BE1030678A1 - Steer-by-wire steering system and method for operating a feedback actuator comprising an electric machine in a steering system of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines eine elektrische Maschine (11) umfassenden Feedback-Aktuators (10) in einem Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Feedback-Aktuator (10) in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben wird, und wobei die elektrische Maschine (11) ausgebildet ist, in dem Motorbetrieb ein drehzahlabhängiges maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen, wobei in dem Motorbetrieb das von der elektrischen Maschine (11) bereitgestellte Drehmoment begrenzt wird, sodass das bereitgestellte Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Steer-by-Wire-Lenksystem (1) umfassend eine Lenkwelle (2), eine drehtest an der Lenkwelle (2) angeordnete Lenkhandhabe (7) und einen Feedback-Aktuator (10) mit einer elektrischen Maschine (11), die ausgebildet ist, in einem Motorbetrieb des Feedback-Aktuators (10) ein drehzahlabhängiges maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen, wobei das Steer-by-Wire-Lenksystem (1) ausgebildet ist, den Feedback-Aktuator (10) nach einem vorstehend genannten Verfahren zu betreiben.The present invention relates to a method for operating a feedback actuator (10) comprising an electric machine (11) in a steering system (1) of a motor vehicle, wherein the feedback actuator (10) is operated in motor operation and in generator operation, and wherein the electric machine (11) is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque in the engine operation, wherein in the engine operation the torque provided by the electric machine (11) is limited so that the torque provided is smaller than the maximum operating torque. The invention further relates to a steer-by-wire steering system (1) comprising a steering shaft (2), a steering handle (7) arranged in rotation on the steering shaft (2), and a feedback actuator (10) with an electric machine (11). , which is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque during engine operation of the feedback actuator (10), wherein the steer-by-wire steering system (1) is designed to operate the feedback actuator (10) according to a method mentioned above .
Description
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Steer-by-Wire-Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines eine elektrische Maschine umfassenden Feedback-Aktuators in einem Lenksystem eines KraftfahrzeugsSteer-by-wire steering system and method for operating a feedback actuator comprising an electric machine in a steering system of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines eine elektrische Maschine umfassenden Feedback-Aktuators in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, wobei derThe invention relates to a method for operating a feedback actuator comprising an electric machine in a steering system of a motor vehicle, wherein the
Feedback-Aktuator in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben wird, und wobei die elektrische Maschine ausgebildet ist, in dem Motorbetrieb ein drehzahlabhängiges maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen.Feedback actuator is operated in a motor operation and in a generator operation, and wherein the electric machine is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque in the engine operation.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Lenkwelle, eine drehfest an der Lenkwelle angeordnete Lenkhandhabe und einen eine elektrische Maschine aufweisenden Feedback-Aktuator, der ausgebildet ist, in einemThe invention further relates to a steer-by-wire steering system for a motor vehicle comprising a steering shaft, a steering handle arranged in a rotationally fixed manner on the steering shaft and a feedback actuator having an electric machine, which is designed in one
Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben zu werden und dabei ein Drehmoment beziehungsweise ein Lenkwiderstands-Drehmoment auf die Lenkwelle auszuüben. Die elektrische Maschine ist dabei ausgebildet, in dem Motorbetrieb ein drehzahlabhängiges maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen.Motor operation and in a generator operation to be operated and thereby to exert a torque or a steering resistance torque on the steering shaft. The electric machine is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque during engine operation.
In einem klassischen Lenksystem für ein Kraftfahrzeug wird ein Lenkbefehl, welcher durch einenIn a classic steering system for a motor vehicle, a steering command is given by a
Fahrer über ein Lenkeingabemittel auf einen Lenkstrang eingebracht wird, mittels einer mechanischen Kopplung an ein Lenkgetriebe übertragen, wo eine dem Lenkbefehl entsprechende Verdrehung mindestens eines lenkbaren Rades bewirkt wird. Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 2 353 968 B1 bekannt, dass ein klassisches Lenksystem dahingehend erweitert werden kann, dass ein Elektromotor den über das Lenkeingabemittel eingegebenen Lenkbefehl mittels einer Wirkverbindung zumDriver is introduced to a steering line via a steering input means, transmitted by means of a mechanical coupling to a steering gear, where a rotation corresponding to the steering command is caused at least one steerable wheel. From the prior art it is known, for example from the publication EP 2 353 968 B1, that a classic steering system can be expanded in such a way that an electric motor receives the steering command entered via the steering input means by means of an active connection to the
Lenksystem unterstützt. Dadurch wird das Drehmoment verringert, das von einem Fahrer einesSteering system supported. This reduces the torque required by a driver
Kraftfahrzeugs auf das Lenkeingabemittel aufgebracht werden muss, um eine bestimmteMotor vehicle must be applied to the steering input means in order to achieve a specific
Verdrehung des mindestens einen lenkbaren Rades zu erzielen. Dennoch existiert — auch bei einem Ausfall des Elektromotors — eine mechanische Verbindung zwischen Lenkeingabemittel und dem mindestens einen lenkbaren Rad, sodass eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs auch bei Elektronikproblemen weiterhin gewährleistet ist.To achieve rotation of the at least one steerable wheel. Nevertheless, even if the electric motor fails, there is a mechanical connection between the steering input means and the at least one steerable wheel, so that the motor vehicle can still be steered even in the event of electronic problems.
Aus dem Stand der Technik sind als eine weitere Fortbildung solcher elektromechanischerFrom the prior art, such electromechanical ones are a further development
Lenksysteme Steer-by-Wire-Lenksysteme für Kraftfahrzeuge bekannt. Dabei gibt es zumindest im Normalbetrieb keine mechanische Kopplung zwischen dem Lenkeingabemittel und demSteer-by-wire steering systems for motor vehicles are known. At least in normal operation there is no mechanical coupling between the steering input means and the
Lenkgetriebe. Stattdessen wird der Lenkbefehl mittels Sensoren erfasst und in ein elektrischesSteering gear. Instead, the steering command is recorded using sensors and converted into an electrical one
Signal umgewandelt, welches dann an einen Elektromotor, der mit dem Lenkgetriebe wirkverbunden ist, weitergeleitet wird, um eine dem Lenkbefehl entsprechende Verdrehung desSignal converted, which is then forwarded to an electric motor, which is operatively connected to the steering gear, in order to rotate the steering gear corresponding to the steering command
2 BE2022/5523 mindestens einen lenkbaren Rades zu bewirken. Ein solches Steer-by-Wire-Lenksystem offenbart beispielsweise die Druckschrift DE 10 2018 115 329 A1. Steer-by-Wire-Lenksysteme bringen diverse Vorteile mit sich. So wird bei Steer-by-Wire-Lenksystemen beispielsweise weniger Bauraum benötigt. Zudem werden die benötigten Bauelemente mechanisch weniger stark beansprucht, als die benötigten Bauelemente bei klassischen Lenksystemen.2 BE2022/5523 to effect at least one steerable wheel. Such a steer-by-wire steering system is disclosed, for example, in publication DE 10 2018 115 329 A1. Steer-by-wire steering systems have various advantages. For example, steer-by-wire steering systems require less installation space. In addition, the required components are subject to less mechanical stress than the components required in classic steering systems.
Neben den Vorteilen solcher Steer-by-Wire Lenksysteme entstehen durch die mechanischeIn addition to the advantages of such steer-by-wire steering systems, they are mechanical
Entkopplung zwischen Lenkeingabemittel und Lenkgetriebe neue Probleme, die einer zuverlässigen Lösung bedürfen, um ein sicheres Fahren sicherzustellen. Da kein direktesDecoupling between steering input means and steering gear creates new problems that require a reliable solution to ensure safe driving. There is no direct one
Feedback über den Straßenzustand über das Lenksystem zum Fahrer gelangt, wird beispielsweise mittels eines Aktuators, welcher mit dem Lenkeingabemittel wirkverbunden ist, ein solches Feedback simuliert. Solche Aktuatoren sind auch als Feedback-Aktuatoren bekannt und umfassen zur Erzeugung des Feedbacks für den Fahrer eine elektrische Maschine. BeimFeedback about the road condition reaches the driver via the steering system, such feedback is simulated, for example, by means of an actuator which is operatively connected to the steering input means. Such actuators are also known as feedback actuators and include an electric machine to generate feedback for the driver. At the
Betrieb eines Kraftfahrzeugs kann die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb betrieben werden, um ein für den Fahrer wahrnehmbares Lenkwiderstands-Drehmoment zu erzeugen, und in einem Motorbetrieb betrieben werden. In einem Motorbetrieb kann beispielsweise ein für einen Fahrer wahrnehmbares Signal auf die Lenkhandhabe aufgebracht werden, beispielsweise wenn erkannt wird, dass das Kraftfahrzeug eine Fahrspur verlässt. Auch bei einem autonomen oder teilautonomen Fahren, beispielsweise bei einem automatisierten Einparken einesWhen operating a motor vehicle, the electric machine can be operated in a generator mode in order to generate a steering resistance torque that is perceptible to the driver, and can be operated in a motor mode. During engine operation, for example, a signal that can be perceived by a driver can be applied to the steering handle, for example when it is detected that the motor vehicle is leaving a lane. Even with autonomous or semi-autonomous driving, for example with automated parking
Kraftfahrzeugs, kann die elektrische Maschine des Feedback-Aktuators in dem Motorbetrieb betrieben werden.Motor vehicle, the electric machine of the feedback actuator can be operated in engine mode.
Problematisch dabei ist, dass bislang durch eine geeignete Überwachung sichergestellt werden muss, dass der Feedback-Aktuator mit der elektrischen Maschine nicht ungewollt in einemThe problem here is that until now it has to be ensured through suitable monitoring that the feedback actuator does not unintentionally come into contact with the electrical machine
Motorbetrieb betrieben wird, um eine unsichere Fahrsituation zu verhindern.Engine operation is operated to prevent an unsafe driving situation.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertesAgainst this background, it is an object of the present invention to provide an improved one
Verfahren zum Betreiben eines eine elektrische Maschine umfassenden Feedback-Aktuators in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein verbessertes Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, wodurch die Sicherheit für Kraftfahrzeugnutzer vorteilhafterweise erhöht wird.Method for operating a feedback actuator comprising an electric machine in a steering system of a motor vehicle and to provide an improved steer-by-wire steering system for a motor vehicle, thereby advantageously increasing safety for motor vehicle users.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren sowie ein Steer-by-Wire-Lenksystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen derTo solve this problem, a method and a steer-by-wire steering system are proposed according to the independent claims. Further advantageous embodiments of the
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben sowie in denInvention are described in the dependent claims and the description as well as in the
Figuren dargestellt.Figures shown.
Die vorgeschlagene Lösung sieht ein Verfahren zum Betreiben eines eine elektrische Maschine umfassenden Feedback-Aktuators in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vor, wobei derThe proposed solution provides a method for operating a feedback actuator comprising an electric machine in a steering system of a motor vehicle, wherein the
Feedback-Aktuator in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben wird, und wobei die elektrische Maschine ausgebildet ist, in dem Motorbetrieb ein drehzahlabhängiges 5 maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen, wobei in dem Motorbetrieb das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment begrenzt wird, sodass das bereitgestellteFeedback actuator is operated in a motor operation and in a generator operation, and wherein the electric machine is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque in the engine operation, wherein in the engine operation the torque provided by the electric machine is limited, so that the provided
Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment ist. Das maximaleTorque is less than the maximum operating torque. The maximum
Betriebsdrehmoment ist dabei insbesondere ein Drehmoment, das die elektrische Maschine aufgrund ihrer Beschaffenheit für einen Betrieb in dem Motorbetrieb bereitstellen könnte, insbesondere auch für einen Dauerbetrieb, insbesondere ohne durch den Betrieb mit dem maximalen Betriebsdrehmoment beschädigt zu werden. Die Begrenzung des von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb bereitgestellten Drehmoments ist insofern insbesondere keine Begrenzung, die Bauart bedingt wäre, oder die erfolgen würde, um die elektrische Maschine schadlos zu halten. Vielmehr liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, das in dem Motorbetrieb der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment vorteilhafterweise derart zu begrenzen, dass ein Fahrer vorteilhafterweise immer gegen das bereitgestellte Drehmoment gegensteuern und dieses überwinden kann, wenn der Fahrer ein entsprechendes Gegenmoment auf die Lenkhandhabe aufbringt. Ein fehlerhaftes Selbstlenken oder ein fehlerhaft auf die Lenkwelle aufgebrachtes Drehmoment kann somit vorteilhafterweise durch den Fahrer überwunden werden, wodurch die Sicherheit vorteilhafterweise erhöht wird.Operating torque is in particular a torque that the electric machine could provide due to its nature for operation in the motor mode, in particular also for continuous operation, in particular without being damaged by operation with the maximum operating torque. The limitation of the torque provided by the electric machine during engine operation is in particular not a limitation that would be due to the design or that would occur in order to keep the electric machine harmless. Rather, the invention is based on the idea of advantageously limiting the torque provided in the engine operation of the electric machine in such a way that a driver can always advantageously counteract the torque provided and overcome it if the driver applies a corresponding countertorque to the steering handle. Incorrect self-steering or incorrect torque applied to the steering shaft can thus advantageously be overcome by the driver, thereby advantageously increasing safety.
Die Begrenzung des bereitgestellten Drehmoments erfolgt vorteilhafterweise steuerungstechnisch, insbesondere unter Nutzung einer dem Feedback-Aktuator zugeordnetenThe torque provided is advantageously limited by control technology, in particular using a feedback actuator assigned to it
Steuereinheit, wobei die Steuereinheit insbesondere eine entsprechend eingerichteteControl unit, wherein the control unit is in particular an appropriately equipped one
Mikrocontrollereinheit sein kann.Microcontroller unit can be.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass für den Motorbetrieb desAn advantageous embodiment of the method provides that for the engine operation of the
Feedback-Aktuators eine Drehmomentkennlinie vorgegeben wird, wobei das von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb bereitgestellte Drehmoment vorteilhafterweise derart begrenzt wird, dass die Drehmomentkennlinie von dem bereitgestellten Drehmoment nicht überschritten wird. Vorteilhafterweise ist die Drehmomentkennlinie eine drehzahlabhängige Drehmomentkennlinie. Dabei wird vorteilhafterweise bei geringer Drehzahl der elektrischen Maschine ein höheres Drehmoment erlaubt, als bei höheren Drehzahlen.Feedback actuator a torque characteristic is specified, wherein the torque provided by the electric machine in the engine operation is advantageously limited such that the torque characteristic is not exceeded by the torque provided. Advantageously, the torque characteristic is a speed-dependent torque characteristic. In this case, a higher torque is advantageously permitted at low speeds of the electric machine than at higher speeds.
Vorteilhafterweise ist es hierdurch für einen Fahrer weiter vereinfacht, ein fehlerhaft erzeugtesThis advantageously makes it even easier for a driver to prevent an incorrectly generated signal
Motormoment zu überwinden, wodurch die Sicherheit weiter verbessert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass ab einem vorgegebenen Drehzahlwert das bereitstellbare Drehmoment für sämtliche darüber liegenden Drehzahlen auf einen konstanten Wert begrenzt wird.To overcome engine torque, which further improves safety. In particular, it is provided that from a predetermined speed value the torque that can be provided is limited to a constant value for all speeds above this.
Vorteilhafterweise wird das in dem Motorbetrieb der elektrischen Maschine bereitgestellteThis is advantageously provided in the engine operation of the electric machine
4 BE2022/55234 BE2022/5523
Drehmoment derart begrenzt, dass es niedriger ist, als ein in dem Generatorbetrieb der elektrischen Maschine maximal bereitstellbares Lenkwiderstands-Drehmoment.Torque limited in such a way that it is lower than a maximum steering resistance torque that can be provided in the generator operation of the electric machine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb des Feedback-Aktuators bereitgestellteAccording to a further advantageous embodiment, it is provided that the feedback actuator provided by the electric machine in the motor operation
Drehmoment begrenzt wird, insbesondere zusätzlich begrenzt wird, wenn eine vorgegebeneTorque is limited, in particular additionally limited if a predetermined
Beschleunigung einer Drehung einer Lenkwelle des Lenksystems in dem Motorbetrieb überschritten wird. Vorteilhafterweise wird hierdurch die Sicherheit weiter erhöht.Acceleration of a rotation of a steering shaft of the steering system is exceeded in the engine operation. Advantageously, this further increases security.
Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das von der elektrischen Maschine in demA further advantageous embodiment provides that the electrical machine in which
Motorbetrieb des Feedback-Aktuators bereitgestellte Drehmoment begrenzt wird, insbesondere zusätzlich begrenzt wird, wenn eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit einer Lenkwelle desMotor operation of the feedback actuator provided torque is limited, in particular additionally limited when a predetermined rotational speed of a steering shaft of the
Lenksystems in dem Motorbetrieb überschritten wird. Vorteilhafterweise wird hierdurch dieSteering system in engine operation is exceeded. This advantageously results in the
Sicherheit weiter erhöht.Security further increased.
Weiter vorteilhaft wird bei einer Drehgeschwindigkeit einer Lenkwelle des Lenksystems in einemIt is further advantageous at a rotational speed of a steering shaft of the steering system in one
Intervall zwischen 100 deg/sec (deg: degree (Grad); sec: second (Sekunde)) und 150 deg/sec das von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb des Feedback-Aktuators bereitgestellteInterval between 100 deg/sec (deg: degree (degree); sec: second (second)) and 150 deg/sec provided by the electric machine in the motor operation of the feedback actuator
Drehmoment auf einen Wert begrenzt, insbesondere auf einen Wert in einem Intervall zwischen 3 Nm (Nm: Newtonmeter) und 5 Nm begrenzt. Vorteilhafterweise erfolgt die Begrenzung dabei gemäß einer vorgegebenen Kennlinie, wobei vorteilhafterweise die Begrenzung mit zunehmender Drehgeschwindigkeit zunimmt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dasTorque limited to a value, in particular limited to a value in an interval between 3 Nm (Nm: Newton meter) and 5 Nm. The limitation advantageously takes place according to a predetermined characteristic curve, the limitation advantageously increasing as the rotational speed increases. In particular, it can be provided that
Drehmoment bei einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle von 100 deg/sec auf 5 Nm begrenzt wird und vorteilhafterweise bei einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle von 150 deg/sec auf 3Nm begrenzt wird. Die Begrenzung des Drehmoments zwischen einer Drehgeschwindigkeit von 100 deg/sec und 150 deg/sec erfolgt vorteilhafterweise kontinuierlich von 5 Nm auf 3 Nm.Torque is limited to 5 Nm at a rotational speed of the steering shaft of 100 deg/sec and is advantageously limited to 3Nm at a rotational speed of the steering shaft of 150 deg/sec. The limitation of the torque between a rotational speed of 100 deg/sec and 150 deg/sec is advantageously carried out continuously from 5 Nm to 3 Nm.
Insbesondere wird bei einem Überschreiten einer Drehgeschwindigkeit einer Lenkwelle desIn particular, if a rotational speed of a steering shaft is exceeded
Lenksystems von 150 deg/sec das von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb desSteering system of 150 deg/sec from the electric machine in the engine operation of the
Feedback-Aktuators bereitgestellte Drehmoment weiter begrenzt, insbesondere auf einen Wert von 0 Nm begrenzt. Das heißt, dass bei einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle, die mehr als 150 deg/sec beträgt, vorteilhafterweise kein Motorbetrieb mehr erfolgt. Vorteilhafterweise wird hierdurch die Sicherheit weiter erhöht.The torque provided by the feedback actuator is further limited, in particular limited to a value of 0 Nm. This means that at a rotational speed of the steering shaft that is more than 150 deg/sec, the engine is advantageously no longer operated. Advantageously, this further increases security.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass einAccording to a further advantageous embodiment of the method it is provided that a
Motorbetrieb des Feedback-Aktuators auf die folgenden Betriebssituationen beschränkt wird:Motor operation of the feedback actuator is limited to the following operating situations:
Rückstellen einer Lenkhandhabe des Lenksystems in eine Ausgangsposition und/oderReturning a steering handle of the steering system to a starting position and/or
> BE2022/5523> BE2022/5523
Einbringen einer Vibration in eine Lenkhandhabe des Lenksystems als Hinweisfunktion. DasIntroducing a vibration into a steering handle of the steering system as an indication function. The
Rückstellen der Lenkhandhabe in die Ausgangsposition meint insbesondere das Rückstellen der Lenkhandhabe in eine Mittenposition, in der eine Geradeausfahrt eines Kraftfahr erfolgt.Returning the steering handle to the starting position means in particular returning the steering handle to a central position in which a motor vehicle can drive straight ahead.
Das Einbringen einer Vibration in eine Lenkhandhabe des Lenksystems als Hinweisfunktion kann insbesondere von Assistenzsystemen des Kraftfahrzeugs initiiert werden, beispielsweise von einem Spurhalteassistenten bei einem Erkennen eines möglichen Verlassens der Fahrspur.The introduction of a vibration into a steering handle of the steering system as an indication function can be initiated in particular by assistance systems of the motor vehicle, for example by a lane keeping assistant when a possible lane departure is detected.
Vorteilhafterweise sind für die genannten Betriebssituationen keine hohen Drehmomente beimAdvantageously, there are no high torques for the operating situations mentioned
Betrieb der elektrischen Maschine des Feedback-Aktuators im Motorbetrieb erforderlich. DieOperation of the electric machine of the feedback actuator in motor operation is required. The
Sicherheit durch diese weitere Beschränkung wird somit vorteilhafterweise weiter erhöht.Security through this further restriction is thus advantageously further increased.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in dem Generatorbetrieb des Feedback-Aktuators ein von der elektrischen Maschine bereitstellbares einenA further advantageous embodiment of the method provides that in the generator operation of the feedback actuator a device that can be provided by the electrical machine
Lenkwiderstand erzeugendes = drehzahlabhängiges maximales Lenkwiderstands-Steering resistance generating = speed-dependent maximum steering resistance
Betriebsdrehmoment erlaubt wird. Das maximale Lenkwiderstands-Betriebsdrehmoment ist dabei insbesondere ein Lenkwiderstands-Drehmoment, das die elektrische Maschine aufgrund inrer Beschaffenheit für einen Betrieb in dem Generatorbetrieb bereitstellen könnte, insbesondere auch für einen Dauerbetrieb, insbesondere ohne durch den Betrieb mit dem maximalen Lenkwiderstands-Betriebsdrenmoment beschädigt zu werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass für den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine höhere Drehmomente erlaubt sind, als für den Motorbetrieb der elektrischen Maschine des Feedback-Aktuators.Operating torque is allowed. The maximum steering resistance operating torque is in particular a steering resistance torque that the electric machine could provide due to its nature for operation in the generator mode, in particular also for continuous operation, in particular without being damaged by operation with the maximum steering resistance operating torque. In particular, it is provided that higher torques are permitted for the generator operation of the electric machine than for the motor operation of the electric machine of the feedback actuator.
Insbesondere ist vorgesehen, dass in dem Generatorbetrieb das maximale Lenkwiderstands-In particular, it is provided that in generator operation the maximum steering resistance
Betriebsdrehmoment einen Wert in einem Intervall zwischen 15 Nm und 30 Nm aufweist.Operating torque has a value in an interval between 15 Nm and 30 Nm.
Vorteilhafterweise wird das maximale Lenkwiderstands-Betriebsdrenmoment mit zunehmenderAdvantageously, the maximum steering resistance operating torque increases
Drehzahl kontinuierlich von 30Nm auf 15Nm reduziert, insbesondere gemäß einer vorgegebenen Kennlinie. Vorteilhafterweise ist hierdurch das Lenkgefühl für den Fahrer verbessert.Speed continuously reduced from 30Nm to 15Nm, in particular according to a specified characteristic curve. This advantageously improves the steering feel for the driver.
Das des Weiteren mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Lenkwelle, eine drehfest an der Lenkwelle angeordneteThe steer-by-wire steering system for a motor vehicle further proposed by the present invention comprises a steering shaft, which is arranged in a rotationally fixed manner on the steering shaft
Lenkhandhabe und einen eine elektrische Maschine aufweisenden Feedback-Aktuator, der ausgebildet ist, in einem Motorbetrieb und in einem Generatorbetrieb betrieben zu werden und dabei ein Drehmoment beziehungsweise ein Lenkwiderstands-Drehmoment auf die Lenkwelle auszuüben. Die elektrische Maschine ist dabei ausgebildet, in dem Motorbetrieb ein drehzahlabhängiges maximales Betriebsdrehmoment bereitzustellen, wobei das Steer-by-Wire-Steering handle and a feedback actuator having an electric machine, which is designed to be operated in a motor mode and in a generator mode and thereby exert a torque or a steering resistance torque on the steering shaft. The electric machine is designed to provide a speed-dependent maximum operating torque during engine operation, with the steer-by-wire
Lenksystem ausgebildet ist, den Feedback-Aktuator gemäß einem erfindungsgemäBenSteering system is designed, the feedback actuator according to an inventive
Verfahren zu betreiben, insbesondere gemäB einem Verfahren, welches die vorstehendTo operate a process, in particular according to a process which has the above
6 BE2022/5523 genannten Merkmale einzeln oder in Kombination aufweist. Insbesondere ist das Steer-by-6 BE2022/5523 has the features mentioned individually or in combination. In particular, the steer-by
Wire-Lenksystem ausgebildet, in dem Motorbetrieb das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment zu begrenzen, sodass das bereitgestellte Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment ist. Die elektrische Maschine ist insbesondere einWire steering system is designed to limit the torque provided by the electric machine during engine operation, so that the torque provided is smaller than the maximum operating torque. The electric machine is in particular a
Synchronmotor, insbesondere ein Permanentmagnet-Synchronmotor. Mit dem vorgeschlagenen Steer-by-Wire-Lenksystem wird die Sicherheit für Kraftfahrzeugnutzer vonSynchronous motor, especially a permanent magnet synchronous motor. The proposed steer-by-wire steering system will ensure safety for motor vehicle users
Kraftfahrzeugen mit einem solchen Steer-by-Wire-Lenksystem vorteilhafterweise erhöht.Motor vehicles with such a steer-by-wire steering system are advantageously increased.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Steer-by-Wire-Lenksystem eine elektronische Schaltung, die ausgebildet ist, einen Strom beziehungsweise eine Spannung zumAccording to an advantageous embodiment, the steer-by-wire steering system comprises an electronic circuit that is designed to supply a current or a voltage
Betreiben der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb beim Betreiben des Feedback-Operating the electric machine in motor mode when operating the feedback
Aktuators schaltungstechnisch zu begrenzen. Durch die Begrenzung des Stroms beziehungsweise der Spannung in dem Motorbetrieb wird vorteilhafterweise auch das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment begrenzt, sodass das bereitgestellteLimit the actuator in terms of circuitry. By limiting the current or voltage in motor operation, the torque provided by the electric machine is advantageously also limited, so that the torque provided
Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bauteile der elektronischen Schaltung derart dimensioniert sind, dass eine dauerhafte, durch die Bauteile bedingte, fest vorgegebene Begrenzung des Stroms beziehungsweise der Spannung erfolgt. Vorteilhafterweise ist hierdurch eine gleichbleibendeTorque is less than the maximum operating torque. In particular, it can be provided that the components of the electronic circuit are dimensioned in such a way that there is a permanent, fixed limitation of the current or voltage caused by the components. This advantageously results in a constant
Begrenzung des von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmoments, sodass das bereitgestellte Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment ist, gewährleistet und somit die Sicherheit weiter erhöht.Limitation of the torque provided by the electric machine, so that the torque provided is smaller than the maximum operating torque, is guaranteed and thus further increases safety.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Steer-by-Wire-Lenksystem alternativ oder zusätzlich eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Feedback-Aktuators umfasst, wobei dieA further advantageous embodiment provides that the steer-by-wire steering system alternatively or additionally comprises a control unit for controlling the feedback actuator, wherein the
Steuereinheit vorteilhafterweise eingerichtet ist, durch eine Ansteuerung der elektrischenControl unit is advantageously set up by controlling the electrical
Maschine in dem Motorbetrieb das von der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb desMachine in the engine operation of the electric machine in the engine operation of the
Feedback-Aktuators bereitgestellte Drehmoment beim Betreiben des Feedback-Aktuators zu begrenzen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Steuereinheit eine ECU (ECU: ElectronicTo limit the torque provided by the feedback actuator when operating the feedback actuator. In particular, it is provided that the control unit has an ECU (ECU: Electronic
Control Unit), weiter insbesondere eine entsprechend eingerichtete Mikrocontrollereinheit, ist.Control unit), further in particular a correspondingly configured microcontroller unit.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante ist die Steuereinheit vorteilhafterweise derart eingerichtet, dass in dem Motorbetrieb das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment begrenzt wird, sodass das bereitgestellte Drehmoment kleiner als das maximaleAccording to one embodiment variant, the control unit is advantageously set up in such a way that the torque provided by the electric machine is limited during engine operation, so that the torque provided is smaller than the maximum
Betriebsdrehmoment ist, wenn eine Diagnoseeinrichtung ein mögliches Problem im Hinblick auf die Funktionalität des Feedback-Aktuators erkannt hat. Vorteilhafterweise ist hierdurch dieOperating torque is when a diagnostic device has identified a possible problem with the functionality of the feedback actuator. This is advantageous
Sicherheit weiter erhöht.Security further increased.
7 BE2022/55237 BE2022/5523
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden imFurther advantageous details, features and design details of the invention are described in
Zusammenhang mit den in den Figuren (Fig.: Figur) dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:Connection with the exemplary embodiments shown in the figures (Fig.: Figure) explained in more detail. This shows:
Fig.1 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-Lenksystem; und1 shows a simplified perspective view of an exemplary embodiment of a steer-by-wire steering system designed according to the invention; and
Fig. 2 in einer Diagrammdarstellung ein Ausführungsbeispiel für eine bei der Ausführung eines Verfahrens zum Betreiben eines eine elektrische Maschine umfassendenFig. 2 is a diagrammatic representation of an exemplary embodiment of a method for operating an electrical machine when executing a method
Feedback-Aktuators in einem Lenksystem erfindungsgemäB vorgesehene Begrenzung des von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmoments.Feedback actuator in a steering system according to the invention limits the torque provided by the electric machine.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Steer-by-Wire-1 shows an exemplary embodiment of a steer-by-wire system designed according to the invention.
Lenksystem 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 umfasst eineSteering system 1 for a motor vehicle shown. The steer-by-wire steering system 1 includes one
Lenksäule mit einer Lenkwelle 2, wobei an einem Ende der Lenkwelle 2 eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 7 drehfest angeordnet ist. Über die Lenkhandhabe 7 kann einSteering column with a steering shaft 2, a steering handle 7 designed as a steering wheel being arranged in a rotationally fixed manner at one end of the steering shaft 2. You can use the steering handle 7
Fahrer einen Lenkbefehl vorgeben. Die Lenkhandhabe lässt sich dabei in bekannter Weise drehen, um ein Drehmoment als Lenkbefehl in die Lenkwelle 2 einzubringen, der sensorisch erfasst wird, wobei insbesondere Sensorsignale S1 bezüglich eines aufgebrachtenGive the driver a steering command. The steering handle can be rotated in a known manner in order to introduce a torque as a steering command into the steering shaft 2, which is detected by sensors, in particular sensor signals S1 relating to an applied
Drehwinkels, eines aufgebrachten Drenmoments und einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 2 erfasst werden.Angle of rotation, an applied torque and a rotational speed of the steering shaft 2 are recorded.
Des Weiteren umfasst das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 in diesem Ausführungsbeispiel einFurthermore, the steer-by-wire steering system includes 1 in this exemplary embodiment
Lenkgetriebe 3 mit einem als Lenkritzel ausgebildeten Lenksteller 5 und einen als Zahnstange ausgebildeten Koppelelement 6. Der Lenksteller 5 umfasst dabei einen Elektromotor 9, der insbesondere als dreiphasiger Permanentmagnet-Synchronmotor ausgebildet sein kann. Mit dem Elektromotor 9 lässt sich der Lenksteller 5 zur Einwirkung auf das Koppelelement 6 und zur Auslösung einer Lenkbewegung von lenkbaren Rädern 4, die insbesondere überSteering gear 3 with a steering actuator 5 designed as a steering pinion and a coupling element 6 designed as a rack. The steering actuator 5 includes an electric motor 9, which can in particular be designed as a three-phase permanent magnet synchronous motor. With the electric motor 9, the steering actuator 5 can be used to act on the coupling element 6 and to trigger a steering movement of steerable wheels 4, which in particular
Spurstangen 8 mit dem Koppelelement 6 verbunden sind, antreiben. Die Spurstangen 8 selbst sind in bekannter Weise über Achsschenkel mit je einem gelenkten Rad 4 verbunden.Tie rods 8 are connected to the coupling element 6, drive. The tie rods 8 themselves are each connected to a steered wheel 4 in a known manner via steering knuckles.
In einem Normalbetriebsmodus des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 werden die erfasstenIn a normal operating mode of the steer-by-wire steering system 1, the detected
Sensorsignale S1 als erfasster Lenkbefehl an eine Steuereinheit 12 des Steer-by-Wire-Sensor signals S1 as a detected steering command to a control unit 12 of the steer-by-wire
Lenksystems 1, insbesondere eine ECU (ECU: Electronic Control Unit), gesendet. DieSteering system 1, in particular an ECU (ECU: Electronic Control Unit), sent. The
Steuereinheit 12 generiert insbesondere basierend auf den empfangenen Sensorsignalen S1 ein Steuersignal C2. Das Steuersignal C2 wird zur Umsetzung des erfassten Lenkbefehls in dieControl unit 12 generates a control signal C2, in particular based on the received sensor signals S1. The control signal C2 is used to convert the detected steering command into the
Lenkbewegung der lenkbaren Räder 4 an den Elektromotor 9 des Lenkstellers 5 gesendet. DerSteering movement of the steerable wheels 4 is sent to the electric motor 9 of the steering actuator 5. The
Elektromotor 9 setzt das empfangene Steuersignal C2 daraufhin in eine Rotationsbewegung des Lenkstellers 5 um, wobei der Lenksteller 5 diese Rotationsbewegung in eine entsprechende translatorische Bewegung des Koppelelements 6, umsetzt, die zur Einstellung des Lenkwinkels der lenkbaren Räder 4 führt. 5Electric motor 9 then converts the received control signal C2 into a rotational movement of the steering actuator 5, with the steering actuator 5 converting this rotational movement into a corresponding translational movement of the coupling element 6, which leads to the adjustment of the steering angle of the steerable wheels 4. 5
Das Steer-by-Wire-Lenksystems 1 umfasst des Weiteren einen eine elektrische Maschine 11 aufweisenden Feedback-Aktuator 10, der ausgebildet ist, in einem Motorbetrieb M1, M2 und in einem Generatorbetrieb G1, G2 betrieben zu werden und dabei ein Drehmoment beziehungsweise ein Lenkwiderstands-Drehmoment auf die Lenkwelle 2 auszuüben, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch weiter erläutert wird. Die elektrische Maschine 11 ist dabei dafür ausgelegt, in dem Motorbetrieb M1, M2 ein drehzahlabhängiges maximalesThe steer-by-wire steering system 1 further comprises a feedback actuator 10 having an electric machine 11, which is designed to be operated in a motor operation M1, M2 and in a generator operation G1, G2 and thereby generate a torque or a steering resistance -To exert torque on the steering shaft 2, as will be explained further below with reference to FIG. 2. The electric machine 11 is designed to have a speed-dependent maximum in engine operation M1, M2
Betriebsdrehmoment BD_max bereitzustellen, wobei in dem Motorbetrieb M1, M2 das von der elektrischen Maschine 11 bereitgestellte Drenmoment begrenzt wird, sodass das bereitgestellteTo provide operating torque BD_max, wherein in the engine operation M1, M2 the torque provided by the electric machine 11 is limited, so that the provided
Drehmoment kleiner als das maximale Betriebsdrehmoment BD_max ist.Torque is smaller than the maximum operating torque BD_max.
In Fig. 2 ist ein kartesisches Koordinatensystem mit einer Abszissenachse und einerIn Fig. 2 is a Cartesian coordinate system with an abscissa axis and a
Ordinatenachse dargestellt, wobei auf der Abszissenachse eine Drehzahl w der Lenkwelle 2 desThe ordinate axis is shown, with a speed w of the steering shaft 2 on the abscissa axis
Steer-by-Wire-Lenksystems 1 und auf der Ordinatenachse ein Drehmoment NM, das von der elektrischen Maschine 11 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 erzeugt wird, aufgetragen ist. Der positive Abschnitt der Abszissenachse beschreibt dabei in diesem Ausführungsbeispiel eineSteer-by-wire steering system 1 and a torque NM, which is generated by the electric machine 11 of the steer-by-wire steering system 1, is plotted on the ordinate axis. In this exemplary embodiment, the positive section of the abscissa axis describes a
Rechtsdrehung der Lenkwelle 2 und der negative Abschnitt der Abszissenachse eineClockwise rotation of the steering shaft 2 and the negative section of the abscissa axis one
Linksdrehung der Lenkwelle 2. In dem ersten Quadranten und dem dritten Quadranten desLeft rotation of the steering shaft 2. In the first quadrant and the third quadrant of the
Koordinatensystems ist dabei ein Motorbetrieb M1, M2 der elektrischen Maschine 11 dargestellt und in dem zweiten Quadranten und dem vierten Quadranten ein Generatorbetrieb G2, G1 der elektrischen Maschine 11.Coordinate system shows a motor operation M1, M2 of the electric machine 11 and in the second quadrant and the fourth quadrant a generator operation G2, G1 of the electric machine 11.
Dabei ist in dem ersten und dem dritten Quadranten des Koordinatensystems gestrichelt das maximale Betriebsdrehmoment BD_max dargestellt, welches von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 grundsätzlich bereitgestellt werden könnte. Allerdings wird das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 bereitgestellte Drehmoment derart begrenzt, dass die vorgegebene Drehmomentkennlinie DK von dem bereitgestelltenThe maximum operating torque BD_max, which could in principle be provided by the electric machine 11 in engine operation M1, M2, is shown in dashed lines in the first and third quadrants of the coordinate system. However, the torque provided by the electric machine 11 in the engine operation M1, M2 is limited in such a way that the predetermined torque characteristic DK is different from that provided
Drehmoment nicht überschritten wird. Die Drehmomentkennlinie DK ist dabei in diesemTorque is not exceeded. The torque characteristic DK is in this
Ausführungsbeispiel eine Drehzahl w abhängige Drehmomentkennlinie. DieEmbodiment a speed w-dependent torque characteristic. The
Drehmomentkennlinie fällt dabei bis zu einer vorgegebenen Drehzahl w1 steil ab, insbesondere auf einen Wert von 3,5 Nm, und wird dann bis zu einer Drehzahl w2 konstant auf diesem Wert gehalten, um dann bis zu einer Drehzahl w_max auf 0 Nm abzufallen.The torque characteristic curve drops steeply up to a predetermined speed w1, in particular to a value of 3.5 Nm, and is then kept constant at this value up to a speed w2, and then drops to 0 Nm up to a speed w_max.
9 BE2022/55239 BE2022/5523
Dagegen wird in dem Generatorbetrieb G1, G2 des Feedback-Aktuators 10 ein von der elektrischen Maschine 11 bereitstellbares, einen Lenkwiderstand erzeugendes, drehzahlabhängiges maximales Lenkwiderstands-Betriebsdrenmoment LD max erlaubt.In contrast, in the generator operation G1, G2 of the feedback actuator 10, a speed-dependent maximum steering resistance operating torque LD max that can be provided by the electric machine 11 and generates a steering resistance is permitted.
Insbesondere kann das maximale Lenkwiderstands-Betriebsdrehmoment LD max bei niedrigen Drehzahlen 30 Nm betragen und bei hohen Drehzahlen auf immer noch bis zu 15 Nm absinken. Jenseits der Drehzahl w_max fällt auch das maximale Lenkwiderstands-In particular, the maximum steering resistance operating torque LD max can be 30 Nm at low speeds and can still drop to up to 15 Nm at high speeds. Beyond the speed w_max, the maximum steering resistance also falls
Betriebsdrehmoment auf 0 Nm ab.Operating torque drops to 0 Nm.
Insbesondere kann der Feedback-Aktuator im Generatorbetrieb G1, G2 ein Lenkwiderstands-In particular, the feedback actuator in generator operation G1, G2 can have a steering resistance
Drehmoment bereitstellen, um einem Fahrer ein natürliches Lenkgefühl zu vermitteln. Zudem kann mittels der elektrischen Maschine 11 des Feedback-Aktuators 10 die Lenkhandhabe 7 imProviding torque to give a driver a natural steering feel. In addition, the steering handle 7 can be adjusted using the electric machine 11 of the feedback actuator 10
Motorbetrieb M1, M2 nach einer Lenkbewegung wieder in die Ausgangsposition, bei der die lenkbaren Räder 4 eines Kraftfahrzeugs in Geradeausfahrtrichtung ausgerichtet sind, zurückbewegen. Des Weiteren kann mittels der elektrischen Maschine 11 des Feedback-Motor operation M1, M2 move back to the starting position after a steering movement, in which the steerable wheels 4 of a motor vehicle are aligned in the straight-ahead direction. Furthermore, by means of the electrical machine 11 of the feedback
Aktuators 10 im Motorbetrieb M1, M2 eine Vibration in die Lenkhandhabe 7 des Steer-by-Wire-Actuator 10 in engine operation M1, M2 causes a vibration in the steering handle 7 of the steer-by-wire
Lenksystems 1 als Hinweisfunktion eingebracht werden. Vorzugsweise ist der Motorbetrieb M1,Steering system 1 can be introduced as an indication function. Preferably the engine operation is M1,
M2 des Feedback-Aktuators auf diese vorgenannten Betriebssituationen beschränkt.M2 of the feedback actuator is limited to these aforementioned operating situations.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 12 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 auch zur Ansteuerung des Feedback-Aktuators 10 ausgebildet ist. Die Steuereinheit 12 ist dabei zusätzlich eingerichtet, durch eine Ansteuerung der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 des Feedback-Aktuators 10 bereitgestellte Drehmoment beimIn the exemplary embodiment shown in FIG. 1 it is provided that the control unit 12 of the steer-by-wire steering system 1 is also designed to control the feedback actuator 10. The control unit 12 is additionally set up to control the torque provided by the electric machine 11 in the motor operation M1, M2 of the feedback actuator 10 by controlling the electric machine 11 in the motor operation M1, M2
Betreiben des Feedback-Aktuators 10 zu begrenzen, insbesondere wie in Fig. 2 gezeigt. Dazu sende die Steuereinheit ein Steuersignal C1 an die elektrische Maschine 11. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass das Steer-by-Wire-Lenksystem 1 eine elektronische Schaltung umfasst, die ausgebildet ist, einen Strom und/oder eine Spannung zum Betreiben der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 beim Betreiben des Feedback-Aktuators 10 schaltungstechnisch zu begrenzen, um auf diese Weise das von der elektrischen Maschine 11 bereitstellbare Drehmoment zu limitieren.Limit operation of the feedback actuator 10, in particular as shown in Fig. 2. To do this, the control unit sends a control signal C1 to the electric machine 11. In particular, it can also be provided that the steer-by-wire steering system 1 comprises an electronic circuit that is designed to provide a current and/or a voltage for operating the electric machine 11 in the motor operation M1, M2 when operating the feedback actuator 10 in order to limit the torque that can be provided by the electric machine 11 in this way.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, die empfangenen Sensorsignale S1 auszuwerten, und das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 bereitgestellte Drehmoment situativ zu begrenzen. So wird das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 des Feedback-Aktuators 10 bereitgestellte Drehmoment durch das Steuersignal C1 zudem begrenzt, wenn die Steuereinheit 12 erkannt hat, dass eine vorgegebene Beschleunigung einer Drehung der Lenkwelle 2 desIn the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the control unit 12 is designed to evaluate the received sensor signals S1 and to limit the torque provided by the electric machine 11 in the motor operation M1, M2 depending on the situation. The torque provided by the electric machine 11 in the motor operation M1, M2 of the feedback actuator 10 is also limited by the control signal C1 when the control unit 12 has recognized that a predetermined acceleration of a rotation of the steering shaft 2 of the
10 BE2022/552310 BE2022/5523
Steer-by-Wire-Lenksystems 1 in dem Motorbetrieb M1, M2 überschritten wird. Des Weiteren wird das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 bereitgestellteSteer-by-wire steering system 1 is exceeded in the engine operation M1, M2. Furthermore, that provided by the electric machine 11 in the engine operation M1, M2
Drehmoment durch eine Anpassung des Steuersignals C1 begrenzt, wenn die Steuereinheit 12 erkannt hat, dass eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 2 des Steer-by-Wire-Torque limited by adjusting the control signal C1 when the control unit 12 has recognized that a predetermined rotational speed of the steering shaft 2 of the steer-by-wire
Lenksystems 1 in dem Motorbetrieb M1, M2 überschritten wird. So ist insbesondere vorgesehen, dass das von der elektrischen Maschine 11 in dem Motorbetrieb M1, M2 bereitgestellte Drehmoment von der Steuereinheit 12 bei einer Drehgeschwindigkeit derSteering system 1 is exceeded in the engine operation M1, M2. In particular, it is provided that the torque provided by the electric machine 11 in motor operation M1, M2 is provided by the control unit 12 at a rotational speed of
Lenkwelle 2 Steer-by-Wire-Lenksystems 1 in einem Intervall zwischen 100 deg/sec und 150 deg/sec auf einen Wert in einem Intervall zwischen 3 Nm und 5 Nm begrenzt wird. Bei einemSteering shaft 2 steer-by-wire steering system 1 is limited in an interval between 100 deg/sec and 150 deg/sec to a value in an interval between 3 Nm and 5 Nm. At a
Überschreiten der Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 2 des Steer-by-Wire-Lenksystems 1 von 150 deg/sec wird das Steuersignal C1 von der Steuereinheit 12 weiter derart angepasst, dass in dem Motorbetrieb M1, M2 kein Drehmoment mehr von der elektrischen Maschine 11 bereitgestellt wird. Das Drehmoment wird also auf einen Wert von 0 Nm begrenzt.If the rotational speed of the steering shaft 2 of the steer-by-wire steering system 1 exceeds 150 deg/sec, the control signal C1 is further adjusted by the control unit 12 in such a way that no more torque is provided by the electric machine 11 in the motor operation M1, M2. The torque is therefore limited to a value of 0 Nm.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläutertenThose shown in the figures and explained in connection with them
Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.Exemplary embodiments serve to explain the invention and are not limiting for it.
N BE2022/5523N BE2022/5523
Bezugszeichenliste 1 Lenksystem 2 Lenkwelle 3 Lenkgetriebe 4 lenkbares Rad 5 Lenksteller 6 Koppelelement 7 Lenkhandhabe 8 Spurstange 9 Elektromotor des Lenkgetriebes (3) 10 Feedback-Aktuator 11 elektrische Maschine des Feedback-Aktuators (10) 12 SteuereinheitList of reference symbols 1 steering system 2 steering shaft 3 steering gear 4 steerable wheel 5 steering actuator 6 coupling element 7 steering handle 8 tie rod 9 electric motor of the steering gear (3) 10 feedback actuator 11 electric machine of the feedback actuator (10) 12 control unit
M1,M2 MotorbetriebM1,M2 motor operation
G1,G2 GeneratorbetriebG1,G2 generator operation
BD_max maximales BetriebsdrehmomentBD_max maximum operating torque
DK DrehmomentkennlinieDK torque characteristic
LD max maximales Lenkwiderstands-Betriebsdrehmoment u Abszisse (Drehzahl)LD max maximum steering resistance operating torque u abscissa (speed)
NM Ordinate (Drehmoment) s1 SensorsignaleNM ordinate (torque) s1 sensor signals
C1 Steuersignale für den Feedback-AktuatorC1 Control signals for the feedback actuator
C2 Steuersignale für den LenkstellerC2 control signals for the steering actuator
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