CN118900803A - 用于运行转向系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆(12)的转向系统(10)的方法，其中所述转向系统(10)包括转向机构(14)以及与所述转向机构(14)共同作用的至少一个电动马达(16)，并且其中，获取所述转向机构(14)的至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙。提出的是，为了获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，将所述转向机构(14)置于限定的检查位置中并且/或者锁定在检查位置中并且用激励信号操控所述电动马达(16)，并且其中，获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，方法是：在用激励信号操控电动马达(16)期间，对所述电动马达(16)的马达力矩和所述电动马达(16)的转子位置角度进行监控并且对马达力矩的相关于转子位置角度的变化进行评估。

Description

用于运行转向系统的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行转向系统的方法。此外，本发明涉及一种用于执行这种方法的计算单元、一种具有这种计算单元的转向系统以及一种具有这种转向系统的车辆。

背景技术

当前，仅对很小部分的、在车辆或者转向系统运行时能够出现的机械异常进行自动化探测。因此，大部分异常必须由驾驶员自己来发现。然而，随着自动化驾驶和/或自动驾驶增加的趋势，这样的人工的故障识别越来越无法实现。此外，已知具有线控转向系统的车辆，其在转向盘与转向的车轮之间没有直接的机械连接的情况下也可行。在这种情况下，例如可能在转向传动机构中出现的机械异常由于机械解耦而没有立即反馈给转向盘，因此同样使人工的识别变得困难。

出于这个原因，在DE 10 2019 212 618 A1中提出一种用于自动化地获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙的方法。为此，借助于监控装置并且在使用车轮姿态传感器的情况下获取车轮姿态并且使其与由电动马达预设的输入参量相关联。但是，在这种情况下，转向机构没有被置于限定的检查位置中并且/或者被锁定在检查位置中。此外，这样的处理方式强制地要求获取车轮姿态(Radstellung)或者车轮位置(Radposition)，这在某些情况下可能是不利的。

此外，由DE 10 2018 112 812 A1已知一种用于自动化地获取转向机构中的间隙的方法，其中通过马达力矩以不同的频率进行激励。但是，在这种情况下也没有将转向机构置于限定的检查位置中并且/或者锁定在检查位置中。这会导致只能对较小的力矩进行激励，因为否则整个转向系统会运动。与此相应地，在这种情况下只能在低负荷范围内获取所述间隙。

发明内容

本发明的任务尤其在于，提供一种用于运行转向系统的方法，其在效率方面具有得到改进的性能。该任务通过权利要求1、17、18和19的特征来解决，而本发明的有利设计方案和改型方案则能够在从属权利要求中得知。

本发明的公开内容：

本发明涉及一种尤其用计算机实现的、用于运行车辆的转向系统的方法，其中所述转向系统包括转向机构以及至少一个与该转向机构共同作用的电动马达，并且其中尤其自动地并且/或者自动化地获取该转向机构的至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙。

在此提出，为了获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙，将所述转向机构置于限定的检查位置中并且/或者锁定在检查位置中并且用激励信号来操控电动马达，并且其中获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙，方法是：在用激励信号操控电动马达期间对电动马达的马达力矩和电动马达的转子位置角度进行监控并且对马达力矩的相关于转子位置角度的变化进行评估。由此，当前在第一方法步骤中将转向机构定位并且/或者锁定在检查位置中，在第二方法步骤中通过用激励信号操控电动马达来激励转向系统、更确切地说在转向机构处在检查位置期间进行激励，并且在第三方法步骤中获取转向系统对激励信号的系统响应并且在使用马达力矩和转子位置角度的情况下对其进行评估。在这方面，转向机构在检查位置中的定位能够例如由车辆的乘员和/或驾驶员手动地进行，或者通过对电动马达的相应操控自动地并且/或者自动化地进行。此外，在第四方法步骤中能够为至少一个有别于所述检查位置的另外的检查位置重复所提到的用于获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙的三个方法步骤。在此，所述重复尤其能够涉及同一转向结构组合件或者有别于所述转向结构组合件的另外的转向结构组合件。通过这种设计方案能够提高效率、尤其是检查效率、功率效率、构件效率、能量效率和/或成本效率。此外，尤其能够提高转向系统的运行可靠性。此外，能够有利地不仅在低负荷范围内、而且在高负荷范围内获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙。

当前，转向系统能够构造为常规的转向系统、尤其构造为电动伺服转向系统并且包括机械操控(mechanischer Durchgriff)。然而作为替代方案，转向系统也能够构造为线控转向系统，其中转向预设有利地以纯电的方式传递给车轮。转向机构还包括至少一个转向结构组合件并且优选包括尤其不同类型的多个转向结构组合件。转向机构例如能够包括构造为伺服支路的第一转向结构组合件、构造为传感器支路的第二转向结构组合件和/或构造为车轴和/或车轴的部件的第三转向结构组合件。在这方面，所述伺服支路尤其相当于转向系统的转向传动机构，而传感器支路则相当于转向系统的转向轴和/或转向柱。此外，转向系统有利地包括尤其以电和/或电子的方式构造的转向执行机构，该转向执行机构具有电动马达。在这方面，“转向执行机构”尤其应理解为执行器单元，该执行器单元优选与伺服支路耦合并且设置用于借助于电动马达将转向力矩传递给转向机构、尤其是伺服支路，以便影响车辆的行驶方向。优选地，转向执行机构设置用于借助于电动马达来提供用于对施加在转向系统的转向手柄上的手力矩进行支持的转向力矩和/或用于对车辆的行驶方向进行自动和/或自主控制的转向力矩。此外，转向系统能够包括有利地机械的闭锁机构，该闭锁机构设置用于将转向机构锁定、尤其固定和/或闭锁在检查位置中。为此，闭锁机构尤其能够包括至少一个电的和/或机械的锁定器、例如处于转向手柄的区域中的转向锁定器、处于转向轴的、尤其转向轴的输入轴的区域中的锁定单元和/或处于车辆的车轮的区域中的车轮锁定器。

此外，车辆包括至少一个计算单元，所述计算单元设置用于执行用于运行转向系统的方法。“计算单元”尤其应理解为电的和/或电子的单元，其具有信息输入端、信息处理器和信息输出端。此外，计算单元有利地具有至少一个处理器、至少一个运行存储器、至少一个输入和/或输出器件、至少一个运行程序、至少一个控制例行程序、至少一个调节例行程序、至少一个计算例行程序和/或至少一个评估例行程序。计算单元尤其设置用于获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙。此外，计算单元设置用于操控电动马达。此外，计算单元也能够设置用于操控闭锁机构。在当前情况下，计算单元至少设置用于用激励信号来操控电动马达、在用激励信号操控电动马达期间对电动马达的马达力矩和电动马达的转子位置角度进行监控并且对马达力矩的相关于转子位置角度的变化进行评估。此外，计算单元能够设置用于尤其通过操控电动马达将转向机构置于限定的检查位置中并且/或者通过操控闭锁机构将其锁定在检查位置中。在此，计算单元优选被集成到车辆的控制设备和/或转向系统的、尤其以转向控制设备为形式的控制设备中。“设置”尤其应理解为专门地编程、设计和/或配备。“物体设置用于特定功能”尤其应理解为所述物体在至少一种应用状态和/或运行状态中满足并且/或者执行这种特定功能。

此外，优选地提出，借助于马达力矩的关于转子位置角度的导数或者由马达力矩和转子位置角度形成的差分商、即根据马达力矩的相关于转子位置角度的变化率来获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙，由此尤其能够特别容易地监控马达力矩的相关于转子位置角度的变化。

在另一种设计方案中提出，为了获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙，将马达力矩的相关于转子位置角度的变化与参考值进行比较(abgleichen)。由此，尤其能够提供一种有利地容易的评估算法。

此外提出，在获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙时，有利地针对不同的负荷水平使用线性化。在这方面，必须考虑到待获取的刚度和/或待获取的间隙通常具有非线性的关联。然而，当前已认知到的是在使用相应的线性化的情况下也能够得出关于刚度和/或间隙的相对较准确和精确的结论并且同时能够大大降低计算耗费。

如果在获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙时考虑到当前温度，则能够进一步准确表明评估结果。在此，有利的是在转向机构的区域中、例如通过附加的温度传感器或优选地直接在电动马达的区域中检测温度。在后一种情况下，能够有利地使用被集成到转向执行机构中的温度传感装置以用于获取当前温度，由此能够有利地将附加成本减少到最低限度。

按照一种特别优选的设计方案提出，借助于激励信号来如此操控电动马达，使得实现准静态的激励，其中将马达力矩连续地提高到尤其限定的和/或可限定的最大马达力矩、例如+5Nm。由此，尤其能够实现对转向系统的在控制技术上特别容易的激励。在这种情况下，优选地借助于斜坡状的信号来操控电动马达，从而连续地并且/或者斜坡状地提高激励信号。当前，马达力矩的提高能够在此直接通过对马达力矩的调节来实现。然而，马达力矩的提高优选地通过对转子位置角度的调节来实现，由此能够有利地在测量中防止非期望的加速度和/或负荷峰值。此外，在这方面有利地提出，在转向机构完全被锁定、即例如借助于闭锁机构被固定和/或被闭锁在检查位置中的情况下朝两个转向方向并且在转向机构没有完全被锁定在检查位置中的情况下仅朝一个转向方向将马达力矩连续地提高到最大马达力矩。

作为替代方案或补充方案提出，借助于激励信号来如此操控电动马达，使得实现动态的激励，其中对电动马达的操控以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。由此，尤其能够实现特别精确的评估。在这种情况下，优选地使用频率扫描或者扫频以用于操控电动马达，所述频率扫描或者扫频针对马达力矩的至少两种不同的振幅来执行。特别优选地，所述频率扫描或者扫频从高频率开始朝较低的频率进行。此外，有利的是在进行频率扫描或者扫频时马达力矩的最大振幅低于最大可能的马达力矩、即例如处在最大可能的马达力矩的最大75％或最大50％。

如果根据至少一个转向结构组合件的所获取的刚度和/或转向机构中的所获取的间隙来适配尤其用于操控电动马达的、转向系统的转向调节器的至少一个调节参数，则尤其能够实现特别高的运行可靠性。由此，尤其能够基于所获取的刚度和/或所获取的间隙来适应性地适配刚度敏感的和/或间隙敏感的调节参数。在这种情况下，转向调节器有利地具有与计算单元的电连接并且特别有利地被集成到车辆的控制设备和/或转向系统的控制设备中。

此外提出，将至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙与临界值进行比较，其中，在至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙低于或超过临界值的情况下采取安全措施。所述安全措施尤其能够至少包括：在车辆中并且/或者在例如以智能手机为形式的外部电子设备上生成提示信息，和/或例如以降低最大车速的形式使行驶运行降级。由此，尤其能够实现警告效果并且进一步提高运行可靠性。

按照另一种设计方案提出，将至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙用于获取湿度特征参量。“湿度特征参量”尤其应理解为下述特征参量，根据所述特征参量能够推断出转向系统中的湿度或能够确定转向系统中的湿度。在这方面，尤其利用的是至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙根据转向系统中的湿度而变化。由此，尤其能够获得关于转向系统中的湿度的附加信息并且/或者确定所获取的刚度和/或所获取的间隙的与此相关联的变化。

例如，能够在车辆的行驶运行期间获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙。然而优选地提出，在车辆的静止状态中并且/或者在车辆的停放状态中、例如在比如交通信号灯处暂时停住车辆时或者在车辆的停泊状态中，获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙。由此，能够有利地减少在行驶期间对驾驶员和/或乘员造成混乱。

此外提出，以有规律的时间间隔、例如在每次系统启动时、在每次系统切断时或者每年地或每两年地、例如尤其在机动车检验日和/或客户服务日，获取至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙，以用于监控至少一个转向结构组合件的刚度的变化和/或转向机构中的间隙的变化。由此，尤其能够有利地快速识别至少一个转向结构组合件的刚度的变化和/或转向机构中的间隙的变化并且进一步提高车辆的运行可靠性。

按照一种设计方案提出，转向机构包括呈伺服支路的形式的至少一个转向结构组合件，其中为了获取伺服支路的刚度和/或转向机构中的间隙，将伺服支路的、例如呈齿条的形式的转向调节元件定位在转向系统的机械的末端止挡的区域中并且借助于激励信号来如此操控电动马达，使得马达力矩朝机械的末端止挡的方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，转向调节元件的、在机械的末端止挡的区域中的位置相当于检查位置。然而作为替代方案，对电动马达的操控也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。此外，能够在另一方法步骤中针对至少一个有别于所述检查位置的另外的检查位置重复所提到的方法步骤。在这方面，例如能够设想的是，在尤其为了获取伺服支路的刚度的另一方法步骤中，将转向调节元件定位在转向系统的、尤其与所述机械的末端止挡相对置的另外的机械的末端止挡的区域中，并且借助于尤其与所述激励信号等效的另外的激励信号来如此操控电动马达，使得马达力矩朝另外的机械的末端止挡的方向连续地提高到最大马达力矩。然而作为替代方案，在尤其用于获取转向机构中的间隙的另外的方法步骤中的重复也能够涉及有别于所述转向结构组合件的另外的转向结构组合件。由此，能够以特别有利的方式和方法来获取伺服支路的刚度和/或转向机构中的间隙、更确切地说尤其在伺服支路的区域中进行获取。

按照另一种设计方案提出，所述转向机构包括呈传感器支路的形式的至少一个转向结构组合件，其中，为了获取传感器支路的刚度和/或转向机构中的间隙，将传感器支路尤其以机械的方式、例如通过操控闭锁机构来锁定在直行位置中，并且借助于激励信号来如此操控电动马达，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，传感器支路在直行位置中的位置相当于检查位置。然而作为替代方案，对电动马达的操控也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。此外，原则上能够在另外的方法步骤中针对至少一个有别于所述检查位置的另外的检查位置重复所提到的方法步骤。然而在这种情况下，对于获取传感器支路的刚度而言能够有利地省去对方法的重复。与之相对地，对于获取转向机构中的间隙而言，在另外的方法步骤中的重复能够涉及有别于所述转向结构组合件的另外的转向结构组合件。由此，能够以特别有利的方式和方法来获取传感器支路的刚度和/或转向机构中的间隙、更确切地说尤其在传感器支路的区域中进行获取。

此外，按照另一种设计方案提出，所述转向机构包括呈车轴或车轴的部件的形式的至少一个转向结构组合件，其中，为了获取车轴或车轴的部件的刚度和/或转向机构中的间隙，尤其以机械的方式、例如通过操控闭锁机构来锁定至少一个车轮，并且借助于激励信号来如此操控电动马达，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，车轮的在锁定状态中的位置相当于检查位置。然而作为替代方案，对电动马达的操控也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。此外，在这种情况下也能够在另外的方法步骤中针对至少一个有别于所述检查位置的另外的检查位置重复所提到的方法步骤。在这方面，例如能够设想的是，在尤其为了获取车轴或车轴的部件的刚度的另外的方法步骤中，尤其以机械的方式、例如通过操控闭锁机构来锁定至少一个尤其与所述车轮相对置的另外的车轮，并且借助于尤其与所述激励信号等效的另外的激励信号来如此操控电动马达，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。然而作为替代方案，在尤其用于获取转向机构中的间隙的另外的方法步骤中的重复也能够涉及有别于所述转向结构组合件的另外的转向结构组合件。由此，能够以特别有利的方式和方法来获取车轴或车轴的部件的刚度和/或转向机构中的间隙、更确切地说尤其在车轴或车轴的部件的区域中进行获取。

在这里，所述用于运行转向系统的方法不应局限于前面所描述的应用和实施方式。为了实现在这里所描述的作用原理，所述用于运行转向系统的方法尤其能够具有与各个元件、构件和单元的在这里所提到的数量不同的数量。

附图说明

另外的优点从下面的附图说明中得出。在附图中示出了本发明的一种实施例。其中：

图1a-b以简化图示出了具有转向系统的示例性的车辆；

图2a-b示出了用于获取转向系统的转向机构的至少一个转向结构组合件的刚度和/或转向机构中的间隙的不同信号的示例性图表；并且

图3示出了具有用于运行转向系统的方法的主要方法步骤的示例性流程图。

具体实施方式

图1a和图1b以简化图示出了示例性地构造成机动车的车辆12，其具有多个车轮34、36并且具有转向系统10。车辆12适合用于自动化驾驶和/或自主驾驶。转向系统10具有与车轮34、36的有效连接并且设置用于影响车辆12的行驶方向。此外，转向系统10纯示例性地构造为电动支持的转向系统并且具有以伺服转向机构为形式的电动助力辅助机构。然而作为替代方案，转向系统也能够构造为本身已知的线控转向系统。

转向系统10包括本身已知的转向机构14以及与转向机构14共同作用的且本身已知的转向执行机构40。

所述转向机构14包括在当前情况下示例性地构造为转向盘的、用于施加手力矩的转向手柄42以及与转向手柄42有效连接的多个转向结构组合件18、20、22。当前，转向机构14包括构造为伺服支路的第一转向结构组合件18、构造为传感器支路的第二转向结构组合件20以及构造为车轴和/或车轴的部件的第三转向结构组合件22。所述第一转向结构组合件18相当于示例性地构造为齿条式转向传动机构的转向传动机构并且包括在当前情况下尤其构造为齿条的至少一个转向调节元件28。第一转向结构组合件18设置用于将转向手柄42上的转向预设转化成尤其构造为前轮的车轮34、36的转向运动。当前，第二转向结构组合件20相当于转向轴并且用于将转向手柄42与第一转向结构组合件18连接、尤其机械连接。第三转向结构组合件22能够至少包括配属于车轮34、36的转向横拉杆的一部分和/或车轮34、36的轮辋的一部分。作为替代方案，转向手柄也能够构造为转向杆和/或转向球等等。此外能够设想的是，像例如在线控转向系统中那样省去转向轴和/或转向手柄。

转向执行机构40包括电动马达16并且具有与第一转向结构组合件18、尤其与转向调节元件28的有效连接。转向执行机构40设置用于借助于电动马达16来提供转向力矩。当前，转向执行机构40至少设置用于提供呈辅助力矩形式的转向力矩并且将其传输给转向调节元件28。

此外，转向系统10具有被布置在转向执行机构40的区域中的转子位置传感装置44。转子位置传感装置44设置用于对电动马达16的至少一个运行信号、当前尤其是转子位置信号或者转子位置角度进行无接触地检测。

此外，转向系统10具有闭锁机构46，该闭锁机构设置用于锁定、尤其是固定和/或闭锁转向机构14。为此，闭锁机构46当前包括多个以电和/或机械方式构造的锁定器、尤其是处于转向手柄42的区域中的转向锁定器48、处于车轮34、36中的第一车轮34的区域中的第一车轮锁定器50以及处于车轮34、36中的第二车轮36的区域中的第二车轮锁定器52。然而，原则上也能够设想的是，省去这样的闭锁机构。

此外，车辆12具有控制设备54。控制设备54构造为转向控制设备并且因此是转向系统10的一部分。控制设备54具有与转向执行机构40、尤其与电动马达16的电连接。此外，控制设备54具有与转子位置传感装置44的电连接。此外，控制设备54具有与闭锁机构46的电连接。控制设备54设置用于控制转向系统10的运行。当前，控制设备54至少设置用于操控电动马达16。作为替代方案，控制设备也能够不同于转向控制设备并且例如直接构造为中央车辆控制设备。

控制设备54包括计算单元38。计算单元38包括例如呈微处理器形式的至少一个处理器(未被示出)，以及至少一个运行存储器(未被示出)。此外，计算单元38包括被保存在运行存储器中的至少一个运行程序。

此外，控制设备54包括本身已知的、用于操控电动马达16的转向调节器26。转向调节器26具有与计算单元38的电连接。此外，转向调节器26与电动马达16电连接。在当前情况下，转向调节器26至少在车辆12的行驶运行中设置用于调节转向调节元件28的位置并且由此尤其调节车辆12的行驶方向。

通常，仅对很小部分的、在车辆12或者转向系统10运行时能够出现的机械异常进行自动化探测，而大部分异常必须由驾驶员自己来发现。然而，该事实在未来会越来越多地导致问题，尤其对于自动化行驶和/或自主行驶的车辆和/或呈线控转向系统形式的转向系统而言是如此。在此，起重要作用的尤其是，获取转向机构14的转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙，因为磨损现象和/或老化效应在这里能够产生特别关键的影响。

因此，为了提高效率和/或运行可靠性，下面提出一种相应的用于运行转向系统10的方法。在当前情况下，计算单元38在此尤其设置用于执行所述方法并且为此具有计算机程序，该计算机程序具有相应的程序代码段。

在当前情况下，为了获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙，首先将转向机构14置于限定的检查位置中并且/或者锁定在检查位置中。优选地，在此在车辆12的静止状态中并且/或者在车辆12的停放状态中获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙。此外，能够例如由车辆12的乘员和/或驾驶员手动地或者优选通过对电动马达16的相应操控自动地并且/或者自动化地将转向机构14定位在检查位置中。此外，能够通过对闭锁机构46的自动化操控将转向机构14锁定在检查位置中。

随后，用激励信号操控电动马达16。原则上，能够通过两种不同的方式来实现用激励信号操控电动马达16。

一方面能够借助于激励信号如此操控电动马达16，使得实现准静态的激励，其中将电动马达16的马达力矩连续地提高到最大马达力矩、例如+5Nm。在这种情况下，借助于斜坡状的信号来操控电动马达16，使得激励信号连续地并且/或者斜坡状地增加。此外，马达力矩的提高有利地通过对电动马达16的转子位置角度的调节来实现，由此能够在测量中防止非期望的加速度和/或负荷峰值。此外，在转向机构14完全被锁定在检查位置中的情况下朝两个转向方向将马达力矩连续地提高到最大马达力矩，并且在转向机构14不完全被锁定在检查位置中的情况下只朝一个转向方向将马达力矩连续地提高到最大马达力矩。

作为替代方案或补充方案，例如在另一种应用情况中，借助于激励信号如此操控电动马达16，使得实现动态的激励，其中以多个不同的频率在多个恒定的振幅下对电动马达16进行操控。在这种情况下，使用针对马达力矩的至少两个不同的振幅执行的频率扫描或者扫频以用于操控电动马达16。在此有利的是，从高频率出发朝较低频率的方向、例如从100Hz的频率出发朝0Hz的方向、或者从40Hz的频率出发朝0Hz的方向进行频率扫描或者扫频。此外有利的是，在频率扫描或者扫频中，马达力矩的最大振幅低于最大可能的马达力矩、也就是例如处在最大可能的马达力矩的最大75％或最大50％。在这方面，例如0.2Nm到0.5Nm的振幅已被证明是适合的。在这种情况下，通过至少一个转向结构组合件18、20、22在检查位置中的定位和/或锁定不仅能够在低负荷范围内、而且能够在高负荷范围内获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙。

然后，获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙，方法是：在用激励信号操控电动马达16期间对电动马达16的马达力矩以及电动马达16的转子位置角度进行监控并且对马达力矩的相关于转子位置角度的变化进行评估。在此，电动马达16的马达力矩例如能够直接从控制设备54读取或者借助于附加的检测传感装置进行检测，而电动马达16的转子位置角度能够有利地从转子位置传感装置44的转子位置信号中获取。当前，在此形成马达力矩的关于转子位置角度的导数或者由马达力矩和转子位置角度形成的差分商并且将其与参考值24进行比较(也参见图2b)以用于获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙。

此外，在获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙时，能够有利地使用线性化。在这方面必须考虑到，待获取的刚度和/或待获取的间隙通常具有非线性的关联。然而当前已认知到的是，在使用相应的线性化的情况下也能够得出关于至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙的相对较准确和精确的结论并且同时大大降低计算耗费。

此外，为了改进测量精度，在获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙时，能够考虑到当前温度。在这方面尤其利用的是，至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙根据当前温度而变化。优选地，在此直接在电动马达16的区域中、更确切地说尤其借助于被集成到转向执行机构40中的温度传感装置来检测温度。然而，作为替代方案也能够在电动马达16的区域中或者在转向机构14的区域中使用附加的温度传感器。此外，也能够使用车辆12中现有的、例如用于显示外部温度的温度传感器，以用于获取温度。此外能够设想的是，完全省去附加地获取温度。

然后，在获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙之后能够根据获取的值来执行并且/或者触发不同的动作。

例如，能够根据所获取的至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或所获取的转向机构14中的间隙来适配转向调节器26的至少一个调节参数，由此能够有利地基于所获取的刚度和/或所获取的间隙来适应性地适配刚度敏感的和/或间隙敏感的调节参数。

此外，能够将至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙与临界值进行比较，其中，在该刚度和/或该间隙低于或超过临界值的情况下采取安全措施。所述安全措施能够至少包括：在车辆中并且/或者在外部电子设备上、例如以提示送维修站的形式生成提示信息，和/或例如以降低最大车速的形式使行驶运行降级。

此外，能够使用至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙以用于获取湿度特征参量，其中根据湿度特征参量能够推断出转向系统10中的湿度或者确定转向系统10中的湿度。由此，能够获得关于转向系统10中的湿度的附加信息并且/或者确定所获取的刚度和/或所获取的间隙的与此相关联的变化。

此外，当前以有规律的时间间隔、例如在每次系统起动或每次系统切断时获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙，以用于监控至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度的变化和/或转向机构14中的间隙的变化。由此，能够有利地快速识别至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度的变化和/或转向机构14中的间隙的变化并且进一步提高车辆12的运行可靠性。然而，作为替代方案也能够设想的是，设置较长时间的监控间隔、例如每天、每月或每年。

现在，在下文中对前面所阐述的针对构造为伺服支路的第一转向结构组合件18、构造为传感器支路的第二转向结构组合件20和构造为车轴和/或车轴的部件的第三转向结构组合件22的普遍事实的多种具体应用情况进行描述。

按照第一方面，为了获取第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度，将转向调节元件28定位在转向系统10的机械的末端止挡30的区域中并且借助于激励信号如此操控电动马达16，使得马达力矩朝机械的末端止挡30的方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，转向调节元件28在机械的末端止挡30的区域中的位置由此相当于检查位置。为了将转向调节元件28定位在检查位置中，能够例如通过操控电动马达16并且借助于相应学习到的软件功能将转向调节元件28直接定位在机械的末端止挡30的区域中或者以恒定的运动速度(大约10mm/s至40mm/s)朝机械的末端止挡30的方向移动直至达到检查位置或者根据减小的运动速度来识别出检查位置。随后，根据电动马达16的马达力矩和电动马达16的转子位置角度，能够针对相应的负荷方向、即朝机械的末端止挡30的方向获取由伺服支路和机械的末端止挡30形成的总刚度。在此适用：

在此，c₁描述了针对相应的负荷方向的、由伺服支路和机械的末端止挡30形成的总刚度。c_Servo描述了第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度并且c_A描述了机械的末端止挡30的刚度。在已知机械的末端止挡30的刚度之后，能够因此根据方程式(1)推断出第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度。在此，尤其在使用末端止挡缓冲器的情况下，机械的末端止挡30的刚度受到末端止挡缓冲器的部分的主导影响。然而作为替代方案，对电动马达的操控在这种情况下也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。

随后，能够为对置侧重复前面所提到的方法步骤。在此，将转向调节元件28定位在转向系统的尤其与机械的末端止挡30相对置的另外的机械的末端止挡32的区域中，并且借助于尤其与激励信号等效的另外的激励信号来如此操控电动马达16，使得马达力矩朝另外的机械的末端止挡32的方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，转向调节元件28的在另外的机械的末端止挡32的区域中的位置由此相当于另外的检查位置。在此，转向调节元件28的在另外的检查位置中的定位以及对刚度的评估能够在使用前面所描述的方法的情况下实现。

按照第二方面，为了获取第二转向结构组合件20或者传感器支路的刚度，尤其通过对闭锁机构46或更准确地说转向锁定器48的操控将传感器支路锁定在直行位置中，并且借助于激励信号来如此操控电动马达16，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，传感器支路在直行位置中的位置由此相当于检查位置。传感器支路在直行位置中的定位能够手动地实现或者优选地通过对电动马达16以及闭锁机构46的相应操控来实现。随后，根据电动马达16的马达力矩或者电动马达16的转子位置角度来获取由传感器支路和伺服支路形成的总刚度。在此适用：

在此，c₂描述了由传感器支路和伺服支路形成的总刚度，c_Sensor描述了第二转向结构组合件20或者传感器支路的刚度并且c_Servo描述了第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度。如果如前面所描述的那样获取了第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度并且该刚度由此而已知，则能够因此根据方程式(2)推断出第二转向结构组合件20或者传感器支路的刚度。然而作为替代方案，在这种情况下，对电动马达的操控也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。在这种情况下，能够省去对方法步骤的重复，因为如前面所描述的那样朝两个转向方向进行激励。

按照第三方面，为了获取第三转向结构组合件22的或者说车轴或车轴的部件的刚度，尤其通过对闭锁机构46或更准确地说对车轮锁定器50或车轮锁定器52的操控来锁定车轮34、36中的一个车轮，并且借助于激励信号来如此操控电动马达16，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。在这种情况下，车轮34、36中的另一个车轮处在自由旋转的状态中、例如在升降架上。在这种情况下，车轮34、36在锁定状态中的位置由此相当于检查位置。随后，根据电动马达16的马达力矩和电动马达16的转子位置角度，能够获取由车轴和伺服支路形成的总刚度。在此适用：

在此c₃描述了由车轴和伺服支路形成的总刚度，c_FZ描述了第三转向结构组合件22的或者说车轴或车轴的部件的刚度并且c_Servo描述了第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度。如果如前面所描述的那样获取了第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度并且该刚度由此而已知，则能够因此根据方程式(3)推断出第三转向结构组合件22的或者说车轴或车轴的部件的刚度。然而作为替代方案，在这种情况下，对电动马达的操控也能够以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。

随后，能够为对置侧重复前面所提到的方法步骤。在此，将车轮34、36中的另一个车轮锁定并且借助于尤其与激励信号等效的另外的激励信号来如此操控电动马达16，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。在此，对刚度的评估又能够在使用前面所描述的方法的情况下进行。

按照第四方面，为了获取转向机构14中的间隙，能够将前面所提及的用于获取刚度的方法中的至少两个方法彼此组合起来。

在此，按照一种变型方案，为了获取转向机构14中的间隙、尤其在第一转向结构组合件18与第二转向结构组合件20之间的间隙，借助于前面所提到的第一种方法来获取第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度，并且借助于前面所提到的第二种方法来获取第二转向结构组合件20或者传感器支路的刚度。随后，根据电动马达16的马达力矩和电动马达16的转子位置角度，能够获取由伺服支路和传感器支路形成的总间隙。在此适用：

在此，描述了由伺服支路和传感器支路形成的总间隙，描述了在第一转向结构组合件18或者伺服支路的区域中的间隙，并且描述了在第二转向结构组合件20或者传感器支路的区域中的间隙。在这种情况下也没有必要在与之间进行区分，因为在超过相应的临界值时本来就应当去检修站。然后在那里能够最终界定原因。在这种情况下同样没有必要重复方法步骤。

按照另一种变体方案，为了获取转向机构14中的间隙、尤其在第一转向结构组合件18与第三转向结构组合件22之间的间隙，借助于前面所提到的第一种方法来获取第一转向结构组合件18或者伺服支路的刚度，并且借助于前面所提到的第三种方法来获取第三转向结构组合件22的或者说车轴或车轴的部件的刚度。随后，根据电动马达16的马达力矩和电动马达16的转子位置角度来获取由伺服支路和车轴形成的总间隙。在此适用：

在此，描述了由伺服支路和车轴形成的总间隙。描述了在第一转向结构组合件18或者伺服支路的区域中的间隙，并且描述了在第三转向结构组合件22的或者说车轴或车轴的部件的区域中的间隙。在这种情况下没有必要在与之间进行区分，因为在超过相应的临界值时本来就应当去检修站。然后在那里能够最终界定原因。在这种情况下同样没有必要重复方法步骤。

此外，通过所有前面所提到的方法的组合，原则上也能够获取由伺服支路、车轴和传感器支路形成的总间隙。

图2a和图2b示出了用于获取至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙的不同的信号的示例性图表。在此，在图2a和图2b中示出的示例限于第一转向结构组合件和第三转向结构组合件22。

在图2a中，在纵坐标轴56上绘制了电动马达16的马达力矩。在横坐标轴58上示出了电动马达16的转子位置角度。曲线60示出了马达力矩的相关于转子位置角度的、尤其线性化的变化曲线。

第一区域62示意性示出了马达力矩的相关于转子位置角度的示例性的变化曲线，以用于获取在第一转向结构组合件18或者伺服支路的区域中的刚度。

第二区域64示意性示出了马达力矩的相关于转子位置角度的示例性的变化曲线，以用于获取在第三转向结构组合件22或者说车轴或者车轴的部件的区域中的刚度。

在图2b中在另外的纵坐标轴66上绘制了刚度。在另外的横坐标轴68上又示出了电动马达16的转子位置角度。曲线70示出了刚度的相关于转子位置角度的变化曲线。为了获取曲线70，形成马达力矩的关于转子位置角度的导数或由马达力矩和转子位置角度形成的差分商。

在这种情况下，第一区域72示意性示出了针对相应的负荷方向、也就是朝机械的末端止挡30的方向的、由伺服支路和机械的末端止挡30形成的总刚度的示例性的变化曲线。

第二区域74示意性示出了由车轴、伺服支路以及在轮胎支承面与地面之间的旋转摩擦(Bohrreibung)形成的总刚度的示例性的变化曲线。

此外，第三区域76表明转向机构14中的间隙、更确切地说尤其在第一转向结构组合件18与第三转向结构组合件22之间的间隙。

最后，图3示出了具有用于运行转向系统10的方法的主要方法步骤的示例性流程图。

在方法步骤80中，将转向机构14定位并且/或者锁定在相应的检查位置中。在这方面，转向机构14在检查位置中的定位能够例如由车辆12的乘员和/或驾驶员手动地进行，或者优选通过对电动马达16的相应操控自动地并且/或者自动化地进行。

在紧随其后的方法步骤82中，通过用激励信号对电动马达16进行的操控、更确切地说在转向机构14处于检查位置中时激励转向系统10。在此，能够借助于激励信号如此操控电动马达16，使得实现准静态的激励和/或动态的激励。

在紧随其后的方法步骤84中，获取转向系统10对激励信号的系统响应并且在使用电动马达16的马达力矩和电动马达16的转子位置角度的情况下、更确切地说尤其借助于马达力矩的关于转子位置角度的导数或由马达力矩和转子位置角度形成的差分商对所述系统响应进行评估。而后，能够将所述系统响应用于获取转向机构14的至少一个转向结构组合件18、20、22的刚度和/或转向机构14中的间隙。

然后，在紧随其后的方法步骤86中能够根据所获取的刚度值和/或间隙值来执行并且/或者触发不同的动作，例如在超过或低于临界值时对转向调节器26的至少一个调节参数进行适配并且/或者采取安全措施。

图3中的示例性流程图应仅示例性地描述一种用于运行转向系统10的方法。特别地，各个方法步骤也能够有变化或者能够添加附加的方法步骤。因此，例如能够在紧接在方法步骤84之后的方法步骤中为至少一个有别于所述检查位置的另外的检查位置重复方法步骤80、82和84。所述重复尤其能够涉及同一转向结构组合件18、20、22或其它转向结构组合件18、20、22之一。

Claims (19)

1.用于运行车辆(12)的转向系统(10)的方法，其中所述转向系统(10)包括转向机构(14)以及与所述转向机构(14)共同作用的至少一个电动马达(16)，并且其中，获取所述转向机构(14)的至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙，其特征在于，为了获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，将所述转向机构(14)置于限定的检查位置中并且/或者锁定在检查位置中并且用激励信号来操控所述电动马达(16)，并且其中，获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙，方法是：在用激励信号操控电动马达(16)期间，对所述电动马达(16)的马达力矩和所述电动马达(16)的转子位置角度进行监控并且对马达力矩的相关于转子位置角度的变化进行评估。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于马达力矩的关于转子位置角度的导数或者由马达力矩和转子位置角度形成的差分商来获取所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，将所述马达力矩的相关于转子位置角度的变化与参考值(24)进行比较。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙时使用线性化。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在获取至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或转向机构(14)中的间隙时，考虑到当前温度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其在第一种应用情况中借助于激励信号如此操控所述电动马达(16)，使得实现准静态的激励，其中将所述马达力矩连续地提高到最大马达力矩。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述转向机构(14)锁定在检查位置中的情况下朝两个转向方向并且在所述转向机构(14)没有被锁定在检查位置中的情况下朝一个转向方向将所述马达力矩连续地提高到最大马达力矩。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其在第二种应用情况中借助于激励信号如此操控所述电动马达(16)，使得实现动态的激励，其中，对所述电动马达(16)的操控以多个不同的频率在多个恒定的振幅下进行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据至少一个转向结构组合件(18、20、22)的所获取的刚度和/或转向机构(14)中的所获取的间隙，对所述转向系统(10)的转向调节器(26)的至少一个调节参数、尤其用于操控所述电动马达(16)的至少一个调节参数进行适配。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙与临界值进行比较，其中，在所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙低于或超过所述临界值的情况下采取安全措施。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙用于获取湿度特征参量。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在车辆(12)的静止状态中并且/或者在车辆(12)的停放状态中获取所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以有规律的时间间隔来获取所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度和/或所述转向机构(14)中的间隙，以用于对所述至少一个转向结构组合件(18、20、22)的刚度的变化和/或所述转向机构(14)中的间隙的变化进行监控。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转向机构(14)包括呈伺服支路的形式的至少一个转向结构组合件(18)，其中，为了获取所述伺服支路的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，将所述伺服支路的转向调节元件(28)定位在所述转向系统(10)的机械的末端止挡(30、32)的区域中，并且借助于激励信号如此操控所述电动马达(16)，使得马达力矩朝所述机械的末端止挡(30、32)的方向连续地提高到最大马达力矩。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转向机构(14)包括呈传感器支路的形式的至少一个转向结构组合件(20)，其中，为了获取所述传感器支路的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，将所述传感器支路锁定在直行位置中，并且借助于激励信号如此操控所述电动马达(16)，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转向机构(14)包括呈车轴或车轴的部件的形式的至少一个转向结构组合件(22)，其中，为了获取所述车轴或车轴的部件的刚度和/或转向机构(14)中的间隙，锁定至少一个车轮(34、36)，并且借助于激励信号如此操控所述电动马达(16)，使得马达力矩朝两个转向方向连续地提高到最大马达力矩。

17.计算单元(38)，其用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

18.转向系统(10)，其具有转向机构(14)、与所述转向机构(14)共同作用的至少一个电动马达(16)以及根据权利要求17所述的计算单元(38)。

19.车辆(12)、尤其是机动车，其具有根据权利要求18所述的转向系统(10)。