DE102017215190A1 - Method and apparatus for operating an electromechanical steering assist drive - Google Patents

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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs (7) eines Lenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Lenkunterstützungsantrieb (7) eine mehrphasige elektronisch kommutierte elektrische Maschine (12) aufweist, mit folgenden Schritten:
- Ermitteln eines Motorstroms in den Lenkunterstützungsantrieb (7);
- Anpassen eines Statormagnetfeldvektors zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb (7);
- Ansteuern des Lenkunterstützungsantriebs (7) durch Einstellen von Phasenspannungen an Phasensträngen des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem angepassten Statormagnetfeldvektor.

Figure DE102017215190A1_0000
The invention relates to a method for operating an electromechanical steering assist drive (7) of a steering system (1) of a motor vehicle, wherein the steering assist drive (7) comprises a multi-phase electronically commutated electric machine (12), comprising the following steps:
- Detecting a motor current in the steering assist drive (7);
- adjusting a stator magnetic field vector for operating the steering assist drive (7) depending on the motor current in the steering assist drive (7);
- Driving the steering assist drive (7) by adjusting phase voltages at phase strands of the steering assist drive (7) depending on the adjusted stator magnetic field vector.
Figure DE102017215190A1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft Lenksysteme mit Lenkunterstützung, insbesondere Lenksysteme, bei denen eine Lenkunterstützungskraft bzw. ein Lenkunterstützungsmoment durch einen elektronisch kommutierten Stellgeber bereitgestellt wird.The invention relates to steering systems with steering assistance, in particular steering systems, in which a steering assistance force or a steering assistance torque is provided by an electronically commutated position sensor.

Technischer HintergrundTechnical background

Moderne Lenksysteme für Kraftfahrzeuge weisen eine Lenkunterstützung auf, bei der ein Lenkunterstützungsantrieb eine Lenkunterstützungskraft bzw. ein Lenkunterstützungsmoment in das Lenksystem einkoppelt. Der Lenkunterstützungsantrieb wird dabei basierend auf einer großen Anzahl von Funktionen betrieben und entsprechend eines gewünschten Lenkunterstützungseingriff angesteuert. Beispielsweise sieht eine Lenkunterstützungsfunktion vor, die mechanischen Endanschläge des Lenksystems durch eine erhöhte elektromechanisch aufgebrachte Gegenkraft zu schützen, wenn sich die Lenkung in Richtung der mechanischen Lenkanschläge bewegt.Modern steering systems for motor vehicles have a steering assistance, in which a steering assist drive couples a steering assist force or a steering assist torque into the steering system. The steering assist drive is operated based on a large number of functions and driven according to a desired steering assistance intervention. For example, provides a steering assist function to protect the mechanical end stops of the steering system by an increased electromechanically applied counterforce when the steering moves in the direction of the mechanical steering stops.

In bestimmten Fahrsituationen können Betriebspunkte auftreten, bei denen eine hohe von extern auf das Lenksystem wirkende Kraft eingebracht wird, so dass der Lenkunterstützungsantrieb gegen die Vorgabe eines Lenkunterstützungseingriffs bewegt wird. Eine solche Bewegung kann den Lenkunterstützungsantrieb in einen generatorischen Betriebsbereich bringen. Ein solcher generatorischer Betriebsbereich bewirkt das Entstehen von Induktionsspannungen in den Erregerspulen, die zu Rückspeiseströmen in das den Lenkunterstützungsantrieb bzw. das Lenksystem versorgende Bordspannungsnetz führen. Insbesondere können hohe Rückspeiseströmen Instabilitäten der Bordnetzspannung hervorrufen, die die Funktion und Integrität von anderen über das Borspannungsnetz versorgte Komponenten beeinträchtigen können. Aus diesem Grund müssen die Rückspeiseströme aus dem Lenkunterstützungsantrieb vermieden oder begrenzt werden.In certain driving situations, operating points may occur in which a high external force acting on the steering system force is introduced, so that the steering assist drive is moved against the specification of a steering assistance engagement. Such movement may bring the steering assist drive into a regenerative operating range. Such a regenerative operating range causes the induction of voltages in the excitation coils, which lead to feedback currents in the on-board power supply system supplying the steering assistance drive or the steering system. In particular, high regenerative currents can cause instabilities of the vehicle electrical system voltage, which can affect the function and integrity of other components supplied via the Borspannungsnetz. For this reason, the regenerative currents from the steering assist drive must be avoided or limited.

Als Begrenzungsstrategie für derartige Rückspeiseströme kommt jedoch eine Deaktivierung des Lenkunterstützungsantriebs nicht in Betracht, da die o.a. Lenkunterstützungsfunktionen sicherheitsrelevant sind und kontinuierlich aktiv sein müssen.However, as a limiting strategy for such regenerative currents deactivation of the steering assistance drive is out of the question, since the o.a. Steering support functions are safety-relevant and must be continuously active.

Bei bisherigen Lenksystemen wird der Zielkonflikt, die Rückspeiseströme zu reduzieren und gleichzeitig einen erforderten Lenkunterstützungseingriff umzusetzen, nur unzureichend erreicht.In previous steering systems, the conflict of goals to reduce the regenerative currents and at the same time implement a required steering assistance intervention, achieved insufficient.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems zur Verfügung zu stellen, bei dem die generatorisch erzeugten Rückspeiseströme reduziert werden und gleichzeitig die geforderten Lenkunterstützungseingriffe bereitgestellt werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for operating a steering system, in which the regeneratively generated regenerative currents are reduced and at the same time the required steering assistance interventions can be provided.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs in einem Lenksystem gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Lenksystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method for operating an electromechanical steering assist drive in a steering system according to claim 1 and by the device and the steering system according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei der Lenkunterstützungsantrieb eine elektronisch kommutierte elektrische Maschine aufweist, mit folgenden Schritten:

  • - Ermitteln eines Motorstroms in den Lenkunterstützungsantrieb;
  • - Anpassen eines Statormagnetfeldvektors zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs abhängig von dem Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb;
  • - Ansteuern des Lenkunterstützungsantriebs durch Einstellen von Phasenspannungen an Phasensträngen des Lenkunterstützungsantriebs abhängig von dem angepassten Statormagnetfeldvektor.
According to a first aspect, there is provided a method of operating an electromechanical steering assist drive of a steering system of a motor vehicle, the steering assist drive comprising an electronically commutated electric machine comprising the steps of:
  • - Detecting a motor current in the steering assistance drive;
  • - adjusting a stator magnetic field vector for operating the steering assist drive in response to the motor current into the steering assist drive;
  • Driving the steering assist drive by adjusting phase voltages at phase strands of the steering assist drive in response to the adjusted stator magnetic field vector.

Lenkunterstützungsantriebe werden in der Regel als elektronisch kommutierte elektrische Maschinen ausgebildet. Diese werden im aktiven Betrieb so angesteuert, dass ein umlaufendes Statormagnetfeld erzeugt wird, das stets einem an den Rotor gebundenen Rotormagnetfeld, das beispielsweise durch Permanentmagneten erzeugt werden kann, um einen vorbestimmten Winkel voreilt. Zum Erreichen eines bestimmten Stellmoments wird ein Statormagnetfeldvektor vorgegeben, wobei die Höhe des Stellmoments durch die Stärke des Statormagnetfelds und dessen Richtung relativ zur Rotorlage bestimmt wird. Das Statormagnetfeld wird mithilfe von Statorspulen erzeugt, die in Gruppen zu Phasensträngen verbunden sind, und durch Anlegen einer Kombination aus Phasenspannungen gemeinsam bestromt werden. Die Stromflüsse in den Statorspulen bewirken das Statormagnetfeld.Steering support drives are usually designed as electronically commutated electrical machines. These are activated in active operation in such a way that a circulating stator magnetic field is generated, which always leads by a predetermined angle to a rotor magnetic field bound to the rotor, which can be generated, for example, by permanent magnets. To achieve a specific actuating torque, a stator magnetic field vector is specified, wherein the magnitude of the actuating torque is determined by the strength of the stator magnetic field and its direction relative to the rotor position. The stator magnetic field is generated by means of stator coils, which are connected in groups to phase strings, and are jointly energized by applying a combination of phase voltages. The current flows in the stator coils cause the stator magnetic field.

Die Phasenstränge werden durch eine Leistungstreiberschaltung in geeigneter Weise gemäß einem Kommutierungsschema bestromt, indem an jeden Phasenstrang eine entsprechende Phasenspannung angelegt wird. Die Voreilung des Statormagnetfelds bezüglich des vom Rotor bewirkten Rotormagnetfelds beträgt in der Regel etwa 90° elektrischer Rotorlage (360°/Polpaarzahl), um ein maximales Stellmoment durch den Lenkunterstützungsantrieb zu bewirken. The phase strands are energized by a power driver circuit as appropriate according to a commutation scheme by applying a respective phase voltage to each phase string. The lead of the stator magnetic field with respect to the rotor magnetic field caused by the rotor is usually about 90 ° electrical rotor position (360 ° / pole pair number) to cause a maximum actuating torque by the steering assist drive.

Zur Charakterisierung des Statormagnetfeldvektors bezüglich des Rotormagnetfelds wird ein rotorfestes Koordinatensystem gewählt, wobei eine d-Richtung eine Richtung des Rotormagnetfelds angibt und eine q-Richtung eine dazu um 90° elektrischer Rotorlagewinkel versetzte Richtung. Während also eine q-Komponente (bezüglich des rotorfesten Koordinatensystems) des Statormagnetfelds ein Stellmoment bewirkt, ist die d-Komponente des Statormagnetfelds momentenneutral und führt in erster Näherung nicht zu einer Beeinflussung des Motormoments.For characterizing the stator magnetic field vector with respect to the rotor magnetic field, a rotor-fixed coordinate system is selected, wherein a d-direction indicates a direction of the rotor magnetic field and a q-direction indicates a 90 ° electrical rotor position angle offset direction. Thus, while a q-component (with respect to the rotor-fixed coordinate system) of the stator magnetic field causes a control torque, the d-component of the stator magnetic field is torque-neutral and does not lead to a first approximation to influence the engine torque.

Das Statormagnetfeld in der gewünschten Ausrichtung zur Rotorlage und der gewünschten Stärke wird durch den Statormagnetfeldvektor vorgegeben und durch geeignete Kommutierung der Phasenstränge durch die Leistungstreiberschaltung bewirkt. Dabei werden Phasenspannungen bzw. Phasenströme in geeigneter Weise bereitgestellt, um die entsprechende Stärke und Ausrichtung des resultierenden Statormagnetfelds, d.h. den Statormagnetfeldvektor, bezüglich der momentanen Rotorlage einzustellen.The stator magnetic field in the desired orientation to the rotor position and the desired strength is predetermined by the stator magnetic field vector and effected by suitable commutation of the phase strands by the power drive circuit. In doing so, phase voltages or phase currents are suitably provided to provide the appropriate magnitude and orientation of the resulting stator magnetic field, i. to adjust the stator magnetic field vector with respect to the current rotor position.

Wird der Rotor des Lenkunterstützungsantriebs durch Einwirkung von externen Kräften bzw. Momenten entgegen der durch die Motorkommutierung beabsichtigen Drehrichtung bewegt, so werden in den Statorspulen durch die Bewegung des Rotormagnetfelds Spannungen induziert. If the rotor of the steering assist drive is moved counter to the direction of rotation intended by the motor commutation by the action of external forces or moments, stresses are induced in the stator coils by the movement of the rotor magnetic field.

Diese können in einer jeweiligen Phasenspannung resultieren, die höher sein kann als die Versorgungsspannung des Bordspannungsnetzes, durch das der Lenkunterstützungsantrieb versorgt wird. Durch die Leistungstreiberschaltung, insbesondere durch die Body-Dioden der darin verwendeten Leistungshalbleiter, führen diese generatorischen Phasenspannungen zu einer Einkopplung von resultierenden Phasenströmen in das Bordspannungsnetz in Form eines dem herkömmlichen Motorstrom entgegengesetzten Rückspeisestroms. Dieser Rückspeisestrom kann im Bordspannungsnetz zu einer Erhöhung der Bordnetzspannung führen. Dieser Effekt ist unerwünscht und kann zu Instabilitäten von anderen der mit dem Bordnetz verbundenen Komponenten führen.These can result in a respective phase voltage, which can be higher than the supply voltage of the on-board voltage network, by which the steering assistance drive is supplied. Due to the power driver circuit, in particular by the body diodes of the power semiconductors used therein, these regenerative phase voltages lead to a coupling of resulting phase currents in the on-board voltage network in the form of a conventional motor current opposite feedback current. This regenerative current can lead to an increase in the vehicle electrical system voltage in the vehicle electrical system. This effect is undesirable and can lead to instabilities of other components connected to the electrical system.

Das obige Verfahren sieht daher vor, einen durch den Lenkunterstützungsantrieb generatorisch bewirkten Rückspeisestrom in das Bordnetz (negativer Motorstrom) zu detektieren, und bei Feststellen eines insbesondere signifikanten Rückspeisestroms die Erzeugung oder Erhöhung einer d-Komponente des Statormagnetfelds (durch entsprechende Änderung bzw. Anpassung des Statormagnetfeldvektors) zu bewirken. Die Höhe der d-Komponente des Statormagnetfeldvektors soll dabei von der Höhe des Rückspeisestroms abhängen.The above method therefore provides for detecting a regenerative current in the vehicle electrical system (negative motor current) regenerated by the steering assist drive, and for generating a particularly significant regenerative current generating or increasing a d-component of the stator magnetic field (by corresponding modification or adaptation of the stator magnetic field vector ) to effect. The height of the d-component of the stator magnetic field vector should depend on the magnitude of the recovery current.

Die d-Komponente des Statormagnetfelds wird durch Vorgabe eines Statormagnetfeldvektors und eine entsprechende Kommutierung der Leistungstreiberschaltung erreicht, die zu einem zusätzlichen Stromanteil der Phasenströme durch die Phasenstränge führt. Dieser zusätzliche Stromanteil in den Phasenströmen hat jedoch eine Auswirkung auf das Motormoment und führt stattdessen lediglich zu dem Auftreten von Ohmschen Verlusten in den Statorspulen. Dadurch kann die durch den generatorischen Betrieb des Lenkunterstützungsantriebs erzeugte elektrische Leistung im Lenkunterstützungsantrieb selbst zumindest teilweise in Ohmsche Verlustleistung (Wärme) umgesetzt bzw. verbraucht werden.The d-component of the stator magnetic field is achieved by specifying a stator magnetic field vector and a corresponding commutation of the power driver circuit, which leads to an additional current component of the phase currents through the phase strands. However, this additional current component in the phase currents has an effect on the motor torque and instead only results in the occurrence of ohmic losses in the stator coils. As a result, the electric power generated by the regenerative operation of the steering assist drive in the steering assist drive itself can be at least partially converted into ohmic power loss (heat) or consumed.

Durch Anpassung der Beträge der die zusätzliche d-Komponente des Statormagnetfelds bewirkenden Phasenströme an den Betrag des ermittelten Rückspeisestroms kann dieser deutlich reduziert oder eliminiert werden, so dass eine Gefährdung von anderen Fahrzeugkomponenten durch eine überhöhte Bordnetzspannung ausgeschlossen werden kann. Zusätzlich führt eine Variation der d-Komponente des Statormagnetfelds nicht zu einer Beeinflussung des durch den Lenkunterstützungsantrieb zu stellenden Lenkunterstützungseingriffs, so dass die übergeordneten Lenkunterstützungsfunktionen weiterhin aktiv bleiben können. Hierfür muss lediglich die Amplitude der d-Komponente so begrenzt werden, dass angesichts von vorgegebenen Statorstromgrenzen die Vorgabe der Lenkunterstützungsfunktion mit der q-Komponente noch eingestellt werden kann.By adjusting the amounts of the additional d-component of the stator magnetic field causing phase currents to the amount of the determined recovery current this can be significantly reduced or eliminated, so that a risk of other vehicle components can be excluded by an excessive vehicle electrical system voltage. In addition, variation of the d-component of the stator magnetic field does not affect the steering assisting engagement to be provided by the steering assist drive, so that the higher-level steering assisting functions can remain active. For this purpose, only the amplitude of the d-component must be limited so that in view of predetermined stator current limits, the specification of the steering assistance function with the q-component can still be set.

Es kann vorgesehen sein, dass der Statormagnetfeldvektor nur angepasst wird, wenn der Motorstrom einen Rückspeisestrom in ein den Lenkunterstützungsantrieb versorgendes Bordspannungsnetz angibt.It may be provided that the stator magnetic field vector is adapted only if the motor current indicates a regenerative current in a vehicle power supply system supplying the steering assistance drive.

Weiterhin kann, wenn festgestellt wird, dass der Motorstrom einen Rückspeisestrom in ein den Lenkunterstützungsantrieb versorgendes Bordspannungsnetz angibt und betragsmäßig einen vorgegebenen Stromschwellenwert übersteigt, der Statormagnetfeldvektors angepasst werden.Furthermore, if it is determined that the motor current indicates a regenerative current in an on-board voltage supply system supplying the steering assistance drive and exceeds a predetermined current threshold in terms of amount, the stator magnetic field vector can be adapted.

Insbesondere kann der Statormagnetfeldvektor abhängig von der Rotorlage eines Rotors des Lenkunterstützungsantriebs, einem zu stellenden Lenkunterstützungseingriff und einem vorgegebenen Offset-Statormagnetfeldvektor angepasst werden. In particular, the stator magnetic field vector may be adjusted depending on the rotor position of a rotor of the steering assist drive, a steering assisting engagement to be provided, and a predetermined offset stator magnetic field vector.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Ausrichtung aufweisen, die einer momentanen Ausrichtung des Rotormagnetfelds entspricht, um durch den Offset-Statormagnetfeldvektor eine d-Komponente des Statormagnetfelds zu beaufschlagen.In one embodiment, the offset stator magnetic field vector may have an orientation corresponding to a momentary orientation of the rotor magnetic field to bias a d-component of the stator magnetic field through the offset stator magnetic field vector.

Insbesondere kann der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Stärke aufweisen, die iterativ durch Addition und Subtraktion eines jeweils vorgegebenen Inkrementbetrags abhängig von dem Motorstrom angepasst wird, insbesondere davon, ob der Motorstrom einem Rückspeisestrom angibt, der betragsmäßig einen vorgegebenen Stromschwellenwert übersteigt.In particular, the offset stator magnetic field vector may have a strength that is iteratively adjusted by addition and subtraction of a respective predetermined increment depending on the motor current, in particular whether the motor current indicates a regenerative current, the amount exceeds a predetermined current threshold.

Weiterhin kann der Inkrement Betrag jeweils abhängig von einer Fahrsituation gewählt werden.Furthermore, the increment amount can be selected depending on a driving situation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Stärke aufweisen, die abhängig von dem Motorstrom ermittelt wird. Insbesondere kann der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Stärke aufweisen, die abhängig von der im aktuellen Arbeitspunkt benötigten q-Komponente des Statormagnetfeldvektors und der maximal möglichen bzw. erlaubten Phasenstromamplitude ist.According to a further embodiment, the offset stator magnetic field vector may have a magnitude that is determined as a function of the motor current. In particular, the offset stator magnetic field vector can have a strength which is dependent on the q component of the stator magnetic field vector required in the current operating point and the maximum possible or permitted phase current amplitude.

Insbesondere kann der Offset-Statormagnetfeldvektor abhängig von einer Fahrsituation gewählt werden.In particular, the offset stator magnetic field vector can be selected depending on a driving situation.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei der Lenkunterstützungsantrieb eine mehrphasige elektronisch kommutierte elektrische Maschine aufweist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:

  • - einen Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb zu ermitteln;
  • - einen Statormagnetfeldvektor zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs abhängig von dem Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb anzupassen;
  • - den Lenkunterstützungsantrieb durch Einstellen von Phasenspannungen an Phasensträngen des Lenkunterstützungsantriebs abhängig von dem angepassten Statormagnetfeldvektor anzusteuern.
In another aspect, there is provided an apparatus for operating an electromechanical steering assist drive of a steering system of a motor vehicle, the steering assist drive comprising a polyphase electronically commutated electric machine, the apparatus being configured to:
  • to detect a motor current in the steering assist drive;
  • to adapt a stator magnetic field vector for operating the steering assist drive to the steering assist drive depending on the motor current;
  • - To control the steering assist drive by adjusting phase voltages to phase strands of the steering assist drive depending on the adjusted stator magnetic field vector.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

  • - einen Lenkunterstützungsantrieb mit einer eine mehrphasige elektronisch kommutierten elektrischen Maschine und einer Leistungstreiberschaltung, und
  • - die obige Vorrichtung.
In another aspect, a steering system of a motor vehicle includes:
  • a power steering drive having a multi-phase electronically commutated electric machine and a power drive circuit, and
  • - The above device.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Lenkunterstützungsantriebs; und
  • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Stellen einer d-Komponente des Erregermagnetfelds.
Embodiments are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a steering system;
  • 2 a schematic representation of a steering assistance drive; and
  • 3 a flowchart illustrating a method for setting a d-component of the exciting magnetic field.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lenksystems 1 eines Kraftfahrzeugs. Das Lenksystem 1 umfasst eine Lenksäule 2, die mit einem Lenkrad 3 gekoppelt ist, so dass eine Lenkbewegung, die von einem Fahrer auf das Lenkrad 3 ausgeübt wird, als Handlenkmoment auf die Lenksäule 2 wirkt. Die Lenksäule 2 überträgt das Handmoment auf ein Ritzel 4, das mit einer, insbesondere als eine Zahnstange ausgeführten, Lenkstange 5 gekoppelt ist. 1 shows a schematic representation of a steering system 1 of a motor vehicle. The steering system 1 includes a steering column 2 that with a steering wheel 3 is coupled, allowing a steering movement from a driver to the steering wheel 3 is exercised as a manual steering torque on the steering column 2 acts. The steering column 2 transfers the hand moment to a pinion 4 , with a, in particular as a rack running, handlebar 5 is coupled.

Die Lenkstange 5 ist zwischen zwei gelenkten Rädern 6 des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Räder 6 sind so gehalten, dass sie bei einer linearen Bewegung der Lenkstange 5 um einen Lenkwinkel verschwenkt werden.The handlebar 5 is between two steered wheels 6 of the motor vehicle. The wheels 6 are held so that they are in a linear motion of the handlebar 5 be pivoted about a steering angle.

Die Lenksäule 2 oder die Lenkstange 5 sind weiterhin mit einem steuerbaren Lenkunterstützungsantrieb 7 gekoppelt, um eine Lenkunterstützung in Form eines Lenkunterstützungseingriffs bereitzustellen. Der Lenkunterstützungseingriff kann einem Lenkunterstützungsmoment, das auf die Lenksäule 2 wirkt, oder einer Lenkunterstützungskraft auf die Lenkstange 5 entsprechen.The steering column 2 or the handlebar 5 continue to be with a steerable steering assist drive 7 coupled to provide a steering assistance in the form of a steering assistance engagement. The steering assist engagement may be a steering assist torque applied to the steering column 2 acts, or a steering assist force on the handlebar 5 correspond.

Der Lenkunterstützungsantrieb 7 kann als Elektromotor bzw. elektromechanischer Stellgeber ausgebildet sein, und zur Bereitstellung der Lenkunterstützung mit der Lenksäule 2 oder der Lenkstange 5 in geeigneter Weise gekoppelt sein. Im vorliegenden, in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt der Lenkunterstützungsantrieb 7 auf die Lenkstange 5.The steering assistance drive 7 can be designed as an electric motor or electromechanical positioner, and to provide the steering assistance with the steering column 2 or the handlebar 5 be coupled in a suitable manner. In the present, in 1 In the embodiment shown, the steering assistance drive acts 7 on the handlebar 5 ,

Es ist weiterhin ein Lenksteuergerät 10 vorgesehen, das zur Steuerung des Lenksystems 1 ausgebildet ist. Mithilfe eines Handlenkmomentsensors 8 an der Lenksäule 2 kann ein über das Lenkrad 3 auf die Lenksäule 2 aufgebrachtes Handlenkmoment bestimmt und eine entsprechende Handlenkmomentenangabe HM an das Lenksteuergerät 10 übermittelt werden. Entsprechend kann die Lenksäule 2 mit einem Lenkwinkelsensor 9 versehen sein, der einen Drehwinkel der Lenksäule 2 erfasst und eine entsprechende Lenkwinkelangabe LW an das Lenksteuergerät 10 bereitstellt. Anstelle oder zusätzlich zum Lenkwinkelsensor 9 kann ein Lagewinkelsensor vorgesehen sein, der eine exakte Rotorlage des Lenkunterstützungsantriebs 7 bestimmt, so dass eine durch den Lagewinkelsensor erfasste Größe als Lenkwinkelangabe bereitgestellt werden kann. Alternativ kann auch ein Lenkstangenpositionssensor vorgesehen sein, der eine Position der Lenkstange 5 als Angabe für einen Lenkwinkel bereitstellen kann. Die Lenkwinkelangabe LW und die Handlenkmomentenangabe HM dienen der Durchführung von einer oder mehreren Lenkunterstützungsfunktionen in dem Lenksteuergerät 10.It is also a steering control unit 10 intended to control the steering system 1 is trained. Using a manual steering torque sensor 8th on the steering column 2 can one over the steering wheel 3 on the steering column 2 applied hand steering torque determines and a corresponding manual steering torque specification HM to the steering control unit 10 be transmitted. Accordingly, the steering column 2 with a steering angle sensor 9 Be provided, the rotation angle of the steering column 2 recorded and a corresponding steering angle LW to the steering control unit 10 provides. Instead of or in addition to the steering angle sensor 9 For example, a position angle sensor may be provided which has an exact rotor position of the steering assistance drive 7 determines, so that a detected by the attitude angle sensor size can be provided as a steering angle indication. Alternatively, a handlebar position sensor may also be provided which has a position of the handlebar 5 can provide as an indication of a steering angle. The steering angle information LW and the manual steering torque specification HM serve to perform one or more steering assistance functions in the steering control device 10 ,

Ein Lenkunterstützungsantrieb 7 ist in der Regel als elektronisch kommutierte elektrische Maschine, insbesondere als permanenterregte elektrische Maschine ausgebildet. Der Aufbau eines Lenkunterstützungsantriebs 7 ist schematisch in 2 dargestellt. Der Lenkunterstützungsantrieb 7 umfasst eine Leistungstreiberschaltung 11 und eine elektrische Maschine 12.A steering assistance drive 7 is usually designed as an electronically commutated electric machine, in particular as a permanent-magnet electric machine. The construction of a steering assistance drive 7 is schematic in 2 shown. The steering assistance drive 7 includes a power driver circuit 11 and an electric machine 12 ,

Die elektrische Maschine 12 ist im Querschnitt dargestellt. Man erkennt eine Statoranordnung 121 mit eine Innenausnehmung 123 umgebenden Statorzähnen 122, die durch Statorspulen 124 bewickelt sind. Die Statorspulen 124 können in Gruppen miteinander seriell und/oder parallel verschaltet und als verschiedene Phasenstränge PU , PV , PW separat bestromt werden, um so eine bestimmte Richtung eines resultierenden Magnetfelds in der Innenausnehmung 123 vorzugeben. Im vorliegenden Fall werden die jeweils einander gegenüberliegenden Statorspulen 124 als ein Phasenstrang gemeinsam bestromt.The electric machine 12 is shown in cross section. One recognizes a stator arrangement 121 with an interior recess 123 surrounding stator teeth 122 passing through stator coils 124 are wound. The stator coils 124 can be interconnected in groups with each other serially and / or in parallel and as different phase strands P U . P V . P W be energized separately, so a certain direction of a resulting magnetic field in the inner cavity 123 pretend. In the present case, the respective opposite stator coils 124 energized as a phase strand together.

In der Innenausnehmung 123 befindet sich ein Rotor 126, der einen oder mehrere Permanentmagneten aufweist, um ein Rotormagnetfeld bereitzustellen. Der dargestellte Rotor 126 weist ein Polpaar auf, jedoch können in anderen Ausführungsformen Rotoren mit mehr als einem Polpaar ausgebildet werden, um mehrere sich überlagernde Rotormagnetfelder auszubilden.In the interior recess 123 there is a rotor 126 having one or more permanent magnets to provide a rotor magnetic field. The illustrated rotor 126 has a pole pair, however, in other embodiments, rotors having more than one pole pair may be formed to form a plurality of overlapping rotor magnetic fields.

Bei unterschiedlichen Ausrichtungen des Statormagnetfelds zu dem Rotormagnetfeld wirkt auf den Rotor 126 eine Kraft, die die elektrische Maschine 12 antreibt. In der Regel wird rotorlageabhängig das Statormagnetfeld so erzeugt, dass dieses um 90° elektrischer Lagewinkel in Drehrichtung voreilt. Der elektrische Lagewinkel entspricht dem mechanischen Lagewinkel dividiert durch die Polpaarzahl des Rotors 126.At different orientations of the stator magnetic field to the rotor magnetic field acts on the rotor 126 a force affecting the electric machine 12 drives. As a rule, depending on the rotor position, the stator magnetic field is generated in such a way that it leads in the direction of rotation by 90 ° electrical position angle. The electrical position angle corresponds to the mechanical position angle divided by the number of pole pairs of the rotor 126 ,

Zur vereinfachten Berechnung der dazu notwendigen Phasenströme, mit denen die Statorspulen 124 bestromt werden, wird ein rotorfestes Koordinatensystem vorgegeben, das eine d-Achse und eine q-Achse umfasst. Die d-Achse weist in Richtung des vom Rotor 126 abgegebenen Rotormagnetfelds durch die q-Achse in eine dazu um 90° elektrische Rotorlagewinkel versetzte Richtung, so dass sich die d-Achse und q-Achse des Koordinatensystems mit dem Rotor 126 drehen. Da das Statormagnetfeld durch Überlagerung von von den Statorspulen 124 erzeugten Einzelmagnetfeldern erzeugt wird, spricht man von einer d-Komponente bzw. einer q-Komponente des resultierenden Statormagnetfelds bzw. eines Statormagnetfeldvektors.For simplified calculation of the necessary phase currents with which the stator coils 124 are energized, a rotor-fixed coordinate system is specified, which includes a d-axis and a q-axis. The d-axis points in the direction of the rotor 126 emitted rotor magnetic field through the q-axis in a direction offset by 90 ° electrical rotor position angle direction, so that the d-axis and q-axis of the coordinate system with the rotor 126 rotate. Since the stator magnetic field by superposition of the stator coils 124 generated individual magnetic fields is generated, one speaks of a d-component or a q-component of the resulting stator magnetic field or a stator magnetic field vector.

Die Statorspulen 124 der elektrischen Maschine 12 werden über eine Leistungstreiberschaltung 11, die insbesondere als H-Brücke oder wie in 2 gezeigt als B6-Brückenschaltung ausgebildet sein kann, angesteuert. Die Leistungstreiberschaltung 11 weist Leistungsschalter 111 auf, die für jeden Phasenstrang PU , PV , P W einen Inverter bilden, der zwischen einen hohen Versorgungspotenzial VH und einen niedrigen Versorgungspotenzial VL eines Spannungsbordnetzes 13 angeschlossen ist. Die Leistungsschalter 111 sind vorzugsweise als Halbleiterschalter, insbesondere als Leistungs-MOSFET ausgebildet. Zwischen den Leistungsschaltern 111 wird eine jeweilige Phasenspannung UU , UV , UW zur Verfügung gestellt, die an die entsprechenden Phasenstränge PU , PV , PW angeschlossen werden.The stator coils 124 the electric machine 12 are via a power driver circuit 11 , in particular as H-bridge or as in 2 shown as B6 bridge circuit may be formed, driven. The power driver circuit 11 has circuit breaker 111 on that for each phase strand P U . P V , P W form an inverter that has a high supply potential V H and a low supply potential V L a voltage board network 13 connected. The circuit breakers 111 are preferably formed as a semiconductor switch, in particular as a power MOSFET. Between the circuit breakers 111 becomes a respective phase voltage U U . U V . U W provided to the corresponding phase strands P U . P V . P W be connected.

Die Leistungsschalter 111 werden durch ein Steuergerät 14 entsprechend einer Stellmomentenvorgabe angesteuert, die einem zu stellenden von dem Lenksteuergerät 10 bereitgestelltes Lenkunterstützungsmoment LM entspricht. Die Leistungsschalter 111 werden entsprechend einem jeweiligen Kommutierungssignal von dem Steuergerät 14 geöffnet oder geschlossen. Daher können die Phasenstränge PU , PV , PW entweder mit einem hohen oder niedrigen Versorgungspotenzial VH, VL belegt oder stromlos geschaltet werden, wobei ein bestimmter Phasenstrom bzw. eine bestimmte Phasenspannung durch Pulsweitenmodulation bei der Ansteuerung der entsprechenden Leistungsschalter 111 in an sich bekannter Weise erreicht wird.The circuit breakers 111 be through a control unit 14 controlled in accordance with an actuating torque specification, the one to be asked by the steering control unit 10 provided steering assistance torque LM equivalent. The circuit breakers 111 be according to a respective commutation signal from the controller 14 open or closed. Therefore, the phase strands P U . P V . P W either with a high or low supply potential VH . VL occupied or de-energized, with a certain phase current or a specific phase voltage by pulse width modulation in the control of the corresponding circuit breaker 111 is achieved in a conventional manner.

Eine Angabe einer Ausrichtung des momentan anzulegenden Statormagnetfelds, d.h. der Richtung eines entsprechenden Statormagnetfeldvektors, wird aus der momentanen Rotorlage ermittelt. Die einzustellende Stärke und Richtung des momentan anzulegenden bzw. einzustellenden Statormagnetfeldvektors ergibt sich aus dem gewünschten Lenkunterstützungseingriff, d.h. dem Lenkunterstützungsmoment bzw. der Lenkunterstützungskraft.An indication of an orientation of the stator magnetic field currently to be applied, ie the direction of a corresponding stator magnetic field vector, is determined from the instantaneous rotor position. The set strength and direction of the currently to be created or set Stator magnetic field vector results from the desired steering assistance engagement, ie the steering assist torque and the steering assist force, respectively.

Die momentane Rotorlage kann durch einen Lagesensor 113 gemessen oder sensorlos durch Auswerten von Verläufen der Phasenströme bzw. Phasenspannungen in an sich bekannter Weise bestimmt werden. Aus den Angaben der Stärke und der Ausrichtung des momentan anzulegenden Statormagnetfeldvektors ergibt sich eine notwendige Kommutierung der Leistungstreiberschaltung 11, durch die die Beträge der Phasenspannungen für die einzelnen Phasenstränge PU , PV , PW der elektrischen Maschine 12 bestimmt werden.The current rotor position can be determined by a position sensor 113 measured or sensorless by evaluating gradients of the phase currents or phase voltages can be determined in a conventional manner. From the indications of the strength and the orientation of the currently to be applied stator magnetic field vector results in a necessary commutation of the power driver circuit 11 , by which the magnitudes of the phase voltages for the individual phase strands P U . P V . P W the electric machine 12 be determined.

Kommt es bei einer Bewegung des Rotors 126 entgegen einer beabsichtigten Drehrichtung, so kann durch die Leistungstreiberschaltung 11 ein Rückspeisestrom in das versorgende Bordspannungsnetz 13 fließen. Der Rückspeisestrom entspricht einem negativen Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb 7. Der Rückspeisestrom in das Bordspannungsnetz 13 kann zu Spannungsschwankungen der Bordnetzspannung führen, die andere mit dem Bordspannungsnetz 13 verbundene Komponenten schädigen bzw. in ihrer Funktion beeinträchtigen können.Does it come with a movement of the rotor 126 contrary to an intended direction of rotation, so can by the power driver circuit 11 a regenerative current in the supplying on-board voltage network 13 flow. The regenerative current corresponds to a negative motor current in the steering assist drive 7 , The regenerative current in the on-board voltage network 13 can lead to voltage fluctuations of the vehicle electrical system voltage, the other with the on-board voltage network 13 damage connected components or impair their function.

Zur Vermeidung solcher Rückspeiseströme bzw. zur Reduzierung bzw. Begrenzung der Rückspeiseströme wird ein Verfahren zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs vorgesehen, wie es anhand des Flussdiagramms der 3 näher erläutert wird.In order to avoid such regenerative currents or to reduce or limit the regenerative currents, a method for operating the steering assistance drive is provided, as described with reference to the flow chart of the 3 is explained in more detail.

In Schritt S1 wird bei aktivem Lenkunterstützungsantrieb 7 ein Motorstrom Imot gemessen. Ist der Motorstrom negativ (bezüglich eines Motorstroms im Unterstützungsbetrieb), so handelt es sich um einen Rückspeisestrom in das Bordspannungsnetz 13. Dieser Motorstrom bzw. dieser Rückspeisestrom kann durch eine entsprechende Strommesseinrichtung 15 zwischen dem Bordspannungsnetz 13 und der Leistungstreiberschaltung 11 ermittelt werden. Alternativ kann der Rückspeisestrom auch durch eine Stromsummenbilanz der einzelnen Inverterströme der Leistungstreiberschaltung 11 bestimmt werden. Die Ermittlung des Motorstroms kann auch anhand der Leistungsbilanz der Leistungstreiberschaltung 11 unter Verwendung der gemessenen Phasenströme, der Stellspannungen, des Rotorlagewinkels (für Transformation) und der aktuellen Versorgungsspannung der Leistungstreiberschaltung 11 in an sich bekannter Weise durchgeführt werden.In step S1 becomes with active steering assistance drive 7 a motor current I mot measured. If the motor current is negative (with respect to a motor current in the backup mode), this is a regenerative current in the on-board voltage network 13 , This motor current or this regenerative current can be achieved by a corresponding current measuring device 15 between the on-board voltage network 13 and the power driver circuit 11 be determined. Alternatively, the regenerative current can also be achieved by a current summation balance of the individual inverter currents of the power driver circuit 11 be determined. The determination of the motor current can also be based on the power balance of the power driver circuit 11 using the measured phase currents, the set voltages, the rotor position angle (for transformation) and the current supply voltage of the power driver circuit 11 be carried out in a conventional manner.

In Schritt S2 wird eine Stärke und Ausrichtung des zu stellenden Statormagnetfeldvektors abhängig von dem vorgegebenen zu stellenden Lenkunterstützungsmoment und der momentanen Rotorlage ermittelt. Die Ausrichtung des Statormagnetfeldvektors wird für das rotorfeste Koordinatensystem bestimmt.In step S2 a strength and orientation of the stator magnetic field vector to be set is determined as a function of the predetermined steering assist torque to be set and the instantaneous rotor position. The orientation of the stator magnetic field vector is determined for the rotor-fixed coordinate system.

In Schritt S3 wird überprüft, ob der Motorstrom einen bestimmten Stromschwellenwert IS unterschreitet, z.B. von -5A. Alternativ wird überprüft, ob der Betrag des Rückspeisestroms (negativer Motorstrom) einen entsprechenden Stromschwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt, anderenfalls wird das Verfahren mit Schritt S6 fortgesetzt.In step S3 it checks if the motor current has a certain current threshold I S falls below, for example, from -5A. Alternatively, it is checked whether the amount of the regenerative current (negative motor current) exceeds a corresponding current threshold. If this is the case (alternative: yes), then the procedure with step S4 otherwise, the process continues with step S6 continued.

Ergibt sich aus der Überprüfung des Schritts S3, dass ein Rückspeisestrom oberhalb eines durch den Stromschwellenwert IS bestimmten Strombetrags vorliegt, so wird in Schritt S4 abhängig von der momentanen Rotorlage eine d-Komponente des Statormagnetfelds im rotorfesten Koordinatensystem betragsmäßig erhöht. Die Erhöhung kann iterativ um einen bestimmten Inkrementbetrag erfolgen, so dass sich der Rückspeisestrom in Folge vermindert. Der Inkrementbetrag, um den die d-Komponente des Statormagnetfelds erhöht wird, kann von dem Strombetrag des Rückspeisestroms abhängen und insbesondere abhängig von einem Fahrzustand gewählt werden. So kann der Inkrementbetrag abhängig von einer Fahrrichtung (Vorwärts, Rückwärts), einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer Fahrbahnbeschaffenheit gewählt werden.Results from the review of the step S3 in that a regenerative current is above a current threshold I S certain amount of electricity is present, so in step S4 depending on the current rotor position an amount of d-component of the stator magnetic field in the rotor-fixed coordinate system increases. The increase can be iterative by a certain incremental amount, so that the regenerative current decreases in a row. The incremental amount by which the d-component of the stator magnetic field is increased may depend on the amount of current of the regenerative current and, in particular, may be selected depending on a driving condition. Thus, the increment amount may be selected depending on a traveling direction (forward, backward), a vehicle speed, and / or a road condition.

Die Einstellbarkeit des Inkrementbetrags bestimmt durch den dadurch vorgegebenen Gradienten der Erhöhung der d-Komponente des Statormagnetfelds auf eine maximal erlaubte Rückspeisung. Diese ist abhängig von der Grundstabilität des Bordnetzes und kann theoretisch Fahrzeug-individuell vom Kunden vorgegeben werden.The adjustability of the incremental amount determined by the thereby predetermined gradient of increasing the d-component of the stator magnetic field to a maximum allowable feedback. This depends on the basic stability of the vehicle electrical system and can theoretically be specified individually by the customer.

In Schritt S5 wird eine Kommutierung basierend auf der Stärke und Ausrichtung des zu stellenden Statormagnetfeldvektors ermittelt. Dies bewirkt entsprechend erhöhte Phasenströme in den Phasensträngen. Die d-Komponente des Statormagnetfelds trägt nicht zu einer Drehmomentenerzeugung der elektrischen Maschine 12 bei und führt daher lediglich zum Auftreten Ohmscher Verluste. Auf diese Weise können generatorisch erzeugte Leistungen im Lenkunterstützungsantrieb 7 durch Ohmsche Verluste in den Statorspulen 124 aufgenommen und verbraucht werden. Das Verfahren wird durch Rücksprung zu Schritt S1 zyklisch durchgeführt.In step S5 a commutation is determined based on the strength and orientation of the stator magnetic field vector to be provided. This causes correspondingly increased phase currents in the phase strands. The d-component of the stator magnetic field does not contribute to a torque generation of the electric machine 12 at and therefore leads only to the occurrence of ohmic losses. In this way, generator-generated power in the steering support drive 7 Ohmic losses in the stator coils 124 be absorbed and consumed. The process is step by step S1 cyclically performed.

Ergibt sich aus der Überprüfung des Schritts S3, dass ein Betrag des Rückspeisestroms kleiner ist als durch den Stromschwellenwert IS angegeben, kann in Schritt S6 die d-Komponente des Statormagnetfelds um einen bestimmten Inkrementbetrag verringert werden. Der bestimmte Inkrementbetrag, um den die d-Komponente des Statormagnetfelds verringert wird, kann von dem Strombetrag des Rückspeisestroms abhängen und insbesondere abhängig von Fahrmanövern gewählt werden. Anschließend wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt.Results from the review of the step S3 in that an amount of the recovery current is smaller than the current threshold value I S can be specified in step S6 the d-component of the stator magnetic field can be reduced by a certain incremental amount. The particular incremental amount by which the d-component of the stator magnetic field is reduced may depend on the amount of current of the regenerative current and in particular may be selected depending on driving maneuvers. Subsequently, the method with step S5 continued.

Alternativ kann anstelle der Schritte S4 und S6 die einzustellende d-Komponente des Statormagnetfelds direkt aus dem gemessenen Rückspeisestrom bestimmt werden, z.B. durch einen vorgegebenen linearen Zusammenhang zwischen dem Rückspeisestrom und der einzustellenden d-Komponente des Statormagnetfelds.Alternatively, instead of the steps S4 and S6 the d-component of the stator magnetic field to be set can be determined directly from the measured regenerative current, for example by a predetermined linear relationship between the regenerative current and the d-component of the stator magnetic field to be set.

Weiterhin kann die d-Komponente des Statormagnetfelds abhängig von einer im aktuellen Arbeitspunkt benötigten q-Komponente und einem vorgegebenen maximal möglichen Statormagnetfeld ermittelt werden, wobei das vorgegebene maximal mögliche Statormagnetfeld einer maximal zulässigen Phasenstromamplitude entsprechen kann.Furthermore, the d-component of the stator magnetic field can be determined as a function of a required in the current operating point q-component and a predetermined maximum possible stator magnetic field, the predetermined maximum possible stator magnetic field can correspond to a maximum permissible phase current amplitude.

Durch dieses Verfahren ist es möglich, dass die Umsetzung des Lenkunterstützungseingriffs durch die Maßnahme zur Reduzierung eines Rückspeisestroms unbeeinträchtigt bleibt und gleichzeitig das Bordspannungsnetz 13 vor Überspannungen geschützt werden kann.By this method, it is possible that the implementation of the steering assistance intervention remains unaffected by the measure for reducing a regenerative current and at the same time the on-board voltage network 13 can be protected against overvoltages.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lenksystemsteering system
22
Lenksäulesteering column
33
Lenkradsteering wheel
44
Ritzelpinion
55
Lenkstangehandlebars
66
Räderbikes
77
LenkunterstützungsantriebPower steering drive
88th
HandlenkmomentsensorsManual steering torque sensor
99
LenkwinkelsensorSteering angle sensor
1010
LenksteuergerätSteering control unit
1111
LeistungstreiberschaltungPower driver circuit
111111
Leistungsschalterbreakers
113113
Lagesensorposition sensor
1212
elektrische Maschineelectric machine
121121
Statoranordnungstator
123123
Innenausnehmunginner recess
122122
Statorzähnestator teeth
124124
Statorspulenstator coils
126126
Rotorrotor
1313
SpannungsbordnetzVoltage network
1515
StrommesseinrichtungCurrent measurement device
LMLM
LenkunterstützungsmomentSteering assist torque
VH, VLVH, VL
Versorgungspotenzialesupply potential

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs (7) eines Lenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Lenkunterstützungsantrieb (7) eine mehrphasige elektronisch kommutierte elektrische Maschine (12) aufweist, mit folgenden Schritten: - Ermitteln eines Motorstroms in den Lenkunterstützungsantrieb (7); - Anpassen eines Statormagnetfeldvektors zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb (7); - Ansteuern des Lenkunterstützungsantriebs (7) durch Einstellen von Phasenspannungen an Phasensträngen des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem angepassten Statormagnetfeldvektor.Method for operating an electromechanical steering assist drive (7) of a steering system (1) of a motor vehicle, wherein the steering assist drive (7) comprises a multiphase electronically commutated electric machine (12), comprising the following steps: - Detecting a motor current in the steering assist drive (7); - adjusting a stator magnetic field vector for operating the steering assist drive (7) depending on the motor current in the steering assist drive (7); - Driving the steering assist drive (7) by adjusting phase voltages at phase strands of the steering assist drive (7) depending on the adjusted stator magnetic field vector. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Statormagnetfeldvektor nur angepasst wird, wenn der Motorstrom einen Rückspeisestrom in ein den Lenkunterstützungsantrieb (7) versorgendes Bordspannungsnetz (13) angibt.Method according to Claim 1 wherein the stator magnetic field vector is adjusted only when the motor current indicates a regenerative current in an on-board voltage network (13) supplying the steering assist drive (7). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn festgestellt wird, dass der Motorstrom einen Rückspeisestrom in ein den Lenkunterstützungsantrieb (7) versorgendes Bordspannungsnetz (13) angibt und betragsmäßig einen vorgegebenen Stromschwellenwert übersteigt, der Statormagnetfeldvektors angepasst wird.Method according to Claim 1 or 2 wherein, when it is determined that the motor current is indicative of a regenerative current in an on-board voltage network (13) supplying the steering assist drive (7) and exceeds a predetermined current threshold in magnitude, the stator magnetic field vector is adjusted. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Statormagnetfeldvektor abhängig von der Rotorlage eines Rotors (126) des Lenkunterstützungsantriebs (7), einem zu stellenden Lenkunterstützungseingriff und einem vorgegebenen Offset-Statormagnetfeldvektor angepasst wird.Method according to Claim 3 wherein the stator magnetic field vector is adjusted depending on the rotor position of a rotor (126) of the steering assist drive (7), a steering assistance engagement to be provided, and a predetermined offset stator magnetic field vector. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Ausrichtung aufweist, die einer momentanen Ausrichtung des Rotormagnetfelds entspricht, um durch den Offset-Statormagnetfeldvektor eine d-Komponente des Statormagnetfelds bezüglich eines rotorfesten Koordinatensystems zu beaufschlagen.Method according to Claim 3 or 4 wherein the offset stator magnetic field vector has an orientation corresponding to a momentary orientation of the rotor magnetic field for biasing a d-component of the stator magnetic field with respect to a rotor-fixed coordinate system through the offset stator magnetic field vector. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Stärke aufweist, die iterativ durch Addition und Subtraktion eines jeweils vorgegebenen Inkrementbetrags abhängig von dem Motorstrom angepasst wird, insbesondere davon, ob der Motorstrom einem Rückspeisestrom angibt, der betragsmäßig einen vorgegebenen Stromschwellenwert übersteigt.Method according to Claim 5 wherein the offset stator magnetic field vector has a magnitude which is iteratively adjusted by adding and subtracting a respective predetermined incremental amount depending on the motor current, in particular whether the motor current indicates a regenerative current amount exceeds a predetermined current threshold. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Inkrementbetrag jeweils abhängig von einer Fahrsituation, insbesondere abhängig von einer Fahrrichtung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer Fahrbahnbeschaffenheit, gewählt wird.Method according to Claim 6 , wherein the incremental amount is selected depending on a driving situation, in particular depending on a driving direction, a vehicle speed and / or on a road surface. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Offset-Statormagnetfeldvektor eine Stärke aufweist, die, insbesondere nicht iterativ, abhängig von dem Motorstrom ermittelt wird.Method according to Claim 5 wherein the offset stator magnetic field vector has a magnitude that is determined, in particular not iteratively, as a function of the motor current. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Offset-Statormagnetfeldvektor abhängig von der im aktuellen Arbeitspunkt benötigten q-Komponente des Statormagnetfeldvektors und einer vorgegeben maximal möglichen bzw. erlaubten Phasenstromamplitude begrenzt wird.Method according to one of Claims 4 to 8th wherein the offset stator magnetic field vector is limited depending on the required in the current operating point q-component of the stator magnetic field vector and a predetermined maximum possible or allowed phase current amplitude. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Offset-Statormagnetfeldvektor abhängig von einer Fahrsituation, insbesondere abhängig von einer Fahrrichtung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer Fahrbahnbeschaffenheit, gewählt wird.Method according to Claim 8 or 9 , wherein the offset stator magnetic field vector is selected depending on a driving situation, in particular depending on a driving direction, a vehicle speed and / or on a road surface. Vorrichtung zum Betreiben eines elektromechanischen Lenkunterstützungsantriebs (7) eines Lenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Lenkunterstützungsantrieb (7) eine mehrphasige elektronisch kommutierte elektrische Maschine (12) aufweist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: - einen Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb (7) zu ermitteln; - einen Statormagnetfeldvektor zum Betreiben des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem Motorstrom in den Lenkunterstützungsantrieb (7) anzupassen; - den Lenkunterstützungsantrieb (7) durch Einstellen von Phasenspannungen an Phasensträngen des Lenkunterstützungsantriebs (7) abhängig von dem angepassten Statormagnetfeldvektor anzusteuern.A device for operating an electromechanical steering assist drive (7) of a steering system (1) of a motor vehicle, the steering assist drive (7) comprising a polyphase electronically commutated electric machine (12), the device being configured to: to detect a motor current in the steering assist drive (7); to adapt a stator magnetic field vector for operating the steering assist drive (7) to the steering assist drive (7) depending on the motor current; - To control the steering assist drive (7) by adjusting phase voltages to phase strands of the steering assist drive (7) depending on the adjusted stator magnetic field vector. Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend: - einen Lenkunterstützungsantrieb (7) mit einer eine mehrphasige elektronisch kommutierten elektrischen Maschine (12) und einer Leistungstreiberschaltung (11), und - eine Vorrichtung nach Anspruch 11.A steering system (1) of a motor vehicle, comprising: - a steering assist drive (7) having a multi-phase electronically commutated electric machine (12) and a power driver circuit (11), and - an apparatus according to Claim 11 ,
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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