DE60224908T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangsgrösse der Krafteinheit einer elektrischen Hilfskraftlenkung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangsgrösse der Krafteinheit einer elektrischen Hilfskraftlenkung Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Kraftfahrzeuglenksysteme und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Motorgeschwindigkeitsmesskompensation bei der Dämpfung von elektrischen Servolenkungssystemen.
  • In einem Fahrzeug, das mit einer elektrischen Servolenkung (EPS) ausgestattet ist, kann ein Lenkunterstützungsdrehmoment durch einen Elektromotor bereitgestellt werden, der mit einer Lenksäule oder -welle gekoppelt ist. Im Allgemeinen leitet in solchen Systemen ein Controller ein Unterstützungsdrehmomentsignal zusammen mit einem "Zurück-zur-Mitte"-Drehmomentsignal (d. h. ein Neutralstellungs-Drehmomentsignal) ab, wobei er anschließend diese Drehmomentsignale summiert, um ein Motorbefehlssignal zu erzeugen. Das erste dieser Drehmomentsignale liefert ein Servolenkungsverstärkungsdrehmoment, wobei das Letztere ein Zurück-zur-Mitte-Vorspanndrehmoment liefert. Allerdings weist ein EPS-System ferner eine freie Drehschwingungsresonanz auf, die damit verbunden ist, dass sie, wenn sie ungedämpft bleibt, ein nicht griffiges Steuergefühl für die Lenkung zur Folge haben kann.
  • Folglich sind eingangsabhängige aktive Dämpfungsmerkmale mit EPS-Systemen bereitgestellt worden, um das freie Steuerungsverhalten eines Fahrzeugs zu unterstützen. Ein Beispiel eines solchen aktiven Dämpfungssystems ist in dem US-Patent Nr. 5.919.241 (das 241er Patent) offenbart. In dem 241er Patent liefert die aktive Dämpfung ein Drehmomentsignal für eine aktive Dämpfung, das zusammen mit dem Unterstützungsdrehmomentsignal und dem Zurück-zur-Mitte-Drehmomentsignal summiert wird, um das Motorbefehlssignal zu erzeugen. Das Drehmo mentsignal für die aktive Dämpfung wird seinerseits in Abhängigkeit von einer gefilterten Lenkwellenposition und einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet. Ein Filtermittel zum Erzeugen einer gefilterten Lenkwellenposition umfasst Amplituden- und Phaseneigenschaften eines Differenzierglieds von 0 Hz bis zu der Resonanzfrequenz einer freien Drehschwingung. Bei Drehschwingungsfrequenzen, die größer als die Resonanzfrequenz einer freien Drehschwingung sind, nehmen die Amplituden- und Phasenvoreilungseigenschaften relativ zu jenen eines Differenzierglieds ab.
  • Auch wenn nachfolgende Verbesserungen für aktive Dämpfungssysteme entwickelt worden sind, um die Systemstabilität zu steigern, ohne den Geradeauslauf zu gefährden, ist ein bestimmter Nachteil bei jenen Systemen festgestellt worden, bei denen eine Motorgeschwindigkeitsmessung durch Differenzieren der Motorposition erhalten wird. Da ein Lösungsweg einer Positionsdifferenzierung ein von Natur aus numerisch verrauschter Lösungsweg ist, führt eine Geschwindigkeitsmessstörung zu einer fühlbaren Drehmomentstörung am Handrad zusätzlich zu einer hörbaren Störung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
  • Die oben erläuterten und weitere Nachteile und Unzulänglichkeiten des Standes der Technik werden durch ein Verfahren zum Erzeugen eines kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangswerts für einen elektrischen Servolenkungsmotor überwunden oder beseitigt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ermitteln eines ersten Motorgeschwindigkeitswerts und eines zweiten Motorgeschwindig keitswerts. Eine gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit wird dann mit einem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich verglichen. Wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit den ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich übersteigt, wird der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert auf den ersten Motorgeschwindigkeitswert gesetzt, wobei, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist, der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert auf den zweiten Motorgeschwindigkeitswert gesetzt wird. Wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit allerdings innerhalb des ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, dann ist der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert ein linear gemischter Wert des ersten Motorgeschwindigkeitswerts und des zweiten Motorgeschwindigkeitswerts.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der erste Motorgeschwindigkeitswert durch Verwenden einer ersten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit einem Motorpositionssignal ermittelt; wobei der zweite Motorgeschwindigkeitswert durch Verwenden einer zweiten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit dem Motorpositionssignal ermittelt wird. Vorzugsweise ist die erste Anzahl von Motorpositionen kleiner als die zweite Anzahl von Motorpositionen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es wird Bezug genommen auf die beispielhaften Zeichnungen, in denen gleiche Elemente in den mehreren Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, wobei:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs ist, das mit einem beispielhaften elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) versehen ist;
  • 2 ein Prinzipschaltbild eines bestehenden aktiven Dämpfungssystems ist, das mit einem in 1 gezeigten EPS-Controller verbunden ist;
  • 3 ein Bockschaltplan eines modifizierten aktiven Dämpfungssystems ist, das ferner eine drehmomentunterstützungsabhängige Dämpfung und ein frequenzabhängiges Dämpfungssystem vorsieht;
  • 4 ein Blockschaltplan des Dämpfungssystems von 3 ist, das ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Motorgeschwindigkeitsmesskompensation durch Mischen von Motorgeschwindigkeitswerten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst;
  • 5 ein Blockschaltplan ist, der eine Ausführungsform eines in 4 implementierten Filters mit gleitendem Mittelwert veranschaulicht; und
  • 6 ein Blockschaltplan ist, der die Erzeugung eines kompensierten Motorgeschwindigkeitswerts in Übereinstimmung mit den 4 und 5 veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In 1 ist zunächst eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 gezeigt, das mit einem beispielhaften elektrischen Servolenkungssystem 12 (EPS-System) versehen ist. Das EPS-System 12 kann einen herkömmlichen Zahnstangenlenkmechanismus 14 aufweisen, der eine Zahnstange 16 und ein Ritzel (nicht gezeigt) unter einem Getriebegehäuse 18 umfasst. Wenn ein Lenkeingabeelement (z. B. ein Lenkrad) 20 gedreht wird, dreht ein angesteuertes Element oder eine obere Lenkwelle 22 eine untere Lenkwelle 24 über ein Kreuzgelenk 26. Die untere Lenkwelle 24 dreht ihrerseits das Ritzel. Die Drehung des Ritzels bewegt die Stange 16, die ferner ein Paar Spurstangen 28 (wobei lediglich eine gezeigt ist) bewegt, die mit einem Paar Achsschenkeln 30 (wobei lediglich einer gezeigt ist) gekoppelt sind, um ein Paar Laufräder 32 (wobei lediglich eines gezeigt ist) zu drehen.
  • Die elektrische Servounterstützung wird durch einen Controller 34 in Verbindung mit einem Servounterstützungsstellantrieb wie etwa einem Elektromotor 36 bereitgestellt. Der Controller 34 empfängt elektrische Leistung von einer elektrischen Fahrzeugleistungsquelle 38 über eine Leitung 40. Eingänge in den Controller 34 umfassen sowohl ein Signal 42, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, als auch ein Signal 44, das einen Lenkritzelwinkel von einem Säulen- oder Wellendrehpositionssensor 46 darstellt. Wenn das Lenkrad 20 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 48 das durch den Fahrzeugführer auf das Lenkrad 20 aufgebrachte Drehmoment und liefert ein Eingangslenkdrehmomentsignal 50 an den Controller 34. Außerdem werden, während sich der Läufer eines Motors 36 dreht, Motorpositionssignale 52 für jede Phase innerhalb des Motors 36 erzeugt und an den Controller 34 geliefert.
  • Ansprechend auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Bedienerdrehmoment, den Lenkritzelwinkel und die Läuferpositionssignale, die empfangen werden, leitet der Controller 34 Sollmotorspannungen ab, wobei er solche Spannungen über ein Motorbefehlssignal 54 an den Motor 36 liefert. Dadurch führt der Motor 36 der oberen und der unteren Lenkwelle 22, 24 über eine Schnecke 56 und ein zugehöriges Schneckengetriebe 58 eine Drehmomentunterstützung zu. Wenn der Drehmomentsensor 48 von der Art ist, die es erfordert, dass die obere Lenkwelle 22 bei dem Sensor zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt getrennt ist (was einen gewissen Bereich einer Drehunabhängigkeit erlaubt), sind sowohl der Drehpositionssensor 44 als auch das Schneckengetriebe 58 mit dem unteren Abschnitt der Lenkwelle unter dem Drehmomentsensor 48 verbunden, wie gezeigt ist.
  • Nunmehr in 2 ist ein Blockschaltplan eines bestehenden aktiven Dämpfungssystems gezeigt, das mit dem in 1 gezeigten EPS-Controller 34 verbunden ist. Wie zuvor beschrieben ist, wird ein Sollunterstützungsdrehmoment im Block 60 abgeleitet. Das Sollunterstützungsdrehmoment bestimmt seinerseits einen Sollunterstützungsdrehmomentstrom, der die Stärke des zu befehlenden Motorstroms darstellt, wobei es speziell auf die Eingänge eines Eingangslenkdrehmomentsignals 50 und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals 42 anspricht. Der Sollunterstützungsdrehmomentstrom wird durch den Block 60 über ein Befehlssignal 64 ausgegeben.
  • Wie außerdem zuvor beschrieben ist, wird im Block 62 ein Zurück-zur-Mitte-Solldrehmoment abgeleitet. Das Zurück-zur-Mitte-Solldrehmoment bestimmt somit die Größe eines Zurück-zur-Mitte-Drehmomentstroms, wobei es auf das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 42 und das Ritzelwin kelsignal 44 anspricht. Der Zurück-zur-Mitte-Solldrehmomentstrom wird durch den Block 62 über ein Befehlssignal 66 ausgegeben. Die Signale 64 und 66 werden in einen Summationsblock 68 eingegeben, wobei die Größe des Zurück-zur-Mitte-Drehmomentstrom-Befehlssignals 66 von der Größe des Unterstützungsdrehmomentstrom-Befehlssignals 64 abgezogen wird.
  • Außerdem ist ein aktiver Dämpfungsblock 70 in dem Controller 34 enthalten, um ein Drehmomentstrom-Befehlssignal 72 für eine aktive Dämpfung zu ermitteln. Vorzugsweise wird das Drehmomentstrom-Befehlssignal 72 für die aktive Dämpfung aus den Motorpositionssignalen 52 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 42 abgeleitet, wobei es an den Summationsblock 68 ausgegeben wird. Die Größe des Drehmomentstrom-Befehlssignals 72 für die aktive Dämpfung wird von der Differenz zwischen dem Unterstützungsdrehmomentstrom-Befehlssignal 64 und dem Zurück-zur-Mitte-Drehmomentstrom-Befehlssignal 66 abgezogen. Alternativ kann der aktive Dämpfungsblock 70 allerdings das Ritzelwinkelsignal 44 anstatt das Motorpositionssignal 52 empfangen. In noch einer alternativen Ausführungsform kann der Zurück-zur-Mitte-Drehmomentblock 62 vollkommen weggelassen sein, da die Fahrzeugfahrgestelleigenschaften selbst ein Zurück-zur-Mitte-Drehmoment schaffen.
  • Nunmehr in 3 ist ein Blockschaltplan einer verbesserten Ausführung des bestehenden aktiven Dämpfungssystems von 2 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ferner sowohl eine drehmomentbefehls- oder -unterstützungsabhängige Dämpfung sowie eine motorgeschwindigkeitsfrequenzabhängige Dämpfung bei der Ermittlung eines Gesamtdämpfungsdrehmoments vorgesehen. Bei dem verbesserten Dämpfungssystem wurde ein Block 74 für eine unterstützungsabhängige Dämpfung hinzugefügt, um die Stabilität des Systems zu fördern, ohne den Geradeauslauf zu gefährden. Durch Ändern des Dämpfungsgrads in Abhängigkeit von der Un terstützungshöhe können bei höheren Unterstützungsdrehmomenten größere Dämpfungswerte vorgesehen werden, während bei niedrigeren Unterstützungsdrehmomenten (wie sie bei einer Lenkungsneutralstellung (oncenter) auftreten) eine kleinere oder keine zusätzliche Dämpfung vorgesehen ist. Dadurch wird verhindert, dass die Rückstellfähigkeit und der Geradeauslauf des Systems nachteilig beeinflusst werden. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich einer unterstützungsabhängigen Dämpfung können in der am 9. April 2001 eingereichten US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 09/829.311 ( US-A-6647329 ) gefunden werden.
  • Außerdem wurde ein Geschwindigkeitskompensationsfilter 76 in den Motorgeschwindigkeitspfad eingefügt, das in Verbindung mit dem Block 74 zur unterstützungsabhängigen Dämpfung verwendet wird, um die Stabilisierung von Systemen mit analogen Geschwindigkeitssensoren zu unterstützen. Das Geschwindigkeitskompensationsfilter 76 verbesserte die Stabilitäts-, Störungsunterdrückungs- und Geradeauslaufeigenschaften des Systems weiter. Das Filter 76 kann irgendein gewöhnliches Filter erster, zweiter oder höherer Ordnung mit geeigneten Eigenschaften enthalten. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich des frequenzabhängigen Dämpfungsfilters 76 mit einem Verstärkungsfaktor Eins können in der am 8. Juni 2001 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 60/297.066 ( US-A-7188701 ) gefunden werden.
  • Allerdings wurde eine Einschränkung für Systeme, bei denen die Motorgeschwindigkeitsmessung durch Differenzieren der Position erhalten wird, insofern festgestellt, dass die Abwägungen zwischen einer Geschwindigkeitsstörungsunterdrückung und einem Geradeauslauf inakzeptabel waren. Da der Lösungsweg einer Positionsdifferenzierung zum Erhalten eines Motorgeschwindigkeitsmesswerts ein Lösungsweg ist, der von Natur aus numerisch verrauscht ist, führt diese Geschwindigkeitsmessstörung so wohl zu einer fühlbaren Drehmomentstörung am Handrad als auch einer hörbaren Störung. Obgleich ein Hinzufügen einer frequenzabhängigen Dämpfung bei dieser Störungsunterdrückung hilft, bewirkt sie außerdem einen trägen Geradeauslauf wegen der hinzugefügten Dämpfung, auch wenn die unterstützungsabhängige Dämpfung wirksam eingesetzt wird. Da die Geschwindigkeitsstörungen bei statischen Bedingungen (d. h. Nullfahrzeuggeschwindigkeit) am deutlichsten sind und sich der Geradeauslauf bei nichtstatischen Bedingungen am deutlichsten zeigt, ist nun ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiges Merkmal sowohl zu der Dämpfungsfunktion als auch der Positionsdifferenzierungsfunktion hinzugefügt.
  • Deshalb werden in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Motorgeschwindigkeitsmesskompensation bei der Dämpfung elektrischer Servolenkungssysteme offenbart. Kurz erklärt, das Verfahren und die Vorrichtung umfassen die Fähigkeit, die Eigenschaften eines Positionsdifferenzierglieds zur Berechnung eines Motorgeschwindigkeitswerts zu verändern, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Allgemein gesprochen, die Einbindung von Positionsinformationen über einen längeren Zeitraum in eine Motorgeschwindigkeitsberechnung verringert die Geschwindigkeitsmessstörung. Zusammen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändern sich außerdem die Verstärkungseigenschaften der frequenzabhängigen Dämpfung (Block 76). Dies ermöglicht es, die Abwägung Störungsunterdrückung gegen Geradeauslauf geeignet einzustellen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform eines Dämpfungssystems 100, das das neuartige Verfahren und die neuartige Vorrichtung integriert, ist in 4 gezeigt. Zusätzlich zu vorher beschriebenen Elementen enthält das System 100 ferner einen Block 102, der einen kompensierten Motorge schwindigkeitsausgangswert 104 in Abhängigkeit von der Motorposition (durch Eingabe eines Motorpositionssignals 105) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (Signal 42) erzeugt. Wie im Folgenden beschrieben ist, enthält der Block 102 ein Filter mit gleitendem Mittelwert, das gleichzeitig zwei einzelne Motorgeschwindigkeitswerte berechnet. In Abhängigkeit von einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit ist der resultierende kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert 104 ein linear gemischter Wert zwischen den zwei einzelnen Motorgeschwindigkeitswerten.
  • Der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert 104 wird sowohl in das Geschwindigkeitskompensationsfilter 76 (wie vorhin beschrieben) als auch in einen Multiplizierer 106 zur Multiplikation mit dem Ausgang des aktiven Dämpfungsblocks 70 eingegeben. Wie außerdem im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, ist der vorhandene Unterstützungsdämpfungsblock 74 (in 3) weiterhin mit einer ähnlichen fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Mischfunktion in Block 108 erweitert. Der Ausgang von Block 108 wird mit dem Ausgang des Geschwindigkeitskompensationsfilters 76 im Multiplizierer 110 multipliziert. Der Ausgang des Multiplizierers 110 wird seinerseits im Summierungsblock 112 zum Ausgang des Multiplizierers 106 addiert, um ein Gesamtdämpfungsdrehmomentsignal 114 zu erzeugen. Das Gesamtdämpfungsdrehmomentsignal 114 wird zusammen mit dem Zurück-zur-Mitte-Drehmoment 66 im Summierungsblock 68 von dem Unterstützungsdrehmoment 64 subtrahiert, um das kompensierte Motorbefehlsdrehmomentsignal 116 zu erzeugen.
  • Nunmehr in 5 ist eine Implementierung eines Filters mit gleitendem Mittelwert eines Positionsdifferenzierglieds 200 zum Ermitteln einer Motorgeschwindigkeit gezeigt. Das Positionsdifferenzierglied 200 ist in dem Block 102 von 4 enthalten. Im Gegensatz zu einer Messvorrichtung (die die Motorgeschwindigkeit direkt misst) wie etwa ein Tachometer oder ein Drehmelder misst ein Positionsdifferenzierglied eine Änderung der Motorposition über die Zeit, um die Motorgeschwindigkeit zu berechnen. Durch Mittelung der Motorposition über ein verlängertes Zeitintervall, wird das durch das Positionsdifferenzierglied erzeugte Rauschen verringert. Andererseits ist die Verzögerungszeit bei der Erzeugung des Geschwindigkeitssignals umso länger, je größer die Anzahl der Zeitintervalle ist, die bei der Berechnung der mittleren Geschwindigkeit verwendet werden.
  • Folglich ermöglicht das Positionsdifferenzierglied 200 mit gleitendem Mittelwert die Berechnung von zwei einzelnen Motorgeschwindigkeitswerten, die im Folgenden als ein Motorgeschwindigkeitswert 202 einer abgefragten hohen Geschwindigkeit und als ein Motorgeschwindigkeitswert 204 einer abgefragten niedrigen Geschwindigkeit bezeichnet sind. Der Motorgeschwindigkeitswert 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit wird aus einer ersten Anzahl (nHS) von Motorpositionen erzeugt, während der Motorgeschwindigkeitswert 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit unter Verwendung einer zweiten Anzahl (nLS) von Motorpositionen erzeugt wird. Die in beiden Berechnungen verwendetet Anzahl von Motorpositionen ist in Verbindung mit einem Ausgangsskalierungsfaktor (nicht gezeigt) einstellbar, um eine konstante Verstärkung in Abhängigkeit von der Anzahl der Positionen aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise werden in einem statischen Zustand mehr Positionen verwendet als in einem Rollzustand. Folglich ist in einer bevorzugten Ausführungsform nLS größer als nHS.
  • Die Berechnung des Motorgeschwindigkeitswerts 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit und des Motorgeschwindigkeitswerts 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit ist anhand 5 zu verstehen. Das Motorpositionssignal 105, das einen mit p(k) bezeichneten Wert bei einer gegebenen Abtastung k besitzt, wird gemessen und in einer Speichervor richtung 206 gespeichert. Die momentane Motorposition p(k) wird zusammen mit zuvor in früheren Intervallen gemessenen Positionen p(k – 1), p(k – 2), ... usw. gespeichert. Ein EPS-Unterstützungsmotor kann beispielsweise 144 mögliche zugeordnete Motorpositionen aufweisen, die mit einer Frequenz von etwa 500 Hz oder eine alle 2 Millisekunden abgetastet werden. Die Speichervorrichtung 206 kann eine bestimmte Anzahl von vorhergehenden Motorpositionen speichern (z. B. die momentane Position p(k) und die vorhergehenden 15 Motorpositionen p(k – 15)). Selbstverständlich kann jedoch eine unterschiedliche Anzahl von vorhergehenden Motorpositionen gespeichert werden.
  • In dem veranschaulichten Beispiel wird der Motorgeschwindigkeitswert 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit unter Verwendung einer Mittelung der letzten acht Motorpositionen berechnet (d. h. die momentane Motorposition p(k) plus die sieben vorhergehenden Motorpositionen p(k – 1) bis p(k – 7)). Somit ermittelt ein Summierungsblock 208 die Differenz zwischen p(k) und p(k – 7), um den Motorgeschwindigkeitswert 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Motorgeschwindigkeit 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit verwendet im Gegensatz dazu eine größere Anzahl von Motorpositionen, z. B. die momentane Motorposition p(k) plus die neun vorhergehenden Motorpositionen p(k – 1) bis p(k – 9). Ein weiterer Summierungsblock 209 ermittelt somit die Differenz zwischen p(k) und p(k – 9), um den Motorgeschwindigkeitswert 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit zu erzeugen. Die bei den Berechnungen verwendete Anzahl von Motorpositionen kann wiederum gemäß den Systempräferenzen eingestellt werden.
  • 6 ist ein Blockschaltplan, der die zwei getrennt berechneten Motorgeschwindigkeitswerte veranschaulicht (d. h. den Motorgeschwindigkeitswert 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit und den Motorge schwindigkeitswert 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit), die im Block 210 mit einer fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Mischfunktion gemischt werden. Ein Begrenzungsblock 212 kann optional im Fahrzeuggeschwindigkeitspfad verwendet sein, um bestimmte hohe Fahrzeuggeschwindigkeitswerte abzuschneiden, die durch digitale Signale mit einer Anzahl von Bits dargestellt werden, die z. B. ein Byte digitaler Informationen übersteigt. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Breakpoint-Fahrzeuggeschwindigkeitskalibrierungen verwendet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (von Signal 42) unter einem Breakpoint 1 liegt, wird nur der Motorgeschwindigkeitswert 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit als der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgang 104 verwendet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Breakpoint 2 liegt, wird nur die Hochgeschwindigkeits-Motorgeschwindigkeitsvariable als der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgang 104 verwendet. Jedoch für Fahrzeuggeschwindigkeiten, die zwischen die Breakpoints 1 und 2 fallen, werden die zwei Motorgeschwindigkeitsvariablen unter Verwendung eines linear interpolierten Fahrzeuggeschwindigkeitsmischfaktors (α), der ein Koeffizient ist, der je nach der Fahrzeuggeschwindigkeit von 1 bis 0 reicht, miteinander gemischt.
  • Mit anderen Worten, bei dem vorliegenden Verfahren wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich (d. h. der Bereich von Geschwindigkeiten zwischen dem Breakpoint 1 und dem Breakpoint 2) ermittelt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich übersteigt, wird der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert 104 auf den ersten Motorgeschwindigkeitswert (d. h. den Motorgeschwindigkeitswert 202 der abgefragten hohen Geschwindigkeit) gesetzt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist, wird der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert 104 auf den zweiten Motorgeschwindigkeitswert (d. h. den Motorge schwindigkeitswert 204 der abgefragten niedrigen Geschwindigkeit) gesetzt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt (d. h. größer als der Breakpoint 1 und kleiner als der Breakpoint 2), ist der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert ein linear gemischter Wert des ersten Motorgeschwindigkeitswerts und des zweiten Motorgeschwindigkeitswerts.
  • Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist die Störungsunterdrückung verrauschter Positionsdifferenzierglieder wünschenswerter, wobei daher eine größere Anzahl von Positionsmittelungen verwendet werden können, um sowohl fühlbare Drehmomentstörungen am Handrad als auch hörbare Geräusche zu verringern. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten ist ein Geradeauslauf erwünschter als eine Störungsunterdrückung, wobei folglich eine geringere Anzahl von Positionsmittelungen verwendet werden, um die Verzögerung bei der Erzeugung des Ausgangsmotorgeschwindigkeitssignals zu verringern.
  • Außerdem kann die offenbarte Erfindung in Form von computerimplementierten Prozessen und Vorrichtungen zum Ausüben jener Prozesse ausgeführt sein. Die vorliegende Erfindung kann außerdem in Form eines Anweisungen enthaltenden Computerprogrammcodes ausgeführt sein, der auf realen Medien wie etwa Disketten, CD-ROMs, Festplatten oder irgendwelchen anderen computerlesbaren Speichermedien enthalten ist, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch ihn ausgeführt wird, der Computer eine Vorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung wird. Die vorliegende Erfindung kann außerdem in Form eines Computerprogrammcodes, ob z. B. in einem Speichermedium gespeichert, in einen Computer geladen und/oder durch ihn ausgeführt, oder als Datensignal, das, ob als eine modulierte Trägerwelle oder nicht, über ein gewisses Sendemedium wie etwa über eine elektrische Verdrah tung oder Verkabelung, durch Lichtwellenleiter oder mittels elektromagnetischer Strahlung gesendet wird, ausgeführt sein, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch ihn ausgeführt wird, der Computer eine Vorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung wird. Wenn er in einem Universalmikroprozessor implementiert ist, konfigurieren die Computerprogrammcodesegmente den Mikroprozessor, um bestimmte Logikschaltungen zu erzeugen.
  • Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist dem Fachmann auf dem Gebiet klar, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Entsprechungen Elemente hiervon ersetzen können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Umfang abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt sein, die als die beste zur Ausführung dieser Erfindung betrachtete Art offenbart ist, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen umfassen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Erzeugen eines kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangswerts (104) für einen elektrischen Servolenkungsmotor (36), wobei das Verfahren umfasst, dass ein erster Motorgeschwindigkeitswert (202) ermittelt wird; ein zweiter Motorgeschwindigkeitswert (204) ermittelt wird; eine gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) mit einem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich verglichen wird; und wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) den ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich übersteigt, dann der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) auf den ersten Motorgeschwindigkeitswert (202) gesetzt wird; wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) kleiner als der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist, dann der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) auf den zweiten Motorgeschwindigkeitswert (204) gesetzt wird; und wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) innerhalb des ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, dann der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) ein linear gemischter Wert des ersten Motorgeschwindigkeitswerts (202) und des zweiten Motorgeschwindigkeitswerts (204) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zwischen einem ersten Breakpoint (Breakpoint 1) und einem zweiten Break point (Breakpoint 2) liegt, wobei der erste und der zweite Breakpoint ausgewählte Fahrzeuggeschwindigkeiten sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) innerhalb des Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) gemäß der folgenden Gleichung erzeugt wird: Kompensierte Motorgeschwindigkeit = (Abgefragte Hohe Geschwindigkeit)(1 – α) + (Abgefragte Niedrige Geschwindigkeit)(α);wobei Kompensierte Motorgeschwindigkeit den kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) darstellt, Abgefragte Hohe Geschwindigkeit den ersten Motorgeschwindigkeitswert (202) darstellt, Abgefragte Niedrige Geschwindigkeit den zweiten Motorgeschwindigkeitswert (204) darstellt, und α einen Mischfaktor darstellt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei α gleich 1 ist, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) kleiner oder gleich dem ersten Breakpoint ist; α gleich 0 ist, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) größer oder gleich dem zweiten Breakpoint ist; und α zwischen dem ersten Breakpoint und dem zweiten Breakpoint von 1 auf 0 linear abnimmt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Motorgeschwindigkeitswert (202) durch Verwenden einer ersten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit einem Motorpositionssignal (52), (105) ermittelt wird; und der zweite Motorgeschwindigkeitswert (204) durch Verwenden einer zweiten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit dem Motorpositionssignal (52), (105) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Anzahl von Motorpositionen kleiner als die zweite Anzahl von Motorpositionen ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass von einer Speichereinrichtung (206) eine momentane Motorposition und mehrere vorherige Motorpositionen abgerufen werden.
  8. Controller (34) für ein elektrisches Servolenkungssystem (12), umfassend: ein Mittel zum Ermitteln eines ersten Motorgeschwindigkeitswerts (202) eines Elektromotors (36); ein Mittel zum Ermitteln eines zweiten Motorgeschwindigkeitswerts (204) des Elektromotors (36); ein Mittel zum Vergleichen einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit (42) mit einem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich; und ein Mittel zum Erzeugen eines kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangswerts (104) des Elektromotors (36), wobei, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) den ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich übersteigt, dann der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) auf den ersten Motorgeschwindigkeitswert (202) gesetzt wird; und wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) kleiner als der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist, dann der kompen sierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) auf den zweiten Motorgeschwindigkeitswert (204) gesetzt wird; und wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) innerhalb des ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, dann der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) ein linear gemischter Wert des ersten Motorgeschwindigkeitswerts (202) und des zweiten Motorgeschwindigkeitswerts (204) ist.
  9. Controller (34) nach Anspruch 8, wobei der ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zwischen einem ersten Breakpoint (Breakpoint 1) und einem zweiten Breakpoint (Breakpoint 2) liegt, wobei der erste und der zweite Breakpoint ausgewählte Fahrzeuggeschwindigkeiten sind.
  10. Controller (34) nach Anspruch 9, wobei, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) innerhalb des Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs liegt, der kompensierte Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) gemäß der folgenden Gleichung erzeugt wird: Kompensierte Motorgeschwindigkeit = (Abgefragte Hohe Geschwindigkeit)(1 - α) + (Abgefragte Niedrige Geschwindigkeit)(α);wobei Kompensierte Motorgeschwindigkeit den kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangswert (104) darstellt, Abgefragte Hohe Geschwindigkeit den ersten Motorgeschwindigkeitswert (202) darstellt, Abgefragte Niedrige Geschwindigkeit den zweiten Motorgeschwindigkeitswert (204) darstellt und α einen Mischfaktor darstellt.
  11. Controller (34) nach Anspruch 10, wobei α gleich 1 ist, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) kleiner oder gleich dem ersten Breakpoint ist; α gleich 0 ist, wenn die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (42) größer oder gleich dem zweiten Breakpoint ist; und α zwischen dem ersten Breakpoint und dem zweiten Breakpoint von 1 auf 0 linear abnimmt.
  12. Controller (34) nach Anspruch 8, wobei der erste Motorgeschwindigkeitswert (202) durch Verwenden einer ersten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit einem Motorpositionssignal (52), (105) ermittelt wird; und der zweite Motorgeschwindigkeitswert (204) durch Verwenden einer zweiten Anzahl von Motorpositionen in Verbindung mit dem Motorpositionssignal (52), (105) ermittelt wird.
  13. Controller (34) nach Anspruch 12, wobei die erste Anzahl von Motorpositionen kleiner als die zweite Anzahl von Motorpositionen ist.
  14. Controller (34) nach Anspruch 13, wobei eine momentane Motorposition und mehrere vorherige Motorpositionen von einer Speichereinrichtung (206) abgerufen werden.
  15. Controller (34) nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein Mittel zum Eingeben eines Unterstützungsdrehmomentsignals (64) in eine erste unterstützungsabhängige Dämpfungstabelle; ein Mittel zum Eingeben des Unterstützungsdrehmomentsignals (64) in eine zweite unterstützungsabhängige Dämpfungstabelle; und ein Mittel zum Mischen von Ausgängen der ersten und der zweiten unterstützungsabhängigen Dämpfungstabelle in Abhängigkeit von einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit (42), wodurch ein Unterstützungsdämpfungswert erzeugt wird; wobei der Unterstützungsdämpfungswert zusammen mit einem Motorgeschwindigkeitswert (42) verwendet wird, um das Dämpfungsdrehmomentsignal (114) zu erzeugen.
  16. Controller (34) nach Anspruch 14, wobei die erste unterstützungsabhängige Dämpfungstabelle eine unterstützungsabhängige Ruhe-Dämpfungstabelle (214) umfasst; und die zweite unterstützungsabhängige Dämpfungstabelle eine unterstützungsabhängige Roll-Dämpfungstabelle (216) umfasst.
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