DE102012103092A1 - Verfahren zur fortlaufenden bestimmung eines rotorlagewinkels eines elektromotors - Google Patents

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Constant Nguene Njongue
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels eines Elektromotors (9), welcher in einem elektrischen Servoantrieb einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, mittels eine Rotorlagesensors (14) des Elektromotors (9), wobei die Messsignale des Rotorlagesensors (14) von einer Signalverarbeitungsschaltung (13a) verarbeitet werden, wobei in einem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung der Rotorlagesensor (14) und die Signalverarbeitungsschaltung (13a) periodisch nach vorgegebenen Zeitintervallen mit Strom versorgt werden, um eventuelle Änderungen des Rotorlagewinkels des Elektromotors (9) fortlaufend zu erfassen. In dem deaktivierten Betriebszustand der elektrischen Servolenkvorrichtung wird eine bei einem Drehen des Elektromotors (9) im generatorischen Betrieb induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal zur Einstellung einer zumindest vorübergehenden Änderung der Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) verwendet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur fortlaufenden Berechnung eines Lenkwinkels in einer elektronischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein elektronisches Regel- und/oder Steuergerät sowie eine elektronische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
  • In heutigen Kraftfahrzeugen werden zunehmend elektromechanische Servolenkungen eingesetzt. Die Lenkunterstützung des Fahrers erfolgt dabei über einen elektrischen Servoantrieb bzw. einen Elektromotor, welcher elektrische Energie aus dem Fahrzeugbordnetz aufnimmt und diese in mechanischer Form an das Lenkgetriebe abgibt.
  • Aus der DE 100 13 711 A1 ist ein Lenksystem bekannt, das unter anderem einen Servoantrieb zur Momentenunterstützung aufweist. Der Grad der Momentenunterstützung ist bei dem beschriebenen Lenksystem abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Während bei langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit die Momentenunterstützung größer ist (z. B. um beim Rangieren des Fahrzeugs das Lenkrad ohne großen Kraftaufwand betätigen zu können), wird die Lenkunterstützung bei höheren Geschwindigkeiten (z. B. um Fahrstabilität bei einer Autobahnfahrt zu erhöhen) gesenkt.
  • Aufgrund immer höherer Anforderungen bezüglich der Bordnetzbelastung in Kraftfahrzeugen werden auch die Anforderungen bezüglich des Ruhestroms der elektrischen Systeme in den Kraftfahrzeugen immer bedeutender. Andererseits müssen aufgrund strengerer Sicherheitsanforderungen stets neue Funktionen bereitgestellt werden. Es ist bekannt, zur Ansteuerung von Elektromotoren von elektrischen Servoantrieben in Servolenksystemen den sogenannten Rotorlagewinkel bzw. Rotorwinkel zu berücksichtigen, welcher die Ausrichtung des Rotors eines Elektromotors gegenüber dem Stator des Elektromotors angibt. Es besteht zudem die Möglichkeit, die aktuelle Lenkwinkelinformation im Steuergerät des Servolenksystems bzw. der Servolenkvorrichtung laufend zu berechnen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, die Rotorlagesignale auch im deaktivierten Zustand des Servolenksystems, d. h. im Ruhemodus oder Sleep-Modus (Klemme 15 bzw. Zündungsplus ausgeschaltet) laufend zu überwachen. Für die Überwachung der Lenkwinkelfunktionalität im Sleep-Modus des Servolenksystems werden sowohl die in dem Regel- und/oder Steuergerät des Servolenksystems vorhandene, in der Regel auf einem System-IC angeordnete, Schnittstelle zu einem Rotorlagesensor als auch der mit dem Steuergerät (ECU Electronic Control Unit) elektrisch verbundene Rotorlagesensor periodisch mit Strom versorgt, d. h. aktiviert bzw. geweckt. Das Weckintervall sollte so eingestellt werden, dass möglichst keine Lenkwinkeländerung verpasst wird. Erfahrungsgemäß wird dazu eine Periodendauer von etwa 8 ms bis 10 ms benötigt. Dies führt allerdings dazu, dass der Rotorlagesensor und die zu aktivierenden Teile des Steuergeräts bzw. des System-ICs, welche die Lenkwinkelinformation aufbereiten, durchschnittlich einen Ruhestrom von etwa 300 µA im Sleep-Modus benötigen. Heutige Ruhestromanforderungen liegen jedoch bei ≤ 200 µA.
  • Die große Herausforderung bei der Bestimmung des periodischen Weckintervalls im Sleep-Modus besteht darin, sicherzustellen, dass keine Zustandsänderung innerhalb der Logik in der Signalverarbeitungsschaltung verpasst wird, auch wenn extreme Bedingungen eintreffen. Bei bekannten Rotorlagesensoren erfolgt eine Zustandsänderung der Logik in der Signalverarbeitungsschaltung z. B. je 45°-Winkeländerung des Elektromotors. Mit Hilfe dieser Zustandsinformation kann die Änderung der Rotorlage des Elektromotors um eine 1/8-Drehung detektiert werden. Es existieren jedoch auch Rotorlagesensoren mit denen Zustandsänderungen innerhalb der Logik je 90°-Winkeländerung des Elektromotors in der Signalverarbeitungsschaltung erfolgen. Die vorstehend erwähnten Extrembedingungen können beispielsweise bei einem schnellstmöglichen Anreißvorgang am Lenkrad durch einen Fahrer vorliegen, wobei die höchste Beschleunigung des Elektromotors aus dem Stillstand heraus entsteht. Entsprechende Untersuchungen ergaben, dass bei schnellstmöglichen Anreißvorgängen am Lenkrad auf verschiedenen Fahrbahnuntergründen der Rotorlagesensor und die zugeordnete Elektronik alle 8 bis 10 ms aufgeweckt werden sollten, um keine Lenkwinkeländerungen zu verpassen. Bei einem ersten Anreißvorgang des Lenkrads auf nassem Asphalt kann z. B. die allererste Zustandsänderung innerhalb der Logik in der Signalverarbeitungsschaltung (beispielsweise eine 45°-Winkeländerung der Rotorposition) in ca. 30 ms erreicht werden, wobei der Elektromotor eine Drehzahländerung von 0 auf 470 U/min erfährt.
  • Nachteil bei einer derartigen Einstellung des Weckzyklus im Bereich von 8 ms bis 10 ms, welche bereits eine Verfünffachung gegenüber einem Standardwert von beispielsweise 50 ms darstellt, ist der hohe Ruhestromverbrauch.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem alle Winkeländerungen auch in einem deaktivierten Betriebszustand der Servolenkvorrichtung zuverlässig erfasst werden, wobei gleichzeitig der Ruhestromverbrauch möglichst gering sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels eines Elektromotors, welcher in einem elektrischen Servoantrieb in einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, mittels eines Rotorlagesensors des Elektromotors gelöst, wobei die Messsignale des Rotorlagesensors von einer Signalverarbeitungsschaltung verarbeitet werden, wobei in einem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung der Rotorlagesensor und die Signalverarbeitungsschaltung, insbesondere unter Verwendung einer Zeitschaltung, periodisch nach vorgegebenen Zeitintervallen mit Strom versorgt werden, um eventuelle Änderungen des Rotorlagewinkels des Elektromotors fortlaufend zu erfassen und wobei in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung eine bei einem Drehen des Elektromotors im generatorischen Betrieb induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal bzw. Aktivierungssignal, insbesondere für die Zeitschaltung, zur Einstellung einer zumindest vorübergehenden Änderung der Stromversorgung des Rotorlagesensors und der Signalverarbeitungsschaltung verwendet wird.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden zusätzliche vom Elektromotor erhaltene Informationen im deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkung dazu verwendet, um Anreißvorgänge bzw. schnelle Bewegungen am Lenkrad detektieren zu können, ohne kurze Weckzyklen im Bereich von < 10 ms einstellen zu müssen. Dadurch wird der Ruhestromverbrauch in vorteilhafter Weise reduziert. Die Erfinder haben erkannt, dass der hohe Ruhestromverbrauch unnötig ist, da extreme Anreißvorgänge am Lenkrad im deaktivierten Betriebszustand der Servolenkeinrichtung nicht dauerhaft, sondern nur zeitweise stattfinden. Unter deaktivertem Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung soll vorliegend ein Sleep-Modus oder ein Standby-Modus bzw. Ruhezustand, insbesondere bei ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Bei der periodischen Stromversorgung können beispielsweise Zeitintervalle von mehreren Millisekunden eingesetzt werden. In vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die von dem Elektromotor bei Drehung induzierte Gegenspannung (auch als Gegen-EMK bzw. entgegengerichtete elektromagnetische oder elektromotorische Kraft bezeichnet) als Ansteuersignal für einen Standby-Timer des Steuergeräts eingesetzt werden, welcher die Weckzyklen erzeugt. Dadurch wird der benötigte Ruhestrom erheblich reduziert, wobei die Signalverarbeitungsschaltung etwa 80 µA und der Rotorlagesensor etwa 20 µA Ruhestrom benötigen, was zu einer Summe von etwa 100 µA führt. Im Gegensatz zu 300 µA Ruhestromverbrauch bei bekannten Schaltungen ergibt dies eine Verminderung um 200 µA.
  • Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Stromversorgung des Rotorlagesensors und der Signalverarbeitungsschaltung in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung derart geändert wird, dass die vorgegebenen Zeitintervalle für eine bestimmte Zeitspanne kürzer eingestellt werden. Diese verkürzten Zeitintervalle können ca. 2 ms bis ca. 10 ms, vorzugsweise ca. 5 ms, betragen.
  • Das Ansteuersignal, wenn aktiviert, stellt umgehend ein Weckintervall von beispielsweise 5 ms für eine bestimmte Zeitspanne ein. Diese bestimmte Zeitspanne kann vorzugsweise ein Zeitfenster sein, innerhalb dessen der Elektromotor eine entsprechend hohe Drehzahl aufweist und/oder innerhalb dessen sich die induzierte Gegenspannung oberhalb eines bestimmten, insbesondere einstellbaren Schwellwerts befindet. Danach kann ein Standardwert (z. B. 52 ms) des Weckintervalls erneut eingestellt werden, so dass der Ruhestrom wieder sinkt. Sonach können auch äußerste Anreißvorgänge am Lenkrad im Ruhezustand detektiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Stromversorgung des Rotorlagesensors und der Signalverarbeitungsschaltung in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung derart geändert werden, dass für eine bestimmte Zeitspanne eine dauerhafte Stromversorgung erfolgt.
  • Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal verwendet wird, wenn sie größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert ist.
  • Wird am Lenkrad angerissen, so kann das Ansteuersignal für den Standby-Timer bzw. eine Zeitschaltung auch lediglich dann aktiviert werden, wenn die induzierte Gegenspannung bzw. die Gegen-EMK eine definierte und/oder einstellbare Schaltschwelle beispielsweise eines verwendeten Komparators überschreitet. Die im Elektromotor induzierte Gegenspannung (Gegen-EMK) verhält sich in etwa linear zu seiner Drehzahl mit UGegen-EMK = ke·n, wobei UGegen-EMK die Gegen-EMK, ke eine Konstante des Elektromotors und n die aktuelle Drehzahl des Elektromotors ist. Die Konstante ke ist jedoch u. a. abhängig von dem magnetischen Fluss des Elektromotors. Die Konstante ke kann in der Applikation einer elektronischen Servolenkvorrichtung variieren, da verschiedene Elektromotoren je nach Anforderung eingesetzt werden können. Die Parameter Polpaarzahl (z. B. von vier bis sieben), maximales Drehmoment und Größe des magnetischen Flusses des Elektromotors können sich je nach Anforderung unterscheiden. Diese Parameter können bei der Auswahl des Elektromotors definiert und zur Bildung der Konstante ke herangezogen werden.
  • Je nachdem wie hoch die Konstante ke ist, muss demnach auch mit einer entsprechend hohen bzw. niedrigen Gegen-EMK UGegen-EMK bei einer bestimmten Drehzahl n des Elektromotors gerechnet werden. Daher kann die Schaltschwelle derart für unterschiedliche Elektromotoren einstellbar sein, dass keine Zustandsänderung bzw. Winkeländerung des Rotors verpasst wird.
  • Anspruch 6 betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Berechnung eines Lenkwinkels in einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur fortlaufenden Bestimmung des Rotorlagewinkels.
  • In Anspruch 7 ist eine elektronisches Regel- und/oder Steuergerät eines Kraftfahrzeugs angegeben.
  • Ein Komparator mit einer definierten bzw. vorgegebenen oder einstellbaren Schaltschwelle kann den vorgegebenen Schwellwert der Gegenspannung realisieren. Um unterschiedliche Elektromotoren bei der elektronischen Servolenkvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unterstützen zu können, kann die Schaltschwelle des verwendeten Komparators einstellbar implementiert werden.
  • In Anspruch 10 ist eine elektronische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels eines Elektromotors bzw. zur fortlaufenden Berechnung eines Lenkwinkels einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise als elektronische Schaltung bzw. als Computerprogramm auf einem Regel- und/oder Steuergerät der elektronischen Servolenkvorrichtung realisiert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Servolenkvorrichtung; und
  • 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Ansteuerung eines Elektromotors in einer elektronischen Servolenkvorrichtung, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren umgesetzt ist.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße elektronische Servolenkvorrichtung 1 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs stark vereinfacht dargestellt. Die elektronische Servolenkvorrichtung 1 weist eine als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 2 auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Lenksäule bzw. 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 dazu eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Gelenkwelle 3 angreift. Darüber hinaus weist die elektronische Servolenkvorrichtung 1 einen elektrischen Servoantrieb 8 auf, welcher insbesondere der variablen Momenten-unterstützung dient. Der elektrische Servoantrieb 8 weist einen Elektromotor 9 zur Realisierung der Momentenunterstützung über ein Riemengetriebe 10 auf. Das Riemengetriebe 10 weist ein Antriebsritzel und eine Riemenscheibe zur Übertragung der Momentenunterstützung über ein Kugelumlaufgetriebe (in 1 nicht dargestellt) auf die Zahnstange 6 der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 auf. Des Weiteren ist ein elektronisches Steuergerät 11 als Regel- und/oder Steuergerät zur Ansteuerung und Regelung des Elektromotors 9 vorgesehen. Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer elektronischen Servolenkvorrichtung 1 mit einem Riemengetriebe 10 und einem separaten Kugelumlaufgetriebe zur Übertragung der Unterstützungskraft auf die Zahnstange 6, wie beispielsweise aus der DE 100 52 275 A1 bekannt, beschrieben. Für weitere elektrische Lenksystemtechnologien mit Momenten- bzw. Lenkunterstützung lassen sich jedoch mit geringfügigen Änderungen gleiche erfindungsgemäße Umsetzungen erzielen. Auch kann der Elektromotor ein Überlagerungswinkelsteller sein, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Servolenkvorrichtung um ein Überlagerungslenksystem handelt.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 2 ist eine Ansteuerung des Elektromotors 9 durch das elektronische Steuergerät 11 dargestellt. Dabei ist der Elektromotor 9 über eine Dreiphasenbrücke bzw. einen Wechselrichter 12 und Motorphasenleitungen 12a bis 12c mit dem elektrischen Steuergerät 11 verbunden. Sowohl das Steuergerät 11 als auch der Wechselrichter 12 werden über eine Batteriespannung UBatt versorgt. Auf einem System-IC 13 (Integrated Circuit/Integrierte Schaltung) des Steuergeräts 11 ist eine Signalverarbeitungsschaltung 13a angeordnet, welche mit einem gestrichelt angedeuteten Rotorlagesensor 14 für den Elektromotor 9 elektrisch verbunden ist. Die Signalverarbeitungsschaltung 13a weist eine Versorgungsleitung 15a und eine Signalleitung 15b zu dem Rotorlagesensor 14 auf, welcher die Lage des Rotors des Elektromotors 9 laufend überwacht. Des Weiteren weist das System-IC 13 eine Komparatorschaltung bzw. einen Komparator 16 auf, welcher mit zwei Motorphasenleitungen 12a und bis 12b sowie mit der Batteriespannung UBatt verbunden ist. Der Komparator 16 weist eine definierte oder einstellbare Schaltschwelle auf und ist dazu ausgebildet, ein Ansteuersignal für einen Standby-Timer bzw. eine Zeitschaltung 17 auszugeben, welche permanent über die Batteriespannung UBatt versorgt wird. Die Zeitschaltung 17 bleibt daher auch bei abgeschalteter Servolenkvorrichtung 1 dauerhaft aktiv. Die Zeitschaltung 17 ist zum Schalten einer periodischen Stromversorgung des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a nach vorgegebenen Zeitintervallen und/oder zum Schalten einer dauerhaften Stromversorgung des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a für eine bestimmte Zeitspanne eingerichtet. Wie weiter aus 2 ersichtlich, werden der Rotorlagesensor 14 und die Signalverarbeitungsschaltung 13a, insbesondere in dem deaktivierten Betriebszustand der Servolenkvorrichtung 1, von einer, vorzugsweise auf dem System-IC 13 angeordneten, Rotorlagesensorversorgung 18 versorgt. Die Zeitschaltung 17 erzeugt einstellbare Zeitintervalle und steuert damit das Ein- und Ausschalten der Rotorlagesensorversorgung 18 des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a. Die Zyklen bzw. Weckintervalle werden von der Zeitschaltung 17 vorgegeben.
  • Auf dem elektronischen Steuergerät 11 kann nun ein erfindungsgemäßes Verfahren zur fortlaufenden Berechnung des Lenkwinkels δFm der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 unter Berücksichtigung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels ablaufen. Dementsprechend kann auf dem elektronischen Steuergerät 11 auch das erfindungsgemäße Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung des Rotorlagewinkels des Elektromotors 9, welcher in dem elektrischen Servoantrieb 8 in der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, mittels des Rotorlagesensors 14 des Elektromotors 9 ablaufen, wobei die Messsignale des Rotorlagesensors 14 von der Signalverarbeitungsschaltung 13a verarbeitet werden, wobei in einem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 der Rotorlagesensor 14 und die Signalverarbeitungsschaltung 13a periodisch nach vorgegebenen Zeitintervallen, insbesondere von der Zeitschaltung 17, mit Strom versorgt werden, um eventuelle Änderungen des Rotorlagewinkels des Elektromotors 9 fortlaufend zu erfassen, wobei in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 eine bei einem Drehen des Elektromotors 9 im generatorischen Betrieb induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal zur Einstellung einer zumindest vorübergehenden Änderung der Stromversorgung des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a verwendet wird. Die induzierte Gegenspannung kann über die elektrische Verbindung des Komparators 16 bzw. des System-ICs 13 mit den Motorphasenleitungen 12a und 12b des Elektromotors 9 erfasst werden.
  • Die Stromversorgung des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a können in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 derart geändert werden, dass die vorgegebenen Zeitintervalle für eine bestimmte Zeitspanne kürzer eingestellt werden. Diese bestimmte Zeitspanne kann vorzugsweise ein Zeitfenster sein, innerhalb dessen der Elektromotor 9 eine entsprechend hohe Drehzahl aufweist und/oder innerhalb dessen sich die induzierte Gegenspannung oberhalb eines bestimmten, insbesondere einstellbaren Schwellwerts befindet. Die verkürzten Zeitintervalle können zwischen ca. 2 ms und ca. 10 ms, vorzugsweise bei 5 ms, liegen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Stromversorgung des Rotorlagesensors 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 13a in dem deaktivierten Betriebszustand der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 derart geändert werden, dass für eine bestimmte Zeitspanne eine dauerhafte Stromversorgung erfolgt.
  • Die geänderten Stromversorgungen werden entsprechend von der Zeitschaltung 17 eingestellt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Gegenspannung als Ansteuersignal, insbesondere nur dann verwendet werden, wenn sie größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert ist. Dieser vorgegebene Schwellwert kann durch den Komparator 16 mit einer definierten oder einstellbaren Schaltschwelle realisiert werden. Die Schaltschwelle des Komparators 16 kann im System-IC 13 einstellbar implementiert sein, um die Verwendung von unterschiedlichen Elektromotoren 9 in der Servolenkvorrichtung 1 zu unterstützen.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann sich im Ruhezustand bzw. im deaktivierten Zustand der elektronischen Servolenkvorrichtung 1 folgende Strombilanz ergeben:
    • – System-IC 13 bzw. ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ca. 80 µA
    • – Rotorlagesensor 14 ca. 20 µA, und
    • – dementsprechend gesamter Ruhestrom ca. 100 µA.
  • Der Komparator 16 wird zur laufenden Überwachung der induzierten Gegenspannung permanent mit Strom versorgt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Servolenkvorrichtung
    2
    Lenkrad
    3
    Gelenkwelle / Lenksäule
    4
    Lenkgetriebe
    5a, 5b
    lenkbare Räder
    6
    Zahnstange
    7
    Ritzel
    8
    elektrischer Servoantrieb
    9
    Elektromotor
    10
    Riemengetriebe
    11
    elektronisches Steuergerät
    12
    Wechselrichter
    13
    System-IC
    13a
    Signalverarbeitungsschaltung
    14
    Rotorlagesensor
    15a
    Versorgungsleitung des Rotorlagesensors
    15b
    Signalleitung des Rotorlagesensors
    16
    Komparator
    17
    Zeitschaltung
    18
    Rotorlagesensorversorgung
    δFm
    Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10013711 A1 [0003]
    • DE 10052275 A1 [0025]

Claims (10)

  1. Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels eines Elektromotors (9), welcher in einem elektrischen Servoantrieb (8) in einer elektronischen Servolenkvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, mittels eines Rotorlagesensors (14) des Elektromotors (9), wobei die Messsignale des Rotorlagesensors (14) von einer Signalverarbeitungsschaltung (13a) verarbeitet werden, wobei in einem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung (1) der Rotorlagesensor (14) und die Signalverarbeitungsschaltung (13a) periodisch nach vorgegebenen Zeitintervallen mit Strom versorgt werden, um eventuelle Änderungen des Rotorlagewinkels des Elektromotors (9) fortlaufend zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung (1) eine bei einem Drehen des Elektromotors (9) im generatorischen Betrieb induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal zur Einstellung einer zumindest vorübergehenden Änderung der Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung (1) derart geändert wird, dass die vorgegebenen Zeitintervalle für eine bestimmte Zeitspanne kürzer eingestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verkürzten Zeitintervalle 2 ms bis 10 ms, vorzugsweise 5 ms betragen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) in dem deaktivierten Betriebszustand der elektronischen Servolenkvorrichtung (1) derart geändert wird, dass für eine bestimmte Zeitspanne eine dauerhafte Stromversorgung erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die induzierte Gegenspannung als Ansteuersignal verwendet wird, wenn sie größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert ist.
  6. Verfahren zur fortlaufenden Berechnung eines Lenkwinkels (δFm) in einer elektronischen Servolenkvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung eines Verfahrens zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Elektronisches Regel- und/oder Steuergerät (11) eines Kraftfahrzeugs zur Ansteuerung eines Elektromotors (9) eines elektrischen Servoantriebs (8) einer elektronischen Servolenkvorrichtung (1), welches mit einem Rotorlagesensor (14) des Elektromotors (9) elektrisch verbunden ist, welches eine Signalverarbeitungsschaltung (13a) zur Verarbeitung der von dem Rotorlagesensor (14) erhaltenen Messsignale aufweist, und welches zur Durchführung eines Verfahrens zur fortlaufenden Bestimmung eines Rotorlagewinkels nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder eines Verfahrens zur fortlaufenden Berechnung eines Lenkwinkels nach Anspruch 6 eingerichtet ist.
  8. Elektronisches Regel- und/oder Steuergerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Komparator (16) mit einer definierten oder einstellbaren Schaltschwelle, welche den vorgegebenen Schwellwert der induzierten Gegenspannung bildet.
  9. Elektronisches Regel- und/oder Steuergerät nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Zeitschaltung (17), welche zum Schalten einer periodischen Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) nach vorgegebenen Zeitintervallen und/oder zum Schalten einer dauerhaften Stromversorgung des Rotorlagesensors (14) und der Signalverarbeitungsschaltung (13a) für eine bestimmte Zeitspanne eingerichtet ist.
  10. Elektronische Servolenkvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs umfassend: – einen elektrischen Servoantrieb (8) mit einem Elektromotor (9); – einen Rotorlagesensor (14) für den Elektromotor (9); und – ein elektronisches Regel- und/oder Steuergerät (11) nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9.
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