DE102015112469A1

DE102015112469A1 - Plausibilisierung feldorientierter steuerung

Info

Publication number: DE102015112469A1
Application number: DE102015112469.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Burkhardt; Malte Elzmann
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-02
Also published as: WO2017016979A1; US20180215410A1; US10668946B2

Abstract

Die Beschreibung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Servoantriebs eines Lenksystems eines Fahrzeugs, umfassend den Schritt: Ausfall der Rückkopplung 1, 5 umfassend den Schritt: Überwachen der Steuerung des Servoantriebs 3, 8.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Servoantriebs eines Lenksystems eines Fahrzeugs und ein Lenksystem eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind feldorientierte Regelungen für Synchronmaschinen bekannt. Feldorientierte Regelungen basieren auf zwei gemessenen Phasenströmen und einem gemessenen Rotorlagewinkel der Synchronmaschine. Eine Regelung zeichnet sich durch eine Rückkopplung aus.
Feldorientierte Steuerungen sind nur bei einfachen und unkritischen Anwendungen üblich. Bei feldorientierten Steuerungen werden keine Messungen vorgenommen bzw. es wird nur der Winkel oder die Ströme gemessen. Eine Steuerung weist keine oder nur eine eingeschränkte Rückkopplung auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Servoantrieb eines Lenksystems wird durch eine Regelung betrieben. Hierbei werden unterschiedliche Signale zur Rückkopplung genutzt. In einem Störfall kann die Rückkopplung unterbrochen werden und eine Regelung des Servoantriebs ist nicht mehr möglich. Das Lenksystem erhält nicht mehr alle für die Regelung benötigten rückgekoppelten Signale. In diesem Fall kann der Servoantrieb nur noch durch eine Steuerung betrieben werden. Erfindungsgemäß soll der Servoantrieb in einem Störfall, der zum Ausfall der Regelung führt, wodurch der Servoantrieb nur noch im Steuerbetrieb gefahren werden kann, möglichst lange im Betrieb gehalten werden können. Allerdings ist dabei zu verhindern, dass eine sicherheitskritische Situation eintritt. Hierzu ist eine Überwachung der Steuerung des Servoantriebs notwendig, damit bei Auftreten einer Störung der Servoantrieb abgeschaltet werden kann.
Eine Aufgabe ist daher, eine Überwachung der Steuerung einer Synchronmaschine vorzunehmen, damit ein dauerhafter Steuerbetrieb ohne Auftreten einer sicherheitskritischen Situation ermöglicht wird.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Servoantriebs eines Lenksystems eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend den Schritt: Ausfall der Rückkopplung, aufweisend den Schritt: Überwachen der Steuerung des Servoantriebs.
Fällt die Regelung des Servoantriebs aus, da keine Rückkoppelgrößen mehr vorhanden sind, bzw. nicht mehr sämtliche Rückkoppelgrößen zur Verfügung stehen, kann erfindungsgemäß der Servoantrieb ohne Rückkopplung in einem Steuermodus weiter betrieben werden. Hierdurch kann die notwendige Mindestleistung für übliche Fahrmanöver, gegebenenfalls sogar die ungeminderte Leistung des Servoantriebs zur Lenkunterstützung zur Verfügung gestellt werden. Erfindungsgemäß wird daher nicht nur eine Steuerung für eine kurze Zeitdauer (kleiner 60 Sekunden) oder in einem Notbetrieb vorgesehen. Stattdessen soll ein dauerhafter Steuerbetrieb des Servoantriebs ermöglicht werden.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei das Lenksystem geeignet ist zur Anwendung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei das Überwachen der Steuerung des Servoantriebs dauerhaft bzw. periodisch erfolgt.
Durch den Wegfall der Rückkopplung fällt eine Überwachungsmöglichkeit des Servoantriebs weg. Es muss bei einem Steuerbetrieb sichergestellt werden, dass beim Servoantrieb keine Störung auftritt, um eine sicherheitskritische Situation ausschließen zu können. Erfindungsgemäß erfolgt zeitlich konstant oder periodisch, zumindest engmaschig, eine Kontrolle des Servoantriebs.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei nur ein Phasenstrom des Servoantriebs gemessen wird.
Eine Rückkopplung ist insbesondere dann nicht mehr möglich, falls nicht mehr zwei, sondern nur noch ein Phasenstrom des Servoantriebs gemessen werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, umfassend den Schritt: Ausschalten des Servoantriebs, falls beim Überwachen der Steuerung des Servoantriebs eine Störung festgestellt wird.
Erfindungsgemäß muss der Servoantrieb überwacht werden. Bei Eintreten einer Störung ist es notwendig, den Servoantrieb auszuschalten, um sicherheitskritische Situationen zu vermeiden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte: Messen eines ersten Phasenstroms des Servoantriebs, Berechnen eines zweiten Phasenstroms des Servoantriebs, Bestimmen des Rotorlagewinkels des Servoantriebs und Überwachen des Servoantriebs auf Basis des ersten und zweiten Phasenstroms und des Rotorlagewinkels.
Durch eine Berechnung des zweiten Phasenstroms stehen sämtliche Werte (erster und zweiter Phasenstrom und Rotorlagewinkel) zur Verfügung, um eine Steuerung des Servoantriebs vornehmen zu können.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, umfassend den Schritt: Berechnen eines Istzustands des Servoantriebs auf Basis des gemessenen ersten Phasenstroms, des berechneten zweiten Phasenstroms und des Rotorlagewinkels.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, umfassend den Schritt: Vergleichen des Istzustands mit dem Sollzustand des Servoantriebs.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei der Servoantrieb eine Synchronmaschine ist.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, eine Überwachung der Steuerung einer Synchronmaschine nach Ausfall der Regelung vorzusehen. Hierdurch kann ein zeitlich langer Betrieb der Synchronmaschine in einem Steuerbetrieb ermöglicht werden, da bei Auftreten einer Störung diese erkannt werden kann und die Synchronmaschine abgeschaltet werden kann. Das Eintreten einer sicherheitskritischen Situation kann hierdurch vermieden werden. Die Synchronmaschine wird als Servoantrieb für ein Lenksystem eines Fahrzeugs eingesetzt.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
1 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Überwachung der Steuerungsstrecke einer Synchronmaschine und
2 ein Flussdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem nach Ausfall der Rückkopplung 1 eine betreffende Synchronmaschine in einem Steuerbetrieb, also ohne Rückkopplung, betrieben wird 2. Damit ein zeitlich langer Betrieb im Steuermodus ermöglicht wird, erfolgt erfindungsgemäß eine Überwachung der Steuerung der Synchronmaschine 3. Tritt eine Störung auf, wird die Synchronmaschine ausgeschaltet 4. Das Eintreten einer sicherheitskritischen Situation kann hiermit vermieden werden.
2 zeigt ein alternatives erfindungsgemäßes Verfahren bei dem nach Ausfall der Regelung 5 eine Steuerung der Synchronmaschine zur Lenkunterstützung erfolgt. Zur Steuerung der Synchronmaschine wird ein erster Phasenstrom gemessen 6 und ein zweiter Phasenstrom errechnet 7. Außerdem wird der Rotorlagewinkel der Synchronmaschine ermittelt 9. Auf Basis dieser Werte, erster und zweiter Phasenstrom und Rotorlagewinkel, kann eine Überwachung der Steuerung der Synchronmaschine erfolgen 8. Eine Störung kann dadurch erkannt werden und nötigenfalls die Synchronmaschine ausgeschaltet werden, wodurch eine sicherheitskritische Situation verhindert werden kann. Der gemessene und der errechnete Phasenstrom beeinflussen nicht die Steuerstrecke der Synchronmaschine.
Aus diesem Grund ist eine Plausibilisierung der Steuerstrecke mittels dieser Phasenströme möglich.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Ausfall der Regelung des Servoantriebs
2: Steuerung des Servoantriebs
3: Überwachen der Steuerungsstrecke
4: Ausschalten des Servoantriebs
5: Ausfall der Regelung der Synchronmaschine
6: Messen eines ersten Phasenstroms
7: Berechnen eines zweiten Phasenstroms
8: Überwachen der Steuerung auf Basis von: ein gemessener Phasenstrom, ein Phasenstrom und Rotorlagewinkel der Synchronmaschine berechneter
9: Ermitteln des Rotorlagewinkel

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Servoantriebs eines Lenksystems eines Fahrzeugs, umfassend den Schritt: Ausfall der Rückkopplung (1, 5), gekennzeichnet durch den Schritt: Überwachen der Steuerung des Servoantriebs (3, 8).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der Steuerung des Servoantriebs (3, 8) dauerhaft bzw. periodisch erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Phasenstrom des Servoantriebs gemessen (6) wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: Ausschalten des Servoantriebs (4), falls beim Überwachen der Steuerung des Servoantriebs (3, 8) eine Störung festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: Messen eines ersten Phasenstroms des Servoantriebs (6), Berechnen eines zweiten Phasenstroms des Servoantriebs (7), Bestimmen des Rotorlagewinkels des Servoantriebs (9) und Überwachen des Servoantriebs auf Basis des ersten und zweiten Phasenstroms und des Rotorlagewinkels (8).
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den Schritt: Berechnen eines Istzustands des Servoantriebs auf Basis des gemessenen ersten Phasenstroms, des berechneten zweiten Phasenstroms und des Rotorlagewinkels.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt: Vergleichen des Istzustands mit dem Sollzustand des Servoantriebs.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb eine Synchronmaschine ist.
Lenksystem eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem geeignet ist zur Anwendung eines der vorhergehenden Verfahren.