DE102017101512A1

DE102017101512A1 - Verfahren zum Steuern eines Umrichters bei MOSFET- Kurzschlüssen

Info

Publication number: DE102017101512A1
Application number: DE102017101512.4A
Authority: DE
Inventors: Dennis B. Skellenger; Ashok Chandy
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2017-08-03
Also published as: US20170217480A1; CN107128359B; CN107128359A; US10000233B2

Abstract

Es werden technische Lösungen beschrieben, um ein Bremsdrehmoment in einem Motor eines Lenkungssystems abzuschwächen, das durch einen FET-Kurzschluss verursacht wird. Zum Beispiel enthält ein beispielhaftes Abschwächungssystem ein Abschwächungsmodul, das ein Motordrehmoment in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss justiert. Das Abschwächungssystem enthält ferner ein Abschwächungs-Aktivierungsmodul, welches das Abschwächungsmodul auf der Grundlage eines Lenkraddrehmomentsignals selektiv aktiviert und deaktiviert. Außerdem enthält das Abschwächungssystem ein Dämpfungsmodul, welches das Motordrehmoment auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor reduziert.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/288,224, die am 28. Januar 2016 eingereicht wurde und deren gesamter Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein das Gebiet der Elektromotorsteuerungen und speziell ein Steuerungssystem für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs.
Typischerweise verwenden aktuelle Kraftfahrzeuge Servolenkungssysteme, etwa elektrische Servolenkungssysteme (EPS-Systeme). In einem EPS-System werden die Anstrengungen eines Fahrers zum Lenken des Kraftfahrzeugs durch elektrisch angetriebene Systeme unterstützt. Zum Beispiel stellt das EPS-System eine Lenkungsdrehmomentunterstützung direkt durch einen Elektromotorantrieb bereit. Der Motor selbst kann einen dreiphasigen Permanentmagnet-Synchronmotor oder einen beliebigen anderen Motor umfassen. Durch den Einsatz eines Umrichtersystems wird der Motor durch Stromquellen wie etwa eine Fahrzeugbatterie angetrieben. Der Antrieb wird typischerweise durch eine Verarbeitungseinheit mit Sensoren zum Detektieren der Betriebsbedingungen des Motors überwacht und gesteuert. Die EPS-Antriebsunterstützung wird auf der Grundlage einer Fahreranforderung aufgerufen. Insbesondere, wenn ein Fahrer eine Lenkkraft in eine Richtung aufbringt, liefert das EPS-System weiteres Drehmoment in die gleiche Richtung. Das EPS-System stellt eine Dämpfung für das Straßengefühl und für Zahnstangen/Lenksäuleneffekte beim Zurückstellen und andere Merkmale bereit. Mit anderen Worten arbeitet das EPS-System in allen vier Drehmoment-Drehzahl-Quadranten. Im Fall eines Umrichterfehlers jedoch kann das Drehmoment von dem EPS-Motor ein Lenkungsdrehmoment erzeugen, da Strom durch kurzgeschlossene Schaltungselemente und Bodydioden hindurch fließt, wenn die Gegen-EMK des Motors aufgrund einer Motorgeschwindigkeit zunimmt, wodurch die Phasen temporär kurzgeschlossen werden. Beispielsweise kann ein Fahrer gerade das Lenkrad drehen, während der Motorantrieb irrtümlicherweise ein Dämpfungsdrehmoment liefert, was zu höheren Anstrengungen führt, die nicht gewünscht sind.
Der Motor kann durch einen Strommoduscontroller betrieben werden. Zur Strommodussteuerung wird der Strom, der in Motoranschlüsse hineinfließt, gemessen und mit einem berechneten Referenzstromsignal verglichen, das repräsentativ für einen Sollstrom für den Motor ist, um gewünschte Betriebsbedingungen zu bewirken.
Wenn daher Phasenwicklungen eines Motors des EPS-Systems in ungewünschter Weise miteinander kurzgeschlossen werden, beispielsweise aufgrund eines MOSFET-Kurzschlusses, wirkt der Motor wie eine Generatorvorrichtung und ein Bremsdrehmoment wird auf eine Welle des Motors aufgebracht. (MOSFET = Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor). Während dieses Zustands muss ein Fahrzeugbediener das Bremsdrehmoment des Motors überwinden, während er ein Fahrzeuglenkrad dreht, um das Fahrzeug zu lenken.
Typischerweise verwenden EPS-Systeme eine Technik zum Abschwächen eines MOSFET-Fehlers zur Kommutierung, während ein MOSFET kurzgeschlossen ist, um im Fall eines Kurzschlusses einen erhöhten Betrag an Unterstützungsdrehmoment zu erzeugen. Wenn der MOSFET kurzgeschlossen ist und gerade ein Bremsdrehmoment erzeugt, kann die Kommutierung abgeschaltet werden. Dies liegt daran, dass ein komplementärer MOSFET aufgrund eines Hochstromereignisses nicht eingeschaltet werden kann. Eine MOSFET-Abschwächung kann die Zeit und den Aufwand zum Lenken des Fahrzeugs verringern, aber sie kann einen großen Betrag an Drehmomentwelligkeit erzeugen. Dies liegt zumindest teilweise an der erhöhten Geschwindigkeit, wenn ein Unterstützungsdrehmoment angewendet wird. Dies wiederum führt zu einem holprigen Gefühl für einen Fahrer beim Verwenden des Lenkungssystems.
Folglich ist es wünschenswert, die Abschwächung von MOSFET-Fehlern zu verbessern, speziell in einem Lenkungssystem, um einem Fahrer ein komfortableres Fahrerlebnis zu bieten.
ZUSAMMENFASSUNG
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst ein System zum Abschwächen eines Bremsdrehmoments in einem Motor eines Lenkungssystems ein Abschwächungsmodul, das ein Motordrehmoment in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss justiert. Das Abschwächungssystem umfasst ferner ein Abschwächungsaktivierungsmodul, welches das Abschwächungsmodul auf der Grundlage eines Lenkraddrehmomentsignals selektiv aktiviert und deaktiviert. Das Abschwächungssystem umfasst ferner ein Dämpfungsmodul, welches das Motordrehmoment auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor reduziert.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Abschwächen eines Bremsdrehmoments in einem Motor eines Lenkungssystems, dass von einem Abschwächungsmodul ein Motordrehmoment, das von dem Motor in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss erzeugt wird, justiert wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass das Abschwächungsmodul von einem Abschwächungsaktivierungsmodul auf der Grundlage eines Eingabedrehmoments selektiv aktiviert und deaktiviert wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass von einem Dämpfungsmodul das Motordrehmoment auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor reduziert wird.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst ein Computerprogrammprodukt, das ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium enthält, computerausführbare Anweisungen zum Justieren eines Motordrehmoments, das von dem Motor in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss erzeugt wird, wobei das Motordrehmoment erzeugt wird, um ein Eingabedrehmoment zu unterstützen. Das Computerspeichermedium enthält ferner Anweisungen zum selektiven Aktivieren und Deaktivieren des Abschwächens auf der Grundlage des Eingabedrehmoments. Das Computerspeichermedium enthält ferner Anweisungen zum Reduzieren des Motordrehmoments auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser offensichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand, der als die Erfindung aufgefasst wird, wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug mit einem Lenkungssystem und einem Motorsteuerungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
2 veranschaulicht eine Motorsteuerungsschaltung in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
3 veranschaulicht eine Überwachungsschaltung in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
4 veranschaulicht eine Konfiguration mit einem kurzgeschlossenen Umrichter in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
5 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fehlerdetektionsmoduls und eines Fehlerabschwächungsmoduls, die von einem Motorcontroller benutzt werden, in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
6 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Motorsteuerungssystems in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
7 veranschaulicht beispielhafte Aufzeichnungen, die ein Motorunterstützungsdrehmoment darstellen, das bei einem FET-Kurzschluss erzeugt wird, in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm und einen Datenfluss eines MOSFET-Abschwächungssystems in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
9 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für ein Dämpfungsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
10 zeigt eine Aufzeichnung eines Drehmoments beim Drehen und einer Lenkradgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen, etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Es ist festzustellen, dass die nachstehend beschriebenen Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden können. Zu Verständniszwecken wird der hier verwendete Begriff ”Signal” außerdem als ein beliebiges elektrisches Signal oder ein beliebiger gespeicherter oder übertragener Wert definiert. Beispielsweise kann ein Signal eine Spannung oder einen Strom umfassen. Des Weiteren kann ein Signal einen beliebigen gespeicherten oder übertragenen Wert umfassen, etwa binäre Werte, skalare Werte oder dergleichen.
Mit Bezug auf 1 und 2 ist ein Fahrzeug 10 veranschaulicht, das ein Lenkungssystem 12 und ein Motorsteuerungssystem 14 aufweist.
Das Lenkungssystem 12 ist vorgesehen, um das Fahrzeug 10 in eine gewünschte Richtung zu lenken. Das Lenkungssystem enthält ein Lenkrad 20, eine obere Lenkwelle 22, ein Universalgelenk 24, eine untere Lenkwelle 26, ein Schneckenrad 28, eine Schnecke 30, ein Zahnradgehäuse 34, einen Lenkmechanismus 36 mit einer Zahnstange und einem Ritzel, Spurstangen 38, 40, Achsschenkeln 42, 44 und Straßenrädern 46, 48. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Lenkungssystem 12 ein elektrisches Servolenkungssystem, das den Lenkmechanismus 36 mit einer Zahnstange und einem Ritzel verwendet. Der Lenkmechanismus 36 enthält eine (nicht gezeigte), mit Zähnen versehene Zahnstange und ein (nicht gezeigtes) Ritzelzahnrad, das unter dem Zahnradgehäuse 34 angeordnet ist. Im Betrieb dreht, wenn das Lenkrad 20 von einem Fahrzeugbediener gedreht wird, die obere Lenkwelle 22, die mit der unteren Lenkwelle 26 verbunden ist, das Ritzelzahnrad. Eine Drehung des Ritzelzahnrads bewegt die mit Zähnen versehene Stange, welche die Spurstangen 39, 40 bewegt, welche wiederum die Achsschenkel 42 bzw. 44 und die Straßenräder 46 bzw. 48 drehen.
Das Motorsteuerungssystem 14 ist vorgesehen, um einen Betrieb des Motors 82 zu steuern, um einen Fahrzeugbediener beim Lenken des Fahrzeugs 10 zu unterstützen. Das Steuerungssystem 14 enthält einen Lenkraddrehmomentsensor 70, einen Positionssensor 74, einen Lenkungscontroller 77, einen Motorcontroller 78 und eine Motorsteuerungsschaltung 80.
Der Lenkraddrehmomentsensor 70 wird bereitgestellt, um ein Signal zu erzeugen, das einen Drehmomentbetrag anzeigt, der von einem Fahrzeugbediener auf das Fahrzeuglenkrad 20 aufgebracht wird. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Lenkraddrehmomentsensor 70 einen (nicht gezeigten) Torsionsstab, welcher ein Signal an den Controller 78 auf der Grundlage eines Betrags einer Verdrehung des Torsionsstabs ausgibt. Obwohl die hier beschriebenen Ausführungsformen ein Lenkraddrehmomentsignal verwenden, sei erwähnt, dass die hier beschriebenen technischen Lösungen in anderen Beispielen unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Eingabedrehmomentsignale implementiert werden können, welche ein von dem Motor 82 gewünschtes Unterstützungsdrehmoment anzeigen. Beispielsweise können die technischen Lösungen hier unter Verwendung eines Drehmomentsignals implementiert werden, das von einem Motordrehmomentsensor gemessen wird, der das Drehmomentsignal von der Motorwelle misst.
Der Positionssensor 74 wird bereitgestellt, um ein Signal zu erzeugen, welches eine Position eines Rotors des Motors 82 anzeigt. Wie gezeigt kommuniziert der Positionssensor 74 auf wirksame Weise mit dem Motorcontroller 78.
Der Lenkungscontroller 77 wird bereitgestellt, um auf der Grundlage des Signals von dem Lenkraddrehmomentsensor 70 einen befohlenen Drehmomentwert für den Motor 82 zu erzeugen. Der Lenkungscontroller 77 sendet den befohlenen Drehmomentwert an den Motorcontroller 78.
Der Motorcontroller 78 wird bereitgestellt, um Steuerungssignale zum Steuern des Betriebs des FET-Treibers 200 und der Motorsteuerungsschaltung 80 zu erzeugen, um eine Drehmomentausgabe durch den Motor 82 zu steuern. Der Motorcontroller 78 wird außerdem bereitgestellt, um festzustellen, ob einer oder mehrere der Transistoren 127, 128, 129, 130, 131 und 132 einen kurzgeschlossenen Betriebszustand aufweisen, auf der Grundlage von Signalen von den Überwachungsschaltungen 202, 201, 206, 204, 210 bzw. 208, welche in dem logischen ODER-Gatter 212 logisch verODERt sind. Das Ausgabesignal aus dem Gatter 212 wird von dem Motorcontroller 78 empfangen. Die Arbeitsweise des Motorcontrollers 78 wird hier nachstehend in größerem Detail erläutert.
Mit Bezug auf 2 wird die Motorsteuerungsschaltung 80 bereitgestellt, um Kommutierungsimpulse zum Steuern der Arbeitsweise eines dreiphasigen bürstenlosen Elektromotors 82 zu erzeugen. Der Motor 82 enthält Phasenwicklungen 120, 121 und 122 mit einer Y-Konfiguration und einen (nicht gezeigten) Rotor. Die Motorsteuerungsschaltung 80 enthält Schalter 127, 128, 129, 130, 131 und 132, den FET-Treiber 200, die Überwachungsschaltungen 201, 202, 204, 206, 208 und 210 und das logische ODER-Gatter 212. Es sei erwähnt, dass der Motor 82 in einer alternativen Ausführungsform weniger als drei Phasenwicklungen oder mehr als drei Phasenwicklungen aufweisen kann.
Die Transistoren 127, 128, 129, 130, 131 und 132 werden bereitgestellt, um die Batterie 90 selektiv mit den Phasenwicklungen 120, 121 und 122 zu koppeln, um die Wicklungen zu erregen und abzuerregen. Die Transistoren 127, 128, 129, 130, 131 und 132 können beliebige einer Vielzahl von Formen annehmen, die in der Technik gut bekannt sind. Beispielsweise können die Transistoren MOSFETs umfassen. Wie gezeigt, sind die Transistoren 127, 128 zwischen positiven und negativen Anschlüssen der Batterie 90 in Reihe geschaltet. Ein Knoten 165 zwischen den Transistoren 127, 128 ist mit der Phasenwicklung 120 elektrisch gekoppelt. Die Transistoren 131, 132 sind zwischen positiven und negativen Anschlüssen der Batterie 90 in Reihe geschaltet. Ein Knoten 170 zwischen den Schaltern 131, 132 ist mit der Phasenwicklung 121 elektrisch gekoppelt. Die Transistoren 129, 130 sind zwischen positiven und negativen Anschlüssen der Batterie 90 in Reihe geschaltet. Ein Knoten 169 zwischen den Transistoren 129, 130 ist mit der Phasenwicklung 122 elektrisch gekoppelt.
Der FET-Treiber 200 wird bereitgestellt, um die Betriebszustände der Transistoren 127, 128, 129, 130, 131 und 132 in Ansprechen auf Steuerungssignale, die er von dem Motorcontroller 78 empfängt, zu steuern. Wie gezeigt ist der FET-Treiber 200 mit Gates der Transistoren 127, 128, 129, 130, 131 und 132 elektrisch gekoppelt.
Die Überwachungsschaltungen 201, 202, 204, 206, 208 und 210 werden bereitgestellt, um kurzgeschlossene Betriebsbedingungen der Transistoren 128, 127, 130, 129, 132 bzw. 131 zu detektieren. Mit Bezug auf 3 wird die Überwachungsschaltung 201 nun in größerem Detail erläutert. Es sei erwähnt, dass die Überwachungsschaltungen 204, 208 eine im Wesentlichen gleiche Konfiguration wie die Überwachungsschaltung 201 aufweisen. Folglich wird hier nur eine genaue Beschreibung der Überwachungsschaltung 201 bereitgestellt.
Die Überwachungsschaltung 201 wird bereitgestellt, um eine kurzgeschlossene Betriebsbedingung des Transistors 128 zu detektieren. Die Überwachungsschaltung 201 enthält einen Differenzverstärker 220, einen Komparator 222 und ein logisches UND-Gatter 224. Der Differenzverstärker 220 weist erste und zweite Eingabeanschlüsse auf, die mit Knoten 163 bzw. 165 elektrisch gekoppelt sind. Ein Ausgabeanschluss des Differenzverstärkers 220 ist mit einem ersten Eingabeanschluss des Komparators 222 elektrisch gekoppelt. Ein zweiter Eingabeanschluss des Komparators 222 empfängt eine Referenzspannung (Vref). Ein Ausgabeanschluss des Komparators 222 ist mit einem ersten Eingabeanschluss des logischen UND-Gatters 224 elektrisch gekoppelt. Ein zweiter Eingabeanschluss des logischen UND-Gatters 224 empfängt eine Spannung (VU), die auch von dem Gateanschluss des Transistors 127 empfangen wird. Ein Ausgabeanschluss des logischen UND-Gatters 224 ist mit dem logischen ODER-Gatter 212 elektrisch gekoppelt. Wenn ein Kurzschlussfehler oder ein Fehler mit zu geringer Spannung gemeldet wird, werden detaillierte Fehlerinformationen durch die Fehlerausgaben als serielles Datenwort bereitgestellt. Die Fehlerausgaben können für ein Fehlerdetektionsmodul als Eingaben bereitgestellt werden, um die Fehlerinformationen zu entschlüsseln. Bei einem oder mehreren Beispielen wird ein Kurzschluss zur Versorgungsspannung detektiert, indem die Spannung V_DS von Drain zu Source von jedem der FETs überwacht wird und mit einem vorbestimmten Drain-Source-Schwellenwert (V_DSTH) verglichen wird. Beispielsweise wird die V_ref für die Komparatoren 222 und 232 auf Vdsth gesetzt, welche die minimale Spannung ist, die die Drain zu Source im Fall eines Durchschlags an dem MOSFET wahrnehmen würde. Die Spannung ist unabhängig davon, ob der MOSFET ein oberer Transistor 127 oder ein unterer Transistor 128 ist.
Die Überwachungsschaltung 202 wird nun in größerem Detail erläutert. Es sei erwähnt, dass die Überwachungsschaltungen 206, 210 eine im Wesentlichen gleiche Konfiguration wie die Überwachungsschaltung 202 aufweisen. Die Überwachungsschaltung 202 wird bereitgestellt, um eine kurzgeschlossene Betriebsbedingung des Transistors 127 zu detektieren. Die Überwachungsschaltung 202 enthält einen Differenzverstärker 230, einen Komparator 232 und ein logisches UND-Gatter 234. Der Differenzverstärker 230 weist erste und zweite Eingabeanschlüsse auf, die mit Knoten 165 bzw. 167 elektrisch gekoppelt sind. Ein Ausgabeanschluss des Differenzverstärkers 230 ist mit einem ersten Eingabeanschluss des Komparators 232 elektrisch gekoppelt. Ein zweiter Eingabeanschluss des Komparators 232 empfängt eine Referenzspannung (Vbat-0,5). Ein Ausgabeanschluss des Komparators 232 ist mit einem ersten Eingabeanschluss des logischen UND-Gatters 234 elektrisch gekoppelt. Ein zweiter Eingabeanschluss des logischen UND-Gatters 234 empfängt eine Spannung (VL), die auch von einem Gateanschluss des Transistors 128 empfangen wird. Ein Ausgabeanschluss des logischen UND-Gatters 234 ist mit dem logischen ODER-Gatter 212 elektrisch gekoppelt.
Eine derartige Bedingung mit kurzgeschlossener Phasenwicklung führt zu einem oder mehreren technischen Problemen mit den Motorsteuerungssystemen und speziell in einem Motorsteuerungssystem, das in einem Lenkungssystem verwendet wird. Wenn der Motorcontroller in einer Bedingung mit kurzgeschlossener Phasenwicklung beispielsweise betrieben wird, ohne dass Korrekturschritte ergriffen werden, kann eine Kurzschlussbedingung über eine Batterie hinweg existieren, was dazu führen könnte, dass von einem Motor ein nicht gewünschtes Drehmoment erzeugt wird, und zu einem thermischen MOSFET-Fehler führen könnte. In den hier offenbarten vorliegenden beispielhaften Ausführungsformen werden die mit den anderen Systemen verbundenen Probleme durch ein Verfahren zum Betreiben eines Motors gelöst, um eine Lenkungsunterstützung sogar bei der Bedingung mit kurzgeschlossener Phasenwicklung bereitzustellen.
Beispielsweise veranschaulicht 4 eine kurzgeschlossene Umrichterkonfiguration in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Offenbarung. 4 veranschaulicht eine verkürzte Version der Schaltung, wobei die Vielzahl von MOS-FETs 100 mit einer DC-Stromversorgung 401 verbunden ist. Die Vielzahl von MOSFETs 100 ist ausgestaltet, um ihre jeweilige Motorphase (A, B, C) zu kommutieren. Das Motormodell 402 kann eine Vielzahl von Induktivitäten und Widerständen enthalten. In dieser Ausführungsform bewirkt ein Kurzschluss 405 an dem unteren MOSFET, der mit der Motorphase C verbunden ist, einen Zirkelstrom, wenn sich der Motor gerade bewegt und eine Gegen-EMK erzeugt. Es sei angemerkt, dass die technischen Lösungen hierin im Fall angewendet werden können, dass eine Kurzschlussbedingung beliebige der FETs betrifft, und dass der untere FET für die Phase C nur ein hier verwendetes Beispiel ist. Zudem kann ein Bremsdrehmoment erzeugt werden, welches einer Bewegung des Motors und des Lenkrads entgegenwirkt. Dieses Bremsdrehmoment kann eine Funktion der Motorgröße und Motorgeschwindigkeit zusammen mit Unterstützungsverhältnissen sein; ein Controller muss nicht mit Fahrzeugleistung versorgt werden. Ein Bremsdrehmoment wird von dem kurzgeschlossenen MOSFET und von den internen Body-Dioden der anderen MOSFETs in der Brücke erzeugt. Diese MOSFETs werden eine Gegen-EMK leiten, die größer als die Diodenleitungsspannung ist. Während eines MOSFET-Kurzschlusses kann ein komplementärer FET nicht kommutiert werden, da eine Kommutierung nur zu einem direkten Kurzschluss mit Masse (z. B. einem Durchschlagstrom) führen würde, der ein thermisches Ereignis erzeugen würde, bei dem Hunderte von Ampere an Strom von der Stromversorgung geliefert würden.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Brücke deaktiviert, aber eine Spannung von der Gegen-EMK wird interne Body-Dioden der MOSFETs durch den Kurzschluss in einen leitenden Zustand versetzen und zu einem Bremsdrehmoment führen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Stromquelle 401 mit der Vielzahl von Schaltern verbunden, welche die Vielzahl von MOSFETs 100 repräsentieren. Das Motormodell 402 ist mit der Vielzahl von MOSFETs 100 verbunden.
Eine MOSFET-Abschwächung kann die Zeit und den Aufwand zum Lenken des Fahrzeugs reduzieren, aber sie erzeugt einen großen Betrag an Drehmomentwelligkeit aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit, wenn die Unterstützung aufgebracht wird.
Wenn daher ein MOSFET kurzgeschlossen wird, besteht ein technisches Problem darin, dass eine Gegen-EMK des Motors Zirkelströme verursacht und ein Bremsdrehmoment erzeugt, welches einer Bewegung des Motors und des Lenkrads entgegenwirkt. Dieses erzeugte Drehmoment ist eine Funktion der Motorgröße und -geschwindigkeit zusammen mit Unterstützungsverhältnissen. Um ein derartiges Bremsdrehmoment zu erzeugen, braucht ferner der Controller nicht mit Strom versorgt werden oder auch nur mit der Stromversorgung des Fahrzeugs verbunden sein. Beispielsweise kann das Bremsdrehmoment die Folge des Kurzschlusses und der internen Body-Dioden der anderen MOSFETs in der Brücke sein, welche eine Gegen-EMK leiten, die größer als die Diodenspannung ist. Bei EPS-Systemen kann ein derartiger MOSFET-Fehler Drehmomente erzeugen, welche den maximalen Lenkungsaufwand verletzen, für den die EPS-Systeme ausgestaltet sind, wodurch Sicherheitsprobleme für das Fahrzeug 10 verursacht werden.
Typische Lösungen für die vorstehenden technischen Probleme umfassten das Identifizieren des ausgefallenen MOSFETs und das Kommutieren der MOSFETs 100, um den ausgefallenen MOSFET zu überwinden. Jedoch sprechen diese Lösungen das übermäßige Bremsdrehmoment, das erzeugt wird, nicht an und reduzieren es nicht. Ein derartiges übermäßiges Bremsdrehmoment führt zu einen holprigen Gefühl für einen Bediener des EPS-Systems.
5 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Fehlerdetektionsmoduls 250 und eines Fehlerabschwächungsmoduls 252, die von dem Motorcontroller 78 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet werden. Wenn eine Fehlerbedingung einer Phasenwicklung von dem Fehlerdetektionsmodul 250 detektiert wird, sendet das Fehlerdetektionsmodul 250 eine Kennung der fehlerhaften Phase, die eine spezielle Phasenwicklung anzeigt, und eine Fehlertypkennung an das Fehlerabschwächungsmodul 252. Der Fehlerabschwächungsalgorithmus 252 ergreift auf der Grundlage der Kennung der fehlerhaften Phase und der Fehlertypkennung die geeignete Maßnahme.
6 veranschaulicht ein Blockdiagramm des Motorsteuerungssystems 14 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Im Betrieb werden eine Phasenspannungsamplitude und ein Phasenvoreilwinkel auf der Grundlage eines gewünschten Motordrehmoments und einer Motorgeschwindigkeit berechnet. Der Phasenvoreilwinkel ist als ein elektrischer Winkel zwischen der Gegen-EMK einer Referenz-Phasenwicklung (z. B. der Phasenwicklung 120) und einem Spannungsvektor definiert. Eine augenblickliche sinusförmige Leitungsspannung wird auf der Grundlage einer berechneten Phasenspannungsamplitude, des Phasenvoreilwinkels und einer Motorposition ermittelt und über die Phasenwicklungen hinweg angelegt. Ein augenblicklicher Leitungsspannungswert wird erhalten, indem eine impulsbreitenmodulierte Spannung (PWM-Spannung) über die Phasenwicklungen hinweg angelegt wird. Der Mittelwert der PWM-Spannung ist gleich der gewünschten augenblicklichen Spannung, die bei dieser Position des Motors angelegt wird. Die mittlere Spannung, die über jede Phasenwicklung hinweg angelegt wird, wird aus der Spannungsamplitude und dem elektrischen Winkel in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen berechnet: Va = VSin(θ + δ) Vb = Vsin(θ – 120 + δ) Vc = Vsin(θ + 120 + δ)
Hier repräsentieren a, b und c die drei Phasenwicklungen des Motors, q ist die augenblickliche Motorposition, V ist die Spannungsamplitude und q ist der Phasenspannungswinkel (Winkel zwischen Gegen-EMK und dem Spannungsvektor). Es wird darauf hingewiesen, dass es verschiedene Verfahren zur Profilbildung der Phasenwicklungsspannungen gibt, um eine sinusförmige Spannung von Leitung zu Leitung in einem dreiphasigen AC-Motor mit Y-förmig verbundenen Phasenwicklungen gibt. Ein Verfahren besteht darin, sinusförmige Spannungen an den Anschluss der Phasenwicklung anzulegen. Ein weiteres Verfahren besteht darin, eine nicht-sinusförmige Spannung über die Anschlüsse der Phasenwicklung anzulegen, welche zu einer sinusförmigen Spannung von Leitung zu Leitung führt. Bei diesem Verfahren wird die Anschlussspannungsreferenz der Phasenwicklungen von allen drei Phasenwicklungen um einen bekannten Wert verschoben.
Wenn eine Fehlerbedingung auftritt, wird eine Motorphasenwicklung mit einem der Batterieanschlüsse kurzgeschlossen, was bedeutet, dass die Spannung der kurzgeschlossenen Phase entweder die Batteriespannung oder Masse ist. In diesem Fall verschiebt das Motorsteuerungssystem 14 eine Anschlussspannungsreferenz der Phasenwicklung derart, dass eine Spannung, die an den kurzgeschlossenen (fehlerhaften) Phasenwicklungsanschluss angelegt wird, gleich einer Spannung ist, die an dem fehlerhaften Phasenwicklungsanschluss bei einer Kurzschlussbedingung erhalten würde. Ferner werden die FETs so geschaltet, dass die durchschnittliche Spannung über die drei Phasenwicklungen hinweg gleich modifizierten Spannungen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die vorstehenden Schritte ein Fahrerunterstützungsdrehmoment während einer Fehlerbedingung bereitstellen werden, es auch bestimmte Motorpositionen gibt, bei denen eine Anschlussspannung einer Phasenwicklung auf einen maximalen Wert oder auf einen minimalen Wert festgeklemmt ist und folglich keine gewünschte Spannung an den Motor angelegt werden kann, um eine gewünschte Drehmomentantwort zu erhalten. Jedoch kann das Motorsteuerungssystem 14 einen Spannungsphasenwinkel so modifizieren, dass eine an eine Phasenwicklung angelegte Spannung bei diesen bestimmten Motorpositionen derart ist, dass nach einem Verändern der Referenzspannung die Amplitude der Phasenwicklungsspannung innerhalb des festgeklemmten Spannungsbereichs liegt.
Alternativ oder zusätzlich modifiziert das Motorsteuerungssystem r zum Abschwächen der FET-Kurzschlussbedingung die Phasenvoreilwinkel, die den Phasenwicklungen des Motors 82 zugeordnet sind, wenn eine der Phasenwicklungen eine Kurzschlussbetriebsbedingung aufweist, um ein gewünschtes Ausgabedrehmoment zu erhalten.
Folglich stellt das Motorsteuerungssystem 14 den technischen Effekt des Feststellens, ob eine kurzgeschlossene Betriebsbedingung an einem Eingabeknoten einer Phasenwicklung auftritt, bereit und steuert dann ein Tastverhältnis von Spannungen, die an die Phasenwicklungen angelegt werden, um ein gewünschtes Drehmoment von dem Motor zu erhalten.
7 veranschaulicht beispielhafte Aufzeichnungen 710, 720, 730 und 740 bei verschiedenen Motorgeschwindigkeiten, welche ein Unterstützungsdrehmoment darstellen, welches bei einer MOSFET-Kurzschlussbedingung mit einer der vorstehend beschriebenen FET-Abschwächungstechniken erzeugt wurde. Wie zu sehen ist, ist ein anfänglicher Anstieg des durchschnittlichen Drehmoments aus den Drehmomentaufzeichnungen bei niedriger Drehzahl ersichtlich (etwa Werte bei 100 U/min (rpm), 250 U/min). Bei einer derartigen niedrigeren Motorgeschwindigkeit weist das Drehmoment eine vernachlässigbare negative Komponente auf, was den durchschnittlichen Drehmomentwert erhöht, wohingegen das Drehmoment bei höheren Motorgeschwindigkeitswerten eine relativ größere negative Komponente enthält. Folglich sinkt das durchschnittliche Drehmoment bei höheren Motorgeschwindigkeitswerten ab. Ferner schwingt der Drehmomentwert nach einer Verzögerung von positiven zu negativen Werten (der Welligkeitseffekt). Entsprechend variieren die erzeugten Unterstützungsdrehmomentwerte kontinuierlich und daher verursacht der Welligkeitseffekt ein holpriges Gefühl für den Bediener, der diese Schwingungen beim Unterstützungsdrehmoment über das Lenkrad wahrnimmt.
Die hier beschriebenen technischen Lösungen sprechen die vorstehenden technischen Probleme an, indem sie die MOSFET-Abschwächung ansprechen und das Gefühl des Bedieners weiter verbessern. Bei einem oder mehreren Beispielen stellen die technischen Lösungen hierin eine Modulationsindexverstärkung für das EPS-System während einer MOSFET-Fehlerabschwächung bereit. Ferner ermöglichen die technischen Lösungen das Aktivieren/Deaktivieren der MOSFET-Abschwächung als Funktion des Lenkraddrehmoments. Noch weiter stellen die technischen Lösungen hierin eine Dämpfung als Funktion der gefilterten Motorgeschwindigkeit bereit. Diese und andere technische Merkmale, die von den technischen Lösungen bereitgestellt werden, werden in einer oder mehreren Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben.
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm und einen Datenfluss eines MOSFET-Abschwächungssystems 800 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das MOSFET-Abschwächungssystem 800 verbessert das in 5 dargestellte FET-Abschwächungssystem. Beispielsweise enthält das MOSFET-Abschwächungssystem 800 zumindest ein Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810, ein Fehlerabschwächungs-Aktivierungsmodul 820 und ein Dämpfungsmodul 830 zusätzlich zu dem Fehlerdetektionsmodul 250, dem Fehlerabschwächungsmodul 252 und dem Motorcontroller 78.
Das verbesserte MOSFET-Abschwächungssystem kann als Teil eines Lenkungssteuerungsmoduls ausgestaltet sein, um einen Motordrehmomentbefehl zur FET-Abschwächung auf der Grundlage der Motorgeschwindigkeit und eines Motordrehmomentbefehls bereitzustellen.
Wie vorstehend beschrieben wurde (7), ist bei geringen Lenkradgeschwindigkeiten das Bremsdrehmoment niedrig, so dass die FET-Abschwächung mehr Welligkeit als ohne die FET-Abschwächung erzeugt, bis eine bestimmte Lenkradgeschwindigkeit erreicht wird. Folglich enthält das MOSFET-Abschwächungssystem 800 das Abschwächungs-Aktivierungsmodul 820, welches das FET-Abschwächungsmodul 252 als Funktion des Lenkraddrehmoments selektiv aktiviert und deaktiviert. Bei niedrigen Lenkradgeschwindigkeiten, etwa unter einem vorbestimmten Schwellenwert (beispielsweise 10 rad/s, 5 rad/s oder dergleichen) wird das Bremsdrehmoment durch den kurzgeschlossenen MOSFET verursacht. Ferner steigt das Motorbremsdrehmoment mit der Motorgeschwindigkeit an (siehe 7), jedoch hängt das Lenkraddrehmoment außerdem von Straßenbedingungen und der Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Wenn die Lasten niedrig sind, kann der Bediener das Lenkrad ohne Unterstützungsdrehmoment manövrieren. Folglich schaltet das Fehlerabschwächungs-Aktivierungsmodul 820 das Fehlerabschwächungsmodul 252 aus, weil sich die Unterstützung uneben anfühlen wird. Das Fehlerabschwächungs-Aktivierungsmodul 820 aktiviert das Abschwächungsmodul 252, wenn das Unterstützungs-Motordrehmoment benötigt wird und keine Unannehmlichkeiten verursacht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt (z. B. 20 km/h, 30 km/h oder ein beliebiger anderer Schwellenwert) und/oder kein Lenkradmanöver (etwa eine Drehung) ausgeführt wird, kann es sein, dass kein Unterstützungsdrehmoment benötigt wird und daher wird die Abschwächung ausgeschaltet. Wenn sich der Bediener bei einer Geschwindigkeit oder einem Zustand befindet, etwa bei einer Richtungsänderung oder bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten, stellt das Abschwächungs-Aktivierungsmodul 820 die Unterstützung von dem FET-Fehlerabschwächungsmodul 252 bereit.
Folglich wird das Lenkraddrehmomentsignal als eine Eingabe des Abschwächungs-Aktivierungsmoduls 820 verwendet, um das FET-Abschwächungsmodul 252 zu aktivieren/zu deaktivieren. Beispielsweise kann es sein, dass das FET-Abschwächungsmodul 252 nicht aktiviert wird, um im Fall des kurzgeschlossenen FETs zu unterstützen, bis der Bediener ein Lenkdrehmoment über einem vorbestimmten Wert aufbringt. Wenn die Motorgeschwindigkeit zunimmt, nimmt das Bremsdrehmoment zu, was effektiv ein Lenkraddrehmoment über dem Schwellenwert erzeugt, wodurch das FET-Abschwächungsmodul 252 aktiviert wird.
Bei einem oder mehreren Beispielen kann das Lenkraddrehmoment unter dem vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 7 Nm oder weniger) veranlassen, dass das FET-Abschwächungsmodul 252 das Servolenkungssystem in einen manuellen Modus versetzt, wenn es gerade in der MOSFET-Kurzschlussbedingung betrieben wird. Folglich verwendet das Abschwächungs-Aktivierungsmodul 820 das Lenkraddrehmomentsignal, um das FET-Abschwächungsmodul 252 zu aktivieren und zu deaktivieren. Dies verbessert das Gefühl des Bedieners bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, wenn die Unterstützungsniveaus niedrig sind und Motorgeschwindigkeiten unter den Diodenleitungsspannungen von der Gegen-EMK liegen.
Ferner stellt das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 eine Modulationsindexverstärkung als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit (Variable auf der x-Achse) bereit, welche auf das Motordrehmoment in Ansprechen darauf aufgebracht wird, dass die Fehlerabschwächung aktiviert ist. Beispielsweise bestimmt das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 einen Skalierungsfaktor, der auf den Modulationsindex angewendet wird. Der Modulationsindex ist ein Prozentsatz der Spannung der Stromversorgung 90, die an den Motor 82 angelegt wird, bevor eine Sinustabelle verwendet wird. Der Motorcontroller 78 erzeugt den Modulationsindex, um den Motor 82 zu steuern. Der Motor 82 erzeugt das Unterstützungs-Motordrehmoment proportional zu dem Modulationsindex.
Das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 gibt den Skalierungsfaktor an das FET-Abschwächungsmodul 252 weiter, welches den Skalierungsfaktor auf den Modulationsindex in Ansprechen darauf anwendet, dass die Fehlerabschwächung aktiviert ist. Bei einem oder mehreren Beispielen wird der Skalierungsfaktor begrenzt, zum Beispiel auf 1,5, um den Umrichter vor einer weiteren Beschädigung zu schützen. Bei einem oder mehreren Beispielen enthält das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 eine Nachschlagetabelle zum Zuordnen einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Skalierungsfaktor, der zum Verstärken des Modulationsindex verwendet werden soll. Das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 kann ferner zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeiten in der Nachschlagetabelle interpolieren, um den Skalierungsfaktor für Fahrzeuggeschwindigkeiten zu ermitteln, die in der Nachschlagetabelle nicht aufgeführt sind. In anderen Beispielen ermittelt das Modulationsindex-Verstärkungsmodul 810 den Skalierungsfaktor unter Verwendung einer beliebigen anderen Technik.
Ferner enthält das MOSFET-Abschwächungssystem 800 ein Dämpfungsmodul 830, das eine Dämpfung als Funktion der gefilterten Motorgeschwindigkeit bereitstellt, um das Motordrehmoment als Funktion der gefilterten Motorgeschwindigkeit zu verringern. Das Dämpfen verringert die effektive Auswirkung des Bremsdrehmoments, da das Bremsdrehmoment eine Funktion der Gegen-EMK ist, welche eine Funktion der Motordrehzahl ist. In einem oder mehreren Beispielen ist eine Dämpfungskonstante als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit eingebaut.
9 veranschaulicht beispielhafte Komponenten und einen Datenfluss für das Dämpfungsmodul 830 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Dämpfungsmodul 830 empfängt die Motorgeschwindigkeit und das Motordrehmoment als Eingaben. Das Motordrehmoment kann die Ausgabe aus dem FET-Abschwächungsmodul 252 sein.
Das Motorgeschwindigkeitssignal wird in ein Tiefpassfilter 901 eingegeben, um irgendwelche hochfrequenten Störsignale aus dem Motorsignal zu entfernen. Ein Dämpfungsfaktormodul 902 ermittelt einen Dämpfungsfaktor auf der Grundlage des gefilterten Motorgeschwindigkeitssignals. Der Dämpfungsfaktor wird mit dem Motorgeschwindigkeitssignal bei einem Multiplikationsblock 906 multipliziert und durch einen Konstantblock 908 justiert. Der Konstantblock 908 skaliert die Ausgabe des Multipliziererblocks 906 und setzt die Ausgabe in Drehmomentwerte um.
Die Ausgabe des Konstantblocks 908 kann bei Block 904 von dem Motordrehmomentbefehl subtrahiert werden. Ein Begrenzermodul 910 kann die Ausgabe der Verbindungsstelle 904 selektiv begrenzen, wodurch ein FET-Abschwächungs-Motordrehmomentbefehl erzeugt wird.
10 zeigt eine Aufzeichnung 1000 eines Drehmoments bei einer Richtungsänderung, das von dem Bediener während eines Betriebs eines Lenkungssystems mit einer FET-Kurzschlussbedingung über Lenkradgeschwindigkeiten für drei Optionen wahrgenommen wird – Servolenkung ausgeschaltet (keine Unterstützung oder manueller Modus), FET-Abschwächung ohne die technischen Merkmale hierin (FET-Kurzschluss), und die hier beschriebene verbesserte FET-Abschwächung. Wie festzustellen ist, ermöglichen die hierin beschriebenen technischen Lösungen unter Verwendung des verbesserten FET-Abschwächungssystems 800 das Bereitstellen eines einheitlichen und geringsten Lenkraddrehmoments, das von dem Bediener benötigt wird, was folglich zu der komfortabelsten Fahrt unter den Dreien führt.
Die hier beschriebenen technischen Merkmale ermöglichen eine Verbesserung eines FET-Fehlerabschwächungssystems, indem sie die abrupte Welligkeit zum Fahrer zurück aufgrund des Bremsdrehmoments des kurzgeschlossenen FET verbessern. Die technischen Merkmale ermöglichen das Aktivieren eines existierenden FET-Abschwächungssystems, mit dem ein Lenkungssystem ausgestattet sein kann. Bei einem oder mehreren Beispielen aktivieren/deaktivieren die technischen Lösungen das FET-Abschwächungssystem auf der Grundlage des Lenkraddrehmomentsignals. Ferner stellen die technischen Lösungen eine Verstärkung des Modulationsindex während der FET-Abschwächung bereit. Noch weiter stellen die technischen Lösungen eine Dämpfung des Drehmomentbefehls auf der Grundlage einer gefilterten Motorgeschwindigkeit bereit.
Die vorliegenden technischen Lösungen können ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt bei einem beliebigen möglichen technischen Detailniveau der Integration sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien enthalten, die darin computerlesbare Programmanweisungen aufweisen, um zu veranlassen, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen ausführt.
Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen werden hier mit Bezugnahme auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen aus Blöcken in den Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen implementiert werden können.
Die Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und die Arbeitsweise möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden technischen Lösungen. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Flussdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt von Anweisungen repräsentieren, welcher/s ein oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der angegebenen logischen Funktionen umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in den Blöcken angegebenen Funktionen außerhalb der Reihenfolge auftreten, die in den Figuren angegeben ist. Beispielsweise können zwei Blöcke, die nacheinander gezeigt sind, tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden, in Abhängigkeit von der beteiligten Funktionalität. Es wird außerdem angemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellung und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammdarstellung durch spezielle hardwarebasierte Systeme implementiert werden können, welche die angegebenen Funktionen oder Handlungen ausführen, oder Kombinationen aus spezieller Hardware und Computeranweisungen ausführen.
Außerdem ist festzustellen, dass jedes Modul, jede Einheit, jede Komponente, jeder Server, jeder Computer, jedes Endgerät oder jede Vorrichtung, die hier beispielhaft dargestellt wurden, welche Anweisungen ausführen, computerlesbare Medien wie etwa Speichermedien, Computerspeichermedien oder Datenspeichervorrichtungen (entfernbare und/oder nicht entfernbare) wie zum Beispiel magnetische Scheiben, optische Scheiben oder Bänder enthalten können oder anderweitig darauf zugreifen können. Computerspeichermedien können flüchtige und nichtflüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien umfassen, die zum Speichern von Informationen mit einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie implementiert sein können, etwa von computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten. Derartige Computerspeichermedien können Teil der Vorrichtung sein oder dafür zugänglich oder damit verbindbar. Jede Anwendung oder jedes Modul, die/das hier beschrieben wurde, kann unter Verwendung von computerlesbaren/ausführbaren Anweisungen implementiert werden, die in diesen computerlesbaren Medien gespeichert oder anderweitig vorgehalten werden können.
Obwohl die technischen Lösungen im Detail in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es leicht zu verstehen, dass die technischen Lösungen nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt sind. Stattdessen können die technischen Lösungen modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier im Vorstehenden nicht beschrieben wurden, welche aber mit dem Geist und Umfang der technischen Lösungen übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben worden sind, versteht es sich außerdem, dass Aspekte der technischen Lösungen nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich dürfen die technischen Lösungen nicht so aufgefasst werden, dass sie durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt werden.

Claims

System zum Abschwächen eines Bremsdrehmoments in einem Motor eines Lenkungssystems, wobei das System umfasst: ein Abschwächungsmodul, das ein Motordrehmoment in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss justiert; ein Abschwächungs-Aktivierungsmodul, das das Abschwächungsmodul auf der Grundlage eines Lenkraddrehmomentsignals selektiv aktiviert und deaktiviert; und ein Dämpfungsmodul, das das Motordrehmoment auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor reduziert.
System nach Anspruch 1, wobei das Abschwächungs-Aktivierungsmodul das Abschwächungsmodul in Ansprechen darauf aktiviert, dass das Lenkraddrehmomentsignal über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 2, wobei das Abschwächungs-Aktivierungsmodul das Abschwächungsmodul in Ansprechen darauf deaktiviert, dass das Lenkraddrehmomentsignal bei oder unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 1, wobei das Lenkraddrehmomentsignal auf der Grundlage einer Lenkradgeschwindigkeit gemessen wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Abschwächungsmodul einen Skalierungsfaktor für einen Modulationsindex ermittelt, der beim Abschwächen des FET-Kurzschlusses verwendet wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungsmodul ein Tiefpassfilter enthält, das eine gefilterte Motorgeschwindigkeit erzeugt, bevor ein Dämpfungsfaktor zum Reduzieren des Motordrehmoments ermittelt wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungsmodul ausgestaltet ist, um eine Bremsdrehmomentkomponente, die in dem Motordrehmoment enthalten ist, in Übereinstimmung mit einem gegen-elektromagnetischen Feld des Motors zu reduzieren.
System nach Anspruch 7, wobei das gegen-elektromagnetische Feld proportional zur Motorgeschwindigkeit ist.
Verfahren zum Abschwächen eines Bremsdrehmoments in einem Motor, wobei das Verfahren umfasst: von einem Abschwächungsmodul ein Motordrehmoment, das von dem Motor erzeugt wird, in Ansprechen auf einen FET-Kurzschluss justiert wird; von einem Abschwächungs-Aktivierungsmodul das Abschwächungsmodul auf der Grundlage eines Eingabedrehmomentsignals selektiv aktiviert und deaktiviert wird; und von einem Dämpfungsmodul das Motordrehmoment auf der Grundlage eines Motorgeschwindigkeitssignals für den Motor reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass das Abschwächungsmodul von dem Abschwächungs-Aktivierungsmodul in Ansprechen darauf aktiviert wird, dass das Eingabedrehmomentsignal über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass das Abschwächungsmodul von dem Abschwächungs-Aktivierungsmodul in Ansprechen darauf deaktiviert wird, dass das Eingabedrehmomentsignal bei oder unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Eingabedrehmoment ein Drehmoment angibt, das von dem Motor in einer vorherigen Iteration erzeugt wurde.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass von dem Abschwächungsmodul ein Skalierungsfaktor für einen Modulationsindex ermittelt wird, der während einer Abschwächung des FET-Kurzschlusses verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass von dem Dämpfungsmodul unter Verwendung eines Tiefpassfilters die Motorgeschwindigkeit gefiltert wird, bevor ein Dämpfungsfaktor zur Reduzierung des Motordrehmoments ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass von dem Dämpfungsmodul eine Bremsdrehmomentkomponente, die in dem Motordrehmoment in Übereinstimmung mit einem gegen-elektromagnetischen Feld des Motors enthalten ist, reduziert wird, wobei das gegenelektromagnetische Feld proportional zur Motorgeschwindigkeit ist.