CN107458455B - 转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法 - Google Patents

转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107458455B
CN107458455B CN201710413929.0A CN201710413929A CN107458455B CN 107458455 B CN107458455 B CN 107458455B CN 201710413929 A CN201710413929 A CN 201710413929A CN 107458455 B CN107458455 B CN 107458455B
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
steering
internal resistance
angular velocity
electric machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710413929.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107458455A (zh
Inventor
D.德赖尔
J.齐恩特克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN107458455A publication Critical patent/CN107458455A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107458455B publication Critical patent/CN107458455B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor

Abstract

本发明涉及转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法，具体而言涉及一种转向系统，带有电机、逆变器、电的车载网络以及至少一个控制器，其中如此构造控制器，即使得如此操控逆变器，即使得电机产生转向力矩，以为了调整在车轮处的期望的转向角，其中电的车载网络具有至少一个电池、发电机以及至少一个消耗器，其中转向系统具有用于获取至少一个电池的内电阻的设备以及用于获取转向角速度的设备，其中如此构造用于获取转向角速度的设备，即使得获取以发电的方式在电机处作用的转向角速度，其中如此构造控制器，即使得取决于获取的内电阻如此操控逆变器，即使得电机以电动机驱动的方式施加衰减力，该衰减力抵抗转向角速度。

Description

转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法
技术领域
本发明涉及一种转向系统、一种控制器以及一种用于保护免于过电压的方法。
背景技术
已知这样的转向系统，即该转向系统具有电机、逆变器(Wechselrichter)、电的车载网络以及至少一个控制器。电机在此作为伺服马达工作并且产生转向力矩或辅助转向力矩，以为了调整期望的转向角。例如为此伺服马达通过传动机构与齿条连接。在车载网络中的电池和发电机的直流电压通过逆变器转变成用于电机的交流电压信号。
马达通常作为发电机工作，当该发电机的转动柄杆通过外部的力转动时，该发电机产生感应的电压。当车辆的轮胎碰到阻碍时，在车辆的电的伺服转向系统中马达例如通过外部的力转动。在该情况中感应的电压通过在逆变器中的换流器切换回路供应回车载网络中并且电流流动到电池中。在此这样的问题能够出现，即逆变器由于故障而断开。在这样的情况中感应的电压能够非常强烈地增加，这能够导致在逆变器中的电子设备的毁坏。
例如从文件DE 10 2013 103 016 A1中已知这种类型的转向系统，其中存在多个线圈组，从而通过至少一个换流器切换回路能够维持到电池的再生的路径。
从文件DE 10 2007 055 849 A1中已知一种用于后轴转向的衰减的装置，在该装置中电动机作用于用于后轮的转向机构。装置具有电路，借助于该电路电动机可置于到发电机运行中以用于建立后轴转向的可靠的状态，尤其用于后轴的缓冲的启用(Freischaltung)，从而电动机产生对转向机构起衰减作用的制动力矩。
发明内容
本发明的技术上的问题在于，创造一种转向系统和一种为此合适的控制器，在其中进一步降低过电压的危险。另一问题是，提供一种用于保护免于在转向系统中的过电压的方法供使用。
技术上的问题的解决方案通过根据本发明的转向系统、根据本发明的控制器以及根据本发明的方法得出。
转向系统具有电机、逆变器、电的车载网络以及控制器，其中如此构造所述控制器，即使得如此操控逆变器，即使得电机产生转向力矩，以为了调整期望的转向角。在此电的车载网络具有至少一个电池、发电机以及至少一个消耗器，其中控制器也能够是电的车载网络的消耗器。
另外转向系统具有用于获取所述至少一个电池的内电阻的设备以及用于获取转向角速度的设备，其中如此构造用于获取转向角速度的设备，即使得获取以发电的方式(generatorisch)在电机处作用的转向角速度。如此构造控制器，即使得取决于获取的内电阻如此操控逆变器，即使得电机以电动机驱动的方式(motorisch)施加衰减力，该衰减力抵抗转向角速度。本发明的基本思想在此是，只要电池能够接收产生的电流，在电机处的以发电的方式感应的电压基本上是非临界的。如果反之电池是损坏的或电池线缆是断裂的或损坏的，则电池不能够接收电流。这导致车载网络电压的提高，车载网络电压的提高能够导致联接的消耗器的毁坏。如果现在探测电池的提高的内电阻，则感应的电压通过起抵抗作用的衰减力减小，从而在理想情况中没有电压感应。在此在行驶期间发电机供应对此必需的电能。优选地转向角速度通过在电机处的转子位置传感器的角度信号的时间上的导数获取。
在一种实施方式中存储用于内电阻的阈值，其中如此构造控制器，即使得只有当获取的内电阻超过阈值时，才抵抗转向角速度。由此保证了，在电池运转时电流能够再生地回收利用。
在此能够设置成，在超过阈值时如此设计衰减力，即使得该衰减力完全地阻止感应的电压，要不然该衰减力取决于内电阻的值匹配地减小感应的电压。在该情况中优选地存在另一阈值，在超过该另一阈值时完全地平衡感应的电压。
在另一实施方式中取决于探测的车载网络电压获取衰减力。在此适用于，衰减力在车载网络电压提高时同样提高，因为在车载网络电压提高时由于在电机处的感应的电压引起的过电压的危险是更高的。
在另一实施方式中在控制器中存储有起平衡作用的力关于转向角速度的特征线，其中如此构造控制器，即使得从特征线中获取的其平衡作用的力借助于取决于获取的车载网络电压的因子被加权。
附图说明
随后根据优选的实施例更详细地解释本发明。
图1示出了转向系统的示意性的方框图，并且
图2示出了控制器的示意图。
具体实施方式
在图1中呈现了转向系统1，包括电的车载网络2、逆变器3、电机4以及控制器5。电的车载网络2包括电池6、发电机7、电消耗器8、用于获取电池6的内电阻Ri的设备9以及用于获取车载网络电压U的电压测量设备V。逆变器3将车载网络2的直流电压转换成用于电机4的三相的交流电压，该电机4例如构造为同步马达。电机4的输出轴然后例如通过球头传动机构与齿条连接。逆变器3在此由控制器5操控。控制器5获得作为输入参数的电池6的内电阻Ri、车载网络电压U、在电机4处的转子位置传感器10的转子角度φ、机动车速度v以及由驾驶员通过未呈现的方向盘施加的手力矩MH。
在正常运行中基于手力矩MH和机动车速度v控制器5获取应当由电机4施加的支持力矩。但是这不应当在此更详细地解释。
为了现在阻止当电机4由于外部的力以发电的方式运行时能够出现的过电压，获取内电阻Ri。然后控制器5探测转子角度φ，该转子角度φ的时间上的导数表达了以发电的方式作用的转向角速度
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，则借助于特征线获取起平衡作用的力F。与此同时地因子k取决于车载网络电压U被获取并且与力F相乘。如果内电阻Ri大于阈值，则输出该衰减力FD=F∙k，也就是说控制器5如此操控逆变器3，即使得电机4以电动机驱动的方式利用衰减力FD平衡电机4的转子的外部的运动。假如例如电池6是损坏的，发电机7供应为此需要的电能。在此应说明的是，转子位置传感器10的转子角度Φ的时间上的导数严格来说不是在车轮处的转向角速度，但是它们可彼此换算。这样能够代替转子角度φ也测量转向角本身，但是这通常是耗费更大的。

Claims (9)

1.一种转向系统(1)，带有电机(4)、逆变器(3)、电的车载网络(2)以及至少一个控制器(5)，其中如此构造所述控制器(5)，即使得如此操控所述逆变器(3)，即使得所述电机(4)产生转向力矩，以为了调整在车轮处的期望的转向角，其中所述电的车载网络(2)具有至少一个电池(6)、发电机(7)以及至少一个消耗器(8)，
其特征在于，
所述转向系统(1)具有用于获取所述至少一个电池(6)的内电阻(Ri)的设备(9)和用于获取转向角速度(
Figure 875851DEST_PATH_IMAGE001
)的设备，其中如此构造所述用于获取转向角速度()的设备，即使得获取以发电的方式在所述电机(4)处作用的转向角速度(
Figure 775991DEST_PATH_IMAGE001
)，其中如此构造所述控制器(5)，即使得取决于获取的内电阻(Ri)如此操控所述逆变器(3)，即使得所述电机(4)以电动机驱动的方式施加衰减力(FD)，该衰减力(FD)抵抗所述转向角速度(
Figure 171200DEST_PATH_IMAGE001
)。
2.根据权利要求1所述的转向系统(1)，其特征在于，存储用于所述内电阻(Ri)的阈值，其中如此构造所述控制器(5)，即使得只有当获取的内电阻(Ri)超过所述阈值时，才抵抗所述转向角速度(
Figure 985572DEST_PATH_IMAGE001
)。
3.根据权利要求1或2所述的转向系统(1)，其特征在于，取决于探测的车载网络电压(U)获取所述衰减力(FD)。
4.根据权利要求3所述的转向系统(1)，其特征在于，在所述控制器(5)中存储有起平衡作用的力(F)关于所述转向角速度(
Figure 808035DEST_PATH_IMAGE001
)的特征线，其中如此构造所述控制器(5)，即使得从所述特征线中获取的起平衡作用的力(F)借助于取决于所述获取的车载网络电压(U)的因子(k)被加权。
5.一种用于根据权利要求1所述的转向系统(1)的控制器(5)，其特征在于，如此构造所述控制器(5)，即使得所述控制器(5)在获取以发电的方式在电机(4)处作用的转向角速度(
Figure 494975DEST_PATH_IMAGE001
)时取决于获取的电池(6)的内电阻(Ri)通过所述逆变器(3)调整所述电机(4)的抵抗所述转向角速度(
Figure 693875DEST_PATH_IMAGE001
)的衰减力(FD)。
6.根据权利要求5所述的控制器(5)，其特征在于，在所述控制器(5)中存储有用于所述电池(6)的内电阻(Ri)的阈值，其中如此构造所述控制器(5)，即使得只有当所获取的内电阻(Ri)超过所述阈值时，才抵抗所述转向角速度(
Figure 362754DEST_PATH_IMAGE001
)。
7.根据权利要求5或6所述的控制器(5)，其特征在于，如此构造所述控制器(5)，即使得所述衰减力(FD)取决于探测的车载网络电压(U)被获取。
8.根据权利要求7所述的控制器(5)，其特征在于，在所述控制器(5)中存储有起平衡作用的力(F)关于所述转向角速度(
Figure 356117DEST_PATH_IMAGE001
)的特征线，其中如此构造所述控制器(5)，即使得从所述特征线中起平衡作用的力(F)借助于取决于所获取的车载网络电压(U)的因子(k)被加权。
9.一种用于借助于控制器(5)保护免于由于在转向角系统(1)的电机(4)处以发电的方式作用的转向角速度(
Figure 110447DEST_PATH_IMAGE001
)引起的过电压的方法，其中获取车载网络(2)的电池(6)的内电阻(Ri)，其中控制器(5)如此操控逆变器(3)，即使得所述电机(4)取决于获取的内电阻(Ri)以电动机驱动的方式施加衰减力(FD)，该衰减力(FD)克服所述转向角速度(
Figure 785142DEST_PATH_IMAGE001
)。
CN201710413929.0A 2016-06-03 2017-06-05 转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法 Active CN107458455B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209834.9 2016-06-03
DE102016209834.9A DE102016209834B4 (de) 2016-06-03 2016-06-03 Lenkungs-System, Steuergerät und Verfahren zum Schutz vor Überspannungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107458455A CN107458455A (zh) 2017-12-12
CN107458455B true CN107458455B (zh) 2020-02-14

Family

ID=60327885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710413929.0A Active CN107458455B (zh) 2016-06-03 2017-06-05 转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107458455B (zh)
DE (1) DE102016209834B4 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741311A (zh) * 2008-11-04 2010-06-16 株式会社捷太格特 电动机驱动电路以及电动动力转向装置
CN103296939A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 株式会社电装 电动机驱动设备
CN103359159A (zh) * 2012-04-02 2013-10-23 株式会社电装 电机驱动装置
CN103378799A (zh) * 2012-04-18 2013-10-30 株式会社电装 电动机驱动装置
JP2015140116A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007055849A1 (de) 2007-12-18 2009-06-25 Zf Lenksysteme Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung einer Hinterachslenkung
DE102009001507B4 (de) 2009-03-12 2015-04-02 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Servolenksystems und danach arbeitendes Steuergerät

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741311A (zh) * 2008-11-04 2010-06-16 株式会社捷太格特 电动机驱动电路以及电动动力转向装置
CN103296939A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 株式会社电装 电动机驱动设备
CN103359159A (zh) * 2012-04-02 2013-10-23 株式会社电装 电机驱动装置
CN103378799A (zh) * 2012-04-18 2013-10-30 株式会社电装 电动机驱动装置
JP2015140116A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107458455A (zh) 2017-12-12
DE102016209834A1 (de) 2017-12-07
DE102016209834B4 (de) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101408412B1 (ko) 전동기의 구동 제어 장치
US9543880B2 (en) Rotary machine control apparatus
US9397592B2 (en) Motor control device and electric power steering device
EP3213958B1 (en) Dc bus voltage control
US8897967B2 (en) Electric power steering apparatus
US10137929B2 (en) Electric power steering device for vehicle
US9647599B2 (en) Electronic apparatus
JP7122966B2 (ja) 車両用制御システム
US20100194316A1 (en) Method and Device for Field-Oriented Regulation of a Polyphase Machine
US9550520B2 (en) Rotating electric machine control device and electric power steering device using the same
US20100087974A1 (en) Vehicle behavior controller
CN109774783A (zh) 用于电动转向的控制方法和控制系统
KR20210123475A (ko) 차량 내의 인버터를 과전압으로부터 보호하는 시스템 및 방법
JP6698943B2 (ja) 電動機の制御装置、及び、電動パワーステアリングシステム
CN107458455B (zh) 转向系统、控制器以及用于保护免于过电压的方法
KR20110053092A (ko) 전기 자동차
JP5462121B2 (ja) モータ制御装置
US10530282B2 (en) Current capability limiting of DC machines
US20220315098A1 (en) Electric power steering device and method
KR20180005974A (ko) Ars 모터 발전기모드에서의 모터속도 피드백 제어 회로 시스템 및 방법
US11843342B2 (en) Motor drive control device and motor drive control method
KR101348569B1 (ko) 전동 파워스티어링 장치 및 그의 과열방지방법
US20180351493A1 (en) Control device of electric rotating machine
CN109560731A (zh) Dc电机的再生电流限制
JP7292507B2 (ja) モータ制御装置、及び電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant