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DE102017216504B4 - Method for operating a power steering system and power steering system - Google Patents

Method for operating a power steering system and power steering system Download PDF

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DE102017216504B4
DE102017216504B4 DE102017216504.9A DE102017216504A DE102017216504B4 DE 102017216504 B4 DE102017216504 B4 DE 102017216504B4 DE 102017216504 A DE102017216504 A DE 102017216504A DE 102017216504 B4 DE102017216504 B4 DE 102017216504B4
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DE
Germany
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torque
servo motor
max
steering
operating point
Prior art date
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Active
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DE102017216504.9A
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German (de)
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Inventor
Andreas Baier
Tobias Bergweiler
Andreas Sauer
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Servo-Lenksystems, wobei das Servo-Lenksystem ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor aufweist, der das Handdrehmoment (MH) beim Lenken durch ein zusätzliches Servodrehmoment und in vordefinierten Fahrzeugzuständen temporär durch ein zusätzliches Assistenzdrehmoment unterstützt, mit den folgenden Schritten:
- Bestimmen eines gesamten auf die Lenksäule wirkenden aktuellen Drehmoments,
- Bestimmen eines Assistenzdrehmoments, mit dem wenigstens ein Assistenzsystem die Lenksäule über den Servomotor beaufschlagt,
- Bestimmen eines Arbeitspunktes (P) aus dem gesamten auf die Lenksäule wirkenden Drehmoment und dem Assistenzdrehmoment,
- Bestimmen eines maximal und eines minimal erlaubten Servomotordrehmoments (MM,max, MM,min), und
- Reduzieren des aktuellen Servomotordrehmoments (MM) auf höchstens das bestimmte maximal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,max) über Ansteuern des Servomotors.

Figure DE102017216504B4_0000
Method for operating a servo steering system, wherein the servo steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor which supports the manual torque (M H ) during steering by an additional servo torque and in predefined vehicle states temporarily by an additional assistance torque, with the following steps:
- Determining a total current torque acting on the steering column,
- Determining an assistance torque with which at least one assistance system applies to the steering column via the servo motor,
- Determining an operating point (P) from the total torque acting on the steering column and the assistance torque,
- Determining a maximum and a minimum allowed servo motor torque (M M,max , M M,min ), and
- Reducing the current servo motor torque (M M ) to at most the specified maximum allowed servo motor torque (M M,max ) by controlling the servo motor.
Figure DE102017216504B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Servo-Lenksystems, insbesondere eines elektromechanisch unterstützten Servo-Lenksystems. Die Erfindung betrifft ferner ein Servo-Lenksystem, insbesondere ein elektromechanisch unterstütztes Servo-Lenksystem.The invention relates to a method for operating a servo steering system, in particular an electromechanically assisted servo steering system. The invention further relates to a servo steering system, in particular an electromechanically assisted servo steering system.

Zum Stand der Technik wird insbesondere auf die DE 10 2014 200 994 A1 verwiesen. Diese betrifft eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Bestimmung eines resultierenden Unterstützungsmomentes für eine Lenkung. Hierzu umfasst die Lenkung für ein Kraftfahrzeug mindestens ein Steuergerät mit einer Kennlinie zur Umsetzung eines Handlenkmomentes in ein Unterstützungsmoment sowie ein Modul zur Generierung einer Lenkmomentenempfehlung einer Assistenzfunktion, wobei das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass das Handlenkmoment und die Lenkmomentenempfehlung gemeinsam über die Kennlinie in ein Unterstützungsmoment umgesetzt werden.Regarding the state of the art, particular reference is made to the DE 10 2014 200 994 A1 This relates to a steering system for a motor vehicle and a method for determining a resulting assistance torque for a steering system. For this purpose, the steering system for a motor vehicle comprises at least one control unit with a characteristic curve for converting a manual steering torque into an assistance torque and a module for generating a steering torque recommendation for an assistance function, wherein the control unit is designed in such a way that the manual steering torque and the steering torque recommendation are jointly converted into an assistance torque via the characteristic curve.

Bei teilweise autonom fahrenden Kraftfahrzeugen beaufschlagen Assistenzsysteme über einen Servomotor die Lenksäule mit einem Drehmoment, sodass das Fahrzeug unterstützend oder teilweise autonom gelenkt wird. Beim kooperativen Fahren, also bei Fahrzeugen der Autonomiestufen 2 und 3 gemäß BASt (assistiertes Fahren beziehungsweise teilautomatisiertes Fahren) muss das Servomotordrehmoment so begrenzt werden, dass das sich am Lenkrad anstehende Drehmoment für den Fahrer beherrschbar bleibt.In partially autonomous vehicles, assistance systems apply torque to the steering column via a servo motor so that the vehicle is steered in an assisted or partially autonomous manner. In cooperative driving, i.e. in vehicles of autonomy levels 2 and 3 according to BASt (assisted driving or partially automated driving), the servo motor torque must be limited so that the torque on the steering wheel remains manageable for the driver.

Gemäß einem Verfahren aus dem Stand der Technik wird hierzu eine obere und eine untere Grenze des Servomotordrehmoments empirisch in einem Fahrversuch ermittelt und fahrsituationsübergreifend appliziert.According to a state-of-the-art method, an upper and a lower limit of the servo motor torque are determined empirically in a driving test and applied across all driving situations.

Die Wirkung des Servomotordrehmoments variiert jedoch je nach Fahrsituation (z.B. Kurve oder Geradeausfahrt) und Ausprägung der Lenkunterstützung, wodurch nicht in allen Fahrsituationen eine optimale Unterstützung durch den Servomotor erreicht wird.However, the effect of the servo motor torque varies depending on the driving situation (e.g. curve or straight ahead) and the level of steering assistance, which means that optimal support from the servo motor is not achieved in all driving situations.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben eines Servo-Lenksystems zu schaffen, bei dem fahrsituationsübergreifend eine optimale Unterstützung durch den Servomotor bereitgestellt wird.The object of the invention is therefore to provide a method for operating a servo steering system in which optimal support is provided by the servo motor across all driving situations.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 10. Dabei weist das Servo-Lenksystem ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor auf, der das Handdrehmoment beim Lenken durch ein zusätzliches Servodrehmoment und in vordefinierten Fahrzeugzuständen temporär durch ein zusätzliches Assistenzdrehmoment unterstützt, mit den folgenden Schritten:

  • Bestimmen eines gesamten auf die Lenksäule wirkenden aktuellen Drehmoments,
  • Bestimmen eines Assistenzdrehmoments, mit dem wenigstens ein Assistenzsystem die Lenksäule über den Servomotor beaufschlagt,
  • Bestimmen eines Arbeitspunktes aus dem gesamten auf die Lenksäule wirkenden Drehmoment und dem Assistenzdrehmoment,
  • Bestimmen eines maximal und eines minimal erlaubten Servomotordrehmoments, und
  • Reduzieren des aktuellen Servomotordrehmoments auf höchstens das bestimmte maximal erlaubte Servomotordrehmoment über Ansteuern des Servomotors.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass das sich am Lenkrad äußernde Drehmoment, das vom Servomotor aufgebracht wird, stets in einem für den Fahrer beherrschbaren Bereich liegt. Insbesondere ist verhindert, dass der Servomotor ein zu großes Drehmoment aufbringt und das Lenkrad gegen den Willen des Fahrers verdreht wird.
The object is achieved by the features of independent claims 1 and 10. The servo steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor which supports the manual torque during steering by an additional servo torque and in predefined vehicle states temporarily by an additional assistance torque, with the following steps:
  • Determining a total current torque acting on the steering column,
  • Determining an assistance torque with which at least one assistance system applies to the steering column via the servo motor,
  • Determining an operating point from the total torque acting on the steering column and the assistance torque,
  • Determining a maximum and a minimum allowable servo motor torque, and
  • Reducing the current servo motor torque to a maximum of the specified maximum allowed servo motor torque by controlling the servo motor.
  • This ensures that the torque exerted on the steering wheel by the servo motor is always within a range that the driver can control. In particular, it prevents the servo motor from exerting too much torque and turning the steering wheel against the driver's will.

Vorzugsweise werden zum Bestimmen des maximal und des minimal erlaubten Servomotordrehmoments eine Verstärkungskurve des Lenksystems und der bestimmte Arbeitspunkt herangezogen. Dadurch kann fahrsituationsübergreifend verhindert werden, dass der Servomotor die Lenksäule und damit das Lenkrad mit einem zu großen Drehmoment beaufschlagt. Zudem werden das maximal und das minimal erlaubte Servomotordrehmoment fahrsituationsabhängig (zum Beispiel Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt) bestimmt, wodurch die Lenkunterstützung durch den Servomotor an jede Fahrsituation optimal angepasst werden kann.Preferably, a gain curve of the steering system and the specific operating point are used to determine the maximum and minimum permitted servo motor torque. This prevents the servo motor from applying too much torque to the steering column and thus the steering wheel, regardless of the driving situation. In addition, the maximum and minimum permitted servo motor torque are determined depending on the driving situation (for example, cornering or driving straight ahead), which means that the steering support from the servo motor can be optimally adapted to every driving situation.

Gemäß einem Aspekt ist vorgesehen, dass basierend auf dem bestimmten minimal erlaubten Servomotordrehmoment der Servomotor derart angesteuert wird, dass das aktuelle Servomotordrehmoment das minimal erlaubte Servomotordrehmoment nicht unterschreitet. Dadurch ist zusätzlich verhindert, dass der Servomotor ein zu geringes Drehmoment bereitstellt, um den Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs zu unterstützen.According to one aspect, it is provided that based on the determined minimum permitted servo motor torque, the servo motor is controlled in such a way that the current servo motor torque does not fall below the minimum permitted servo motor torque. This additionally prevents the servo motor from providing too little torque to assist the driver in steering the motor vehicle.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass zum Bestimmen des Arbeitspunktes die Differenz aus dem bestimmten gesamten auf die Lenksäule wirkenden aktuellen Drehmoment und dem bestimmten Assistenzdrehmoment gebildet wird. Die Differenz der beiden Größen ergibt die Summe aus Handmoment, mit dem der Fahrer das Lenkrad beaufschlagt, und Servodrehmoment. Jeder Arbeitspunkt ist eindeutig, insbesondere eineindeutig, einer solchen Summe zugeordnet, sodass sich der Arbeitspunkt auf diese Weise besonders leicht ermitteln lässt.Another aspect provides that the difference between the total current torque acting on the steering column and the assistance torque is calculated to determine the operating point. The difference between the two values results in the sum of the manual torque with which the driver applies the steering wheel, and servo torque. Each operating point is uniquely, in particular one-to-one, assigned to such a sum, so that the operating point can be determined particularly easily in this way.

Gemäß einer Ausgestaltung wird zum Bestimmen des Arbeitspunktes die Verstärkungskurve des Lenksystems herangezogen. Der bestimmte Arbeitspunkt entspricht dem Punkt auf der Verstärkungskurve, der dem aktuell vom Fahrer aufgebrachten Handmoment zugeordnet ist. Andererseits entspricht der bestimmte Arbeitspunkt dem Punkt, der dem Servodrehmoment zugeordnet ist, also dem um das Assistenzdrehmoment bereinigten Servomotordrehmoment. Indem die Verstärkungskurve zum Bestimmen des Arbeitspunktes herangezogen wird, kann fahrsituationsabhängig die optimale Lenkunterstützung durch den Servomotor eingestellt werden.According to one embodiment, the gain curve of the steering system is used to determine the operating point. The specific operating point corresponds to the point on the gain curve that is assigned to the manual torque currently applied by the driver. On the other hand, the specific operating point corresponds to the point that is assigned to the servo torque, i.e. the servo motor torque adjusted for the assistance torque. By using the gain curve to determine the operating point, the optimal steering assistance by the servo motor can be set depending on the driving situation.

Vorzugsweise wird zum Bestimmen des maximal und des minimal erlaubten Servomotordrehmoments ein vordefiniertes maximal beherrschbares Drehmoment herangezogen. Dadurch ist sichergestellt, dass der Fahrer ein sich am Lenkrad äußerndes Drehmoment, mit dem der Servomotor die Lenksäule beaufschlagt, fahrsituationsübergreifend beherrschen kann.Preferably, a predefined maximum controllable torque is used to determine the maximum and minimum permissible servo motor torque. This ensures that the driver can control the torque that the servo motor applies to the steering wheel and the steering column, regardless of the driving situation.

Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass ausgehend von dem dem Arbeitspunkt zugeordneten Handmoment das vordefinierte maximal beherrschbare Drehmoment addiert oder subtrahiert wird, um das maximal beziehungsweise das minimal erlaubte Servomotordrehmoment zu bestimmen, wobei das minimal erlaubte Servomotordrehmoment demjenigen Servomotordrehmoment entspricht, das in der Verstärkungskurve der Differenz aus Handdrehmoment am Arbeitspunkt und vordefiniertem maximal beherrschbarem Drehmoment zugeordnet ist, und wobei das maximal erlaubte Servomotordrehmoment demjenigen Servomotordrehmoment entspricht, das in der Verstärkungskurve der Summe aus Handdrehmoment am Arbeitspunkt und vordefiniertem maximal beherrschbarem Drehmoment zugeordnet ist. Dadurch werden fahrsituationsabhängig stets die optimalen Grenzen für das Servomotordrehmoment bestimmt, sodass sich das vom Servomotor gestellte Servomotordrehmoment stets in einem optimalen und vom Fahrer beherrschbaren Bereich befindet.It is further preferably provided that, starting from the manual torque assigned to the operating point, the predefined maximum controllable torque is added or subtracted in order to determine the maximum or minimum permitted servo motor torque, wherein the minimum permitted servo motor torque corresponds to the servo motor torque that is assigned in the gain curve to the difference between the manual torque at the operating point and the predefined maximum controllable torque, and wherein the maximum permitted servo motor torque corresponds to the servo motor torque that is assigned in the gain curve to the sum of the manual torque at the operating point and the predefined maximum controllable torque. As a result, the optimal limits for the servo motor torque are always determined depending on the driving situation, so that the servo motor torque provided by the servo motor is always in an optimal range that can be controlled by the driver.

In einem Aspekt der Erfindung wird das gesamte auf die Lenksäule wirkende Drehmoment mittels eines Drehmomentsensors des Lenksystems gemessen. Dadurch steht das gesamte auf die Lenksäule wirkende Drehmoment für die Schritte des Verfahrens als Messgröße zur Verfügung und muss nicht aus Daten sonstiger Sensoren des Lenksystems bestimmt werden.In one aspect of the invention, the total torque acting on the steering column is measured by means of a torque sensor of the steering system. As a result, the total torque acting on the steering column is available as a measured variable for the steps of the method and does not have to be determined from data from other sensors of the steering system.

Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Schritte des Verfahrens in gewissen Zeitabständen wiederholt werden, insbesondere wobei die Zeitabstände derart gewählt sind, dass die Schritte des Verfahrens kontinuierlich wiederholt werden. Anders ausgedrückt wird kontinuierlich überprüft, ob das aktuelle Servomotordrehmoment in einem vom maximal und minimal erlaubten Servomotordrehmoment definierten erlaubten Bereich liegt. Dadurch kann das Servomotordrehmoment bei Änderungen der Fahrsituation (bespielsweise Übergang von Kurvenfahrt zu Geradeausfahrt) schnell angepasst werden.Another aspect provides that the steps of the method are repeated at certain time intervals, in particular where the time intervals are selected such that the steps of the method are repeated continuously. In other words, it is continuously checked whether the current servo motor torque is within a permitted range defined by the maximum and minimum permitted servo motor torque. This allows the servo motor torque to be quickly adjusted when the driving situation changes (for example, transition from cornering to straight-ahead driving).

Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Servo-Lenksystem der eingangs genannten Art, wobei das Lenksystem ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor aufweist, und wobei das Lenksystem dazu ausgebildet ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Bezüglich der Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.The object is further achieved according to the invention by a servo steering system of the type mentioned at the outset, wherein the steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor, and wherein the steering system is designed to carry out the method described above. With regard to the advantages, reference is made to the above explanations.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:

  • - 1 ein schematisches Ablaufdiagramm der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • - 2 eine Verstärkungskurve eines erfindungsgemäßen Servo-Lenksystems, mit der auch das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet.
Further advantages and properties of the invention will become apparent from the following description and the drawings to which reference is made. In these:
  • - 1 a schematic flow diagram of the steps of a method according to the invention; and
  • - 2 a gain curve of a servo steering system according to the invention, with which the method according to the invention also works.

Im Folgenden wird anhand der 1 und 2 ein Verfahren zum Betreiben eines Servo-Lenksystems, insbesondere eines elektromechanisch unterstützen Servo-Lenksystems beschrieben.In the following, the 1 and 2 A method for operating a servo steering system, in particular an electromechanically assisted servo steering system, is described.

Das Servo-Lenksystem weist ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor auf. Das Servo-Lenksystem ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, das zusätzliche Assistenzsysteme für wenigstens teilweise autonomes Fahren aufweist. Ein Beispiel für ein solches Assistenzsystem ist ein Spurhalteassistenzsystem, das den Fahrer beim Einhalten einer Spur unterstützt.The power steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor. The power steering system is intended for use in a motor vehicle that has additional assistance systems for at least partially autonomous driving. An example of such an assistance system is a lane keeping assistance system that supports the driver in staying in a lane.

Solche Assistenzsysteme beaufschlagen die Lenksäule in vordefinierten Fahrzeugzuständen über den Servomotor mit einem Assistenzdrehmoment, um den Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs zu assistieren.Such assistance systems apply an assistance torque to the steering column via the servo motor in predefined vehicle states in order to assist the driver in steering the vehicle.

Das Assistenzdrehmoment wirkt zusätzlich zu dem vom Servomotor ebenfalls aufgebrachten Servodrehmoment auf die Lenksäule, das den Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs unterstützt. Ein gesamtes auf die Lenksäule wirkendes Drehmoment ist also gegeben durch die Summe aus dem Handdrehmoment, mit dem der Fahrer die Lenksäule beaufschlagt, dem Servodrehmoment und dem Assistenzdrehmoment.The assistance torque acts on the steering column in addition to the servo torque also applied by the servo motor, which supports the driver in steering the vehicle. The total torque acting on the steering column is therefore given by the sum of the hand torque that the driver applies to the steering column, the servo torque and the assistance torque.

Damit ein gesamtes vom Servomotor auf die Lenksäule ausgeübtes Servomotordrehmoment MM (Summe aus Servodrehmoment und Assistenzdrehmoment) stets in einem Bereich liegt, der vom Fahrer beherrschbar und überwindbar ist, werden die im Folgenden beschriebenen Schritte ausgeführt: To ensure that the total servo motor torque M M (sum of servo torque and assistance torque) exerted by the servo motor on the steering column is always within a range that can be controlled and overcome by the driver, the steps described below are carried out:

Zunächst wird das gesamte auf die Lenksäule wirkende Drehmoment bestimmt (Schritt S1, siehe 1). Dies kann mittels eines Drehmomentsensors des Servo-Lenksystems geschehen. Alternativ kann das gesamte auf die Lenksäule wirkende Drehmoment aus einem Relativdrehwinkel zwischen einem oberen und einem unteren Ende eines Torsionsstabs der Lenksäule ermittelt werden.First, the total torque acting on the steering column is determined (step S1, see 1 ). This can be done using a torque sensor in the power steering system. Alternatively, the total torque acting on the steering column can be determined from a relative angle of rotation between an upper and a lower end of a torsion bar on the steering column.

Außerdem wird ein Assistenzdrehmoment bestimmt, mit dem wenigstens ein Assistenzsystem die Lenksäule über den Servomotor beaufschlagt (Schritt S2). Beaufschlagen mehrere Assistenzsysteme die Lenksäule über den Servomotor jeweils mit einem Assistenzdrehmoment, so wird das gesamte Assistenzdrehmoment ermittelt, also die Summe aus den einzelnen Assistenzdrehmomenten.In addition, an assistance torque is determined with which at least one assistance system applies an assistance torque to the steering column via the servo motor (step S2). If several assistance systems apply an assistance torque to the steering column via the servo motor, the total assistance torque is determined, i.e. the sum of the individual assistance torques.

Ist im Folgenden von Assistenzdrehmoment die Rede, so ist damit stets das gesamte Assistenzdrehmoment gemeint.Whenever assistance torque is mentioned below, this always refers to the total assistance torque.

In einer entsprechend arbeitenden Steuerung werden obige und nachfolgende Schritte durchgeführt.In a correspondingly functioning control system, the above and following steps are carried out.

Das Assistenzdrehmoment wird beispielsweise aus Steuerdaten des wenigstens einen Assistenzsystems ermittelt. Dazu kann vorgesehen sein, dass Steuerkurven und/oder Steuertabellen in einer Steuereinheit des wenigstens einen Assistenzsystems hinterlegt sind, die fahrsituationsabhängig, als insbesondere abhängig von Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs, das vom Assistenzsystem über den Servomotor aufgebrachte Assistenzdrehmoment enthalten.The assistance torque is determined, for example, from control data of the at least one assistance system. For this purpose, it can be provided that control curves and/or control tables are stored in a control unit of the at least one assistance system, which contain the assistance torque applied by the assistance system via the servo motor depending on the driving situation, in particular depending on operating parameters of the motor vehicle.

Die Betriebsparameter können eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, einen Lenkwinkel, eine Lenkwinkelbeschleunigung und/oder Signale von optischen Systemen (beispielsweise einer Außenkamera) des Kraftfahrzeugs umfassen.The operating parameters may include a speed of the motor vehicle, a longitudinal acceleration of the motor vehicle, a lateral acceleration of the motor vehicle, a steering angle, a steering angle acceleration and/or signals from optical systems (for example an external camera) of the motor vehicle.

Nun wird aus dem bestimmten gesamten auf die Lenksäule wirkenden Drehmoment und dem bestimmten Assistenzdrehmoment ein Arbeitspunkt P bestimmt (Schritt S3). Dazu wird die in 2 gezeigte Verstärkungskurve 10 herangezogen. Die Verstärkungskurve 10 beschreibt den Zusammenhang zwischen Handdrehmoment MH und dem zusätzlichen vom Servomotor aufgebrachten Servomotordrehmoment MM. Die Verstärkungskurve 10 kann in einer Steuerung des Servo-Lenksystems hinterlegt sein.Now, an operating point P is determined from the total torque acting on the steering column and the assistance torque (step S3). For this purpose, the 2 The gain curve 10 shown is used. The gain curve 10 describes the relationship between the manual torque M H and the additional servo motor torque M M applied by the servo motor. The gain curve 10 can be stored in a control of the servo steering system.

Der bestimmte Arbeitspunkt P entspricht dem Punkt auf der Verstärkungskurve 10, der dem aktuell vom Fahrer aufgebrachten Handdrehmoment MH zugeordnet ist. Andererseits entspricht der bestimmte Arbeitspunkt P dem Punkt, der dem Servodrehmoment zugeordnet ist, also dem um das Assistenzdrehmoment bereinigten Servomotordrehmoment MM.The specific operating point P corresponds to the point on the gain curve 10 which is assigned to the manual torque M H currently applied by the driver. On the other hand, the specific operating point P corresponds to the point which is assigned to the servo torque, i.e. the servo motor torque M M adjusted for the assistance torque.

Um den Arbeitspunkt P zu bestimmen, kann die Differenz aus dem bestimmten gesamten auf die Lenksäule wirkenden Drehmoment und dem Assistenzdrehmoment gebildet werden. Da jeder Punkt auf der Verstärkungskurve 10 eindeutig, insbesondere eineindeutig, eine Summe aus Handdrehmoment MH und Servodrehmoment repräsentiert, kann aus dieser Differenz eindeutig der Arbeitspunkt bestimmt werden.In order to determine the operating point P, the difference between the determined total torque acting on the steering column and the assistance torque can be formed. Since each point on the gain curve 10 clearly, in particular one-to-one, represents a sum of the manual torque M H and the servo torque, the operating point can be clearly determined from this difference.

Nun werden ein maximal erlaubtes Servomotordrehmomentent MM,max und ein minimal erlaubtes Servomotordrehmoment MM,min ermittelt (Schritt S4). Dazu wird ein vordefiniertes maximal beherrschbares Drehmoment MH,max herangezogen. Das vordefinierte maximal beherrschbare Drehmoment MH,max bezeichnet das Drehmoment, das der Fahrer noch beherrschen kann, also das Drehmoment, um das das Handdrehmoment MH maximal vom dem Arbeitspunkt P zugeordneten Handdrehmoment MH abweichen darf. Das vordefinierte maximal beherrschbare Drehmoment MH,max beträgt beispielsweise 1 Nm bis 10 Nm, in einem anderen Beispiel 2 Nm bis 5 Nm. Das maximal und minimal erlaubte Servomotordrehmoment MM,max bzw. MM,min definieren einen erlaubten Drehmomentbereich.Now a maximum permitted servo motor torque M M,max and a minimum permitted servo motor torque M M,min are determined (step S4). For this purpose, a predefined maximum controllable torque M H,max is used. The predefined maximum controllable torque M H,max refers to the torque that the driver can still control, i.e. the torque by which the manual torque M H may deviate from the manual torque M H assigned to the operating point P. The predefined maximum controllable torque M H,max is, for example, 1 Nm to 10 Nm, in another example 2 Nm to 5 Nm. The maximum and minimum permitted servo motor torque M M,max and M M,min respectively define a permitted torque range.

Um das maximal und das minimal erlaubte Servomotordrehmoment MM,max bzw. MM,min in der Steuerung zu bestimmen, wird dementsprechend das vordefinierte maximal beherrschbare Drehmoment MH,max zu dem dem Arbeitspunkt P zugeordneten Handdrehmoment MH addiert beziehungsweise von dem dem Arbeitspunkt P zugeordneten Handdrehmoment MH subtrahiert. Das maximal erlaubte Servomotordrehmoment MM,max ist dann dasjenige Servomotordrehmoment MM, das in der Verstärkungskurve 10 der Summe aus Handdrehmoment MH am bestimmten Arbeitspunkt P und dem vordefinierten maximal beherrschbaren Drehmoment MH,max zugeordnet ist. Analog ist das minimal erlaubte Servomotordrehmoment MM,min dasjenige Servomotordrehmoment MM, das in der Verstärkungskurve 10 der Differenz aus Handdrehmoment MH am bestimmten Arbeitspunkt P und dem vordefinierten maximal beherrschbaren Drehmoment MH,max zugeordnet ist.In order to determine the maximum and minimum permitted servo motor torque M M,max or M M,min in the control, the predefined maximum controllable torque M H,max is added to the manual torque M H assigned to the operating point P or subtracted from the manual torque M H assigned to the operating point P. The maximum permitted servo motor torque M M,max is then the servo motor torque M M that is assigned in the gain curve 10 to the sum of the manual torque M H at the specific operating point P and the predefined maximum controllable torque M H,max . Analogously, the minimum permitted servo motor torque M M,min is the servo motor torque M M that is assigned in the gain curve 10 to the sum of the manual torque M H at the specific operating point P and the predefined maximum controllable torque M H,max. k curve 10 is assigned to the difference between the manual torque M H at the specific operating point P and the predefined maximum controllable torque M H,max .

Das aktuelle Servomotordrehmoment MM wird nun mit den maximal und minimal erlaubten Servodrehmomenten MM,max bzw. MM,min verglichen.The current servo motor torque M M is now compared with the maximum and minimum allowed servo torques M M,max and M M,min respectively.

Übersteigt das aktuelle Servomotordrehmoment MM das maximal erlaubte Servomotordrehmoment MM,max, so wird der Servomotor derart angesteuert, dass das Servomotordrehmoment MM auf höchstens das maximal erlaubte Servomotordrehmoment MM,max reduziert wird (Schritt S5). Der Servomotor wird also derart angesteuert, dass das aktuelle Servomotordrehmoment MM in den erlaubten Drehmomentbereich gebracht wird.If the current servo motor torque M M exceeds the maximum permitted servo motor torque M M,max , the servo motor is controlled in such a way that the servo motor torque M M is reduced to at most the maximum permitted servo motor torque M M,max (step S5). The servo motor is therefore controlled in such a way that the current servo motor torque M M is brought into the permitted torque range.

Unterschreitet das aktuelle Servomotordrehmoment MM das minimal erlaubte Servomotordrehmoment MM,min, so wird der Servomotor derart angesteuert, dass das Servomotordrehmoment MM auf mindestens das minimal erlaubte Servomotordrehmoment MM,min erhöht wird. Der Servomotor wird also derart angesteuert, dass das aktuelle Servomotordrehmoment in den erlaubten Drehmomentbereich gebracht wird.If the current servo motor torque M M falls below the minimum permitted servo motor torque M M,min , the servo motor is controlled in such a way that the servo motor torque M M is increased to at least the minimum permitted servo motor torque M M,min . The servo motor is therefore controlled in such a way that the current servo motor torque is brought into the permitted torque range.

Die oben beschriebenen Schritte des Verfahrens können in gewissen festen Zeitabständen wiederholt werden. Insbesondere sind die Zeitabstände derart gewählt, dass die Schritte des Verfahrens kontinuierlich wiederholt werden, sodass kontinuierlich überprüft wird, ob das aktuelle Servomotordrehmoment MM im erlaubten Bereich liegt.The steps of the method described above can be repeated at certain fixed time intervals. In particular, the time intervals are selected such that the steps of the method are repeated continuously, so that it is continuously checked whether the current servo motor torque M M is within the permitted range.

Liegt das aktuelle Servomotordrehmoment MM außerhalb des erlaubten Drehmomentbereichs, so wird der Servomotor derart angesteuert, dass das aktuelle Servomotordrehmoment MM in den erlaubten Bereich gebracht wird.If the current servo motor torque M M is outside the permitted torque range, the servo motor is controlled in such a way that the current servo motor torque M M is brought into the permitted range.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Servo-Lenksystems, wobei das Servo-Lenksystem ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor aufweist, der das Handdrehmoment (MH) beim Lenken durch ein zusätzliches Servodrehmoment und in vordefinierten Fahrzeugzuständen temporär durch ein zusätzliches Assistenzdrehmoment unterstützt, mit den folgenden Schritten: - Bestimmen eines gesamten auf die Lenksäule wirkenden aktuellen Drehmoments, - Bestimmen eines Assistenzdrehmoments, mit dem wenigstens ein Assistenzsystem die Lenksäule über den Servomotor beaufschlagt, - Bestimmen eines Arbeitspunktes (P) aus dem gesamten auf die Lenksäule wirkenden Drehmoment und dem Assistenzdrehmoment, - Bestimmen eines maximal und eines minimal erlaubten Servomotordrehmoments (MM,max, MM,min), und - Reduzieren des aktuellen Servomotordrehmoments (MM) auf höchstens das bestimmte maximal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,max) über Ansteuern des Servomotors.Method for operating a servo steering system, wherein the servo steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor which supports the manual torque (M H ) during steering by means of an additional servo torque and, in predefined vehicle states, temporarily by means of an additional assistance torque, with the following steps: - determining a total current torque acting on the steering column, - determining an assistance torque with which at least one assistance system applies the steering column via the servo motor, - determining an operating point (P) from the total torque acting on the steering column and the assistance torque, - determining a maximum and a minimum permitted servo motor torque (M M,max , M M,min ), and - reducing the current servo motor torque (M M ) to at most the determined maximum permitted servo motor torque (M M,max ) by controlling the servo motor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des maximal und des minimal erlaubten Servomotordrehmoments (MM,max, MM,min) eine Verstärkungskurve (10) des Lenksystems und der bestimmte Arbeitspunkt (P) herangezogen werden.procedure according to claim 1 , characterized in that a gain curve (10) of the steering system and the determined operating point (P) are used to determine the maximum and minimum permissible servo motor torque (M M,max , M M,min ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem bestimmten minimal erlaubten Servomotordrehmoment (MM,min) der Servomotor derart angesteuert wird, dass das aktuelle Servomotordrehmoment (MM) das minimal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,min) nicht unterschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that based on the determined minimum permitted servo motor torque (M M,min ), the servo motor is controlled such that the current servo motor torque (M M ) does not fall below the minimum permitted servo motor torque (M M,min ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Arbeitspunktes (P) die Differenz aus dem bestimmten gesamten auf die Lenksäule wirkenden aktuellen Drehmoment und dem bestimmten Assistenzdrehmoment gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that to determine the operating point (P), the difference between the determined total current torque acting on the steering column and the determined assistance torque is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Arbeitspunktes (P) die Verstärkungskurve (10) des Lenksystems herangezogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gain curve (10) of the steering system is used to determine the operating point (P). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des maximal und des minimal erlaubten Servomotordrehmoments (MM,max, MM,min) ein vordefiniertes maximal beherrschbares Drehmoment (MH,max) herangezogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a predefined maximum controllable torque (M H,max ) is used to determine the maximum and minimum permissible servo motor torque (M M,max , M M,min ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem dem Arbeitspunkt (P) zugeordneten Handmoment (MH) das vordefinierte maximal beherrschbare Drehmoment (MH,max) addiert oder subtrahiert wird, um das maximal beziehungsweise das minimal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,max, MM,min) zu bestimmen, wobei das minimal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,min) demjenigen Servomotordrehmoment (MM) entspricht, das in der Verstärkungskurve (10) der Differenz aus Handdrehmoment (MH) am Arbeitspunkt (P) und vordefiniertem maximal beherrschbarem Drehmoment (MH,max) zugeordnet ist, und wobei das maximal erlaubte Servomotordrehmoment (MM,max) demjenigen Servomotordrehmoment (MM) entspricht, das in der Verstärkungskurve (10) der Summe aus Handdrehmoment (MH) am Arbeitspunkt (P) und vordefiniertem maximal beherrschbarem Drehmoment (MH,max) zugeordnet ist.procedure according to claim 6 , characterized in that , starting from the manual torque (M H ) assigned to the operating point (P), the predefined maximum controllable torque (M H,max ) is added or subtracted in order to determine the maximum or the minimum permitted servo motor torque (M M,max , M M,min ), wherein the minimum permitted servo motor torque (M M,min ) corresponds to that servo motor torque (M M ) which is assigned in the gain curve (10) to the difference between the manual torque (M H ) at the operating point (P) and the predefined maximum controllable torque (M H,max ), and wherein the maximum permitted servo motor torque (M M,max ) corresponds to that servo motor torque (M M ) which is assigned in the gain curve (10) to the difference between the manual torque (M H ) at the operating point (P) and the predefined maximum controllable torque (M H,max ), and wherein the maximum permitted servo motor torque (M M,max ) corresponds to that servo motor torque (M M ) which is assigned in the gain curve (10) to the difference between the manual torque (M H ) at the operating point (P) and the predefined maximum controllable torque (M H,max ). curve (10) is assigned to the sum of manual torque (M H ) at the operating point (P) and predefined maximum controllable torque (M H,max ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte auf die Lenksäule wirkende Drehmoment mittels eines Drehmomentsensors des Lenksystems gemessen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the total torque acting on the steering column is measured by means of a torque sensor of the steering system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Verfahrens in gewissen Zeitabständen wiederholt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps of the method are repeated at certain time intervals. Servo-Lenksystem, wobei das Servo-Lenksystem ein Lenkrad, eine Lenksäule und einen Servomotor aufweist und wobei das Servo-Lenksystem dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Power steering system, wherein the power steering system has a steering wheel, a steering column and a servo motor, and wherein the power steering system is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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