DE102005016514A1 - Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors - Google Patents

Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors Download PDF

Info

Publication number
DE102005016514A1
DE102005016514A1 DE200510016514 DE102005016514A DE102005016514A1 DE 102005016514 A1 DE102005016514 A1 DE 102005016514A1 DE 200510016514 DE200510016514 DE 200510016514 DE 102005016514 A DE102005016514 A DE 102005016514A DE 102005016514 A1 DE102005016514 A1 DE 102005016514A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
difference
electric motor
angle
rotor position
steering system
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.)
Granted
Application number
DE200510016514
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005016514B4 (de
Inventor
Christian Lundquist
Wolfgang Dr. Reinelt
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
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 ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Priority to DE200510016514 priority Critical patent/DE102005016514B4/de
Publication of DE102005016514A1 publication Critical patent/DE102005016514A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005016514B4 publication Critical patent/DE102005016514B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-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
    • B62D5/0481Power-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-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
    • B62D5/0481Power-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
    • B62D5/0487Power-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 detecting motor faults

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Rotorlage delta¶M¶ eines Elektromotors (9), welcher als Stellantrieb zur Erzeugung oder Unterstützung der Lenkbewegung wenigstens eines lenkbaren Rades (5a, 5b) eines elektrisch unterstützten Lenksystems (1) für ein Fahrzeug ausgebildet ist, wobei ein Signal ausgegeben wird, wenn eine modifizierte Unterschiedsgröße epsilon einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei die Unterschiedsgröße epsilon laufend aus der Differenz zwischen wenigstens einer Messgröße y¶t¶ und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen u¶t¶ berechneten modellbasierten Schätzgröße DOLLAR I1 welche wenigstens eine charakteristische Größe des Elektromotors (9) aufweisen, gebildet wird. Wenigstens eine charakteristische Größe ist ein momentbildender Phasenstromanteil l¶sq¶ des Elektromotors (9).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors, welcher als Stellantrieb zur Erzeugung oder Unterstützung der Lenkbewegung wenigstens eines lenkbaren Rades eines elektrisch unterstützten Lenksystems für ein Fahrzeug ausgebildet ist.
  • Die Erfindung betrifft ebenso ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um das Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors auf einem Rechner, insbesondere auf einem Mikroprozessor eines Steuergeräts eines elektrisch unterstützten Lenksystems durchzuführen und ein derartiges Steuergerät.
  • Aus der DE 100 13 711 A1 ist ein Lenksystem bekannt, das unter anderem einen Servoantrieb zur Momentenunterstützung (Servolenkung) aufweist. Der Grad der Momentenunterstützung ist bei dem beschriebenen Lenksystem abhängig von der Fahrfahrzeuggeschwindigkeit. Der Servoantrieb kann elektrisch arbeiten.
  • Das in der DE 100 13 711 A1 beschriebene Lenksystem weist neben dem Servoantrieb auch Überlagerungsmittel auf, welche einen Zusatzwinkel erzeugen und den von der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkradwinkel mit diesem Zusatzwinkel überlagern. Ein Lenksystem mit Überlagerungsmitteln ist außerdem aus der DE 197 51 125 A1 bekannt. Dort wird die Bewegung (Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel) eines Stellantriebs, d. h. eines Elektromotors mittels eines Überlagerungsgetriebes (beispielsweise ein Planetengetriebe) mit dem Lenkradwinkel überlagert. Mit Hilfe der Überlagerungsmittel ist es möglich, einen von der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkradwinkel zur Erhöhung der Fahrstabilität bzw. des Komforts mit einem Zusatzwinkel zu überlagern, so dass sich fahrdynamikabhängig bzw. komfortabhängig ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und mittlerem Lenkwinkel der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs einstellt. Dadurch ist es sicherheitstechnisch z. B. möglich, ein Kraftfahrzeug, welches auszubrechen droht, durch eine entsprechende Korrektur des Lenkwinkels wieder in eine stabile Fahrsituation zurückzuführen. Die Überlagerungsmittel können andere Fahrdynamiksysteme (z. B. ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder ein Antiblockiersystem (ABS)) unterstützen.
  • Durch die hohen Sicherheitsanforderungen an derartige aktive Lenksysteme müssen mehrere Teilfunktionen redundant gemessen oder berechnet werden, insbesondere z. B. der Rotorlagewinkel bzw. der Motorwinkel des Elektromotors. Aus dem Stand der Technik sind dazu die folgenden Lösungen bekannt:
    • – Bereitstellung einer redundanten Sensorik, z. B. zwei unabhängige Sensoren für den Rotorlagewinkel bzw. den Motorwinkel – bei analogen Sensoren besteht zudem die Möglichkeit die beiden analogen Signale zu quadrieren und zu summieren, wobei das Ergebnis eins ergeben muss;
    • – Überwachung analoger Signale hinsichtlich Amplitude und Gradient;
    • – Erweiterung vorhandener Hall-Sensoren.
  • Nachteilig sind dabei beispielweise die erhöhten Kosten bei doppelter Sensorik. Die Maßnahmen entsprechen teilweise auch nicht die Sicherheitsanforderungen
  • Aus der DE 100 12 133 A1 ist ein System zur Überwachung einer Winkelstelleinrichtung in einem Kraftfahrzeug bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt und ein Steuergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und insbesondere eine günstige und unabhängige Überwachung der Rotorlage des Elektromotors ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird ebenso durch Anspruch 2 gelöst. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Computerprogramms, des Computerprogrammprodukts und des Steuergeräts durch die Ansprüche 15, 16 und 17 gelöst.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise ein unabhängiges und günstiges Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors geschaffen, welches hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors, welcher als Stellantrieb zur Erzeugung oder Unterstützung der Lenkbewegung wenigstens eines lenkbaren Rades eines elektrisch unterstützten Lenksystems für ein Fahrzeug ausgebildet ist, wird ein Signal ausgegeben, wenn eine modifizierte Unterschiedsgröße ε einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Zur Ermittlung der modifizierten Unterschiedsgröße ε werden erfindungsgemäß zwei alternative Vorgehensweisen vorgeschlagen:
    • 1. Die Unterschiedsgröße ε wird laufend zu Zeitpunkten t aus der Differenz zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche wenigstens eine charakteristische Größe des Elektromotors aufweisen, gebildet, wobei wenigstens eine charakteristische Größe ein momentbildender Phasenstromanteil Isq des Elektromotors ist.
    • 2. Die Unterschiedsgröße ε wird laufend zu Zeitpunkten t aus der Differenz zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche einen Lenkradwinkel δS und/oder einen Ritzelwinkel δG und/oder den Motorwinkel δM aufweisen, welche über eine kinematische Zwangsbeziehung des Lenksystems ermittelt werden, gebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors ist im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb eines Lenksystems vorteilhafterweise als Computerprogramm auf einem Steuergerät des Lenksystems realisiert. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts gespeichert. Durch die Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick, oder dergleichen) oder einem Internet-Server als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend sind anhand der Zeichnung prinzipmäßig Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt:
  • 1 ein Schema eines elektrisch unterstützten Lenksystems eines Kraftfahrzeugs; und
  • 2 ein vereinfachtes Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Dabei wird beispielhaft von einer eingangs erwähnten Überlagerungslenkung ausgegangen. Die Erfindung ist selbstverständlich auch bei anderen elektrisch unterstützten Lenksystemen, wie z. B. Steer by Wire, Electric Power Steering oder dergleichen zur Überwachung der elektrischen Stellantriebe einsetzbar.
  • In 1 ist ein Lenksystem 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Lenksystem 1 weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 2 auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Gelenkwelle 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden. Das Lenkgetriebe 4 dient dazu, einen Drehwinkel der Gelenkwelle 3 in einen Lenkwinkel δFm von lenkbaren Rädern 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umzusetzen. Das Lenkgetriebe 4 weist eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Gelenkwelle 3 angreift. Das Lenksystem 1 umfasst darüber hinaus Überlagerungsmittel 8, die einen als Elektromotor ausgebildeten Stellantrieb 9 und ein von diesem angetriebenes Überlagerungsgetriebe 10 aufweisen. Das Überlagerungsgetriebe ist als Planetengetriebe 10 ausgebildet. Durch das Lenkrad 2 wird dann ein Lenkradwinkel δS als Maß für einen gewünschten Lenkwinkel δFm der lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Mit Hilfe des Elektromotors 9 wird ein Zusatzwinkel δM generiert und durch das Überlagerungsgetriebe 10 mit dem Lenkradwinkel δS überlagert. Der Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel δM wird zur Verbesserung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs bzw. des Komforts erzeugt. Die Summe aus Lenkradwinkel δS und Zusatzwinkel δM ergibt den Ritzelwinkel δG. Des weiteren weist das Lenksystem 1 ein Steuergerät 11 auf, welches unter anderem zur Ansteuerung des Elektromotors 9 dient. Auf dem elektronischen Steuergerät 11 läuft ein Verfahren zum Betrieb des Lenksystems 1 ab. Dadurch wird unter anderem der Elektromotor 9 mit einem elektrischen Ansteuersignal angesteuert. Diese Ansteuerung erfolgt unter anderem in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, d. h. das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δS und dem Ritzelwinkel δG bzw. dem Lenkwinkel δFm der Räder 5a, 5b wird durch die Überlagerung des Lenkwinkels δS mit verschiedenen, fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkeln δM eingestellt. Dadurch ist es möglich, bei niedrigen Geschwindigkeiten ein relativ kleines Übersetzungsverhältnis vorzugeben, d. h. eine relativ geringe Drehung des Lenkrads 2 führt zu einem relativ großen Lenkwinkel δFm der Räder 5a, 5b. Ebenso ist es bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit aus Stabilitätsgründen denkbar, ein relativ großes Übersetzungsverhältnis vorzugeben. Diese Abhängigkeit der Steuerung von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
  • Außerdem weist das Lenksystem 1 Sensoren (nicht dargestellt) auf, welche den Lenkradwinkel δS, den Rotorlagewinkel bzw. Motorwinkel δM und den Ritzelwinkel δG messen. Über diese Sensoren wird das Steuergerät 11 mit den Winkelgrößen δS, δM und δG als Eingangssignale beliefert.
  • Um die hohen Sicherheitsanforderungen an ein derartiges aktives Lenksystem 1 zu erfüllen wird eine unabhängige Überwachung des Motorwinkels bzw. der Rotorlage δM des Elektromotors 9, d. h. ein Verfahren zur Überwachung der Rotorlage des Elektromotors 9 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Rotorlage des Elektromotors 9 ist im Rahmen des Verfahrens zum Betrieb des Lenksystems 1 vorteilhafterweise als Computerprogramm auf dem Steuergerät 11 realisiert. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement des Steuergeräts 11 gespeichert (nicht dargestellt). Durch die Abarbeitung auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts 11 wird das Verfahren laufend zu jedem Abtastschritt ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick, oder dergleichen) oder einem Internet-Server als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement des Steuergeräts 11 übertragen werden.
  • In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors als sogenannte Fehlererkennungskette stark vereinfacht dargestellt. In einem Filtermodul 20 wird der Motorwinkel δM mit einer anhand von Messgrößen ut als Eingangssignal berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt geschätzt und mit einem entsprechenden gemessenen Signal bzw. einer Messgröße yt als weiterem Eingangssignal verglichen. Das Filtermodul 20 liefert am Ausgang den Unterschied dieser beiden Signale, das Residuum bzw. die Unterschiedsgröße ε. Ein Abstandsmaßmodul 21 erhält die Unterschiedsgröße ε als Eingangssignal und rechnet diese als Ausgangssignal in eine modifizierte Unterschiedsgröße ε als Abstandsmaß s um. In einem Stoppregelmodul 22 wird entschieden, ob s zu groß ist, wenn das der Fall ist wird ein Alarm ausgelöst bzw. ein Signal ausgegeben. D. h. im Stoppregelmodul 22, welches das Abstandsmaß s als Eingangssignal erhält, wird anhand von vorgegebenen Stoppregeln und Schwellwerten entschieden, ob ein Signal ausgegeben wird oder nicht.
  • Im Idealfall wäre der Unterschied zwischen den geschätzten und den gemessenen Werten gleich null. Dies ist aber selten der Fall, da es Modellfehler und Ungenauigkeiten gibt und Messrauschen vorliegen kann. Im fehlerfreien Betrieb hat dieser Unterschied gewisse statistische Eigenschaften, die sich im Falle eines vorhandenen Fehlers ändern. Es ist Aufgabe des Abstandsmaßes s und der verwendeten Stoppregel diese Veränderungen zu erkennen und ein Alarm an das übergeordnete System z. B. das Verfahren zum Betrieb des Lenksystems 1 zu senden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung der Rotorlage δM des Elektromotors 9, wird ein Signal ausgegeben, wenn die modifizierte Unterschiedsgröße ε einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Zur Ermittlung der Unterschiedsgröße ε werden erfindungsgemäß zwei alternative Vorgehensweisen vorgeschlagen:
    • 1. Die Unterschiedsgröße ε wird in dem Filtermodul 20 laufend aus der Differenz yt – ŷt zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche wenigstens eine charakteristische Größe des Elektromotors 9 aufweisen, gebildet, wobei wenigstens eine charakteristische Größe ein momentbildender Phasenstromanteil Isq des Elektromotors 9 ist. Die Schätzgrößen ŷt sind nachfolgend ebenfalls jeweils durch "^" gekennzeichnet. Die Schätzung erfolgt mit Hilfe eines Beobachters. Eingänge des Beobachters sind die drei Phasenspannungen des Elektromotors 9, Ausgänge sind die entsprechenden Phasenströme Isd, Isq jeweils in ein rotorlagefestes Koordinatensystem transformiert. Das physikalische Gleichungssystem des Elektromotors 9 ist nicht linear, somit könnte nur ein erweitertes Kalman-Filter als Beobachter verwendet werden. Jedoch kann das Gleichungssystem unter der Annahme, dass der feldbildende Stromanteil Isd gleich null ist, zu einem linearen Gleichungssystem vereinfacht werden. Somit kann ein rechenleistungsgünstiger Luenbergerbeobachter verwendet werden. Als Unterschiedsgröße ε können: – der momentbildende Phasenstromanteil Isq des Elektromotors 9 als Isq – Îsq; – ein Vektor aus dem Rotorlagewinkel δM und dem momentbildenden Phasenstromanteil Isq des Elektromotors 9 als
      Figure 00070001
      – ein Vektor aus momentbildendem Isq und feldbildendem Phasenstromanteil Isd des Elektromotors 9 als
      Figure 00070002
      oder – ein Vektor aus dem Rotorlagewinkel δM, dem momentbildenden Isq und dem feldbildenden Phasenstromanteil Isd als
      Figure 00080001
      verwendet werden.
    • 2. Die Unterschiedsgröße ε wird laufend aus der Differenz yt – ŷt zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche einen Lenkradwinkel δS und/oder einen Ritzelwinkel δG und/oder den Motorwinkel δM aufweisen, welche über die kinematische Zwangsbeziehung des Lenksystems 1 ermittelt werden, gebildet. Die kinematische Zwangsbeziehung
      Figure 00080002
      ist in "Reinelt, W., et al, Active Front Steering (Part 2): Safety and Functionality, SAE World Congress, 2004-01-1102, 2004, Detroit" näher beschrieben.
  • Als Unterschiedsgröße ε kann der Lenkradwinkel δS als δ ^S – δS oder der Ritzelwinkel δG als δ ^G – δG oder der Motorwinkel δM als δ ^M – δM verwendet werden.
  • Des weiteren könnte in anderen Ausführungsbeispielen als Unterschiedsgröße ε auch ein Vektor aus einer Kombination der oben genannten Unterschiedsgrößen ε zum Einsatz kommen.
  • Als Abstandsmaß s kann im Abstandsmaßmodul 21 die sogenannte Likelihood-Gleichung
    Figure 00080003
    oder deren Logarithmus, die sogenannte Log-Likelihood-Gleichung
    Figure 00080004
    Anwendung finden. Die Wahrscheinlichkeitsdichte p ist durch
    Figure 00080005
    definiert, wobei pθ0i) die Wahrscheinlichkeitsdichte vor der Veränderung des Signals und pθ1i) die Wahrscheinlichkeitsdichte nach der Veränderung des Signals darstellt.
  • Als Stoppregel kommen im Stoppregelmodul 22 die folgenden Algorithmen in Frage.
    • 1. Der sogenannte CUSUM-Test (cumulative sum) ist durch folgende Summe definiert:
      Figure 00090001
      Ein Signal wird ausgegeben bzw. ein Alarm wird ausgelöst, wenn gt = max(0,gt–1 + St – v)größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei v ein konstanter Driftfaktor.
    • 2. Der sogenannte GMA-Test (geometric moving average) erhält die Log-Likelihood-Gleichung als Eingangssignal:
      Figure 00090002
      wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn gt = (1 – α)gt–1 + αst einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Die Konstante α(0 < α < 1) ist der sogenannte Vergessensfaktor „forgetting factor", mit welchem festgelegt werden kann, wie ältere Messungen gegenüber neueren Messungen in die Berechnung einfließen.
    • 3. Der sogenannte GLR (generalized likelihood ratio) ist eine Kombination aus einem Abstandsmaß s und einer Stoppregel. Für diesen Fehlererkennungsalgorithmus werden zwei Filtermodule 20 benötigt (nicht dargestellt). Es gibt mehrere Möglichkeiten für die Wahl eines zweiten Filtermoduls 20: – Eine Offline-Simulation wird sozusagen als Realzeitvergleich eingesetzt. – Ein kürzeres Zeitfenster der realen Unterschiedsgröße ε wird mit einem längerem verglichen, wobei eine Anzahl t von Unterschiedsgrößen ε vorliegen:
      Figure 00090003
      – Ein Zeitfenster der realen Unterschiedsgröße ε wird mit einem anderen vergleichen:
      Figure 00100001
  • Als Abstandsmaß wird hier die folgende Gleichung verwendet:
    Figure 00100002
    für das erste Filtermodul 20 und
    Figure 00100003
    für das zweite Filtermodul 20 gilt. Als Stoppregel wird folgende Gleichung verwendet: gt = max(0,gt–1 + st – v).
  • Schwellwerte für die obigen Stoppregeln können adaptiv, abhängig von:
    • – Fahrzeuggeschwindigkeit,
    • – Radgeschwindigkeiten,
    • – Lenkradgeschwindigkeit,
    • – Lenkradwinkel,
    • – Gierrate des Fahrzeugs oder
    • – Querbeschleunigung des Fahrzeugs einzeln oder kombiniert gewählt werden.
  • Die Unterschiedsgröße ε kann beispielsweise mit den Stoppregeln CUSUM-Test, GMA-Test oder GLR bei Überlagerungslenkungen, EPS (Electric Power Steering) und Steer-by-Wire eingesetzt werden. Die Unterschiedsgröße ε kann beispielsweise mit den Stoppregeln CUSUM- Test, GMA-Test oder GLR bei Überlagerungslenkungen eingesetzt werden.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Überwachung der Rotorlage δM eines Elektromotors (9), welcher als Stellantrieb zur Erzeugung oder Unterstützung der Lenkbewegung wenigstens eines lenkbaren Rades (5a, 5b) eines elektrisch unterstützten Lenksystems (1) für ein Fahrzeug ausgebildet ist, wobei ein Signal ausgegeben wird, wenn eine modifizierte Unterschiedsgröße ε einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei die Unterschiedsgröße ε laufend aus der Differenz zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche wenigstens eine charakteristische Größe des Elektromotors (9) aufweisen, gebildet wird und wobei wenigstens eine charakteristische Größe ein momentbildender Phasenstromanteil Isq des Elektromotors (9) ist.
  2. Verfahren zur Überwachung der Rotorlage δM eines Elektromotors (9), welcher als Stellantrieb zur Erzeugung oder Unterstützung der Lenkbewegung wenigstens eines lenkbaren Rades (5a, 5b) eines elektrisch unterstützten Lenksystems (1) für ein Fahrzeug ausgebildet ist, wobei ein Signal ausgegeben wird, wenn eine modifizierte Unterschiedsgröße ε einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei die Unterschiedsgröße ε laufend aus der Differenz zwischen wenigstens einer Messgröße yt und einer entsprechenden aus weiteren Messgrößen ut berechneten modellbasierten Schätzgröße ŷt, welche einen Lenkradwinkel δS und/oder einen Ritzelwinkel δG und/oder den Motorwinkel δM aufweisen, welche über eine kinematische Zwangsbeziehung des Lenksystems (1) ermittelt werden, gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterschiedsgröße ε: – der momentbildende Phasenstromanteil Isq des Elektromotors (9) als Isq – Îsq; – ein Vektor aus dem Rotorlagewinkel δM und dem momentbildenden Phasenstromanteil Isq des Elektromotors (9) als
    Figure 00120001
    – ein Vektor aus momentbildendem Isq und feldbildendem Phasenstromanteil Isd des Elektromotors (9) als
    Figure 00130001
    oder – ein Vektor aus dem Rotorlagewinkel δM, dem momentbildenden Isq und dem feldbildenden Phasenstromanteil Isd als
    Figure 00130002
    verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterschiedsgröße ε der Lenkradwinkel δS als δ ^S – δs oder der Ritzelwinkel δG als δ ^G – δG oder der Motorwinkel δM als δ ^M – δM verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterschiedsgröße ε ein Vektor aus einer Kombination einer Unterschiedsgröße ε gemäß Anspruch 3 und einer Unterschiedsgröße ε gemäß Anspruch 4 verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Messgröße yt und der Schätzgröße ŷt in wenigstens einem Filtermodul (20) berechnet wird, welches als Ausgangssignal die Unterschiedsgröße ε liefert.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandsmaßmodul (21) die Unterschiedsgröße ε als Eingangssignal erhält und diese als Ausgangssignal in eine modifiziert Unterschiedsgröße ε als Abstandsmaß si, st umrechnet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Stoppregelmodul (22), welches das Abstandsmaß si, st als Eingangssignal erhält, anhand von vorgegebenen Stoppregeln und Schwellwerten entschieden wird, ob ein Signal ausgegeben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandmaß s eine Likelihood-Gleichung
    Figure 00130003
    oder eine Log- Likelihood-Gleichung
    Figure 00140001
    verwendet wird, wobei die Wahrscheinlichkeitsdichte p durch
    Figure 00140002
    bei definiert ist, und wobei pθ0i) die Wahrscheinlichkeitsdichte vor der Veränderung des Signals und pθ0i) die Wahrscheinlichkeitsdichte nach der Veränderung des Signals ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stoppregel ein CUSUM-Test verwendet wird, wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn gt = max(0,gt–1 + St – v) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und wobei
    Figure 00140003
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stoppregel ein GMA-Test verwendet wird, wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn gt = (1 – α)gt–1 + αst größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Filtermodule 20 verwendet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandsmaß
    Figure 00140004
    verwendet wird, wobei
    Figure 00140005
    Figure 00140006
    für das erste Filtermodul 20 und
    Figure 00140007
    für das zweite Filtermodul 20 gilt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarm ausgelöst wird, wenn gt = max(0,gt–1 + st – v) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
  15. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren zur Überwachung der Rotorlage δM eines Elektromotors (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem Steuergerät (11) des elektrisch unterstützten Lenksystems (1), ausgeführt wird.
  16. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren zur Überwachung der Rotorlage δM eines Elektromotors (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Mikroprozessor eines Computers, insbesondere auf einem Steuergerät (11) des elektrisch unterstützten Lenksystems (1), ausgeführt wird.
  17. Steuergerät (11) für ein elektrisch unterstütztes Lenksystem (1) eingerichtet zur Ausführung eines Computerprogramms gemäß Anspruch 15.
DE200510016514 2005-04-08 2005-04-08 Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors Expired - Fee Related DE102005016514B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510016514 DE102005016514B4 (de) 2005-04-08 2005-04-08 Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510016514 DE102005016514B4 (de) 2005-04-08 2005-04-08 Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005016514A1 true DE102005016514A1 (de) 2006-10-12
DE102005016514B4 DE102005016514B4 (de) 2014-08-28

Family

ID=37026370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510016514 Expired - Fee Related DE102005016514B4 (de) 2005-04-08 2005-04-08 Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005016514B4 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7565947B2 (en) 2006-08-10 2009-07-28 Mitsubishi Electric Corporation Vehicular steering system
DE102009020157A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung eines virtuellen Rotorwinkels
DE102013212410A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung einer Winkelfehlstellung eines elektrischen Motors
DE102015115424A1 (de) * 2015-09-14 2017-03-16 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems
DE102015115337B4 (de) 2015-09-11 2018-08-30 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines servolenksystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10201705A1 (de) * 2001-05-25 2003-02-06 Mitsubishi Electric Corp Elektrische Servolenkungsvorrichtung
DE60011684T2 (de) * 1999-02-05 2005-06-30 Trw Lucas Varity Electric Steering Ltd., Wednesbury Verbesserung in Verbindung mit elektrischen Servolenkungen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751125B4 (de) * 1997-03-22 2011-11-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug
DE10012133A1 (de) * 2000-03-13 2001-09-27 Bosch Gmbh Robert Überwachungssystem zur Überwachung einer Stelleinrichtung im Kraftfahrzeug
DE10013711A1 (de) * 2000-03-20 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Servounterstütztes Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60011684T2 (de) * 1999-02-05 2005-06-30 Trw Lucas Varity Electric Steering Ltd., Wednesbury Verbesserung in Verbindung mit elektrischen Servolenkungen
DE10201705A1 (de) * 2001-05-25 2003-02-06 Mitsubishi Electric Corp Elektrische Servolenkungsvorrichtung

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7565947B2 (en) 2006-08-10 2009-07-28 Mitsubishi Electric Corporation Vehicular steering system
DE102007013953B4 (de) * 2006-08-10 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp. Lenksystem für ein Fahrzeug
DE102009020157A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung eines virtuellen Rotorwinkels
DE102009020157B4 (de) * 2009-05-06 2021-07-01 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung eines virtuellen Rotorwinkels
DE102013212410A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung einer Winkelfehlstellung eines elektrischen Motors
DE102015115337B4 (de) 2015-09-11 2018-08-30 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines servolenksystems
DE102015115424A1 (de) * 2015-09-14 2017-03-16 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems
DE102015115424B4 (de) 2015-09-14 2021-07-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005016514B4 (de) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2593347B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kompensation von lenkraddrehschwingungen in einem lenksystem
DE102017203437A1 (de) Verfahren und System zur Fehlerisolierung in einem elektrischen Servolenkungssystem
DE102018130664B4 (de) Benachrichtigung über zahnstangenbegrenzungsbedingungen für steer-by-wire-lenksysteme
DE102019118831A1 (de) Schätzung der zahnstangenkraft für lenksysteme
EP3678918B1 (de) Steer-by-wire-system und verfahren zum betreiben eines steer-by-wire-systems
DE102005016514B4 (de) Verfahren zur Überwachung der Rotorlage eines Elektromotors
EP2580104A1 (de) Bestimmung eines mittengefühls für eps-lenksysteme
DE102008038891B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines Drehmomentes an einer elektromechanischen Lenkung
EP1607309B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs
DE102020213553B4 (de) Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems
DE102020110472B4 (de) Bereitstellen von unterstützungsdrehmoment in lenksystemen, die ohne drehmomentsensor arbeiten
DE102012009568B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Überlagerungslenkung und Kraftwagen mit einer Überlagerungslenkung
EP3676159B1 (de) Lenkungssteuergerät und verfahren zur ermittlung eines stellsignals für eine leistungselektronik einer lenkeinrichtung eines kraftfahrzeugs
DE102009009448B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eigendiagnose mindestens einer zu diagnostizierenden Sensoreinheit einer elektromechanischen Lenkung
DE102019127167A1 (de) Management von schwankungsrauschen in elektrischen servolenkungssystemen
DE102019215182A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Lenkwinkeloffsets
DE102020108132B4 (de) Traktionslenkungsabschwächung durch cvr-verstärkungsskalare
DE102010038516A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Pedalstellung eines Pedals eines Fahrzeugs
EP3406507A1 (de) Verfahren zum kalibrieren der lenkwinkelsensorik eines kraftfahrzeugs
EP1568572A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeug-Lenksystems mit Signalplausibilisierung
DE102019216950B4 (de) Einstellen eines Fahrzeuglenkwinkels per Steuerung unter Berücksichtigung von Dynamikgrößen
DE102020201286B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Überlagerungslenkung eines Kraftfahrzeugs
WO2022179732A1 (de) Verfahren zum betrieb eines fahrzeugs und fahrzeug
DE102017217100B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Stellmotors eines Lenksystems
DE102020211657A1 (de) Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE

Effective date: 20150423

R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee