DE102019100035B4

DE102019100035B4 - Universeller controller mit grosser bandbreite für ein elektrisches lenksystem

Info

Publication number: DE102019100035B4
Application number: DE102019100035.1A
Authority: DE
Inventors: Harshwardhan D. Karve; Jens Dittmer; Anthony J. Champagne
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2022-09-01
Anticipated expiration: 2039-01-03
Also published as: US20190202498A1; US10793188B2; CN110001764B; DE102019100035A1; CN110001764A

Abstract

Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40), das einen Motordrehmomentbefehl bereitstellt, wobei das EPS-System (40) umfasst:
einen Motor (46); und
einen Controller (16), der konfiguriert ist, um den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen und an den Motor (46) zu senden, um Drehmoment zu erzeugen, wobei der Controller (16) konfiguriert ist, um:
eine Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment zu bestimmen;
eine Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz durch Multiplizieren der Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart zu bestimmen, wobei das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart anzeigt, dass die EPS (40) in einer autonomen Betriebsart arbeitet;
eine Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung zu berechnen;
eine Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel zu berechnen; und
den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Motorwinkelreferenz zu erzeugen und den Motordrehmomentbefehl an den Motor (46) zu senden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Servolenkungssystem, das einen Motordrehmomentbefehl bereitstellt sowie ein Verfahren zum Bereitstellen eines Motordrehmomentbefehls für einen Motor eines elektrischen Servolenkungssystems.
WO 2017/213119 A1 offenbart ein elektronisches Servolenkungssystem, welches einen Lenkeingriff eines Fahrers während eines automatischen Betriebsmodus des Fahrzeugs erkennt und zwischen einem Lenksteuerungsmodus, der von einer Lenkwinkelsteuereinheit ausgeführt wird, und einem Unterstützungssteuerungsmodus wechselt, der von einer Unterstützungssteuereinheit ausgeführt wird.
Ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) kann in verschiedenen Betriebsarten für eine Vielzahl von Lenkfunktionen und Anwendungen betrieben werden. So kann beispielsweise während des Fahrens eines Fahrzeugs durch einen menschlichen Bediener die EPS im Drehmomentregelungsmodus betrieben werden. Zusätzlich kann die EPS während des autonomen Fahrens, des automatischen Parkens oder eines anderen derartigen autonomen Betriebs im Positionsregelungsmodus betrieben werden.
Der Übergang von einer Betriebsart des Fahrzeugs in eine andere beim Fahren mit dem Fahrzeug (z.B.: Menschlicher Fahrer, autonom, teilautonom) führt dazu, dass die EPS von einer Betriebsart in eine andere übergeht. Typischerweise beinhaltet die EPS für jede Betriebsart der EPS ein eigenes Modul. Es gibt erhebliche Unterschiede in der mechanischen EPS-Konstruktion sowie im Software-Design für die verschiedenen Betriebsarten in Bezug auf Motorträgheit, Handradträgheit und Steifigkeit im System. Der Übergang von einer Betriebsart in eine andere kann jedoch zu Verzögerungen und darüber hinaus zu Unannehmlichkeiten für den Bediener führen, und des Weiteren zu einem Abstimmaufwand für jedes Steuerungsmodul für die jeweilige Betriebsart.
Dementsprechend ist es wünschenswert, über ein einziges Steuerungsmodul zu verfügen, das die EPS unabhängig davon betreibt, ob die Betriebsart eine Positionsregelung für autonomes Fahren oder eine Drehmomentregelung für Fahren durch einen menschlichen Bediener ist.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, ein verbessertes elektrisches Servolenkungssystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Servolenkungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es werden technische Lösungen zur Erzeugung und Bereitstellung eines Motordrehmomentbefehls in elektrischen Systemen wie beispielsweise einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) beschrieben. Zum Beispiel beinhaltet ein EPS-Beispielsystem einen Motor und einen Controller, der den Motor betreibt, um Drehmoment zu erzeugen. Der Controller bestimmt eine Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment. Der Controller bestimmt ferner eine Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz, indem er die Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart multipliziert. Das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart zeigt an, ob die EPS in einer autonomen Betriebsart arbeitet. Der Controller berechnet weiterhin eine Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung, und er berechnet eine Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel. Der Controller erzeugt weiterhin den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Motorwinkelreferenz und sendet den Motordrehmomentbefehl an den Motor.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zum Bereitstellen eines Motordrehmomentbefehls an einen Motor eines elektrischen Servolenkungssystems das Bestimmen einer Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen einer Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz durch Multiplizieren der Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart, wobei das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart anzeigt, dass das Lenksystem in einer autonomen Betriebsart arbeitet. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen einer Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen einer Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel. Das Verfahren beinhaltet ferner das Erzeugen des Motordrehmomentbefehls, der auf den Motor angewendet werden soll, unter Verwendung der Motorwinkelreferenz.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen wendet ein Motorsteuerungssystem einen Motordrehmomentbefehl auf einen Motor eines Lenksystems an, um Drehmoment zu erzeugen. Das Motorsteuerungssystem bestimmt eine Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment. Das Motorsteuerungssystem bestimmt ferner eine Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz, indem es die Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart multipliziert, wobei das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart anzeigt, dass das Lenksystem in einer autonomen Betriebsart arbeitet. Das Motorsteuerungssystem berechnet weiterhin eine Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung. Das Motorsteuerungssystem berechnet weiterhin eine Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel. Das Motorsteuerungssystem erzeugt ferner den Motordrehmomentbefehl, der auf den Motor angewendet werden soll, unter Verwendung der Motorwinkelreferenz.
Diese und andere Vorteile und Eigenschaften werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird gründlich offengelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Das Vorstehende und andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen:

1 eine exemplarische Ausführungsform eines elektrischen Servolenkungssystems (EPS-Systems) 40 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ist;
2 ein Blockdiagramm eines exemplarischen Controllers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
3 ein Blockdiagramm eines exemplarischen Controllers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
4 ein Blockdiagramm eines exemplarischen Referenzgenerators gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
5 ein Flussdiagramm für ein exemplarisches Verfahren zur Verwendung des einzigen Controllers sowohl für eine Positions- als auch für eine Winkelregelung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt; und
6 ein exemplarisches Szenario darstellt, bei dem ein einziger Controller sowohl für eine Positions- als auch für eine Winkelregelung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe Modul und Submodul auf eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen, wie beispielsweise 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, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie zu erkennen ist, können die nachfolgend beschriebenen Submodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
Unter Bezugnahme nun auf die Figuren, in denen die technischen Lösungen mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben werden, ohne diese einzuschränken, ist 1 eine exemplarische Ausführungsform eines elektrischen Servolenkungssystems (EPS-Systems) 40, das für die Umsetzung der offenbarten Ausführungsformen geeignet ist. Der Lenkmechanismus 36 ist ein System mit Zahnstange und Ritzel und beinhaltet eine mit Zähnen versehene Zahnstange (nicht dargestellt) in einem Gehäuse 50 und ein Ritzel (auch nicht dargestellt) unter einem Getriebegehäuse 52. Während die Bedienereingabe, im Folgenden als Lenkrad 26 (z.B. ein Handrad oder dergleichen) bezeichnet, gedreht wird, dreht sich die obere Lenkwelle 29 und die untere Lenkwelle 51, die über ein Kreuzgelenk 34 mit der oberen Lenkwelle 29 verbunden ist, dreht das Ritzel. Die Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange, die Spurstangen 38 (nur eine ist dargestellt) bewegt, wodurch wiederum die Lenkungsachsschenkel 39 (nur einer ist dargestellt) bewegt werden, die ein oder mehrere lenkbare Räder 44 (nur eines ist dargestellt) drehen bzw. einschlagen.
Die Unterstützung durch eine elektrische Servolenkung wird durch die im Allgemeinen mit der Bezugszeichen 24 bezeichnete Steuerungsvorrichtung bereitgestellt und diese beinhaltet den Controller 16 und eine elektrische Maschine 46, die ein Motor sein kann, wie beispielsweise ein Bürstenmotor, ein Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) oder ein anderer Motortyp, und im Folgenden als Motor 46 bezeichnet wird. Der Controller 16 wird von der Fahrzeugstromversorgung 10 über eine Leitung 12 mit Strom versorgt. Der Controller 16 empfängt ein für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentatives Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 14 von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17. Ein Lenkwinkel wird durch einen Positionssensor 32 gemessen, der ein Sensor mit optischer Codierung, ein Sensor mit variablem Widerstand oder ein anderer geeigneter Typ von Positionssensor sein kann, und er liefert dem Controller 16 ein Positionssignal 20. Die Motorgeschwindigkeit kann mit einem Tachometer oder mit einer anderen Vorrichtung gemessen und an den Controller 16 als Motorgeschwindigkeitssignal 21 übertragen werden. Eine als ω_m bezeichnete Motorgeschwindigkeit kann gemessen, berechnet oder durch eine Kombination daraus bestimmt werden. So kann beispielsweise die Motorgeschwindigkeit ω_m als die Änderung der Motorposition θ, gemessen von einem Positionssensor 32, über ein vorgegebenes Zeitintervall berechnet werden. So kann beispielsweise die Motorgeschwindigkeit als Ableitung der Motorposition θ aus der Gleichung ω_m=Δθ/At bestimmt werden, wobei Δt die Abtastzeit und Δθ die Positionsänderung während des Abtastintervalls ist. Alternativ kann die Motorgeschwindigkeit aus der Motorposition als zeitliche Änderungsrate der Position abgeleitet werden. Es ist festzustellen, dass es zahlreiche bekannte Methoden zur Ausführung der Funktion einer Ableitung gibt.
Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das vom Fahrzeugführer auf das Lenkrad 26 aufgebrachte Drehmoment. Der Drehmomentsensor 28 kann einen Torsionsstab (nicht dargestellt) und einen Sensor mit variablem Widerstand (auch nicht dargestellt) beinhalten, der ein variables Drehmomentsignal 18 an den Controller 16 in Abhängigkeit von der Verdrehung des Torsionsstabes ausgibt. Obwohl es sich hierbei um eine Art von Drehmomentsensor handelt, genügt jede andere geeignete Drehmomentsensorvorrichtung, die mit bekannten Signalverarbeitungstechniken verwendet wird. Als Reaktion auf die verschiedenen Eingaben sendet der Controller einen Befehl 22 an den Elektromotor 46, der über eine Schnecke 47 und ein Schneckenrad 48 eine Drehmomentunterstützung für das Lenksystem bereitstellt, wodurch Drehmomentunterstützung für die Fahrzeuglenkung bereitgestellt wird.
Es ist zu beachten, dass die offenbarten Ausführungsformen zwar durch Bezugnahme auf eine Motorsteuerung für elektrische Lenkanwendungen beschrieben werden, es jedoch festzustellen ist, dass diese Bezugnahmen nur veranschaulichend sind und die offenbarten Ausführungsformen auf jede Motorsteuerungsanwendung angewendet werden können, die einen Elektromotor verwendet, z.B. Lenkung, Ventilsteuerung und dergleichen. Darüber hinaus können die hierin enthaltenen Referenzen und Beschreibungen für viele Formen von Parametersensoren gelten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Drehmoment, Position, Drehzahl und dergleichen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass hierin auf elektrische Maschinen Bezug genommen wird, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Motoren, wobei im Folgenden aus Gründen der Kürze und Einfachheit, ohne Einschränkung nur auf Motoren Bezug genommen wird.
In dem dargestellten Steuerungssystem 24 verwendet der Controller 16 das Drehmoment, die Position, die Drehzahl und dergleichen, um einen oder mehrere Befehle zu berechnen, um die gewünschte Ausgabeleistung zu liefern. Der Controller 16 ist in Verbindung mit den verschiedenen Systemen und Sensoren des Motorsteuerungssystems angeordnet. Der Controller 16 empfängt Signale von jedem der Systemsensoren, quantifiziert die empfangenen Informationen und stellt daraufhin ein oder mehrere Ausgabebefehlssignale bereit, in diesem Fall beispielsweise für den Motor 46. Der Controller 16 ist konfiguriert, um die entsprechende(n) Spannung(en) aus einem (nicht dargestellten) Wechselrichter zu entwickeln, der optional in den Controller 16 integriert sein kann und hierin als Controller 16 bezeichnet wird, so dass beim Anlegen an den Motor 46 das gewünschte Drehmoment oder die gewünschte Position erzeugt wird. In einem oder mehreren Beispielen arbeitet der Controller 24 in einem Feedback-Steuerungsmodus als Stromregler, um den Befehl 22 zu erzeugen. Alternativ arbeitet der Controller 24 in einem oder mehreren Beispielen in einem Vorsteuerungsmodus, um den Befehl 22 zu erzeugen. Da sich diese Spannungen auf die Position und Drehzahl des Motors 46 und das gewünschte Drehmoment beziehen, werden die Position und/oder Drehzahl des Rotors und das von einem Bediener aufgebrachte Drehmoment bestimmt. Ein Positionscodierer ist mit der Lenkwelle 51 verbunden, um die Winkelposition θ zu erfassen. Der Codierer kann die Drehposition basierend auf optischer Erkennung, Magnetfeldänderungen oder anderen Methoden erfassen. Typische Positionssensoren beinhalten Potentiometer, Resolver, Synchros, Codierer und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens eines der vorgenannten Elemente umfassen. Der Positionscodierer gibt ein Positionssignal 20 aus, das die Winkelposition der Lenkwelle 51 und damit die des Motors 46 anzeigt.
Das gewünschte Drehmoment kann durch einen oder mehrere Drehmomentsensoren 28 bestimmt werden, die Drehmomentsignale 18 übertragen, die ein aufgebrachtes Drehmoment anzeigen. Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen beinhalten einen solchen Drehmomentsensor 28 und das/die Drehmomentsignal(e) 18 davon, die auf einen nachgiebigen Torsionsstab, T-Stab, eine Feder- oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht dargestellt) reagieren können, die konfiguriert ist, um eine Reaktion bereitzustellen, die das aufgebrachte Drehmoment anzeigt.
In einem oder mehreren Beispielen befinden sich ein oder mehrere Temperatursensoren 23 an der elektrischen Maschine 46. Vorzugsweise ist der Temperatursensor 23 konfiguriert, um die Temperatur des Erfassungsteils des Motors 46 direkt zu messen. Der Temperatursensor 23 sendet ein Temperatursignal 25 an den Controller 16, um die hierin vorgeschriebene Verarbeitung und Kompensation zu ermöglichen. Typische Temperatursensoren umfassen Thermoelemente, Thermistoren, Thermostate und dergleichen sowie Kombinationen. die mindestens einen der vorgenannten Sensoren umfassen, die bei geeigneter Anordnung ein kalibrierbares Signal proportional zur jeweiligen Temperatur bereitstellen.
Unter anderem werden das Positionssignal 20, das Geschwindigkeitssignal 21 und ein oder mehrere Drehmomentsignale 18 an den Controller 16 angelegt. Der Controller 16 verarbeitet alle Eingabesignale, um Werte zu erzeugen, die jedem der Signale entsprechen, was zu einem Rotorpositionswert, einem Motorgeschwindigkeitswert und einem Drehmomentwert führt, die für die Verarbeitung in den hierin vorgeschriebenen Algorithmen zur Verfügung stehen. Messsignale, wie die oben genannten, werden ebenfalls im Allgemeinen linearisiert, kompensiert und nach Belieben gefiltert, um die Eigenschaften zu verbessern oder unerwünschte Eigenschaften des erfassten Signals zu beseitigen. Beispielsweise können die Signale linearisiert werden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern oder um einen großen Dynamikbereich des Signals zu adressieren. Darüber hinaus kann eine frequenz- oder zeitabhängige Kompensation und Filterung eingesetzt werden, um Rauschen zu eliminieren oder unerwünschte spektrale Eigenschaften zu vermeiden.
Um die vorgeschriebenen Funktionen und die gewünschte Verarbeitung sowie die damit verbundenen Berechnungen (z.B. die Identifizierung von Motorparametern, Regelalgorithmen und dergleichen) durchzuführen, kann der Controller 16 ohne Einschränkung einen oder mehrere Prozessoren, Computer, DSPs, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Register, Zeitgeber, Interrupts, Kommunikationsschnittstellen und Ein-/Ausgabesignalschnittstellen und dergleichen sowie Kombinationen aus mindestens einer der vorgenannten Komponenten beinhalten. So kann beispielsweise der Controller 16 eine Eingabesignalverarbeitung und -filterung beinhalten, um eine genaue Abtastung und Umwandlung oder Erfassung solcher Signale von Kommunikationsschnittstellen zu ermöglichen. Zusätzliche Merkmale der Steuerung 16 und bestimmte Prozesse darin werden zu einem späteren Zeitpunkt hierin ausführlich erläutert.
2 stellt ein Blockdiagramm eines exemplarischen Controllers gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar. Der Controller 16 empfängt ein oder mehrere Eingabesignale, wie beispielsweise Steuerungs- und Sensorsignale von einem oder mehreren Sensoren im Lenksystem 40. Der Controller 16 berechnet daraufhin ein Motordrehmoment, das vom Motor 46 des Lenksystems 40 erzeugt werden soll, und sendet es an den Motor 46 in Form eines Befehls, wie beispielsweise eines Drehmomentbefehls, eines Strombefehls, eines Spannungsbefehls oder einer Kombination daraus.
Typischerweise beinhaltet der im Lenksystem 40 verwendete Controller 16 mindestens zwei Steuerungseinheiten, einen Drehmomentcontroller 110 und einen Winkelcontroller 120, zum Steuern des Lenksystems 40 in verschiedenen Betriebsarten des Fahrzeugs 10. Der Drehmomentcontroller 110 kann ein Drehmomentcontroller mit offenem Regelkreis oder ein Drehmomentcontroller mit geschlossenem Regelkreis sein. Der Drehmomentcontroller 110 mit offenem und/oder geschlossenem Regelkreis erzeugt den Drehmomentbefehl zur Steuerung des Fahrermoments für eine nicht autonome Lenkbetriebsart, welche die Drehmomentregelungsbetriebsart ist. Der Winkelcontroller 120 erzeugt den Drehmomentbefehl zum Steuern der Fahrzeugrichtung für eine autonome Lenkbetriebsart, die die Positionsregelungsbetriebsart ist.
Sowohl der Drehmomentcontroller 110 als auch der Winkelcontroller 120 werden separat abgestimmt. Weiterhin beinhaltet der Controller 16 ein Betriebsartumschaltmodul 130, das zwischen dem Drehmomentcontroller110 und dem Winkelcontroller 120 umschaltet, je nachdem, ob ein Fahrer in die Steuerung des Fahrzeugs 10 eingreift, beispielsweise durch Eingreifen während eines autonomen Fahrens. In einem oder mehreren Beispielen führen der Drehmomentcontroller 110 und der Winkelcontroller 120, die jeweils die Daten der Sensoren verwenden, Berechnungen durch, um entsprechende Motordrehmomentbefehle zu erzeugen. Das Betriebsartumschaltmodul wählt aus den beiden Motordrehmomentbefehlen von den mindestens zwei Controllern den endgültigen Motordrehmomentbefehl aus, der an den Motor 46 gesendet wird. Es ist zu beachten, dass der Controller 16 in weiteren Beispielen neben dem Drehmomentcontroller 110 und dem Winkelcontroller 120 zusätzliche Controller beinhaltet, die entsprechende Motordrehmomentbefehle erzeugen, aus denen das Betriebsartumschaltmodul 130 auswählt, um den endgültigen Motordrehmomentbefehl an den Motor 46 zu senden.
Die Verwendung solcher Einheiten mit mehreren Controllern innerhalb des Controllers 16 erfordert nicht nur die Vergrößerung von Hardware, Software und anderen Komponenten, sondern auch, dass jede der Komponenten separat abgestimmt wird, was die Kosten erhöht. Darüber hinaus kann während des Betriebs des Lenksystems 40 das Umschalten der Betriebsart von einem Controller auf einen anderen zu einer Verzögerung und/oder einem Unbehagen führen, da der Fahrer beim Umschalten von der Positionsregelungsbetriebsart (autonom) auf die Drehmomentregelungsbetriebsart (nicht autonom) möglicherweise zusätzliche Kraft aufwenden muss.
Diese hierin beschriebenen technischen Lösungen gehen auf diese technischen Herausforderungen ein und beseitigen die Verwendung verschiedener Controller, Umschalt- und Steuerungsabstimmungen durch Verwendung eines einzigen universellen Controllers.
3 stellt ein Blockdiagramm eines exemplarischen Controllers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Der Controller 16B beinhaltet ein Motorwinkelnachführmodul 210, das als einziges Modul für die Winkel- und Drehmomentregelung abgestimmt werden muss. Der Referenzgenerator 220 mischt Winkelreferenz und Drehmomentreferenzrechnung. Weiterhin beinhaltet der Controller 16B ein EPS-Zustandsschätzmodul 230, das EPS-Zustände basierend auf Sensoreingabedaten schätzt. Die Zustandsschätzung kann unter Verwendung einer oder mehrerer verfügbarer Zustandsschätztechniken, wie beispielsweise der linear-quadratischen Schätzung, durchgeführt werden. So kann beispielsweise eine linear-quadratische Schätzung verwendet werden, um einen oder mehrere von Motorwinkel, Motorgeschwindigkeit, Relativwinkel des Torsionsstabs, Relativgeschwindigkeit des Torsionsstabs, Motordrehmoment, Fahrerdrehmoment, Zahnstangenkraft und dergleichen oder eine Kombination daraus zu schätzen.
Der geschätzte Zustand aus dem EPS-Zustandsschätzmodul 230 wird sowohl vom Referenzgenerator 220 als auch vom Motorwinkelnachführsteuerungsmodul 210 verwendet, um den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, der zum Steuern des Motors 46 verwendet wird. Das Motorwinkelnachführsteuerungsmodul 210 erzeugt den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung des geschätzten Motorzustands und einer vom Referenzgenerator 220 berechneten Motorwinkelreferenz. In einem oder mehreren Beispielen erzeugt das Motorwinkelnachführsteuerungsmodul 210 den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung von linear-quadratischen Gaußschen Steuerungstechniken (LQG-Steuerungstechniken) oder jeder anderen Technik unter Verwendung von linearen dynamischen Rückmeldungen und/oder Teilzustandsrückmeldungen. Die LQG-Steuerung kann einen linear-quadratischen Regler (LQR) verwenden, der die geschätzten Zustände des linear-quadratischen Schätzers (LQE) 230 unter Verwendung der Kalman-Filterung verwendet.
Es ist zu beachten, dass, obwohl die hierin beschriebenen Figuren und Ausführungsformen das Steuern des Motors 46 veranschaulichen und beschreiben, der von dem Controller 16 erzeugte Motorbefehl verwendet wird, um andere Komponenten des Lenksystems 40 zu steuern, etwa mechanische Lenkstellglieder, Fahrwerkshardware und dergleichen oder eine Kombination daraus.
4 stellt ein Blockdiagramm eines exemplarischen Referenzgenerators gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Der Referenzgenerator 220 beinhaltet unter anderem einen Drehmomentreferenzgenerator 410, ein Drehmomentreferenzverdrehungsmodul 420, einen Motorwinkelreferenzgenerator 430, ein Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung einer Gesamtreferenz und ein Motorwinkelreferenzberechnungsmodul 450. Ein vom Drehmomentreferenzgenerator 410 erzeugter Referenzdrehmomentwert wird von den übrigen oben aufgeführten Modulen verwendet, um einen Motorwinkelreferenzwert zu bestimmen, der in das Motorwinkelnachführsteuerungsmodul 210 eingegeben wird.
Der Drehmomentreferenzgenerator 410 verwendet die EPS-Zustandseingaben und Fahrzeugeingaben (nicht dargestellt), um ein Referenzdrehmoment zu erzeugen. Das Referenzdrehmoment wird als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zahnstangenkraft berechnet, um z.B. den Fahreraufwand in Situationen zu bestimmen, in denen keine Winkelreferenzregelung verwendet wird (nicht autonomes Fahren). In anderen Beispielen können andere Fahrzeugeingaben als die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zahnstangenkraft zur Bestimmung des Fahreraufwands verwendet werden. Der Fahreraufwand wird als Drehmomentwert dargestellt, der durch die Berechnungen erzeugt wird, die von dem Referenzdrehmomentgenerator 410 durchgeführt werden.
Das Drehmomentreferenzverdrehungsmodul 420 berechnet einen Referenzverdrehungswinkel, der dem Referenzdrehmomentwert des Referenzdrehmomentgenerators 410 entspricht. Es wird in Betracht gezogen, dass das gemessene Drehmoment, das vom Bediener auf das Lenkrad 26 aufgebracht wird, im Fahrzeug 10 durch Messen von Winkeln über und unter einer Torsionsstab-Referenzposition (Tbar-Referenzposition), wie beispielsweise einer vorbestimmten Mittelstellung des Lenkrads 26, erhalten wird. Das aufgebrachte Fahrerdrehmoment wird dann als Differenz zwischen den Winkeln multipliziert mit einer Torsionsstabsteifigkeit berechnet, wobei die Steifigkeit ein vorgegebener Wert für das Lenksystem 40 ist. $Fahrerdrehmoment = Torsionsstabsteifigkeit \times (Winkeldifferenz) .$
Der Differenzwinkel über (und unter) dem Torsionsstab kann als Differenz zwischen Handradwinkel (HwAngle) und Motorwinkel (MtrAngle, in Lenkkoordinaten) geschätzt werden. Somit kann die obige Berechnung wie folgt ausgedrückt werden: $Fahrerdrehmoment = Torsionsstabsteifigkeit \times (HwAngle - MtrAngle) .$
Sowohl der HwAngle als auch der MtrAngle sind als geschätzte Zustände verfügbar, die vom EPS-Zustandsschätzmodul 230 empfangen werden. Das Drehmomentreferenzverdrehungsmodul 420 berechnet den Referenzverdrehungswinkel, der aus dem Referenzdrehmoment abgeleitet wird als: $\begin{array}{l} Drehmomentreferenzverdrehung = (Fahrerdrehmomentreferenz / Torsionsstab- \\ steifigkeit) . \end{array}$
Der Motorwinkelreferenzgenerator 430 berechnet einen Motorwinkelreferenzwert basierend auf einem von einem oder mehreren Sensoren gemessenen Handradwinkel des Lenkrads 26. Alternativ kann der Motorwinkel-referenzwert auf einem oder mehreren Sensoren basieren, die zum Bestimmen der Motorposition verwendet werden. Der Motorwinkelreferenzwert wird durch Skalierung und Ratenbegrenzung des Handradwinkels und/oder der Motorposition erzeugt.
Das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung empfängt den Referenzverdrehungswinkel vom Drehmomentreferenzverdrehungsmodul 420 und die Motorwinkelreferenz von dem Motorwinkelreferenzgenerator 430. Das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung empfängt weiterhin den Handradwinkel. In Abwesenheit einer Winkelregelung (autonome Betriebsart) führt das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung den Referenzverdrehungswinkel nach und stellt eine Regelung des vom Drehmomentreferenzgenerator 410 erzeugten Referenzdrehmoments im geschlossenen Regelkreis bereit. Darüber hinaus führt das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung den Referenzwinkel durch Einbeziehung sowohl der Motorwinkelreferenz (in Lenkkoordinaten) als auch des Handradwinkels nach. So berechnet beispielsweise das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung: $\begin{array}{l} Gesamtreferenzverdrehung = Drehmomentreferenzverdrehung + Motorwinkel- \\ referenz - Handradwinkel . \end{array}$
Weiterhin wird zur Optimierung des Fahrerkomforts die berechnete Gesamtreferenzverdrehung durch das Modul 440 zur Berechnung und Begrenzung der Gesamtreferenzverdrehung auf einen vorgegebenen Grenzwert begrenzt.
Der Referenzgenerator 220 empfängt ein Steuersignal für die Freigabe der Winkelregelung, das davon abhängt, ob der Fahrer das Lenkrad 26 steuert oder ob der Fahrer in den Betrieb der autonomen Steuerung eingreift. Das Freigabesignal für die Winkelregelung ist FALSCH in der nicht autonomen Betriebsart (wenn der Fahrer das Lenkrad 26 steuert) und WAHR in der autonomen Betriebsart. Die Berechnung der Gesamtreferenzverdrehung wird basierend auf dem Steuersignal für die Freigabe der Winkelregelung geändert. So verwendet beispielsweise in der nicht-autonomen Betriebsart die Gesamtreferenzverdrehung nicht (Motorwinkelreferenz - Handradwinkel) und verwendet den Wert (wie in der obigen Gleichung) in der autonomen Betriebsart. In einem oder mehreren Beispielen werden die Freigabesignale für die Winkelregelung mit der Eingabe (Motorwinkelreferenz - Handradwinkel) vor einem Additionsmodul multipliziert, das die Gesamtreferenzverdrehung berechnet. Somit ist für das Umschalten des verwendeten Controllers basierend auf der Betriebsart keine Schaltlogik/Modul erforderlich, da die durchgeführten Berechnungen die aktuelle Betriebsart als Eingabedaten/Signal beinhalten.
Das Motorwinkel-Referenzberechnungsmodul 450 berechnet eine endgültige Motorwinkelreferenz, die in das Motorwinkelnachführsteuerungsmodul 210 eingegeben wird, unter Verwendung des Gesamtreferenzdrehwinkels und des Handradwinkels. In einem oder mehreren Beispielen sieht die Berechnung wie folgt aus: $\begin{array}{l} Motorwinkelreferenz = Handradwinkel - (begrenzte) Gesamtreferenzverdre- \\ hung . \end{array}$
5 stellt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens dar, bei dem der einzige Controller sowohl für die Positions- als auch für die Winkelregelung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet wird. Das Verfahren beinhaltet das Berechnen eines Drehmomentreferenzwerts basierend auf dem Lenkradwinkel (Handradwinkel) und anderen Fahrzeugeingaben wie Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen, wie bei Block 510 dargestellt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen der Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenz unter Verwendung eines Torsionsstab-Steifigkeitsparameters, der eine vorbestimmte Konstante sein kann, oder eines Wertes, der mit einem oder mehreren Sensoren gemessen wird, wie bei Block 515 dargestellt.
Weiterhin beinhaltet das Verfahren das Berechnen der Winkeldifferenz zwischen dem Handradwinkel und dem Motorwinkel, wie bei Block 520 dargestellt. In einem oder mehreren Beispielen wird die Differenz auf eine vorgegebene Verdrehungsgrenze begrenzt, wie bei Block 525 dargestellt.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Multiplizieren der begrenzten Winkeldifferenz mit dem Freigabesignal 460 für die Winkelregelung, um eine Motorwinkelreferenzverdrehung zu bestimmen, wie bei Block 530 dargestellt. Wenn das Lenksystem in der autonomen Betriebsart arbeitet, ist das Winkelfreigabesignal WAHR (1) und somit stellt die Motorwinkelreferenzverdrehung die begrenzte Winkeldifferenz dar; wenn das Lenksystem ansonsten in der nicht-autonomen Betriebsart arbeitet, ist das Winkelfreigabesignal FALSCH (0) und somit ergibt die Motorwinkelreferenzverdrehung Null (0). Somit beziehen die Berechnungen in diesem Fall die autonomen/nicht autonomen Betriebsarten ein, ohne dass eine zusätzliche Abstimmung separater Controllereinheiten erforderlich ist und ferner ohne zwischen verschiedenen Controllereinheiten für die verschiedenen Betriebsarten zu wechseln.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen von Gesamtreferenzverdrehung = Drehmomentreferenzverdrehung + Motorwinkelreferenzverdrehung. In der nicht-autonomen Betriebsart ist die Motorwinkelreferenzverdrehung Null und hat somit keinen Einfluss auf das Ergebnis der Gesamtreferenzverdrehung, wie bei Block 535 dargestellt.
Weiterhin wird die Motorwinkelreferenz aus dem Handradwinkel und der Gesamtreferenzverdrehung berechnet, Motorwinkelreferenz = Handradwinkel - Gesamtreferenzverdrehung, wie bei Block 540 dargestellt.
Die Motorwinkelreferenz wird ferner an das Motorwinkel-Nachführsteuerungsmodul 230 weitergeleitet. Das Motorwinkel-Nachführsteuerungsmodul 230 erzeugt einen Motordrehmomentbefehl für den Motor 46 unter Verwendung der Motorwinkelreferenz und eines oder mehrerer geschätzter EPS-Zustände, wie bei Block 545 dargestellt. So kann beispielsweise der Motordrehmomentbefehl mit LQG oder anderen Techniken erzeugt werden. Der Motordrehmomentbefehl wird dann an den Motor 46 (und andere Komponenten) gesendet, um die Menge an Drehmoment zu steuern, die von dem Lenksystem 40 aufgebracht wird, wie bei Block 550 dargestellt.
6 stellt ein Beispielszenario dar, bei dem der einzige Controller 16B sowohl für die Positions- als auch für die Winkelregelung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet wird. In 6 stellt Diagramm 610 ein gemessenes Torsionsstabdrehmoment 612 und ein vom Drehmomentreferenzgenerator 410 ausgegebenes Referenzdrehmoment 614 dar. Weiterhin stellt Diagramm 620 einen gemessenen Winkel 622 und einen Motorreferenzwinkel 624 dar, der vom Referenzgenerator 220 berechnet wurde.
Im dargestellten Beispielszenario arbeitet der Controller 16B in einer Zeitspanne T1 (in diesem Beispiel 23 Sekunden) in der nicht-autonomen Betriebsart, so dass der Controller 16B nur eine Drehmomentreferenz nachführt (Winkelnachführung nicht aktiv). In dem dargestellten Beispiel bewegt der Bediener, wie durch Linie 622 dargestellt, während der Dauer T1 das Lenkrad 26 zu einem Ende des Verfahrweges (+EOT, das ein vorgegebener Wert ist) in eine Richtung, z.B. im Uhrzeigersinn, und weiter zu einem Ende des Verfahrweges in die andere Richtung, z.B. gegen den Uhrzeigersinn (-EOT), gefolgt von einer Lenkung mit zunehmender Frequenz um die Mitte herum hin und her. Dementsprechend stimmt im Diagramm 610 die Nachführung des gemessenen Torsionsstabdrehmoments 612 mit dem berechneten Referenzdrehmoment 614 überein, mit Ausnahme des Endes der Verfahrbedingungen. In dieser Betriebsart verwendet der Controller 16B die Winkelnachführung nicht. Der Controller 16B bestimmt das Umgehen der Winkelnachführung als Reaktion auf das Erfassen und/oder Empfangen eines Signals, das anzeigt, dass der Bediener das Lenkrad 26 hält oder berührt. In einem oder mehreren Beispielen sind dem Lenkrad 26 ein oder mehrere Sensoren zugeordnet, um zu erkennen, ob der Bediener mit dem Lenkrad 26 in Kontakt steht.
Wieder unter Bezugnahme auf 6 ist zu berücksichtigen, dass das Fahrzeug 10 und damit das Lenksystem 40 am Ende der ersten Zeitspanne T1 in die autonome Fahrbetriebsart und damit in die Winkelregelungsbetriebsart übergeht. Dementsprechend verwendet der Controller 16B die Module 420, 430, 440 und 450, um zusätzlich zur Drehmomentnachführung eine Winkelnachführung durchzuführen. Im laufenden Beispiel ist zu berücksichtigen, dass ein Eingriff des Fahrers im autonomen Fahrzustand bei im Wesentlichen der 25-Sekunden-Marke erfolgt und der Fahrer das Lenkrad 26 in Gegenwart der aktiven Winkelregelung und des auf 0 Grad eingestellten Motorreferenzwinkels zum Ende des Verfahrwegs hin und her bewegt.
Der Controller 16B ermöglicht es dem Fahrer, die Kontrolle von der Winkelregelungsbetriebsart zu übernehmen und zum Ende des Verfahrwegs zu lenken, ohne von einer Betriebsart in eine andere umzuschalten, da die Drehmoment- und Winkelnachführung Teil des einzigen Controllers 16B sind. Weiterhin ist die Auswirkung der Verdrehungsbegrenzung, die auf einen vorgegebenen Bereich (±Verdrehungsgrenze) eingestellt ist, im gemessenen Torsionsstabdrehmoment 612 entsprechend einem solchen Interventionsmanöver zu erkennen. Die Verdrehungsbegrenzung stellt sicher, dass während der Fahrer gegen die Winkelregelung arbeitet (die das Lenkrad 26 in die Mitte bewegt), der Kraftaufwand des Fahrers auf ein komfortables Maß gemäß den vorgegebenen Verdrehungsgrenzen begrenzt wird.
Wenn der Fahrer ferner das Lenkrad 26 loslässt (das gemessene Torsionsstabdrehmoment 612 geht im Wesentlichen auf 0), verwendet der Controller 16B die Winkelregelung, um die Motorwinkelreferenz in diesem Fall auf 0 Grad zurückzustellen.
Die Diagramme 610 und 620 veranschaulichen weiter, dass der Controller 16B ohne Eingriff des Fahrers nur die Winkelnachführung ohne Drehmomentnachführung anwendet, wie in der Referenzwinkelkurve (622) zu sehen ist, um den Motorreferenzwinkel automatisch zu ändern, zum Beispiel in der Zeitspanne 42 bis 48 Sekunden (T2), und analog schaltet der Motorreferenzwinkel zwischen 57 und 62 Sekunden (T3).
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen verbessern somit ein Lenksystem und insbesondere einen Controller für einen Motor des Lenksystems, indem sie separate Steuereinheiten beseitigen, die für verschiedene Betriebsarten wie Winkel-/Positionsregelung, Drehmomentregelung usw. verwendet werden. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen es, den drehmomentbasierten Winkelbefehl zu dem vom autonomen Fahrer erzeugten Winkelbefehl (in der Winkelregelung) unabhängig von der Betriebsart zu addieren. Die Verbesserungen verbessern die Winkelnachführungsbandbreite und die Drehmomentregelungsbandbreite des Controllers.
Darüber hinaus beseitigen die hierin beschriebenen technischen Lösungen das Abstimmen der einzelnen Steuerungseinheiten und damit die Verwendung mehrerer separater, für die verschiedenen Betriebsarten spezifischer Abstimmparametersätze. Stattdessen ermöglichen die hierin beschriebenen technischen Lösungen durch die Einbeziehung des Zustands der Betriebsart in die Berechnungen zum Bestimmen eines Motorbefehls zum Betreiben des Motors, dass ein einziger Controller universell über mehrere Betriebsarten hinweg ohne Umschaltlogik und/oder unter Verwendung verschiedener Abstimmparameter arbeiten kann.
Die vorliegenden technischen Lösungen können ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt auf jedem möglichen technischen Detaillierungsgrad der Integration sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien mit computerlesbaren Programmanweisungen darin beinhalten, um einen Prozessor zu veranlassen, Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen auszuführen.
Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen werden hierin mit Bezug auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen umgesetzt werden kann.
Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Arbeitsweise möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden technischen Lösungen. In diesem Zusammenhang kann jeder Block im Flussdiagramm oder in den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil der Anweisungen darstellen, das eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktion(en) umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in den Blöcken angegebenen Funktionen außerhalb der in den Figuren angegebenen Reihenfolge auftreten. Zum Beispiel können zwei aufeinanderfolgend gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können in Abhängigkeit von der betroffenen Funktionalität manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch spezielle hardwarebasierte Systeme implementiert werden können, die die angegebenen Funktionen oder Handlungen ausführen oder Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen ausführen.
Es ist auch festzustellen, dass alle Module, Einheiten, Komponenten, Server, Computer, Endgeräte oder Vorrichtungen, die hierin exemplarisch aufgeführt sind und Anweisungen ausführen, computerlesbare Medien wie Speichermedien, Computerspeichermedien oder Datenspeichervorrichtungen (entfernbar und/oder nicht entfernbar) wie beispielsweise Magnetplatten, optische Platten oder Bänder beinhalten oder anderweitig Zugriff darauf haben können. Computerspeichermedien können flüchtige und nichtflüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien beinhalten, die in einem Verfahren oder einer Technologie zur Speicherung von Informationen implementiert sind, wie beispielsweise computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten. Solche Computerspeichermedien können Teil der Vorrichtung oder für diese zugänglich oder an diese anschließbar sein. Alle hierin beschriebenen Anwendungen oder Module können unter Verwendung von computerlesbaren/ausführbaren Anweisungen implementiert werden, die auf diesen computerlesbaren Medien gespeichert oder anderweitig vorgehalten werden können.
Obwohl die technischen Lösungen im Zusammenhang mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, sollte leicht verständlich sein, dass die technischen Lösungen nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt sind. Vielmehr können die technischen Lösungen so modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen beinhalten, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber den Ideen und dem Umfang der technischen Lösungen entsprechen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben wurden, ist es außerdem verständlich, dass Aspekte der technischen Lösungen nur einen Teil der beschriebenen Ausführungsformen beinhalten können. Dementsprechend sind die technischen Lösungen nicht als durch die vorstehende Beschreibung begrenzt anzusehen.

Claims

Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40), das einen Motordrehmomentbefehl bereitstellt, wobei das EPS-System (40) umfasst: einen Motor (46); und einen Controller (16), der konfiguriert ist, um den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen und an den Motor (46) zu senden, um Drehmoment zu erzeugen, wobei der Controller (16) konfiguriert ist, um: eine Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment zu bestimmen; eine Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz durch Multiplizieren der Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart zu bestimmen, wobei das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart anzeigt, dass die EPS (40) in einer autonomen Betriebsart arbeitet; eine Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung zu berechnen; eine Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel zu berechnen; und den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Motorwinkelreferenz zu erzeugen und den Motordrehmomentbefehl an den Motor (46) zu senden.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (16) ferner konfiguriert ist, um die Drehmomentreferenz basierend auf dem Handradwinkel zu berechnen.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentreferenzverdrehung berechnet wird, indem die Drehmomentreferenz durch einen der EPS (40) zugeordneten Torsionsstabsteifigkeitswert dividiert wird.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (16) ferner konfiguriert ist, um die Winkeldifferenz als Differenz zwischen dem Handradwinkel und einem Motorwinkel zu berechnen.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (16) die Winkeldifferenz auf einen vorgegebenen Verdrehungsbegrenzungsschwellenwert begrenzt.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkelreferenz durch Subtraktion der Gesamtreferenzverdrehung vom Handradwinkel berechnet wird.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtreferenzverdrehung durch Addieren der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung berechnet wird.
Elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart ein binäres Signal ist, das „1“ ist, wenn die EPS (40) in der autonomen Betriebsart betrieben wird, und „0“, wenn die EPS (40) in der nicht-autonomen Betriebsart betrieben wird.
Verfahren zum Bereitstellen eines Motordrehmomentbefehls für einen Motor (46) eines elektrischen Servolenkungssystems (40), wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Drehmomentreferenzverdrehung basierend auf einem Referenzdrehmoment bestimmt wird; eine Motorwinkelreferenzverdrehung basierend auf einer Winkeldifferenz durch Multiplizieren der Winkeldifferenz mit einem Freigabesignal für eine autonome Betriebsart bestimmt wird, wobei das Freigabesignal für eine autonome Betriebsart anzeigt, dass der Motor (46) in der autonomen Betriebsart arbeitet; eine Gesamtreferenzverdrehung basierend auf der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung berechnet wird; eine Motorwinkelreferenz basierend auf der Gesamtreferenzverdrehung und einem Handradwinkel berechnet wird; und der Motordrehmomentbefehl, der auf den Motor (46) angewendet werden soll, unter Verwendung der Motorwinkelreferenz erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass die Drehmomentreferenz basierend auf dem Handradwinkel berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentreferenzverdrehung berechnet wird, indem die Drehmomentreferenz durch einen dem Motor (16) zugeordneten Torsionsstabsteifigkeitswert dividiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass die Winkeldifferenz als Differenz zwischen dem Handradwinkel und einem Motorwinkel berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass die Winkeldifferenz auf einen vorbestimmten Verdrehungsbegrenzungsschwellenwert begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkelreferenz durch Subtraktion der Gesamtreferenzverdrehung vom Handradwinkel berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtreferenzverdrehung durch Addieren der Drehmomentreferenzverdrehung und der Motorwinkelreferenzverdrehung berechnet wird.