DE112009000231T5

DE112009000231T5 - Verfahren und Systeme in Verbindung mit Rückstellmoment

Info

Publication number: DE112009000231T5
Application number: DE112009000231T
Authority: DE
Inventors: Gregory J. Katch; Abdellatif Boudia; Eduardo Audino Novo
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC; Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2010-12-09
Also published as: US8452493B2; WO2009094517A1; US20100286869A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Motors eines Servolenksystems, das umfasst, dass:
ein Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradmoments geschätzt wird;
der Skalierungsfaktor auf einen Rückstellbefehl angewendet wird; und
ein Motorbefehlssignal auf der Basis des Anwendens des Skalierungsfaktors erzeugt wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S. Anmeldung Nr. 61/023598, die am 25. Januar 2008 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit mitaufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückstellkraft in Servolenksystemen.
HINTERGRUND
Servolenksysteme können Motoren und andere Einrichtungen verwenden, um den Fahrer beim Einschlagen der Räder eines Fahrzeugs zu unterstützen. Wenn die Räder in einer Mittelstellung sind, zeigen sie nach vorne, sodass das Fahrzeug in einer geraden Linie fahren wird. Auf die Mittelstellung kann als eine Nullstellung des Lenkrades oder Handrades des Systems Bezug genommen werden.
Eine Rückstellhilfskraft kann dazu verwendet werden, den Fahrer beim Rückstellen der Räder in die Mittelstellung zu unterstützen. Die Rückstellkraft kann beispielsweise eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Handradstellung sein. In manchen Systemen kann die Verwen dung einer Rückstellkraft zu einem unerwünschten taktilen Gefühl für den Fahrer führen, wenn der Fahrer ein Drehmoment auf das Handrad in die gleiche Richtung wie die der Rückstellkraft aufgibt. Es sind ein verbessertes System und ein verbessertes Verfahren erwünscht, die ein besseres taktiles Gefühl für einen Fahrer vermitteln, wenn eine Rückstellkraft verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Servolenksystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass: ein Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradmoments geschätzt wird; der Skalierungsfaktor auf einen Rückstellbefehl angewendet wird; und ein Motorbefehlssignal auf der Basis des Anwendens des Skalierungsfaktors erzeugt wird.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, wird in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders herausgestellt und individuell beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung genommen mit den Zeichnungen deutlich werden.
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines beispielhaften Lenksteuersystems.
2 ist ein Datenflussdiagramm, das ein beispielhaftes System zum Ermitteln eines Rückstellmoments veranschaulicht.
3 ist ein Graph, der eine beispielhafte Ausführungsform einer Tabelle veranschaulicht, die dazu verwendet wird, ein Rückstellmoment zu ermitteln.
4 ist ein Graph, der eine beispielhafte Ausführungsform einer Tabelle veranschaulicht, die dazu verwendet wird, eine Skalierung für das Rückstellmoment zu ermitteln.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Ermitteln eines Rückstellmoments veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken. Es ist zu verstehen, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Nun unter Bezugnahme auf 1, in der die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wird, ohne selbige zu begrenzen, ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs veranschau licht, das ein Servolenksystem 10 umfasst. Das Servolenksystem 10 umfasst beispielsweise Räder 100, einen Motor 102 und ein Handrad 104. Die Räder 100 sind mechanisch mit dem Motor 102 verknüpft. Das Handrad 104 ist mechanisch mit dem Motor 102 verknüpft.
Ein Drehmomentsensor 106 erzeugt ein Drehmomentsignal 107 auf der Basis eines Moments oder Drehmoments des Handrads 104. Zusätzliche Eingänge 108, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren und Handradwinkelsensoren, erfassen Bedingungen des Servolenksystems 10 und/oder des Fahrzeugs und erzeugen entsprechend Signale 109, 111. Der Drehmomentsensor 106 und die zusätzlichen Eingänge 108 sind nachrichtentechnisch mit einem Controller 110 verknüpft. Der Controller 110 umfasst beispielsweise einen Prozessor 112. Auf der Basis des Drehmomentsensorsignals 107 und der zusätzlichen Signale 109, 111 ermittelt der Controller 110 ein Motorbefehlssignal 114. Der Controller 110 erzeugt das Motorbefehlssignal 114 und sendet das Motorbefehlssignal 114 an den Motor 102, um das Lenksystem 10 zu steuern.
Nun unter Bezugnahme auf 2 veranschaulicht ein Datenflussdiagramm eine beispielhafte Ausführungsform des Controllers 110 von 1, der dazu verwendet wird, das Lenksystem 10 von 1 zu steuern. Der Controller 110 kann ein oder mehrere Teilmodule und Datenspeicher umfassen. So wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke Modul und Teilmodul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (geteilt, dediziert oder eine Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Wie es festgestellt werden kann, können die in 2 gezeigten Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um das Motorbefehlssignal 114 ähnlich zu erzeugen. Eingänge in den Controller 110 können von den Sensoren 106, 108 (1) von dem Fahrzeug erzeugt werden, können modelliert werden und/oder können vordefiniert werden. In diesem Beispiel umfasst der Controller 110 ein Handradrückstellmodul 208, ein Modul 210 für eine vom Handradmoment abhängige Skalierung, ein Modul 212 für einen skalierten Rückstellbefehl und einen Tabellendatenspeicher 214.
Das Handradrückstellmodul 208 empfängt als Eingang die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 und den Handradwinkel 222. Der Handradwinkel 222 kann beispielsweise eine Winkelstellung des Handrads 104 (von 1) relativ zu der Mittelstellung des Handrads 104 (von 1) sein. Das Handradrückstellmodul 208 ermittelt einen Rückstellbefehl 224 auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit 220 und des Handradwinkels 222. In verschiedenen Ausführungsformen ermittelt das Handradrückstellmodul 208 den Rückstellbefehl 224 unter Verwendung von einer oder mehreren Handradrückstell-Nachschlagetabellen 225. Die Nachschlagetabellen 225 können durch die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 und/oder den Handradwinkel 222 indiziert sein. Die Nachschlagetabellen 225 können in dem Tabellendatenspeicher 214 gespeichert sein, und auf diese kann aus letzterem zugegriffen werden.
In einem Beispiel sind dem Handrückstellmodul 208 neun Rückstelltabellen 225 zugeordnet. Eine eindeutige Fahrzeuggeschwindigkeit 220 ist für jede der neun Rückstelltabellen definiert. Eine Rückstellkurve ist durch die Datenpunkte in den neun Rückstelltabellen definiert. Beispielsweise besteht jede der neun Rückstellkurven aus sechzehn Datenpunkten. Die Datenpunkte sind durch die Achse definiert, wobei die Achse durch den Handradwinkel 222 definiert ist. In einem Beispiel kann der Bereich des Handradwinkels 222 von Null bis neunhundert Grad liegen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Achse wählbar sein. In verschiedenen Ausführungsformen teilen sich alle Rückstellkurven eine gemeinsame Achse. Wie es festgestellt werden kann, können die Daten der Rückstellkurven zunehmend oder abnehmend sein. Die Geschwindigkeit, die für Kurve Null definiert ist, kann als ein Mess- oder Haltepunkt für die Rückstellgeschwindigkeit verwendet werden (der Rückstellbefehl wird beispielsweise unterhalb der Haltepunktgeschwindigkeit auf Null verringert).
3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform einer Rückstelltabelle 325. In diesem Beispiel umfasst die Rückstelltabelle 325 alle neun Rückstellkurven 302–314 (ist zum Beispiel eine dreidimensionale Nachschlagetabelle). Wie es festgestellt werden kann, kann die Rückstelltabelle 325 als neun separate Rückstelltabellen implementiert sein, die gemeinsam in 2 als Rückstelltabellen 225 gezeigt sind, und zwar eine für jede diskrete Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. neun zweidimensionale Nachschlagetabellen).
In diesem Beispiel ist der Handradwinkel 222 auf der X-Achse 316 dargestellt. Der Rückstellbefehl 224 ist auf der Y-Achse 318 dargestellt. Die Kurven 302–314 stellen einen Bereich von diskreten Fahrzeuggeschwindigkeiten 220 dar, wie es in dem Index 315 gezeigt ist. Der Rückstellbefehl 224 kann berechnet werden, indem der Rückstellbefehlswert aus dem Eingangshandradwinkel 222 und der Kurve, die die Eingangsfahrzeuggeschwindigkeit 220 darstellt, ermittelt wird. Eine Interpolation zwischen Kurven 302–314 wird verwendet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 nicht gleich der diskreten Fahrzeuggeschwindigkeit 220 von einer der gegebenen Kurven 302–314 ist. Beispielsweise werden Rückstellbefehlswerte aus den zwei nächstliegenden Rückstellkurven 302–314 nachgeschla gen, und der Rückstellbefehl 224 wird auf der Basis eines Mittelwerts zwischen den zwei Rückstellbefehlswerten ermittelt. Wie es festzustellen ist, können andere Verfahren zur Interpolation dazu verwendet werden, den Rückstellbefehl 224 zu ermitteln.
Unter Rückbezug auf 2 empfängt das Modul 210 für eine vom Handradmoment abhängige Skalierung als Eingang das Handradmoment 226 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 220. Das Modul 210 für eine vom Handradmoment abhängige Skalierung erzeugt einen Skalierungsfaktor 228, um den Rückstellbefehl 224 abzustimmen, auf der Basis des Handradmoments 226 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 220. In verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das Modul für eine vom Handradmoment abhängige Skalierung 210 den Skalierungsfaktor 228 unter Verwendung von einer oder mehreren Skalierungsnachschlagetabellen 229. Die Nachschlagetabellen 229 können durch die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 und/oder das Handradmoment 226 indiziert sein.
In einem Beispiel umfasst das Modul für eine vom Handradmoment abhängige Skalierung 210 neun Skaliertabellen 229. Wie bei den Rückstelltabellen 225 ist eine eindeutige Fahrzeuggeschwindigkeit 220 für jede der neun Tabellen 229 definiert. In verschiedenen Ausführungsformen sind die eindeutigen Fahrzeuggeschwindigkeiten 220 die gleichen wie die eindeutigen Fahrzeuggeschwindigkeiten 220 für die Rückstelltabellen 225. Eine Skalierkurve ist durch die Punkte in den neun Tabellen definiert. Beispielsweise besteht jede der neun Skalierkurven aus vier Datenpunkten. Die Datenpunkte sind durch die Achse definiert, wobei die Achse durch das Handradmoment 226 definiert ist. In einem Beispiel kann der Bereich des Handradmoments 226 von Null bis zehn Newtonmeter (Nm) liegen. In verschiedenen Ausführungsformen teilen sich alle Skalierungskuren eine gemeinsame Achse.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform einer einzigen Skaliertabelle 429, von denen neun gemeinsam in 2 als Skaliertabellen 229 gezeigt sind. Das Handradmoment 226 ist auf der X-Achse 410 dargestellt. Der Skalierungsfaktor 228 ist auf der Y-Achse 420 dargestellt. Wie es festzustellen ist, ist nur eine einzige Kurve 422, die eine einzige Fahrzeuggeschwindigkeit 220 darstellt, als Skaliertabelle 429 gezeigt. In der Praxis werden mehrere Kurven (nicht gezeigt), die jeweils eine unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeit 220 darstellen, Skaliertabellen 229 von 2 umfassen.
In einem Beispiel kann für jede Skalierkurve der erste Punkt 424 auf der Kurve 422 (null Nm) bei einer einhundert Prozent Rückstellskalierung fixiert sein. Der letzte Punkt 426 auf der Kurve 422 (10 Nm) kann beispielsweise bei null Prozent Rückstellskalierung fixiert sein. Der zweite Punkt 428 kann beispielsweise durch die X-Koordinate definiert sein, während der dritte Punkt 430 beispielsweise durch sowohl die X- als auch die Y-Koordinate definiert sein kann. Der Skalierungsfaktor 228 wird berechnet, indem der Skalierwert aus dem Eingangshandradmoment 226 und der Kurve 422, die die Eingangsfahrzeuggeschwindigkeit 220 darstellt, ermittelt wird. Eine Interpolation zwischen Kurven 422 kann verwendet werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 nicht gleich der diskreten Fahrzeuggeschwindigkeit 220 von einer der gegebenen Kurven 422 ist. Beispielsweise werden Skalierwerte aus den zwei nächstliegenden Skalierkurven nachgeschlagen, und der Skalierungsfaktor 228 wird auf der Basis eines Mittelwerts zwischen den beiden Skalierwerten ermittelt. Wie es festgestellt werden kann, können andere Interpolationsverfahren dazu verwendet werden, den Skalierungsfaktor 228 zu ermitteln.
Unter Rückbezug auf 2 empfangt das Modul 212 für einen skalierten Rückstellbefehl als Eingang den Rückstellbefehl 224 und den Skalierungsfaktor 228. Das Modul 212 für einen skalierten Rückstellbefehl wendet den Skalierungsfaktor 228 auf den Rückstellbefehl 224 an und erzeugt das Motorbefehlssignal 114. In verschiedenen Ausführungsformen multipliziert das Modul 212 für einen skalierten Rückstellbefehl den Rückstellbefehl 224 mit dem Skalierungsfaktor 228, um das Motorbefehlssignal 114 zu erzeugen.
Nun unter Bezugnahme auf 5 und mit fortgesetztem Bezug auf 2 veranschaulicht ein Flussdiagramm ein Motorbefehlsermittlungsverfahren, das von dem Controller von 2 durchgeführt werden kann. Wie es im Lichte der Offenbarung festgestellt werden kann, ist die Betriebsreihenfolge innerhalb des Verfahrens nicht auf die sequentielle Ausführung beschränkt, wie sie in 5 veranschaulicht ist, sondern kann in einer oder mehreren variierenden Reihenfolgen durchgeführt werden, wie es anwendbar und gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
In einem Beispiel kann das Verfahren bei 500 beginnen. Der Ist-Handradwinkel 222, die Fahrzeuggeschwindigkeit 220 und das Handradmoment 226 werden bei 510 empfangen. Der Rückstellbefehl 224 wird, wie es oben besprochen wurde, auf der Basis des Handradwinkels 222 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 220 bei 520 ermittelt. Der Skalierungsfaktor 228 wird auf der Basis des Handradmoments 226 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 220 bei 530 ermittelt. Der Skalierungsfaktor 228 wird auf den Rückstellbefehl 224 bei 540 angewendet, um das Motorbefehlssignal 114 wird auf der Basis davon bei 550 erzeugt. Das skalierte Motorbefehlssignal 114 führt zu einem verbesserten taktilen Gefühl für den Benutzer. Danach kann das Verfahren bei 560 enden.
Obgleich die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem entsprechenden Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, um die Lehren der Offenbarung an ein besonderes Ziel oder eine besondere Situation anzupassen, ohne von deren wesentlichen Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Ansprüche nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sind.
Zusammenfassung
Es ist ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Servolenksystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass: ein Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradmoments geschätzt wird; der Skalierungsfaktor auf einen Rückstellbefehl angewendet wird; und ein Motorbefehlssignal auf der Basis des Anwendens des Skalierungsfaktors erzeugt wird.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Motors eines Servolenksystems, das umfasst, dass: ein Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradmoments geschätzt wird; der Skalierungsfaktor auf einen Rückstellbefehl angewendet wird; und ein Motorbefehlssignal auf der Basis des Anwendens des Skalierungsfaktors erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der Rückstellbefehl auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradwinkels geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Schätzen des Rückstellbefehls auf einer Nachschlagetabelle beruht, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Handradwinkel indiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Schätzen des Rückstellbefehls auf mehreren Nachschlagetabellen beruht, die durch den Handradwinkel indiziert werden, und wobei den mehreren Nachschlagetabellen jeweils eine diskrete Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schätzen des Rückstellbefehls ferner umfasst, dass der Rückstellbefehl auf der Basis von Rückstellbefehlen von zwei oder mehr der mehreren Nachschlagetabellen interpoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Skalierungsfaktors auf einer Nachschlagetabelle beruht, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Handradmoment indiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Skalierungsfaktors auf mehreren Nachschlagetabellen beruht, die durch das Handradmoment indiziert werden, und wobei den mehreren Nachschlagetabellen jeweils eine diskrete Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Schätzen des Skalierungsfaktors ferner umfasst, dass der Skalierungsfaktor auf der Basis von Skalierungsfaktoren von zwei oder mehr der mehreren Nachschlagetabellen interpoliert wird.
System zum Steuern eines Motors eines Servolenksystems, umfassend: ein Skaliermodul, das einen Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradmoments schätzt; und ein Rückstellbefehlsmodul, das den Skalierungsfaktor auf einen Rückstellbefehl anwendet, und das ein Motorbefehlssignal auf der Basis des Anwendens des Skalierungsfaktors erzeugt.
System nach Anspruch 9, das ferner ein Handradrückstellmodul umfasst, das den Rückstellbefehl auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Handradwinkels schätzt.
System nach Anspruch 10, wobei das Handradrückstellmodul den Rückstellbefehl auf der Basis einer Nachschlagetabelle schätzt, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Handradwinkel indiziert ist.
System nach Anspruch 10, wobei das Handradrückstellmodul den Rückstellbefehl auf der Basis mehrerer Nachschlagetabellen schätzt, die durch den Handradwinkel indiziert sind, und wobei den mehreren Nachschlagetabellen jeweils eine diskrete Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet ist.
System nach Anspruch 12, wobei das Handradrückstellmodul den Rückstellbefehl schätzt, indem der Rückstellbefehl auf der Basis von Rückstellbefehlen von zwei oder mehr der mehreren Nachschlagetabellen interpoliert wird.
System nach Anspruch 9, wobei das Skaliermodul den Skalierungsfaktor auf der Basis einer Nachschlagetabelle schätzt, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Handradmoment indiziert ist.
System nach Anspruch 9, wobei das Skaliermodul den Skalierungsfaktor auf der Basis mehrerer Nachschlagetabellen schätzt, die durch das Handradmoment in diziert sind, und wobei den mehreren Nachschlagetabellen jeweils eine diskrete Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet ist.
System nach Anspruch 15, wobei das Skaliermodul den Skalierungsfaktor schätzt, indem der Skalierungsfaktor auf der Basis von Skalierungsfaktoren von zwei oder mehr der mehreren Nachschlagetabellen interpoliert wird.
Servolenksystem, umfassend: ein Handrad; einen Motor, der mit dem Handrad gekoppelt ist; und einen Controller, der einen Skalierungsfaktor auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Moments des Handrads ermittelt, und der ein Motorbefehlssignal für den Motor auf der Basis des Skalierungsfaktors erzeugt.
System nach Anspruch 17, wobei der Controller einen Rückstellbefehl auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Winkels des Handrades ermittelt, und ferner den Motorbefehl auf der Basis des Rückstellbefehls erzeugt.
System nach Anspruch 18, wobei der Controller den Skalierungsfakor auf den Rückstellbefehl anwendet, um das Motorbefehlssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 17, wobei der Controller den Skalierungsfaktor auf der Basis von einer oder mehreren Nachschlagetabellen ermittelt, die durch die Fahr zeuggeschwindigkeit und/oder das Moment des Handrades indiziert ist/sind.