DE102006045860A1

DE102006045860A1 - Steering system for vehicle, has unit controlling adjusting unit to compensate disturbing moment, if comparison of parameter of change of steering wheel position and steering wheel torque parameter results that disturbing force exists

Info

Publication number: DE102006045860A1
Application number: DE200610045860
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt; Urs Dipl.-Ing. Wiesel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-03

Abstract

The steering system (5) has an adjusting device (11) controllable by a control unit (20) determining a parameter of change of steering wheel position from a steering wheel position parameter (LW) that is compared with a steering wheel torque parameter (LM). The control unit controls the adjusting unit for the reduction or compensation of the disturbing moment if the comparison of parameter of change of steering wheel position and steering wheel torque parameter results that disturbing force influencing on the steering system from the outside is present.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad, das über eine Lenkwelle mit einem Lenkgetriebe verbunden ist, mit einer durch eine Steuereinheit ansteuerbaren Stelleinrichtung, über die eine Zusatzlenkwirkung auf die Lenkwelle aufbringbar ist, mit einem Momentensensor zur Erfassung einer Lenkradmomentengröße, die das am Lenkrad wirkende Lenkradmoment beschreibt und mit einem Stellungssensor zur Erfassung einer Lenkradstellungsgröße, die die Drehstellung des Lenkrades beschreibt.The The invention relates to a steering system for a vehicle with a steering wheel, the above a steering shaft is connected to a steering gear, with a through a control unit controllable actuating device, via the an additional steering effect can be applied to the steering shaft, with a Moment sensor for detecting a steering wheel torque size, the describes the steering wheel torque acting on the steering wheel and with a position sensor for detecting a steering wheel position, the rotational position of the steering wheel describes.

Ein derartiges Lenksystem ist aus der WO2004/031022 A1 bekannt. Mit diesem bekannten Lenksystem sollen Störungen, die durch von außen auf das Lenksystem wirkende Kräfte verursacht werden, kompensiert werden, um den Fahrer nicht zu irritieren oder zu stören. Dazu werden der Zusammenhang und das zeitliche Auftreten von Änderungen beim Lenkwinkel, beim Lenkradmoment und beim Lenkradwinkel analysiert und daraus auf das Vorliegen einer Störung geschlossen. Wirkt von außen eine Kraft auf die lenkbaren Räder ein, beispielsweise durch Unebenheiten im Fahrbahnbelag, wird zunächst eine Änderung des Lenkwinkels verursacht und parallel hierzu ein Lenkradmoment gemessen, da der Fahrer einer beginnenden Lenkradwinkeländerung entgegenwirkt. Durch eine Ansteuerung der Stelleinrichtung wird die Drehung des Lenkrades verhindert, so dass der Fahrer die durch die äußere Kraft auf das Lenkrad einwirkende Störung nicht ausgleichen muss und dadurch entlastet wird.Such a steering system is from the WO2004 / 031022 A1 known. With this known steering system disturbances caused by external forces acting on the steering system forces are compensated so as not to irritate or disturb the driver. For this purpose, the relationship and the temporal occurrence of changes in the steering angle, the steering wheel torque and the steering wheel angle are analyzed and concluded that there is a fault. Acts from the outside a force on the steerable wheels, for example, by unevenness in the road surface, a change of the steering angle is first caused and measured in parallel a steering wheel torque, since the driver counteracts a beginning steering wheel angle change. By controlling the adjusting device, the rotation of the steering wheel is prevented, so that the driver does not have to compensate for the interference acting on the steering wheel by the external force and is thus relieved.

Ferner zeigt auch die DE 10 2005 007 307 A1 ein Lenksystem, das eine selbsttätige Kompensation von auf das Lenkrad wirkenden Störmomenten ermöglicht. Hierfür kann das Lenksystem entweder mit einer Überlagerungsvorrichtung mit einem Überlagerungsgetriebe oder mit einer hydraulischen oder elektrischen Hilfskrafteinrichtung ausgerüstet sein.Further shows also the DE 10 2005 007 307 A1 a steering system that allows automatic compensation of acting on the steering wheel torques. For this purpose, the steering system can be equipped either with an overlay device with a superposition gear or with a hydraulic or electric power assist device.

Ausgehend vom nächstkommenden Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Lenksystem zu schaffen, bei dem Störkräfte bzw. am Lenkrad auftretende Störmomente auf einfache Weise reduziert oder kompensiert werden können.outgoing from the nearest Prior art, it is an object of the present invention to provide a steering system in which disturbing forces or on the steering wheel occurring environmental torques can be easily reduced or compensated.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is by a steering system with the features of claim 1 solved.

Zunächst wird anhand der erfassten Lenkradstellungsgröße eine Lenkradstellungsänderungsgröße ermittelt, was beispielsweise durch eine zeitliche Ableitung der Lenkradstellungsgröße erreicht werden kann. Diese Lenkradstellungsänderungsgröße wird in der Steuereinheit dann mit der erfassten Lenkradmomentengröße verglichen. Hiefür können in der Steuereinheit Vergleichsvorschriften abgelegt sein. Ergibt der Vergleich, dass eine von außen auf das Lenksystem einwirkende Störkraft vorliegt, steuert die Steuereinheit die Stelleinrichtung an, um das durch die äußere Störkraft am Lenkrad auftretende Störmoment zu reduzieren oder, wenn möglich, vollständig zu kompensieren. Das Vorliegen einer von außen auf das Lenksystem einwirkenden Störkraft wird in einfacher Weise dadurch erkannt, dass die Lenkradstellungsänderungsgröße mit der Lenkradmomen tengröße verglichen wird. Eine Berücksichtigung des Lenkwinkels oder der Lenkwinkeländerung ist nicht notwendig.First, will determines a steering wheel position change quantity based on the detected steering wheel position which can be achieved, for example, by a time derivative of the steering wheel position size can. This steering wheel position change amount becomes in the control unit then compared with the detected steering wheel torque magnitude. therefor can in be stored the control unit comparison rules. Yields the Comparison that one from the outside is present on the steering system acting disturbing force controls the Control unit, the actuator to the by the external disturbance force on Steering wheel occurring disturbance torque reduce or, if possible, Completely to compensate. The presence of an external influence on the steering system Disturbance becomes recognized in a simple manner in that the Lenkradstellungsänderungsgröße with the Lenkradmomen tengröße compared becomes. A consideration the steering angle or the steering angle change is not necessary.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenksystems ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous Embodiments of the steering system according to the invention arise from the dependent ones Claims.

In der Steuereinheit kann zum Vergleich der Lenkradstellungsänderungsgröße mit der Lenkradmomentengröße eine Störerkennungsvorschrift abgelegt sein, die die zeitlichen Verläufe der Lenkradstellungsänderungsgröße und der zugehörigen Lenkradmomentengröße bei auf das Lenksystem von außen einwirkenden Störkräften angibt. Beispielsweise können hierfür Testfahrten mit einem Versuchsfahrzeug durchgeführt werden, wobei bestimmte äußere Störkräfte auf die lenkbaren Fahrzeugräder verursacht werden, die auch beim normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs auftreten. Dabei können die zeitlichen Verläufe der Lenkradstellungsänderungsgröße und der Lenkradmomentengröße gemessen und gespeichert werden. Aus diesen gespeicherten Verläufen der beiden Größen kann dann eine Störerkennungsvorschrift abgeleitet werden, die bei der Produktion der Fahrzeuge in die Steuereinheiten gespeichert wird. Als Störerkennungsvorschrift kommt hierbei beispielsweise ein Kennfeld für die Lenkradstellungsänderungsgröße und die zugehörige Lenkradmomentengröße in Betracht.In the control unit may compare with the steering wheel position change amount with the Steering wheel torque size one Interference detection rule be stored, the timing of the steering wheel position change size and the associated Steering wheel torque size at the steering system from the outside indicating interfering forces. For example, you can therefor Test drives are carried out with a test vehicle, with certain external disturbance forces on the steerable vehicle wheels caused, even during normal driving of the vehicle occur. It can the temporal courses the steering wheel position change amount and the Wheel torque measured and saved. From these stored histories of both sizes can then a Störerkennungsvorschrift derived in the production of vehicles in the control units is stored. As a Störerkennungsvorschrift Here, for example, a map for the Lenkradstellungsänderungsgröße and the associated Steering wheel torque size into consideration.

Dabei kann die Störerkennungsvorschrift sehr einfach anhand einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften der Lenkradmomentengröße und/oder der Lenkradstellungsänderungsgröße charakterisiert werden: die Richtung bzw. das Vorzeichen, der Betrag, der Gradient und/oder die zeitliche Dauer der betreffenden Größe.there can the Störerkennungsvorschrift very simply by one or more of the following properties Steering wheel torque size and / or the steering wheel position change quantity are: the direction or the sign, the amount, the gradient and / or the duration of the relevant size.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Störerkennungsvorschrift Parameter abhängig vorgegeben ist, insbesondere ab hängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder der Giergeschwindigkeit und/oder der Gierbeschleunigung und/oder der Querbeschleunigung und/oder dem Lenkradwinkel. Durch die Parameter abhängige Störerkennungsvorschrift können Störkräfte auch unter unterschiedlichen Fahrbedingungen des Fahrzeugs erkannt werden.It is also advantageous if the Störerkennungsvorschrift parameters dependent is predetermined, in particular from pending from the vehicle longitudinal speed and / or yaw rate and / or yaw acceleration and / or the lateral acceleration and / or the steering wheel angle. By the parameters dependent Interference detection rule can Disturbing forces too be recognized under different driving conditions of the vehicle.

Alternativ oder zusätzlich hierzu besteht auch die Möglichkeit, in der Steuereinheit eine Beziehung zwischen der Lenkradstellungsänderungsgröße und der Lenkradmomentengröße vorzugeben und eine von außen auf das Lenksystem einwirkende Störkraft zu erkennen, wenn die Lenkradstellungsänderungsgröße und die Lenkradmomentengröße nicht gemäß der vorgegebenen Beziehung zusammenhängen. Die Beziehung zwischen der Lenkradstellungsänderungsgröße und der Lenkradmomentengröße kann dabei auch abhängig von den in Zusammenhang mit der Störerkennungsvorschrift genannten Parametern vorgegeben sein.alternative or additionally this is also possible in the control unit, a relationship between the steering wheel position change amount and the Specify steering wheel torque size and one from the outside to recognize disturbing force acting on the steering system when the Steering wheel position change amount and the Steering wheel torque not according to the specified Related relationship. The relationship between the steering wheel position change amount and the steering wheel torque magnitude may also dependent from those mentioned in connection with the Störerkennungsvorschrift Be predetermined parameters.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Lenksystems bringt die Stelleinrichtung als Zusatzlenkwirkung ein Zusatzmoment auf die Lenkwelle auf. Das durch die äußere Störkraft am Lenkrad auftretende Störmoment kann durch das Zusatzmoment reduziert oder auch vollständig kompensiert werden. Der Aufbau eines solchen Lenksystems ist wenig aufwändig und kann auf verfügbare Komponenten von Servolenksystemen zurückgreifen.at brings a further advantageous embodiment of the steering system the adjusting device as an additional steering effect on an additional torque the steering shaft. The occurring due to the external disturbance force on the steering wheel Disturbing torque can be reduced by the additional torque or completely compensated. The structure of such a steering system is less expensive and can be available on Resort to components of power steering systems.

Bei einer anderen Ausführungsart ist ein die Lenkwelle in zwei Lenkwellenabschnitte auftrennendes Überlagerungsgetriebe vorgesehen, dessen erster Getriebeeingang mit dem lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt verbunden ist, dessen zweiter Getriebeeingang mit der Stelleinrichtung verbunden ist und dessen Getriebeausgang mit dem lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt verbunden ist. Bei einem solchen Lenksystem mit Überlagerungsvorrichtung mit Überlagerungsgetriebe kann die Stelleinrichtung als Zusatzlenkwirkung einen Zusatzlenkwinkel über den zweiten Getriebeeingang erzeugen. Der Zusatzlenkwinkel wird dem durch die Drehstellung des Lenkrades angeforderten und eingestellten manuellen Lenkwinkel überlagert, so dass sich der an den lenkbaren Rädern eingestellte Lenkwinkel aus dem manuellen Lenkwinkel und dem Zusatzlenkwinkel ergibt.at another embodiment is a superposition gear dividing the steering shaft into two steering shaft sections provided, the first transmission input to the steering wheel side Steering shaft section is connected, the second transmission input is connected to the actuator and its transmission output is connected to the steering gear side steering shaft section. In such a steering system with overlay device with superposition gear can the adjuster as additional steering effect an additional steering angle over the generate second transmission input. The additional steering angle is the requested and adjusted by the rotational position of the steering wheel superimposed on manual steering angle, so that the steering angle set on the steerable wheels resulting from the manual steering angle and the additional steering angle.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:in the Below, the invention will be described with reference to the drawing embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems auf Basis einer elektrischen Servolenkung in blockschaltbildähnlicher Darstellung, 1 A first embodiment of a steering system based on an electric power steering in block diagram similar representation,

2 beispielhafte Verläufe des Lenkradmoments, der Lenkradstellungsänderung und des Zusatzmoments und 2 exemplary gradients of the steering wheel torque, the steering wheel position change and the additional torque and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Lenksystems auf Basis eines Überlagerungslenksystems in blockschaltbildähnlicher Darstellung. 3 A second embodiment of a steering system based on a superposition steering system in block diagram similar representation.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems 5 dargestellt. Das Lenksystem 5 weist ein Lenkrad 6 auf, das über eine Lenkwelle 7 mit einem Lenkgetriebe 8 mechanisch verbunden ist. Die Drehbewegung der Lenkwelle 7 wird im Lenkgetriebe 8 in eine translatorische Bewegung zur Einstellung des Lenkwinkels an den lenkbaren Fahrzeugrädern 9 umgesetzt. Ein Hydroaggregat 10 ist hydraulisch mit dem Lenkgetriebe 8 verbunden, um das Auslenken der lenkbaren Fahrzeugräder 9 durch eine hydraulische Kraft durchzuführen bzw. zu unterstützen.In 1 is a first embodiment of a steering system 5 shown. The steering system 5 has a steering wheel 6 on, that over a steering shaft 7 with a steering gear 8th mechanically connected. The rotational movement of the steering shaft 7 is in the steering gear 8th in a translational movement for adjusting the steering angle of the steerable vehicle wheels 9 implemented. A hydraulic unit 10 is hydraulic with the steering gear 8th connected to the deflection of the steerable vehicle wheels 9 perform or support by a hydraulic force.

Eine elektrisch ansteuerbare Stelleinrichtung 11 dient dazu, ein Zusatzmoment ZM auf die Lenkwelle 7 aufzubringen. Dieses Zusatzmoment ZM wirkt wegen der mechanischen Verbindung zwischen Lenkwelle 7 und Lenkrad 6 auch auf das Lenkrad 6 zurück und kann daher vom Fahrer des Fahrzeugs am Lenkrad 6 wahrgenommen werden. Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Stelleinrichtung 11 von einem Elektromotor 12 gebildet. Der Elektromotor 12 ist als Innenläufermotor realisiert und koaxial zur Lenkwelle 7 angeordnet. Der Rotor 13 ist drehfest mit der Lenkwelle 7 drehfest verbunden. Der Stator 14 des Elektromotors 12 ist in Verlaufsrichtung der Lenkwelle 7 gesehen radial weiter außen im Bereich des Rotors 13 angeordnet und kann sich am Fahrzeugaufbau bzw. an der Fahrzeugkarosserie abstützen.An electrically controllable adjusting device 11 serves to an additional torque ZM on the steering shaft 7 applied. This additional torque ZM acts because of the mechanical connection between the steering shaft 7 and steering wheel 6 also on the steering wheel 6 back and therefore can from the driver of the vehicle on the steering wheel 6 be perceived. At the in 1 The first embodiment shown is the adjusting device 11 from an electric motor 12 educated. The electric motor 12 is realized as an internal rotor motor and coaxial to the steering shaft 7 arranged. The rotor 13 is non-rotatable with the steering shaft 7 rotatably connected. The stator 14 of the electric motor 12 is in the direction of the steering shaft 7 seen radially further out in the area of the rotor 13 arranged and can be supported on the vehicle body or on the vehicle body.

Im Bereich zwischen dem Lenkrad 6 und dem Elektromotor 12 ist an der Lenkwelle 7 ein Stellungssensor 15 vorgesehen, der eine die Lenkradstellung beschreibende Lenkradstellungsgröße erfasst, beispielsgemäß den Lenkradwinkel LW. Auf der dem Stellungssensor 15 entgegengesetzten Seite des Elektromotors 12 ist ein Momentensensor 16 an der Lenkwelle 7 angeordnet, der eine Lenkradmomentengröße ermittelt, die das am Lenkrad 6 herrschende Lenkradmoment beschreibt. Im vorliegenden Fall ist die Lenkradmomentengröße vom Lenkradmoment LM gebildet. Im Abwandlung zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 könnte der Momentensensor 16 neben dem Stellungssenors 15 zwischen dem Lenkrad 6 und dem Elektromotor 12 angeordnet sein.In the area between the steering wheel 6 and the electric motor 12 is on the steering shaft 7 a position sensor 15 provided, which detects a steering wheel position descriptive Lenkradstellungsgröße, for example, the steering wheel angle LW. On the position sensor 15 opposite side of the electric motor 12 is a moment sensor 16 at the steering shaft 7 arranged, which determines a steering wheel torque that the steering wheel 6 prevailing steering wheel torque describes. In the present case, the steering wheel torque is formed by the steering wheel torque LM. In a modification to the embodiment according to 1 could be the moment sensor 16 next to the position sensor 15 between the steering wheel 6 and the electric motor 12 be arranged.

Eine Steuereinheit 20 dient zur Ansteuerung des Elektromotors 12. Der Steuereinheit 20 werden der Lenkradwinkel LW und das Lenkradmoment LM als Eingangsgrößen zugeführt. Darüber hinaus werden der Steuereinheit 20 einer oder mehrere Fahrzeugparameter P von einer Ermittlungseinheit 21 als weitere Eingangsgrößen übermittelt. Bei diesen Fahrzeugparametern P kann es sich beispielsweise um die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Giergeschwindigkeit, die Gierbeschleunigung, die Querbeschleunigung, den Fahrbahnreibwert und/oder weitere im Fahrzeug verfügbare, den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreibende Parameter P handeln.A control unit 20 serves to control the electric motor 12 , The control unit 20 the steering wheel angle LW and the steering wheel torque LM are supplied as input variables. In addition, the control unit 20 one or more vehicle parameters P from a determination unit 21 transmitted as further input variables. These vehicle parameters P may be, for example, the vehicle longitudinal speed, the yaw rate, the yaw acceleration, the lateral acceleration, the road friction coefficient and / or further parameters P that are available in the vehicle and describe the driving state of the vehicle.

In der Steuereinheit 20 wird aus dem Lenkradwinkel die Lenkradwinkeländerung DLW ermittelt, beispielsgemäß durch zeitliche Ableitung des Lenkradwinkels LW. Diese Lenkradwinkeländerung DLW wird mit dem Lenkradmoment LM verglichen. Beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1 geschieht dies dadurch, dass die Lenkradwinkeländerung DLW und das Lenkradmoment LM dahingehend überprüft werden, ob sie eine in der Steuereinheit 20 vorgegebene Beziehung erfüllen oder nicht. Ist die vorgegebene Beziehung durch die aktuellen Werte der Lenkradwinkeländerung DLW und des Lenkradmoments LM erfüllt, wird daraus geschlossen, dass auf das Lenksystem 5 zur Zeit keine äußere Störkraft einwirkt, die am Lenkrad 6 ein Störmoment verursachen könnte. Erfüllen die aktuelle Lenkradwinkeländerung DLW und das aktuelle Lenkradmoment LM die vorgegebene Beziehung jedoch nicht, wird davon ausgegangen, dass auf das Lenksystem 5 und insbesondere die lenkbaren Fahrzeugräder 9 von außen eine Störkraft einwirkt, die am Lenkrad 6 ein Störmoment verursacht. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 20 den Elektromotor 12 an, um das am Lenkrad 6 wirksame Störmoment zu reduzieren und im Idealfall völlig zu kompensieren. Hierfür wird der Elektromotor 12 derart angesteuert, dass er ein dem gemessenen Lenkradmoment LM entgegengesetzt gerichtetes Zusatzmoment ZM gleichen Betrages erzeugt – sofern die Motorleistung des Elektromotors 12 hierfür ausreicht. Sollte die Motorleistung des Elektromotors 12 nicht ausreichen, kann das am Lenkrad 6 wirksame Störmoment zumindest um das vom Elektromotor 12 maximal erzeugbare Zusatzmoment ZM reduziert werden.In the control unit 20 is determined from the steering wheel angle, the steering wheel angle change DLW, for example, by time derivative of the steering wheel angle LW. This steering wheel angle change DLW is compared with the steering wheel torque LM. According to the first embodiment 1 This is done by checking the steering wheel angle change DLW and the steering wheel torque LM to see if they are in the control unit 20 fulfill predetermined relationship or not. If the predetermined relationship is satisfied by the current values of the steering wheel angle change DLW and the steering wheel torque LM, it is concluded that the steering system 5 currently no external disturbing force acting on the steering wheel 6 could cause a disturbing moment. However, if the current steering wheel angle change DLW and the current steering wheel torque LM do not satisfy the given relationship, it is assumed that the steering system 5 and in particular the steerable vehicle wheels 9 from the outside a disturbing force acts on the steering wheel 6 causes a disturbing moment. In this case, the control unit controls 20 the electric motor 12 to that on the steering wheel 6 To reduce effective disturbance torque and ideally compensate completely. For this purpose, the electric motor 12 controlled such that it generates the measured steering wheel torque LM oppositely directed additional torque ZM same amount - if the engine power of the electric motor 12 sufficient for this. Should the engine power of the electric motor 12 can not be enough on the steering wheel 6 effective disturbance torque at least to that of the electric motor 12 maximum additional torque ZM can be reduced.

In 2 ist der beispielhafte Verlauf eines Lenkradmoments LM, der Lenkradwinkeländerung DLW und des durch den Elektromotor 12 erzeugten Zusatzmoments ZM dargestellt. Zu einem ersten Zeitpunkt t₀ wird durch den Fahrer eine Lenkradwinkeländerung DLW verursacht. Dadurch ergibt sich ein Lenkradmoment LM mit umgekehrtem Vorzeichen. Über das Hydroaggregat 10 und das Lenkgetriebe 8 werden die lenkbaren Fahrzeugräder 9 ausgelenkt. Zum zweiten Zeitpunkt t₁ wird das Lenkrad 6 wieder zurückgedreht, wodurch sich das Vorzeichen der Lenkradwinkeländerung DLW umkehrt und das Lenkradmoment LM abnimmt. Zu einem dritten Zeitpunkt t₂ befindet sich das Lenkrad 6 wieder in seiner Null-Stellung bzw. Geradeaus-Stellung und das Lenkradmoment LM beträgt wieder null. Das Lenkradmoment LM und die Lenkwinkeländerung DLW korrelieren im Zeitraum bis zum dritten Zeitpunkt t₂ gemäß der in der Steuereinheit 20 vorgegebenen Beziehung, so dass keine äußere Störkraft erkannt und demnach auch kein Zusatzmoment ZM erzeugt wird.In 2 is the exemplary course of a steering wheel torque LM, the steering wheel angle change DLW and by the electric motor 12 generated additional torque ZM shown. At a first time t ₀ , the driver causes a steering wheel angle change DLW. This results in a steering wheel torque LM with the opposite sign. About the hydraulic unit 10 and the steering gear 8th become the steerable vehicle wheels 9 deflected. At the second time t ₁ , the steering wheel 6 turned back again, whereby the sign of the steering wheel angle change DLW reverses and the steering wheel LM decreases. At a third time t ₂ is the steering wheel 6 again in its zero position or straight-ahead position and the steering wheel torque LM is zero again. The steering wheel torque LM and the steering angle change DLW correlate in the period up to the third time t ₂ according to the in the control unit 20 predetermined relationship, so that no external disturbance force detected and therefore no additional torque ZM is generated.

Zu einem vierten Zeitpunkt t₃, zu dem keine Lenkradwinkeländerung DLW durchgeführt wird, tritt dennoch ein stark ansteigendes Lenkradmoment LM auf. Es wird also ein Lenkradmoment LM gemessen, obwohl der Fahrer die Stellung des Lenkrades 6 unverändert beibehält. Daraus wird geschlossen, dass es sich bei dem gemessenen Lenkradmoment um ein Störmoment handelt, das von einer auf das Lenksystem 5 einwirkenden äußeren Störkraft hervorgerufen wird. Die Steuereinheit 20 steuert zum vierten Zeitpunkt t₃ den Elektromotor 12 derart an, dass ein dem gemessenen Lenkradmoment LM entgegengesetzt gerichtetes Zusatzmoment ZM gleichen Betrages erzeugt und auf die Lenkwelle 7 aufgebracht wird. Durch diese Maßnahme ist für den Fahrer am Lenkrad 6 das Störmoment nicht spürbar. Das Störmoment und das Zusatzmoment ZM kompensieren sich vollständig. Zu einem fünften Zeitpunkt t₄ wirkt keine äußere Störkraft mehr auf das Lenksystem 5 ein, so dass auch das Zusatzmoment ZM entsprechend auf null reduziert wird.At a fourth time t ₃ , to which no steering wheel angle change DLW is performed, nevertheless occurs a sharply increasing steering wheel torque LM. Thus, a steering wheel torque LM is measured, although the driver is the position of the steering wheel 6 unchanged. It is concluded that the measured steering wheel torque is a disturbance torque from one to the steering system 5 acting external disturbance force is caused. The control unit 20 controls the electric motor at the fourth time t ₃ 12 such that an additional torque ZM of the same magnitude directed opposite to the measured steering wheel torque LM is generated and applied to the steering shaft 7 is applied. This measure is for the driver on the steering wheel 6 the disturbing moment is not noticeable. The disturbance torque and the additional torque ZM compensate each other completely. At a fifth time t ₄ no external disturbance force acts on the steering system 5 a, so that the additional torque ZM is reduced accordingly to zero.

In einer Abwandlung zum ersten Ausführungsbeispiel besteht auch die Möglichkeit, alternativ oder zusätzlich zu der vorgegebenen Beziehung zwischen der Lenkradstellungsänderungsgröße und der Lenkradmomentengröße eine Störerkennungsvorschrift abzuspeichern, die die zeitlichen Verläufe der Lenkradstellungsänderungsgröße und der zugehörigen Lenkradmomentengröße bei auf das Lenksystem 5 von außen einwirkenden Störkräften angibt. Hierzu können beispielsweise Testfahrten mit einem Versuchsfahrzeug durchgeführt werden, bei denen äußere Störkräfte auf die lenkbaren Fahrzeugräder 9 hervorgerufen und die entsprechenden zeitlichen Verläufe der Lenkradstellungsänderungsgröße und der Lenkradmomentengröße aufgezeichnet werden. Aus diesen zeitlichen Verläufen kann dann die Störerkennungsvorschrift abgeleitet werden. Beispielsweise können die gemessenen zeitlichen Verläufe durch einen oder mehrere der folgenden Eigenschaften charakterisiert werden: die Richtung, den Betrag, den Gradienten und/oder die zeitliche Dauer. Diese Eigenschaften dienen zur Beschreibung des zeitlichen Verlaufs der Lenkradstellungsänderungsgröße bzw. der Lenkradmomentengröße beim Auftreten einer äußeren Störkraft, so dass sie zur Definition der Störerkennungsvorschrift verwendet werden können. Auf diese Weise werden solche Störungen beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs anhand der Störerkennungsvorschrift wieder erkannt. Die Störerkennungsvorschrift wird bei der Produktion des Fahrzeugs in der Steuereinheit 20 abgespeichert. Beispielsweise kann ein Kennfeld als Störerkennungsvorschrift dienen.In a modification of the first embodiment, it is also possible, alternatively or in addition to the predetermined relationship between the Lenkradstellungsänderungsgröße and the steering wheel torque to store a Störerkennungsvorschrift that the time courses of the Lenkradstellungsänderungsgröße and the associated steering wheel torque size at the steering system 5 indicates external disturbing forces. For this purpose, for example, test drives can be carried out with a test vehicle in which external disturbance forces on the steerable vehicle wheels 9 and the corresponding time histories of the steering wheel position change amount and the steering wheel torque magnitude are recorded. From these temporal courses then the Störerkennungsvorschrift can be derived. For example, the measured time courses can be characterized by one or more of the following properties: the direction, the magnitude, the gradient and / or the time duration. These properties are used to describe the timing of the steering wheel position change amount or the steering wheel torque magnitude when an external disturbance force occurs, so that they can be used to define the disturbance detection rule. In this way, such disturbances during vehicle operation of the vehicle using the Störerkennungsvorschrift be recognized. The Störerkennungsvorschrift is in the production of the vehicle in the control unit 20 stored. For example, a map can serve as a Störerkennungsvorschrift.

Es ist dabei auch möglich, dass die Störerkennungsvorschrift von einem oder mehreren der Fahrzeugparameter P abhängt, so dass auftretende äußere Störkräfte in verschiedenen Fahrsitu ationen und Fahrzuständen des Fahrzeugs sicher erkannt werden können.It is also possible that the Störerkennungsvorschrift depends on one or more of the vehicle parameters P, so that occurring external disturbance forces in different Driving situations and driving conditions of the vehicle can be detected safely.

In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Lenksystems dargestellt, das im Folgenden als zweites Lenksystem 5' bezeichnet wird. Das zweite Lenksystem 5' verfügt über eine Überlagerungsvorrichtung 25 mit einem Überlagerungsgetriebe 26. Das Überlagerungsgetriebe 26 trennt die Lenkwelle 7 in einen lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt 27 und einen lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 28. Ein erster Getriebeeingang 30 des Überlagerungsgetriebes 26 ist mit dem lenkradsseitigen Lenkwellenabschnitt 27 verbunden. Ein zweiter Getriebeeingang 31 des Überlagerungsgetriebes 26 ist mit der Stelleinrichtung 11 verbunden, die von einem als Winkelsteller 32 dienenden Elektromotor gebildet ist. Ein Getriebeausgang 33 des Überlagerungsgetriebes 26 ist mit dem lenkgetriebeseitigen Abschnitt 28 der Lenkwelle 7 verbunden.In 3 a second embodiment of the steering system is shown, hereinafter referred to as the second steering system 5 ' referred to as. The second steering system 5 ' has an overlay device 25 with a superposition gearbox 26 , The superposition gearbox 26 separates the steering shaft 7 in a steering wheel side steering shaft section 27 and a steering gear side steering shaft portion 28 , A first transmission input 30 of the superposition gearbox 26 is with the steering wheel side steering shaft section 27 connected. A second transmission input 31 of the superposition gearbox 26 is with the actuator 11 connected by one as an angle adjuster 32 serving electric motor is formed. A transmission output 33 of the superposition gearbox 26 is with the steering gear side section 28 the steering shaft 7 connected.

Durch das Überlagerungsgetriebe 26 besteht die Möglichkeit, dass sich der lenkradseitige Lenkwellenabschnitt 27 gegenüber dem lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 28 verdrehen kann. Die am ersten Getriebeeingang 30 und die am zweiten Getriebeeingang 31 herrschenden Drehbewegungen werden zu einer überlagerten Drehbewegung am Getriebeausgang 33 addiert, wobei die überlagerte Drehbewegung über den lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 28 an das Lenkgetriebe 8 übertragen wird.Through the superposition gearbox 26 there is a possibility that the steering wheel side steering shaft section 27 relative to the steering gear side steering shaft section 28 can twist. The first transmission input 30 and at the second transmission input 31 prevailing rotational movements are superimposed rotary motion at the transmission output 33 added, wherein the superimposed rotational movement about the steering gear side steering shaft section 28 to the steering gear 8th is transmitted.

Eine auf die lenkbaren Fahrzeugräder 9 wirkende äußere Störkraft wird beim zweiten Lenksystem 5' durch einen vom Winkelsteller 32 hervorgerufenen Zusatzlenkwinkel kompensiert. Die Drehung, die die äußere Störkraft am lenkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt 28 verursachen kann, wird daher durch entsprechende Ansteuerung des Winkelstellers 32 verhindert.One on the steerable vehicle wheels 9 acting external disturbance force is the second steering system 5 ' through one of the angle adjuster 32 caused additional steering angle compensated. The rotation, which is the external disturbance force on the steering gear side steering shaft section 28 can cause, therefore, by appropriate control of the angle adjuster 32 prevented.

Im Übrigen erfolgt die Erkennung einer äußerten Störkraft bzw. eines dadurch am Lenkrad 6 hervorgerufenen Störmoments beim zweiten Lenksystem 5' entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel des Lenksystems 5, wie dies oben beschrieben wurde.Incidentally, the detection of an expressed disturbance force or thereby occurs on the steering wheel 6 caused disturbing torque in the second steering system 5 ' according to the first embodiment of the steering system 5 as described above.

Claims

Steering system for a vehicle, with a steering wheel ( 6 ), which via a steering shaft ( 7 ) with a steering gear ( 8th ), with a by a control unit ( 20 ) controllable actuating device ( 11 . 12 . 32 ), via which an additional steering action (ZM, ZW) on the steering shaft ( 7 ) can be applied, with a moment sensor ( 16 ) for detecting a steering wheel torque (LM), which the on the steering wheel ( 6 ) acting steering wheel torque and with a position sensor ( 15 ) for detecting a Lenkradstellungsgröße (LW), the rotational position of the steering wheel ( 6 ), characterized in that the control unit ( 20 ) is determined from the steering wheel position (LW) a Lenkradstellungerungsgröße (DLW), which is compared with the steering wheel torque (LM), wherein when the comparison of steering wheel position change size (DLW) and steering wheel torque magnitude (LM) results that an external to the steering system ( 5 . 5 ' ) acting disturbing force, the control unit ( 20 ) the adjusting device ( 11 . 12 . 32 ) to reduce or compensate for the disturbance force on the steering wheel ( 6 ) activates effective disturbing torque.

Steering system according to claim 1, characterized in that in the control unit ( 20 ) to compare the steering wheel position change amount (DLW) with the steering wheel torque magnitude (LM) a Störerkennungsvorschrift is stored, the time courses of the steering wheel position change amount (DLW) and the associated steering wheel torque (LM) at the steering system ( 5 . 5 ' ) indicates external disturbing forces.

Steering system according to claim 2, characterized, that the Störerkennungsvorschrift based on one or more of the following characteristics of the steering wheel torque size and / or the steering wheel position change quantity become: - the Direction or sign, - the amount - the gradient, - the temporal Duration.

Steering system according to claim 2 or 3, characterized that the fault detection rule parameters (P) dependent is predetermined, in particular dependent from the vehicle longitudinal speed and / or the yaw rate and / or the yaw acceleration and / or the lateral acceleration and / or the steering wheel angle (LW).

Steering system according to claim 1, characterized in that in the control unit ( 20 ) a relationship between the steering wheel position change amount (DLW) and the steering wheel torque size (LM) is predetermined, and that an externally on the steering system ( 5 . 5 ' ) is detected when the steering wheel position change amount (DLW) and the steering wheel torque magnitude (LM) are not related according to the predetermined relationship.

Steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adjusting device ( 11 . 12 ) as an additional steering effect an additional torque (ZM) on the steering shaft ( 7 ).

Steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the steering shaft ( 7 ) in two steering shaft sections ( 27 . 28 ) of the superposition gearing ( 26 ) is provided, the first transmission input ( 30 ) with the steering wheel side steering shaft section ( 27 ) whose second transmission input ( 31 ) with the adjusting device ( 11 . 32 ) and whose transmission output ( 33 ) with the steering gear side steering shaft portion ( 28 ) connected is.

Steering system according to claim 7, characterized in that the adjusting device ( 11 . 32 ) as an additional steering effect an additional steering angle (ZW) at the second transmission input ( 31 ) generated.