.11 geprüft, ob das von dem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment größer (>) oder kleiner-gleich (<) einem vorgegebenenThe control unit 16 then checks in a step 2.11 whether the torque provided by the electric motor is greater than (>) or less than or equal to (<) a predetermined
Drehmomentschwellwert Thr_T ist. Ausgegeben wird dann für den jeweiligen Ausgang desTorque threshold Thr_T is then output for the respective output of the
Prüfblocks 61 ein Wert „true“ oder „false“. Ergibt die Prüfung, dass das bereitgestellteCheck block 61 returns a value of “true” or “false”. If the check shows that the provided
Drehmoment den vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T überschritten hat, sodass inTorque has exceeded the specified torque threshold Thr_T, so that in
Fig. 2 an dem linken Ausgang des Prüfblocks 61 der Wert „true“ anliegt und an dem rechtenFig. 2 at the left output of the test block 61 the value “true” is present and at the right
Ausgang des Prüfblocks 61 der Wert „false“ anliegt, so startet ein Timer 60 und für eine vorgegebene Zeitspanne T, insbesondere für 0,5 s, wird in einem Schritt S2.12 in einemIf the output of the test block 61 is “false”, a timer 60 starts and for a predetermined period of time T, in particular for 0.5 s, in a step S2.12 in a
Prüfblock 62, der tatsächlich mit dem Prüfblock 61 identisch sein kann, geprüft, ob ein aktuell von dem Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment für die Dauer der Zeitspanne T den vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T weiterhin überschreitet oder nicht. Sollte dasTest block 62, which may actually be identical to test block 61, checks whether a torque currently provided by the electric motor continues to exceed the specified torque threshold Thr_T for the duration of the time period T or not. If the
Drehmoment unter den vorgegebenen Drenmomentschwellwert Thr_T so wird am rechtenTorque falls below the specified torque threshold Thr_T, the right
Ausgang des Prüfblocks 62 ein Wert „true“ ausgegeben und ansonsten ein Wert „false“.The output of test block 62 is “true” and otherwise “false”.
Überschreitet das Drehmoment den vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T weiterhin, so wird der Schritt S2.12 bis zum Ablauf der Zeitspanne T wiederholt und, wenn dann immer noch das Drehmoment den vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T überschreitet, an dem linken Ausgang des Prüfblocks 62 ein Wert „true“ ausgegeben. Ansonsten liegt an dem Ausgang der Wert „false“.If the torque continues to exceed the specified torque threshold Thr_T, step S2.12 is repeated until the time period T has elapsed and, if the torque still exceeds the specified torque threshold Thr_T, a value "true" is output at the left output of the test block 62. Otherwise, the value "false" is present at the output.
Parallel dazu wird von der Steuereinheit 16 in einem Schritt S2.2 geprüft, ob die Motordrehzahl des Elektromotors größer (>) oder kleiner-gleich (<) einem vorgegebenen DrehzahlschwellwertIn parallel, the control unit 16 checks in a step S2.2 whether the motor speed of the electric motor is greater than (>) or less than or equal to (<) a predetermined speed threshold value
Thr_R ist. Unterschreitet die erfasste Motordrehzahl den vorgegebenen DrehzahlschwellwertThr_R is. If the detected engine speed falls below the specified speed threshold
Thr_R oder ist diese gleich dem vorgegebenen Drehzahlschwellwert Thr_R so wird bei demThr_R or if this is equal to the specified speed threshold Thr_R, the
Prüfblock 63 rechts der Wert „true“ ausgegeben und links der Wert „false“. Liegt dieTest block 63 outputs the value “true” on the right and the value “false” on the left. If the
Motordrehzahl hingegen oberhalb des vorgegebenen Drehzahlschwellwerts Thr_R so wird links der Wert „true“ ausgegeben und rechts der Wert „false“.However, if the engine speed is above the specified speed threshold Thr_R, the value “true” is output on the left and the value “false” on the right.
Die von dem Prüfblöcken 61, 62 ‚63 ausgegeben Werte werden dann einer Oder-Verknüpfung 67 beziehungsweise einer Und-Verknüpfung 68 zugeführt, wie beispielhaft in Fig. 2 gezeigt, und die Signale in einem Schritt S3.1 einer logischen „ODER“-Operation unterzogen und in einemThe values output by the test blocks 61, 62, 63 are then fed to an OR operation 67 or an AND operation 68, as shown by way of example in Fig. 2, and the signals are subjected to a logical “OR” operation in a step S3.1 and in a
Schritt S3.2 einer logischen „UND“-Operation unterzogen. Liegt entweder ein erfasstesStep S3.2 is subjected to a logical “AND” operation. If either a detected
Drehmoment unter dem vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T oder liegt die erfasstTorque is below the specified torque threshold Thr_T or the detected
Drehzahl oberhalb des vorgegebenen Drehzahlschwellwerts Thr_R, so liefert die Oder-Speed is above the specified speed threshold Thr_R, the OR
Verknüpfung den Wert „true“ und eine Drehmomentbegrenzung 70 wird in einem Schritt S4.1 deaktiviert. Ein von der Steuereinheit 16 bestimmtes Steuersignal C1 zur Ansteuerung desThe value “true” is given in the link and a torque limit 70 is deactivated in a step S4.1. A control signal C1 determined by the control unit 16 for controlling the
Elektromotors der Lenkstellereinheit wird dann unverändert von der Steuereinheit 16 ausgegeben. Überschreitet hingegen das von dem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment für die vorgegebene Zeitspanne T oder länger den vorgegebenen Drehmomentschwellwert Thr_T und die Drehzahl des Elektromotors unterschreitet zudem den vorgegebenenThe electric motor of the steering actuator unit is then output unchanged by the control unit 16. If, however, the torque provided by the electric motor exceeds the specified torque threshold value Thr_T for the specified time period T or longer and the speed of the electric motor also falls below the specified
Drehzahlschwellwert Thr_R, so liefert die Und-Verknüpfung 68 den Wert „true“ und dieSpeed threshold Thr_R, the AND operation 68 returns the value “true” and the
Drehmomentbegrenzung 70 wird in einem Schritt S4.2 aktiviert. Das von der Steuereinheit 16 bestimmte Steuersignal C1 wird dann unter Berücksichtigung der Drehmomentbegrenzung 70 derart verändert, dass das veränderte Steuersignal C1 den Elektromotor derart ansteuert, dass der Elektromotor maximal ein Drehmoment bereitstellen kann, das einen Sicherheitsgrenzwert, der vorteilhafterweise unterhalb des Drehmomentschwellwert Thr_T liegt, nicht überschreitet, Für den Drehmomentschwellwert Thr_T wird dann vorteilhafterweise der ein neuerTorque limitation 70 is activated in a step S4.2. The control signal C1 determined by the control unit 16 is then changed taking into account the torque limitation 70 in such a way that the changed control signal C1 controls the electric motor in such a way that the electric motor can provide a maximum torque that does not exceed a safety limit value, which is advantageously below the torque threshold Thr_T. A new
Drehmomentschwellwert Thr_T festgelegt, der vorteilhafterweise unterhalb desTorque threshold Thr_T is set, which is advantageously below the
Sicherheitsgrenzwerts liegt. Erst wenn die Drehmomentbegrenzung 70 wieder deaktiviert ist, wird wieder der vorherige Drehmomentschwellwert Thr_T, der oberhalb des Sicherheitsgrenzwerts liegt, vorgegeben.Only when the torque limitation 70 is deactivated again is the previous torque threshold Thr_T, which is above the safety limit, specified again.
In einer Diagrammdarstellung ist in Fig. 3a ein beispielhafter Verlauf für ein von demIn a diagrammatic representation, Fig. 3a shows an exemplary course for a
Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment 20 in Nm über der Zeit dargestellt. Darunter ist inThe torque provided by the electric motor 20 is shown in Nm over time. Below is
Fig. 3b in einer weiteren Diagrammdarstellung ein beispielhafter Lenkwinkel 21 eines gelenkenFig. 3b in another diagram an exemplary steering angle 21 of a joint
Rades 4 eines Kraftfahrzeugs über der Zeit dargestellt. Die Verläufe sind dabei stark vereinfacht, und würden tatsächlich Schwankungen aufweisen.Wheel 4 of a motor vehicle is shown over time. The curves are greatly simplified and would actually show fluctuations.
In dem Zeitraum von 0 s bis 2 s wird kein Lenkbefehl vorgegeben. Der Lenkwinkel 21 beträgt 0°.In the period from 0 s to 2 s no steering command is given. The steering angle 21 is 0°.
Das Fahrzeug fährt geradeaus. Von dem Elektromotor wird entsprechend kein Drehmoment vorgegeben. Der Elektromotor zum Antreiben des Lenkstellers wird in einem Normalbetrieb derart betrieben, dass das von dem Elektromotor bereitstellbare Drehmoment einen vorgegebenen Maximalgrenzwert 24 nicht überschreitet. Ab einem Zeitpunkt von 2 s wird einThe vehicle is driving straight ahead. Accordingly, no torque is specified by the electric motor. The electric motor for driving the steering actuator is operated in normal operation in such a way that the torque provided by the electric motor does not exceed a specified maximum limit value 24. From a point in time of 2 s, a
Lenkwinkel 21 umgesetzt und von dem Elektromotor entsprechend ein Drehmoment 20 größerSteering angle 21 is implemented and the electric motor generates a torque 20 greater
Null bereitgestellt.Zero provided.
Zu dem Zeitpunkt t1, zu dem die Lenkstellereinheit und somit auch der Elektromotor immer noch im Normalbetrieb betrieben werden, trifft in diesem Ausführungsbeispiel ein gelenktes Rad einenAt the time t1, at which the steering actuator unit and thus also the electric motor are still operating in normal mode, in this embodiment a steered wheel encounters a
Bordstein. Das gelenkte Rad kann nicht weiterbewegt werden und blockiert, wobei aufgrund derCurb. The steered wheel cannot move any further and is blocked, whereby due to the
Elastizität des Lenksystems das bereitgestellte Drehmoment 20 stark ansteigt. Das Drehmoment überschreitet dabei zu einem Zeitpunkt t2 einen vorgegebenen erstenElasticity of the steering system, the torque 20 provided increases sharply. The torque exceeds a predetermined first
Drehmomentschwellwert 26 und die Motordrehzahl unterschreitet einen vorgegebenenTorque threshold 26 and the engine speed falls below a specified
Drehzahlschwellwert, weil der Elektromotor nicht in üblicher Weise weiterbetrieben werden kann.Speed threshold because the electric motor cannot continue to operate in the usual manner.
Der Lenkwinkel 21 kann nicht weiter verändert werden und ein Flag 29, das ein Erkennen einer 20 Blockade eines gelenkten Rades beim Antreiben des Lenkstellers signalisiert, wird gesetzt. Da das Drehmoment 20 über eine vorgegebene Sicherheitszeitspanne hinaus, die in diesemThe steering angle 21 cannot be changed any further and a flag 29 is set, which signals the detection of a 20 blockage of a steered wheel when driving the steering actuator. Since the torque 20 exceeds a specified safety period, which is
Ausführungsbeispiel 0,5 s beträgt, unverändert bleibt und somit weiterhin den vorgegebenenExample is 0.5 s, remains unchanged and thus continues to meet the specified
Drehmomentschwellwert überschreitet, wird auf eine Blockade eines gelenkten Rades erkannt und das von dem Elektromotor bereitstellbare Drehmoment ab einem Zeitpunkt t3 kontinuierlich von dem Maximalgrenzwert 24 auf einen Sicherheitsgrenzwert 22, der in diesemtorque threshold value, a blockage of a steered wheel is detected and the torque available from the electric motor is continuously reduced from the maximum limit value 24 to a safety limit value 22 starting at a time t3, which
Ausführungsbeispiel etwa dem halben Maximalgrenzwert 24 entspricht, begrenzt.embodiment corresponds approximately to half the maximum limit value 24.
Dadurch nimmt das bereitgestellte Drehmoment 20 ab einem Zeitpunkt t4 entsprechend der vorgegebenen Drehmomentbegrenzung ab, sodass der Sicherheitsgrenzwert 22 von dem bereitgestellten Drehmoment 20 nicht überschritten wird. Der theoretische Verlauf des nicht begrenzten Drehmoments 20* ist in Fig. 3a ebenfalls dargestellt. Ab einem Zeitpunkt t5, der inAs a result, the torque 20 provided decreases from a point in time t4 in accordance with the specified torque limit, so that the safety limit value 22 is not exceeded by the torque 20 provided. The theoretical course of the non-limited torque 20* is also shown in Fig. 3a. From a point in time t5, which is
Fig. 3a bei 6 s liegt, wird ein Lenkwinkel in Gegenrichtung vorgegeben. Dadurch fällt dasFig. 3a is 6 s, a steering angle in the opposite direction is specified. This causes the
Drehmoment 20 unter einen vorgegebenen zweiten Drehmomentschwellwert 28 und dieTorque 20 below a predetermined second torque threshold 28 and the
Motordrehzahl übersteigt wieder den Motordrehzahlschwellwert, sodass das eine Aufhebung derEngine speed again exceeds the engine speed threshold, so that the cancellation of the
Blockade des gelenkten Rades erkannt und das Flag 29 gelöscht wird. Das von demBlockage of the steered wheel is detected and flag 29 is deleted. The
Elektromotor bereitstellbare Drehmoment wird wieder von dem Sicherheitsgrenzwert 22 kontinuierlich auf den Maximalgrenzwert 24 angehoben.The torque available from the electric motor is continuously increased from the safety limit value 22 to the maximum limit value 24.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläutertenThe components shown in the figures and explained in connection with them
Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.Embodiments serve to explain the invention and are not limitative of it.
Bezugszeichenliste 1 Lenksystem 2 Lenkwelle 3 Lenkgetriebe 4 lenkbares Rad 5 Lenksteller 6 Zahnstange 7 Lenkhandhabe 8 Spurstange 9 Lenkstellereinheit 10 Feedback-Aktuator 11 Elektromotor der Lenkstellereinheit (9) 14 Sensoreinheiten 15 Absolutwinkelsensoreinheit 16 Steuereinheit 17 Sensoreinheit zur Erfassung eines von dem Elektromotor (11) bereitgestellten Drenmoments 18 Sensoreinheit zur Erfassung einer Motordrehzahl des Elektromotors (11) von dem Elektromotor (11) bereitgestelltes Drehmoment 20 20% nichtlimitiertes Drehmoment (20) 21 Lenkwinkel eines gelenkten Rades (4) 22 Sicherheitsgrenzwert 24 Maximalgrenzwert für ein von dem Elektromotor (11) bereitstellbares Drehmoment 26 erster Drenmomentschwellwert 28 zweiter Drenmomentschwellwert 29 Flag erste Sicherheitszeitspanne 60 Timer 61 Prüfblock Drehmoment 30 62 Prüfblock Drehmoment 63 Prüfblock Drehzahl 67 Oder-Verknüpfung 68 Und-Verknüpfung 70 DrehmomentbegrenzungList of reference symbols 1 Steering system 2 Steering shaft 3 Steering gear 4 Steerable wheel 5 Steering actuator 6 Rack 7 Steering handle 8 Tie rod 9 Steering actuator unit 10 Feedback actuator 11 Electric motor of the steering actuator unit (9) 14 Sensor units 15 Absolute angle sensor unit 16 Control unit 17 Sensor unit for detecting a torque provided by the electric motor (11) 18 Sensor unit for detecting a motor speed of the electric motor (11) 20 Torque provided by the electric motor (11) 20 20% non-limited torque (20) 21 Steering angle of a steered wheel (4) 22 Safety limit value 24 Maximum limit value for a torque that can be provided by the electric motor (11) 26 First torque threshold value 28 Second torque threshold value 29 Flag first safety time period 60 Timer 61 Test block torque 30 62 Test block torque 63 Test block speed 67 Or-link 68 And-link 70 Torque limitation
C1 Steuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors (11)C1 Control signal for controlling the electric motor (11)
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BE1030848A1 (en) | 2024-03-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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FG | Patent granted |
Effective date: 20240402 |