CN111032490B - 用于运行转向装置的方法和转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行转向装置的方法,该转向装置包括至少一个电动机(10),该至少一个电动机在整个基本设置范围(12)内能用处在电动机(10)的标称转矩(14)和电动机(10)的最大转矩(16)之间的提高的转矩运行,其中,在至少一个运行状态中,根据至少一个温度特征参量将电动机(10)的极限转矩(18)至少暂时限制到尤其相比最大转矩(16)减小的转矩(20)。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于运行转向装置的方法。
此外,本发明还涉及一种按照权利要求12所述的转向装置以及一种按照权利要求13所述的控制器。
背景技术
由现有技术已知转向系统,其带有电动机例如用于提供转向支持和/或附加转向角。在此使用的电动机通常被固定地预设并且仅能从很小一组能使用的电动机中选出,因而电动机因此不能任意替换。此外,电动机具有预设的转矩范围,该转矩范围名义上针对电动机的限定的运行点设计。在转向系统中,这个运行点通常相应于这样一种状态,在该状态中,电动机在马达轴静止不动时、例如在朝着路沿石转向时必须输出全转矩。
因此在不同的行驶状况中和/或应用状态中经常存在这样的愿望,即,用相比标称转矩提高的转矩来运行预设的电动机,但这导致了基于电动机的和/或转向系统的其它构件的提高的温度负荷而引起的问题。
就此而论,例如由DE 10 2008 054 744 A1已知一种方法,在该方法中,能以如下方式提高电动机的转矩,即,在电动机的驱控电路中识别负载电桥支路并且根据电动机的运行参量或运行参量的额定预设特别是这样来促成对驱控电路的驱控信号的修正,使得在负载电桥支路中不执行开关过程。但在此不主动考虑到温度特征参量和/或主动限制最大转矩或极限转矩。
发明内容
本发明的任务尤其在于,提供一种用于运行转向装置的方法以及一种在灵活性方面有改进的特性的转向装置。该任务通过权利要求1的特征解决,本发明的有利的设计方案和扩展设计能由从属权利要求得出。
本发明涉及一种用于运行转向装置的方法,该转向装置包括至少一个电动机,该电动机能在整个基本设置范围内特别是至少暂时用处在电动机的标称转矩和电动机的最大转矩之间的提高的转矩运行,其中,在电动机优选用在标称转矩和最大转矩之间的提高的转矩运行的至少一种运行状态中,根据至少一个温度特征参量将电动机的极限转矩至少暂时并且特别是主动限制到特别是相比最大转矩减小的转矩。特别有利的是,减小的转矩是电动机的标称转矩。电动机的极限转矩在此尤其被限制到所述减小的转矩,倘若温度特征参量低于和/或优选高于极限值的话。此外,电动机的当前的转矩在此减小,倘若电动机在所述运行状态中尤其这样用高于减小的转矩的转矩运行,使得当前的转矩小于或等于减小的转矩的话。通过这种设计方案可以特别是以如下方式提高转向装置的灵活性,即,转向装置至少暂时能用相比标称转矩提高的转矩运行。同时可以达到电动机中的有利的热分布,特别是不会基于提高的温度负荷损伤和/或损毁电动机和/或转向装置的其它构件。此外,可以有利地简化控制算法。
“转向装置”就此而论尤其应当指的是特别是车辆的和优选机动车的转向系统的至少一部分、特别是子组件。转向装置尤其也可以包括整个转向系统。此外,转向装置尤其包括计算单元,该计算单元设置用于,实施用于运行转向装置的方法。此外,转向装置可以包括其它的构件和/或组件,如至少一个优选构造成逆变器单元和/或末级的、用于驱控电动机的驱控电路和/或用于检测至少一个温度特征参量的传感器单元。“设置”尤其应当指的是专门编程、设计和/或装备。一个对象设置用于特定的功能尤其应当指的是,该对象在至少一个应用状态中和/或运行状态中履行和/或实施这个特定的功能。
“计算单元”就此而论尤其应当指的是电子的单元,该电子的单元具有信息输入端、信息处理端和信息输出端。计算单元还有利地具有至少一个处理器、至少一个存储器、至少一个输入和/或输出器件、至少一个运行程序、至少一个控制例行程序、至少一个调节例行程序和/或至少一个计算例行程序。计算单元尤其至少设置用于,在至少一个运行状态中根据至少一个温度特征参量将电动机的极限转矩至少暂时并且特别是主动地限制到特别是相比最大转矩减小的转矩。计算单元优选还集成到转向装置的控制器中。
此外,电动机尤其构造成无刷电机并且有利地构造成异步电机或永久励磁的同步电机。此外,电动机可以是电气的叠加式转向机构和/或外力转向机构的一部分并且尤其设置用于产生和/或提供附加转向角和/或可变的传动比。但电动机优选是电气的助力转向机构的一部分并且尤其设置用于产生和/或提供电气的转向支持。电动机的当前的转矩尤其借助驱控电路根据电动机的相电流有利地加以调节和/或调整。此外,电动机尤其具有基本设置范围和特别是与基本设置范围直接邻接的磁场减弱范围。基本设置范围在此尤其相应于电动机的这样一个转速范围,在该转速范围内,电动机的标称转矩、最大转矩和/或极限转矩是恒定不变的。基本设置范围尤其处在0 rpm和1000 rpm(rpm = 每分钟转数)之间、优选在0 rpm和1500 rpm之间并且特别优选在0 rpm和1800 rpm之间的转速范围内。磁场减弱范围尤其相应于电动机的这样一个转速范围,电动机的标称转矩、最大转矩和/或极限转矩在该转速范围内是可变的并且尤其随着转速的上升而下降。
“温度特征参量”此外尤其应当指的是这样的特征参量,该特征参量间接和/或直接地与电动机的温度关联。尤其可以至少借助所述温度特征参量推断出电动机的和/或转向装置的与该电动机处于有效连接的构件的温度和/或温度负荷,和/或求出电动机的和/或转向装置的与该电动机处于有效连接的构件的温度和/或温度负荷。
此外,电动机的“标称转矩”尤其指的是电动机的额定转矩和/或由制造商预设的最大转矩,该最大转矩尤其专门用于所述电动机,所述电动机能用标称转矩持久地运转。电动机的“最大转矩”尤其应当指的是这样一个转矩,电动机可以基于驱控电路的、供能装置的和/或电动机的结构特性和/或限制最大地输出和/或提供所述转矩,和/或电动机可以在考虑到安全技术方面的情况下最大地输出和/或提供转矩。最大转矩在此尤其比标称转矩大了至少1%、优选至少5%并且特别优选至少10%。此外,“减小的转矩”尤其应当指的是这样一个转矩,其比最大转矩小了至少1%、优选至少4%并且特别优选至少9%。此外,电动机的“极限转矩”尤其应当指的是这样一个转矩,电动机可以基于相应的驱控和/或控制技术上的预设在一定的时间点上最大地输出和/或提供该转矩。极限转矩在此尤其确定了针对电动机的转矩的上限和/或限制。此外,极限转矩在所述运行状态中尤其与减小的转矩一致。优选地,极限转矩在不同于所述运行状态的至少另一种运行状态中与最大的转矩一致。“将极限转矩限制到减小的转矩”尤其应当指的是,这样来减小极限转矩,使得极限转矩与减小的转矩一致,因而减小的转矩确定了针对电动机的转矩的上限。此外,“在标称转矩和最大转矩之间”的措辞尤其也明确包含了边界值。因此电动机在整个基本设置范围内能用可能与标称转矩和/或与最大转矩一致的转矩运行。
此外还有利地建议,所述运行状态是这样一种运行状态,在该运行状态中,电动机的当前的转速低于极限转速,其中,极限转速优选在20 rpm和180 rpm并且特别优选在50rpm和100 rpm之间。因此根据电动机的温度特征参量有利地至少在电动机的下转速范围内、特别是在20 rpm和180 rpm之间并且特别优选在50 rpm和100 rpm之间的转速范围内将极限转矩至少暂时限制到减小的转矩。此外,可以根据电动机的温度特征参量尤其也在电动机的上转速范围内、特别是在100 rpm之上或180 rpm之上和/或在极限转速之上将极限转矩至少暂时限制到减小的转矩和/或不同于减小的转矩的另一个减小的转矩。但特别有利地建议,电动机在至少一种另外的运行状态中(在该运行状态中,电动机的当前的转速处在极限转速之上)至少长期地、特别是在至少5分钟、优选至少15分钟、特别优选至少30分钟和特别有利地至少60分钟的时间段内并且有利地持久地用相比标称转矩提高的转矩运行和/或能运行。由此可以特别是在下转速范围内(在该转速范围内,热负荷不均匀地和/或不充分地分配给电动机的和/或转向装置的构件)减小转向装置的提高的温度负荷。
此外还建议,温度特征参量与电动机的温度、特别是电动机的转子匝数,与电子马达的驱控电路的、特别是驱控电路的功率开关的温度,与电动机的马达轴的运动,与电动机的转子位置,与电动机的当前的转速,与电动机的相电流和/或电动机用相比标称转矩提高的转矩运行的持续时间关联。所述温度特征参量在此尤其借助前述参量中的至少一个参量或多个前述参量的一个组合求出。传感器单元为此可以有利地具有至少一个用于直接和/或间接地检测电动机的温度的传感器、至少一个用于直接和/或间接地检测驱控电路的温度的传感器、至少一个用于直接和/或间接地检测电动机的马达轴的运动的传感器、至少一个用于直接和/或间接地检测电动机的转子位置的传感器、至少一个用于直接和/或间接地检测电动机的当前的转速的传感器、至少一个用于直接和/或间接地检测电动机的相电流的传感器和/或至少一个用于直接和/或间接地检测电动机用相比标称转矩提高的转矩运行的持续时间的传感器。特别优选的是,传感器单元也可以集成到控制器中和/或控制器的一种传感装置可以设置用于检测前述参量中的至少一个参量。但至少一些前述参量备选或附加地也可以在使用驱控电路的和/或电动机的驱控信号的情况下或者在使用与驱控电路和/或电动机关联的温度模型的情况下进行计算。由此可以有利地灵活和/或简单地求出温度特征参量。此外,尤其可实现对所述温度特征参量的有利的合理性验证。
此外还建议,电动机的最大的输出功率在电动机用相比标称转矩提高的转矩运行时保持不变。就此而论,在电动机用相比标称转矩提高的转矩运行时,虽然电动机的输出功率相比电动机用标称转矩运行时提高,但电动机的最大的输出功率保持恒定不变。因此电动机的最大的输出功率在电动机用相比标称转矩提高的转矩运行时等于电动机的在电动机用标称转矩运行时的最大的输出功率。电动机的“最大的输出功率”尤其应当指的是这样的输出功率,电动机基于预设的并且特别是不能改变的供能装置、特别是车载电网最大地输出和/或提供所述输出功率。转向装置和/或转向系统优选在此没有可能的附加的蓄能器来提高电动机的最大的输出功率。由此可以特别是提供一种有利地有效的、特别是能量有效的、结构空间有效的和/或成本有效的转向装置。
在本发明的另一种设计方案中建议,在至少一种情况下,其中电动机在所述运行状态中用相比减小的转矩、有利地相比标称转矩提高的转矩运行,借助连续地并且优选在每个点上能微分的函数、特别是斜面函数、渐进函数和/或S函数(Sigmoidfunktion)进行从提高的转矩到减小的转矩的转变。在此尤其逐渐地或连续地并且特别是非跳跃式地进行从提高的转矩到减小的转矩的转变。由此尤其可以达到从提高的转矩到减小的转矩的平滑的转变。此外,这种驱控尤其在转向装置中是合理的,因为所输出的转矩直接影响驾驶员的转向感。因此可以在这种情况下有利地使在转向感中当前的转矩的减小不那么明显,由此尤其能达到一种特别有利的转向感。驾驶员尤其通过这种转变习惯了已改变的条件并且不会受到刺激。
备选或附加地建议,在至少一个另外的情况下,其中电动机在所述运行状态中用相比减小的转矩、有利地相比标称转矩提高的转矩运行,当电动机的当前的转矩低于减小的转矩时,才执行将极限转矩限制到减小的转矩。由此可以尤其达到对极限转矩的限制,所述限制有利地与驾驶员的转向感无关,因而能有利地确保,驾驶员不会觉察到转向感中的限制。
还特别优选建议,在至少一种另外的运行状态中再次取消将极限转矩限制到减小的转矩,在所述至少一种另外的运行状态中,电动机的当前的转速达到了电动机的磁场减弱范围和/或电动机在特别是至少1分钟并且优选至少5分钟的限定的时间段内用减小的转矩和/或标称转矩和/或低于减小的转矩和/或标称转矩来运行。电动机的极限转矩在此优选被设置为最大转矩和/或这样取消,即,极限转矩与最大转矩一致。由此可以特别有利地再次取消所述限制。若在此在电动机的磁场减弱范围内取消了对极限转矩的限制,那么可以达到一种特别有利的转向感,特别是因为磁场减弱范围不会受到对电动机的驱控的影响,而是通过电动机的设计方案确定和/或预设。
当在取消所述限制时考虑到了所述温度特征参量时,就尤其能达到对转向装置的一种特别有利的保护。在此,仅在倘若所述温度特征参量超过了和/或优选低于另一个极限值时才有利地取消将极限转矩限制到减小的转矩。
在本发明的一种特别优选的设计方案中建议,这样来取消所述限制,使得借助连续的并且优选在每个点上均能微分的函数、特别是斜面函数、渐进函数和/或S函数进行从当前的转矩到所要求的提高的转矩的转变。在此尤其逐渐地或连续地并且特别是非跳跃式地进行从当前的转矩到所要求的提高的转矩的转变。由此可以尤其达到一种平滑的转变和/或有利地改进转向感。
用于运行转向装置的方法在此应当并不局限于上述的应用和实施方式。用于运行转向装置的方法尤其可以为了履行在此所说明的工作方式而具有数量不同于在此所提到的数量的单个元件、构件和单元。
附图说明
其它的优点由下列附图说明得出。附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含大量组合的特征。本领域技术人员也会相宜地单独观察所述特征并且将所述特征概括成合理的其它的组合。
其中:
图1在简化图中示出了带有转向装置的示例性的转向系统;
图2在示意图中示出了转向装置的驱控电路和电动机;
图3a-c是电动机的不同的信号的示例性的图表;
图4a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图5a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图6a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图7a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图8a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图9 a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;
图10 a-b是电动机的和/或用于驱控电动机的不同的信号的示例性的图表;和
图11是用于运行转向装置的方法的示例性的流程图。
具体实施方式
图1在立体图中示出了示例性的转向系统32。该转向系统32在当前情况下构造成电气支持的转向系统并且因此具有电气的助力支持机构。此外,转向系统32设置用于使用在车辆(未示出)中、特别是机动车中。转向系统32在已安装的状态中具有与车辆的车轮34的有效连接并且设置用于影响车辆的行驶方向。但备选或附加地也可以想到的是,转向系统构造有电气的叠加式转向机构和/或外力转向机构。
转向系统32包括转向装置。该转向装置具有转向传动机构36,该转向传动机构在当前情况下构造成公知的齿条式转向传动机构。转向传动机构36包括转向小齿轮38和与该转向小齿轮38机械地联接的齿条40。所述转向传动机构36设置用于,促成车轮34的枢转运动和/或转动运动并且特别是将转向预设转换成车轮34的转向运动。转向传动机构36在此可以例如构造成球循环转向传动机构、蜗杆式转向传动机构和/或螺杆式转向传动机构。
此外,转向装置还包括在当前情况下特别是构造成转向轮的转向单元42,该转向单元用于特别是通过驾驶员施加手动的转向力矩并且特别是用于手动地控制车辆的行驶方向。转向单元备选也可以构造成转向杆或类似物。转向系统原则上也可以没有转向单元,如在纯自主式行驶的车辆中那样。
为了将转向单元42尤其机械地与转向传动机构36连接,转向装置还包括转向柱44。转向柱44在此还包括至少一个扭转元件(未示出),在当前情况下尤其是扭杆,该扭杆设置用于根据手动的转向力矩转动。转向柱备选也可以仅暂时将转向单元与转向传动机构连接起来,如在伴随自主的行驶运行的车辆中和/或伴随机械的返回运行的线控式转向系统中那样。
此外,转向装置包括用于产生和/或提供转向支持的特别是电气地构造的支持单元46。该支持单元46设置用于将支持力矩带入到转向传动机构36中并且支持特别是由驾驶员施加的手动的转向力矩。
为此,支持单元46包括在当前情况下特别是构造成永久励磁的同步电机的电动机10。电动机10构造成多相的、在当前情况下例如三相的电动机。电动机10与转向传动机构36、特别是齿条40处于有效连接。电动机10是电气的助力转向机构的一部分并且尤其设置用于产生电气的转向支持。电动机备选也可以是电气的叠加式转向机构和/或外力转向机构的一部分,并且尤其设置用于产生和/或提供附加转向角和/或可变的传动比。此外,电动机也可以构造成单相的、六相的或十二相的电动机。
此外,转向装置还具有特别是构造成转矩传感器的角度传感器48。该角度传感器48布置在扭转元件的区域中并且设置用于特别是无接触地检测特别是与扭转元件关联的角度信号。该角度信号在此是尤其由驾驶员施加的手动的转向力矩的衡量尺度。但角度传感器原则上也可以构造成角度差传感器或类似物。
此外,转向装置具有控制器30。该控制器30具有与角度传感器48和与支持单元46的有效连接。控制器30设置用于,从角度传感器48接收角度信号。此外,控制器30设置用于特别是根据角度信号驱控电动机10并且因此特别是调整支持力矩。
控制器30为此包括计算单元28。计算单元28包括例如形式为微处理器的至少一个处理器(未示出)和至少一个存储器(未示出)。此外,计算单元28包括至少一个储存在存储器中的运行程序,该运行程序带有至少一个计算例行程序、至少一个控制例行程序和至少一个调节例行程序。
此外,转向装置可以包括其它的构件和/或组件,如用于检测车辆参数和/或周围环境参数的至少一个传感器单元(未示出)。
图2示出了转向装置的本身已知的驱控电路24的简化的示例性的线路图,用于驱控电动机10。
驱控电路24构造成逆变器单元和/或末级。驱控电路24包括至少一个逆变器50。在当前情况下,驱控电路24包括多个特别是彼此一致地构造的逆变器50,其中,将逆变器50中的其中一个逆变器分配给电动机10的每个相。逆变器50中的每个逆变器包括两个特别是彼此一致地构造的功率开关52、54。功率开关52、54构造成功率半导体开关,如Mosfet和/或IGBT。功率开关52、54中的每一个功率开关与相应的逆变器50的中间抽头56导电地连接。逆变器50中的每一个逆变器设置用于,将能源的脉冲的经整流的电压转化成相电流并且通过相应的中间抽头56输送给电动机10、特别是该电动机10的刚好一个相。在当前情况下,驱控电路24至少设置用于,根据电动机10的转速调整电动机10的与相电流关联的转矩。
电动机10的这种信号和/或特征线在图3a至3c中示出,在所述信号和/或特征线中绘制出了关于转速的转矩。在纵坐标轴60上绘制出了电动机10的转矩。在横坐标轴62上绘制出了电动机10的转速。第一虚线64表示了电动机10的标称转矩14(= TN)。标称转矩14在此通常根据一个运行点设计,在该运行点中,电动机10在马达轴停止不动时例如在朝着路沿石转向时必须输出全转矩。第二虚线66表示电动机10的最大转矩16(= TM)。电动机10的最大转矩16相应于这样一个转矩,电动机10基于对供能的、特别是最大电流的限制能最大地输出和/或提供该转矩。最大转矩16在此高出标称转矩14约5%至10%。曲线68限定了电动机10的极限转矩18。该极限转矩18确定了针对电动机10的转矩在控制技术上能确定的上限和/或限制。因此在运行中能驱控和/或调整在极限转矩18之下的所有的转矩值。
此外,可以借助图3a至3c识别到,电动机10具有基本设置范围12和与该基本设置范围12直接邻接的磁场减弱范围26。基本设置范围12在当前情况下处在0 rpm和1800 rpm之间并且限定了电动机10的转速范围,在该转速范围内,标称转矩14、最大转矩16和极限转矩18是恒定不变的。反之,磁场减弱范围26则相应于电动机10的这样一个转速范围,在该转速范围内,电动机10的标称转矩14、最大转矩16和极限转矩18基于有限的车载电网电压而随转速上升而下降。基本设置范围备选也可以例如处在0 rpm和1000 rpm之间或者处在0rpm和1600 rpm之间或具有其它的值。
在特定的行驶状况中,例如在停车时,现在有利的是,预设的电动机10至少在基本设置范围12中至少暂时用处在标称转矩14和最大转矩16之间的提高的转矩运行。在此,电动机10的最大的输出功率在电动机10用相比标称转矩14提高的转矩运行时尤其保持不变。但用提高的转矩运行可能导致基于电动机10的和/或转向装置的另外的构件的、特别是驱控电路24的提高的温度负荷引起的问题。尤其在电动机10的马达轴例如在朝着路沿石转向时没有转动或极为缓慢地转动的状态中,这可能基于提高的温度负荷导致特别是电动机10和/或驱控电路24的受损。
出于这个原因而建议,在电动机10尤其用在标称转矩14和最大转矩16之间的提高的转矩运行的至少一种运行状态中,根据电动机10的至少一个温度特征参量将电动机10的极限转矩18至少暂时并且特别是主动地限制到相比最大转矩16减小的转矩20,更确切地说尤其限制到标称转矩14。在当前情况下,计算单元28设置用于根据温度特征参量限制极限转矩18。但原则上也可以限制到不同于标称转矩的减小的转矩和/或例如至少分两级、至少分三级和/或至少分四级地逐级限制到标称转矩。此外,原则上也可以在这样一种运行状态中限制极限转矩,在该运行状态中,电动机特别是基于外部的温度影响,例如在山路行驶时用低于标称转矩的转矩运行。
温度特征参量可以与电动机10的温度,与驱控电路24的、特别是功率开关52、54的温度,与电动机10的马达轴的运动,与电动机10的转子位置,与电动机10的当前的转速,与电动机10的相电流和/或与电动机10用相比标称转矩14提高的转矩运行的持续时间关联,并且可以例如借助控制器的传感装置和/或传感器单元检测和/或在使用驱控信号和/或温度模型的情况下加以计算。因此例如可以根据传感装置的和/或传感器单元的传感器值或受时间控制地将极限转矩18限制到减小的转矩20。
就此而论,图3a例如示出了电动机10的一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18与最大的转矩16一致,而图3b则示出了电动机10的一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18被限制到减小的转矩20和/或标称转矩14。按照图3b,极限转矩18在此在整个基本设置范围12内均受到限制。
但也可以如尤其在图3c中示出的那样仅在这样一种运行状态中有利地将极限转矩18限制到减小的转矩20,在该运行状态中,电动机10的当前的转速低于极限转速22,其中,极限转速22优选处在20 rpm和180 rpm之间并且特别优选处在50 rpm和100 rpm之间。在当前情况下,极限转速22例如为100 rpm。按照图3c,根据电动机10的温度特征参量仅在电动机10的下转速范围内至少暂时将极限转矩18限制到减小的转矩20,而在上转速范围内,特别是在极限转速22之上,则不限制极限转矩18,特别是因为在这种情况下在电动机10用相比减小的转矩20和/或标称转矩14提高的转矩运行时,转向装置的温度负荷基于电动机10的较高的转速分配到电动机10的和/或驱控电路24的不同的构件上。
为了避免和/或减小由于快速切换的转矩引起的转向感中的缺点,在至少一种另外的运行状态中再次取消将极限转矩18限制到减小的转矩20,在所述至少一种另外的运行状态中,电动机10的当前的转速达到电动机10的磁场减弱范围26和/或电动机10在限定的时间段内、例如在至少5分钟的时间段内用减小的转矩20和/或低于减小的转矩20来运行。在此,这样取消所述限制,使得极限转矩18与最大转矩16一致。此外,在取消所述限制时考虑到了温度特征参量。因此仅取消对极限转矩18的限制,倘若所述温度特征参量低于限定的极限值。但原则上也可以这样来取消限制,即,极限转矩与不同于最大转矩的转矩一致。此外,也可以在取消限制时省去对温度特征参量的考虑。在这种情况下例如能想到的是,使用纯粹基于时间的控制。
图4a至10b在下文中例如示出了电动机10的和/或用于驱控电动机10的不同的信号的示例性的图表。图4b至10b在此分别配属于相应的图4a至10a,因而有相同符号的图分别形成了配套的一对。
在图4a至10a中,分别在纵坐标轴70上绘制出了电动机10的转矩。在横坐标轴72上则示出了时间。曲线74示出了计算单元28所要求的转矩84。曲线76示出了由电动机10提供的转矩86。在图4b至10b中分别在纵坐标轴78上绘制出了电动机10的转矩。在横坐标轴80上则示出了电动机10的转速。曲线82示出了转矩根据转速的示例性的变化。
图4a和4b示出了一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18并且因此所提供的转矩86先被限制到减小的转矩20和/或标称转矩14并且所述限制在时间点t1上再次被取消。因此所提供的转矩86从时间点t2起也可以针对高于减小的转矩20和/或标称转矩14的转矩再次追随所要求的转矩84。如尤其在图4b中示出的那样,在此在一种运行状态中取消所述限制,在该运行状态中,电动机10的当前的转速达到了电动机10的磁场减弱范围26,由此尤其可以达到一种特别有利的转向感,因为磁场减弱范围26不会受到驱控电动机10的影响,而是由电动机10的设计确定和/或预设。此外,电动机10的当前的转速在时间点t2上再次转入基本设置范围12。
图5a和5b示出了一种运行状态,在该运行状态中,所提供的转矩86先是处在减小的转矩20和/或标称转矩14之下并且在时间点t1上超过减小的转矩20和/或标称转矩14。在时间点t2上,将所提供的转矩86限制到最大转矩16,而所要求的转矩84则超过最大转矩16。所提供的转矩86在当前的情况下基于结构性的限制和/或在考虑到安全技术方面的情况下不能提高超过最大转矩16。因为在所示情况下,没有跳跃式地改变所提供的转矩86,所以驾驶员在这种情况下不会感觉所提供的转矩86的过高是刺激性的。
图6a和6b示出了一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18并且因此所提供的转矩86先是被限制到减小的转矩20和/或标称转矩14并且在时间点t1和时间点t2之间再次取消所述限制。因此所提供的转矩86可以从时间点t2起也针对在减小的转矩20和/或标称转矩14之上的转矩再次追随所要求的转矩84。在这种情况下取消所述限制,因为电动机10在例如至少5分钟的限定的时间段内用减小的转矩20和/或标称转矩14和/或低于减小的转矩20和/或标称转矩14运行。
图7a和7b示出了一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18并且因此所提供的转矩86先是被限制到减小的转矩20和/或标称转矩14,并且在时间点t1再次取消所述限制。在这种情况下取消所述限制,因为电动机10在例如至少5分钟的限定的时间段内用减小的转矩20和/或标称转矩14运行。还这样来取消所述限制,使得借助连续的和能微分的函数、在当前情况下尤其是S函数并且特别是非跳跃式地进行从当前的转矩和/或所提供的转矩86到所要求的和特别是提高的转矩84的转变,由此特别是能达到平滑的转变和/或有利地改进转向感。在时间点t2,将所提供的转矩86至少暂时限制到最大转矩16,而所要求的转矩84则至少暂时超过最大转矩16。
图8a和8b示出了一种运行状态,在该运行状态中,电动机10先用相比减小的转矩20和/或标称转矩14提高的转矩运行,但直到时间点t1才执行将极限转矩18并且因此将所提供的转矩86限制到减小的转矩20和/或标称转矩14,在所述时间点中,当前的转矩和/或所提供的转矩86低于减小的转矩20和/或标称转矩14。由此可以特别是达到对极限转矩18的限制,所述限制有利地与驾驶员的转向感无关,因而能有利地保证,驾驶员不会在转向感中觉察到所述限制。针对所述限制的原因在此例如是外部的温度影响,如在山路行驶中那样。
图9a和9b示出了一种运行状态,在该运行状态中,极限转矩18先是被限制到最大转矩16并且所提供的转矩86与最大转矩16一致。因此电动机10在这种情况下用处在标称转矩14和最大转矩16之间的提高的转矩运行。在电动机10的当前的转速尤其低于极限转速22和/或超过温度特征参量的时间点t1上,根据温度特征参量将极限转矩18主动限制到减小的转矩20和/或标称转矩14。因为电动机10在这种运行状态中用相比减小的转矩20和/或标称转矩14提高的转矩运行,所以借助连续的和能微分的函数、在当前情况下尤其是S函数进行从提高的转矩到减小的转矩20和/或标称转矩14的转变,由此尤其能达到一种有利的转向感。驾驶员在此尤其能习惯改变的条件并且不会受刺激。
图10a和10b示出了一种运行状态,在该运行状态中,电动机10先是用处在标称转矩14和最大转矩16之间的提高的转矩运行。在电动机10的当前的转速尤其低于极限转速22的时间点t1,根据所述温度特征参量将极限转矩18主动限制到减小的转矩20和/或标称转矩14。再次借助连续的和能微分的函数、在当前情况下尤其是S函数进行从提高的转矩到减小的转矩20和/或标称转矩14的转变。
图11示出了用于运行转向装置的这种方法的一个示例性的流程图,其中,计算单元28设置用于执行所述方法并且为此尤其具有带相应的程序代码器件的计算机程序。
在方法步骤90中,电动机10正常运行。电动机10在此尤其用于产生电气的转向支持。
在方法步骤92中确定了,温度特征参量超过极限值。因此根据所述温度特征参量将极限转矩18主动限制到相比最大转矩18减小的转矩20,更确切地说尤其限制到标称转矩14。
在方法步骤94中再次取消对极限转矩18的限制。取消限制在此在至少一种另外的运行状态中进行,在该至少一种另外的运行状态中,电动机10的当前的转速达到了磁场减弱范围26和/或电动机10在限定的时间段内用减小的转矩20和/或标称转矩14和/或低于减小的转矩20和/或标称转矩14运行。在取消所述限制时额外考虑到了所述温度特征参量,其中,仅当所述温度特征参量再次低于极限值时才取消对极限转矩18的限制。
在方法步骤96中,电动机10再次正常运行。
Claims (12)
1.用于运行转向装置的方法,该转向装置包括至少一个电动机(10),该至少一个电动机在整个基本设置范围(12)内能用处在所述电动机(10)的标称转矩(14)和所述电动机(10)的最大转矩(16)之间的提高的转矩运行,其中,在至少一个运行状态中,根据至少一个温度特征参量将所述电动机(10)的极限转矩(18)至少暂时限制到尤其相比所述最大转矩(16)减小的转矩(20),其中,
在至少一种情况下,其中所述电动机(10)在运行状态中用相比所述减小的转矩(20)提高的转矩运行,借助连续的函数进行从所述提高的转矩到所述减小的转矩(20)的转变,或者在当前的转矩低于所述减小的转矩(20)时才执行将所述极限转矩(18)限制到所述减小的转矩(20)。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述减小的转矩(20)是所述电动机(10)的标称转矩(14)。
3.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述运行状态是这样一种运行状态,在该运行状态中,所述电动机(10)的当前的转速低于极限转速(22)。
4.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述极限转速(22)处在20 rpm和180 rpm之间。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述温度特征参量与所述电动机(10)的温度、与所述电动机(10)的驱控电路(24)的温度、与所述电动机(10)的马达轴的运动、与所述电动机(10)的转子位置、与所述电动机(10)的当前的转速、与所述电动机(10)的相电流和/或与持续时间关联,在该持续时间中,所述电动机(10)用相比所述标称转矩(14)提高的转矩运行。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述电动机(10)的最大的输出功率在所述电动机(10)用相比所述标称转矩(14)提高的转矩运行时保持不变。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在至少一种情况下,其中所述电动机(10)在运行状态中用相比所述减小的转矩(20)提高的转矩运行,借助连续的并且能微分的函数进行从所述提高的转矩到所述减小的转矩(20)的转变。
8.按照前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在至少一种另外的运行状态中再次取消将所述极限转矩(18)限制到所述减小的转矩(20),在该至少一种另外的运行状态中,所述电动机(10)的当前的转速达到了所述电动机(10)的磁场减弱范围(26)和/或所述电动机(10)在限定的时间段内用所述减小的转矩(20)和/或所述标称转矩(14)和/或低于所述减小的转矩(20)和/或所述标称转矩(14)运行。
9.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,在取消限制时考虑到了所述温度特征参量。
10.按照权利要求8或9所述的方法,其特征在于,这样来取消限制,使得借助连续的并且优选能微分的函数进行从当前的转矩到所要求的提高的转矩的转变。
11.转向装置,带有:至少一个电动机(10),该至少一个电动机在整个基本设置范围(12)内能用处在所述电动机(10)的标称转矩(14)和所述电动机(10)的最大转矩(16)之间的提高的转矩运行;和计算单元(28),该计算单元设置用于执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.转向装置的控制器(30),带有用于执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法的计算单元(28)。
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