DE69521586T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraft-Lenksystems mit einer zwei-dimensionalen Interpolation für Stromwerte - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraft-Lenksystems mit einer zwei-dimensionalen Interpolation für Stromwerte

Info

Publication number
DE69521586T2
DE69521586T2 DE69521586T DE69521586T DE69521586T2 DE 69521586 T2 DE69521586 T2 DE 69521586T2 DE 69521586 T DE69521586 T DE 69521586T DE 69521586 T DE69521586 T DE 69521586T DE 69521586 T2 DE69521586 T2 DE 69521586T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
torque
value
motor current
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE69521586T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69521586D1 (de
Inventor
Mark W. Gluch
Kevin M. Mclaughlin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Original Assignee
TRW Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23306290&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69521586(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by TRW Inc filed Critical TRW Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69521586D1 publication Critical patent/DE69521586D1/de
Publication of DE69521586T2 publication Critical patent/DE69521586T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28Arrangements for controlling current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/923Specific feedback condition or device
    • Y10S388/93Load or torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Lenkhilfesystem und ist insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Lenkhilfesystems gerichtet, um das Lenkgefühl zu verbessern und den Lenkmotorlärm zu verringern.
  • Ausgangspunkt
  • Elektrische Lenkhilfesysteme sind in der Technik bekannt. Elektrische Lenkhilfesysteme, die einen Zahnstangengetriebesatz verwenden sehen eine Unterstützung oder Hilfe vor durch die Verwendung eines elektrischen Motors, um entweder (i) eine Drehkraft an die Lenkeingangswelle, die mit einem Ritzel bzw. Zahnrad verbunden ist, oder (ii) eine lineare Kraft an ein Lenkglied mit Zähnen bzw. Zahnstangenzähnen daran anzulegen. Der Elektromotor wird in solchen Systemen typischerweise ansprechend auf (i) ein vom Fahrer auf das Fahrzeuglenkrad angelegtes Drehmoment und (ii) einer abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert.
  • In dem US-Patent Nr. 3,983,953 ist ein Elektromotor mit der Eingangslenkwelle gekoppelt und wird erregt ansprechend auf das Drehmoment, das an das Lenkrad durch den Fahrer bzw. Fahrzeugbetreiber angelegt wird. Ein elektronisches Steuersystem umfaßt einen Drehmomentsensor und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Ein Computer empfängt die Ausgangssignale, die durch die zwei Sensoren vorgesehen werden. Der Computer steuert die Größe der Unterstützung bzw. Hilfe, die durch den Motor vorgesehen wird, und zwar abhängig von dem angelegten Lenkdrehmoment und der abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • Das US-Patent Nr. 4,415,054 von Drutchas (nun US Reissue Patent Nr. 32,222) von TRW Inc. umfaßt einen elektrischen Gleichstromhilfsmotor, der durch eine H-Brückenanordnung getrieben wird. Der Motor umfaßt einen drehbaren Anker, der ein Lenkglied kreisförmig umgibt, das einen Gewindegangteil und einen Teil mit gerade geschnittenen Zahnstangenzähnen daran aufweist. Die Drehung des Ankers des elektrischen Hilfsmotors bewirkt eine lineare Bewegung des Lenkgliedes durch eine Kugelmutterantriebsanordnung, die antriebsmäßig mit dem Gewindegangteil des Lenkgliedes gekoppelt ist. Eine Drehmomentabfühlvorrichtung ist mit der Lenksäule gekoppelt, um das vom Fahrer angelegte Eingangsdrehmoment an das Lenkrad abzufühlen. Die Drehmomentabfühlvorrichtung verwendet einen Hall-Effektsensor zum Abfühlen einer Relativdrehung zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen über ein Torsionselement bzw. eine Torsionsstange: Eine elektronische Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit) überwacht das Signal von der Drehmomentabfühlvorrichtung und steuert den elektrischen Hilfsmotor ansprechend darauf. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor sieht ein Signal an die ECU vor, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Die ECU steuert Strom durch den elektrischen Hilfsmotor ansprechend auf sowohl die abgefühlte Fahrzeuggeschwindigkeit als auch das abgefühlte angelegte Lenkdrehmoment. Die ECU verringert die Lenkunterstützung wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Dies wird in der Technik üblicherweise als eine geschwindigkeitsproportionale Lenkung bezeichnet.
  • US-Patent Nr. 4,660,671 zeigt ein elektrisch gesteuertes Lenksystem, das auf dem Drutchas Lenkgetriebe basiert. Bei der '671-Anordnung ist der Gleichstrommotor axial von der Kugelmutter beabstandet und betriebsmäßig über ein Verbindungsrohr damit verbunden. Die elektronischen Steuerungen umfassen eine Vielzahl von Diagnosemerkmalen, die den Betrieb des Lenksystems überwachen. Wenn ein Fehler im Betrieb des elektrischen Hilfslenksystems detektiert wird, wird das Hilfssystem abgeschaltet bzw. gesperrt und die Lenkung geht zu einem nichtunterstützten Modus zurück.
  • US-Patent Nr. 4,794,997 von North der TRW Cam Gears Limited, zeigt ein elektrisches Hilfslenksystem mit einem Elektromotor, der betriebsmäßig über eine Kugelmutter mit der Lenkstange bzw. Zahnstange verbunden ist. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und ein Lenkdrehmomentsensor für angelegtes Drehmoment sind betriebsmäßig mit einer ECU verbunden. Die ECU steuert elektrischen Strom durch den Motor als eine Funktion von sowohl dem angelegten Lenkdrehmoment als auch der abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Strom wird gesteuert durch Steuern des Prozentsatzes des impulsbreiten modulierten (PWM = puls with modulated) Signals, das an dem Motor angelegt wird. Wenn sich das PWM erhöht, erhöht sich die Unterstützung bzw. Hilfe. Die ECU oder der Computer ist mit diskreten Steuerkurven vorprogrammiert, die Lenkhifswerte (PWM-Werte) vorsehen, das auch als Drehmoment-Ausgangswert bezeichnet wird, und zwar als eine Funktion des angelegten Lenkdrehmoments, die auch als Drehmomenteingangswerte bezeichnet werden, und zwar für eine Vielzahl von vorbestimmten diskreten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten. Jeder Fahrzeuggeschwindigkeitswert besitzt eine assoziierte Steuerkurve hinsichtlich des Drehmomenteingangs zum Drehmomentausgang.
  • Fig. 3 des '997 Patents zeigt Drehmomenteingangs- zu Drehmomentausgangssteuerkurven, die in der ECU gespeichert sind. Es gibt eine Drehmomenteingangs- zu Drehmomentausgangskurve, die für das Manövrieren des Fahrzeugs mit niedriger Geschwindigkeit verwendet wird, wie zum Beispiel beim Parken des Fahrzeugs. Es gibt auch eine Drehmomenteingangs- zu Drehmomentausgangskurve, die für Manövrieren mit hoher Geschwindigkeit verwendet wird. Jede dieser Steuerkurven erlaubt eine maximale Unterstützung oder Hilfe, wenn das angelegte Lenkdrehmoment einen assoziierten Wert erreicht. Für Fahrzeuggeschwindigkeiten zwischen der minimalen Geschwindigkeitskurve und der maximalen Geschwindigkeitskurve ist eine Vielzahl von diskreten Kurven vorgesehen. Die anderen diskreten Fahrzeuggeschwindigkeitskurven liegen alle zwischen den niedrigen und hohen Geschwindigkeitskurven. Von diesem Drehmomenteingangs- zu Drehmomentausgangskurven ist zu sehen, dass sich die Unterstützung verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Der Übergang von einem Unterstützungsniveau zu einem anderen Unterstützungsniveau für die unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten tritt in Stufen oder Sprüngen auf.
  • Veränderungen des Unterstützungsniveaus bei diesem Typ des Systems können durch den Fahrzeugbediener gefühlt werden, wenn Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen während eines Lenkmanövers auftreten.
  • Es ist zweckmäßig, einen variablen Reluktanzmotor vorzusehen, um eine elektrische Unterstützung für das Lenken vorzusehen. Eine Anordnung ist in dem US-Patent Nr. 5,257,828 von Miller et al. gezeigt, die einen variablen Reluktanzmotor in einem elektrischen Hilfslenksystem vewendet. Gemäß dem '828 Patent wird Strom für den Motor, der als ein Strombefehlssignal bezeichnet wird, funktionell in Beziehung gesetzt mit dem angelegten Lenkdrehmoment, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motorrotorposition und der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des elektrischen Hilfsmotors.
  • Ein Belang bei der Verwendung eines variablen Reluktanzmotors zum Vorsehen einer Lenkhilfe ist der Pegel des akkustischen Lärms, der durch den Motor während der Erregung erzeugt wird. Stromprofilkartentabellen sind im Speicher gespeichert. Diese Stromkarten umfassen Stromwerte zu Rotorpositionswerte. Die Stromkarten sind vorgesehen um einen glatten Motorbetrieb vorzusehen, d. h. Motordrehmomentschwingungen bzw. einen Rippel während des Motorbetriebs zu reduzieren.
  • Der Lärmpegel und die Schwingungen, die beim Erregen des elektrischen Hilfsmotors auftreten, stehen funktional in Verbindung zu der Anzahl der in der Kartentabelle gespeicherten Datenwerte. Je größer der "Raum" zwischen Motorposition zu Stromwerten in der Tabelle, desto mehr Lärm tritt bei der Motorerregung auf. Um ausreichend Werte in einer Stromkarte zu speichern, um einen ruhigen Motorbetrieb vorzusehen, ist eine wesentliche Speichermenge notwendig. Betrachtungen hinsichtlich der Systemgröße und der Kosten geben vor, dass eine Stromkartentabelle auf eine finite Größe begrenzt ist, die nicht groß genug ist, um einen ruhigen Motorbetrieb vorzusehen. Infolge der begrenzten Speichergröße in einem System wird ein Stromwert von der Nachschautabelle ausgewählt, der dem nächsten Motorpositionswert in der Tabelle entspricht. Diese Art der Steuerung hat einen Anstieg des hörbaren Motorlärms zur Folge.
  • Bei einem vierpoligen variablen Reluktanzelektromotor wurde herausgefunden, dass hörbarer Lärm während der Erregung des Motors unter Verwendung einer Stromkartentabelle. mit gespeicherten Stromwerten als eine Funktion der Motorpositionen auftritt, wenn die Motorpositionsinkremente bzw. - schritte so gering sind wie alle 0,5 elektrischen Grade (oder alle 0,083 mechanischen Grade). Wenn eine Stromtabelle gespeicherte Stromwerte für diskrete Motorpositionen besitzt, können nur Stufenänderungen des Motorstroms auftreten. Diese Stufenänderungen sind ein Hauptgrund bzw. Förderer für hörbaren Lärm in dem Motor.
  • Die US-A-4,868,477 wurde als eine Basis für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 verwendet und offenbart eine Vorrichtung zum Steuern von Drehmoment und Drehmomentrippel bzw. -schwingungen in einem variablen Reluktanzmotor, der eine erzeugte Drehmomentwellenform verwendet für jede Phase der Anzahl von Phasen, die mit dem Motor assoziiert sind und die einem elektrischen Strom mit einer vorbestimmten konstanten Größe entsprechen. Die erzeugten Drehmomentwellenformen werden verwendet zum Vorsehen einer Tabelle von Werten, die die elektrische Stromgröße bei jeder von einer Anzahl von abgefühlten Rotorwinkelpositionen darstellt. Die Werte entsprechen dem Drehmoment, das durch den Motor erzeugt wird wenn er erregt ist, und zwar durch einen elektrischen Strom mit dem Wert, und der Ort des Wertes in einer Speichervorrichtung wird durch die abgefühlte Winkelposition des Rotors und ein gewünschtes Drehmomentbefehlssignal definiert. Abhängig vom dem durch den Motor zur erzeugenden Drehmoment und der Rotorposition wird der Motor mit dem Stromwert erregt, der für eine oder eine Kombination von Phasen ausgewählt ist, um zu bewirken, dass der Motor ein gewünschtes Drehmoment entwickelt, das eine im wesentlichen flache schwingungsfreie Ansprechcharakteristik aufweist.
  • Die Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Lenkhilfesystem gemäß Anspruch 1 bzw. 5 gerichtet.
  • Dort wird ein Motorstrombefehl bestimmt durch Interpolieren eines Stromwertes basierend auf sowohl dem angelegten Lenkdrehmoment als auch der Motorposition. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich dem Fachmann, an den sich die vorliegende Erfindung richtet aus dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ergeben; in der Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, das ein elektrisches Hilfslenksystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den Steuerprozeß darstellt, den die Antriebssteuerschaltung gemäß Fig. 1 folgt; und
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung der Strombefehlswerte, die durch die Antriebssteuerschaltung gemäß Fig. 1 bestimmt werden.
  • Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Gemäß Fig. 1 umfaßt ein elektrisches Hilfslenksystem 10 ein Lenkrad 12, das betriebsmäßig mit einem Ritzel bzw. Zahntrieb bzw. Getriebe 14 verbunden ist. Insbesondere ist das Fahrzeuglenkrad 12 mit einer Eingangswelle 16 und das Ritzel 14 mit einer Ausgangswelle 17 verbunden. Die Eingangswelle 16 ist betriebsmäßig mit der Ausgangswelle 17 verbunden und zwar über ein Torsionselement bzw. eine Torsionsstange 18. Die Torsionsstange 18 verdreht bzw. verwindet sich ansprechend auf ein angelegtes Lenkdrehmoment, wodurch eine Relativdrehung zwischen der Eingangswelle 16 und der Ausgangswelle 17 erlaubt wird. Nicht gezeigte Anschläge begrenzen die Größe einer solchen Relativdrehung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle in bekannter Art und Weise.
  • Das Ritzel 14 besitzt Spiral- bzw. Schrägzähne, die ineinandergreifend mit gerade geschnittenen Zähnen an einer Stange bzw. Zahnstange oder einem linearen Lenkglied 20 in Eingriff stehen. Das Ritzel in Kombination mit den gerade geschnittenen Getriebezähnen an dem Zahnstangenglied bildet einen Zahnstangengetriebesatz. Die Zahnstange ist steuerbar mit den lenkbaren Rädern 22, 24 des Fahrzeugs gekoppelt und zwar über eine bekannte Lenkverbindung. Wenn das Lenkrad 12 gedreht wird, überträgt der Zahnstangengetriebesatz die Drehbewegung des Lenkrades in eine Linearbewegung der Zahnstange. Wenn sich die Zahnstange linear bewegt, schwenken sich die lenkbaren Räder 22, 23 um ihre assoziierten Lenkachsen und das Fahrzeug wird gelenkt.
  • Ein elektrischer Hilfsmotor 26 ist antriebsmäßig mit der Zahnstange 20 verbunden. Wenn der elektrische Hilfsmotor 26 erregt wird, sieht er eine Lenkunterstützung bzw. -hilfe vor, um die Drehung des Fahrzeuglenkrades 12 durch den Fahrzeugführer zu unterstützen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der elektrische Hilfsmotor 26 ein variabler Reluktanzmotor. Ein variabler Relektanzmotor ist für die Verwendung in einem elektrischen Lenkhilfssystem zweckmäßig infolge seiner geringen Größe, geringen Reibung und seinem hohen Drehmoment-zu-Trägheitsverhältnis.
  • Der Motor 26 ist vorzugsweise ein vierpoliger Motor, bei dem der Stator vier Polpaare und der Rotor sechs Rotorpole besitzt. Der Betrieb des variablen Reluktanzmotors und dessen Arbeitsprinzip ist in der Technik bekannt. Grundsätzlich werden die Statorpole in Paaren erregt. Der Rotor bewegt sich, um die Reluktanz zwischen den erregten Statorpolen und den Rotorpolen zu minimieren. Eine minimale Reluktanz tritt auf, wenn ein Paar von Rotorpolen mit den erregten Statorpolen ausgerichtet ist. Sobald eine minimale Reluktanz erreicht wird, d. h. wenn die Rotorpole sich mit den erregten Statorspulen ausrichten, dann werden die erregten Statorspulen enterregt bzw. abgeschaltet und ein benachbartes Paar von Statorspulen wird erregt. Die Drehrichtung des Motors wird durch die Sequenz gesteuert, mit der die Statorspulen erregt werden. Das durch den Motor erzeugte Drehmoment wird durch den Strom, der durch die Statorspulen fließt, gesteuert. Der durch die Statorspulen fließende Strom wird durch Impulsbreitenmodulations- (PWM-) Techniken ge-steuert, die in der Technik bekannt sind. Der Strom wird durch Impulsbreitenmodulation von Leistungs- bzw. Stromschaltern an den Motor geliefert, die zwischen einer elektrischen Energiequelle und dem Motor verbunden sind. Eine bevorzugte Art zum Steuern eines variablen Reluktanzmotors in einem elektrischen Lenkhilfesystem ist vollständig in dem US-Patent Nr. 5,257,828 von Miller et al. der TRW Inc. offenbart und wird hier durch Bezugnahme aufgenommen.
  • Der elektrische Hilfsmotor 26 ist antriebsmäßig mit dem Zahnstangenglied 20 verbunden und zwar vorzugsweise über eine Kugelmutterantriebsanordnung. Eine solche Anordnung ist vollständig in dem oben genannten Drutchas US- Patent Nr. 4,415,054, nun US Reissue Patent Nr. 32,222 beschrieben, das hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist. Wenn der Motor erregt wird, dreht sich der Rotor, der wiederum den Mutterteil der Kugelmutterantriebsanordnung dreht. Wenn sich die Mutter dreht, übertragen die Kugeln eine lineare Kraft auf die Zahnstange. Die Richtung der Zahnstangenbewegung ist abhängig von der Drehrichtung des Motors.
  • Ein Rotorpositionssensor 54 ist betriebsmäßig mit dem Motorrotor und dem Motorstator oder dem Motorgehäuse verbunden. Die Funktion des Rotorpositionssensors liegt darin ein elektrisches Signal vorzusehen, das die Position des Rotors des Motors bezüglich des Stators des Motors anzeigt. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb des variablen Reluktanzmotors einschließlich der Drehrichtung und dem angelegten Drehmoment ist es notwendig, die Position des Rotors relativ zum Stator zu kennen. Eine detaillierte Struktur eines Rotorpositionssensors ist in dem oben durch Bezugnahme aufgenommenen '828-Patent von Miller et al. beschrieben. Es wird in Betracht gezogen, dass andere Arten von Rotorpositionssensoren mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein körperlicher Rotorpositionssensor vorgesehen. Es ist auch bekannt, dass die Rotorposition mittels eines anderen als einen körperlichen Positionssensors bestimmt werden kann. Zum Beispiel ist es möglich, den Strom durch die nichterregten Statorspulen zu überwachen und basierend auf dem abgefühlten Strom die Rotorposition zu bestimmen. Eine spezielle Anordnung zum Abfühlen der Rotorposition ohne einen separaten Positionssensor ist in dem US-Patent Nr. 5,072,166 gezeigt, das hier durch Bezugnahme voll aufgenommen wird. Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung von sowohl einem separaten Positionssensor als auch eines Algorithmus in Betracht, der die Rotorposition basierend auf einigen gemessenen Betriebsparametern, wie zum Beispiel dem Strom in einer nicht erregten Spule, bestimmt.
  • Ein Lenkpositionssensor 103 ist betriebsmäßig über die Eingangswelle 16 und die Ausgangswelle 17 hinweg verbunden und sieht ein elektrisches Signal mit einem Wert vor, das die relative Drehposition zwischen der Eingangswelle 16 und der Ausgangswelle 17 anzeigt. Der Positionssensor 100 in Kombination mit der Torsionsstange 18 bilden einen Drehmomentsensor 110. Der Ausgang des Positionssensors 103 zeigt das angelegte Lenkdrehmoment an, das durch den Fahrzeugführer an das Fahrzeuglenkrad 12 angelegt wird.
  • Der Ausgang des Drehmomentsensors 110 ist mit einer Drehmomenthilfsfunktionsschaltung 111 verbunden. Die Drehmomenthilfsfunktionsschaltung 111 gibt ein Signal aus mit einem Wert der funktionell mit dem angelegten Lenkdrehmoment in Verbindung steht, wobei die funktionelle Beziehung derart aufgebaut ist, dass sie das Lenkgefühl fördert. Eine funktionelle Beziehung, die zwischen dem Ausgang der Schaltung 111 und dem Eingang des angelegten Lenkdrehmoments in Betracht gezogen wird, ist eine "lächel" Kurve (a smile curve). Andere in Betracht gezogene Beziehungen umfassen solche, die in der anhängigen US-Patenanmeldung von McLaughlin mit der Serien-Nr. 246,947 vom 20. Mai 1994 und der US-Patenanmeldung von McLaughlin et al. mit der Serien-Nr. 212,112 vom 11. März 1994 offenbart sind, die beide hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen werden.
  • Der Ausgang der Hilfsfunktionsschaltung 111 ist mit einem Duofilter 112 (lead/lag Filter) verbunden. Der Duofilter 112 verarbeitet das Drehmomentsignal und trennt es in ein Richtungssignal 114 und ein Größensignal 116. Beim Verarbeiten des Drehmomentsignals verstärkt der Duofilter 112 den Wert des Drehmomentsignals.
  • Der Fachmann wird realisieren, dass das Filtern des Ausgangssignals des Torsionssensorsignals unterschiedlich verteilt werden kann um die Drehmomentbefehlstabelle 118 herum als speziell gezeigt und beschrieben wird. Zum Beispiel kann der Ausgang der Hilfsfunktionsschaltung 111 direkt mit der Tabelle 118 verbunden werden und das Filtern 112 kann am Ausgang der Tabelle auftreten.
  • Der Drehmomentgrößenwert 116 wird in ein Drehmomentbefehlssignal umgewandelt, und zwar vorzugsweise durch die Verwendung einer ersten Drehmomentnachschautabelle 118 basierend auf der Drehmomentgröße. Der Drehmomentbefehl ist ein Wert, der eine gewünschte Drehmomentunterstützung von dem elektrischen Hilfsmotor anzeigt. Dieser Wert wird auch als der Drehmomentbefehl bezeichnet. Der Ausgang der Drehmomentbefehltabelle 118 ist mit einer Geschwindigkeits-Rückfaltschaltung 121 verbunden. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 119 ist betriebsmäßig mit dem Fahrzeug verbunden und besitzt einen Ausgang 129. Der Geschwindigkeitssensor 119 sieht ein Signal 129 vor mit einem Wert, der die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Der Fachmann wird erkennen, dass ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Vorrichtung aufweist, die mit den Fahrzeugrädern oder dem Fahrzeuggetriebe verbunden ist, die bzw. das Impulse mit einer Frequenz erzeugen, die eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit sind. Der Fahrzeugsensor umfaßt ferner Schaltungen, die die Impulsfrequenz in ein Signal mit einem Wert umwandelt, das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt.
  • Der Ausgang 129 des Geschwindigkeitssensors 119 ist betriebsmäßig mit der Geschwindigkeitsrückfaltschaltung 121 und mit einer Dämpfungssteuerschaltung 220 verbunden. Der Ausgang 129 des Geschwindigkeitssensors 119 und der Ausgang von der Drehmomentbefehlstabelle 118 werden in der Geschwindigkeitsrückfaltschaltung 121 kombiniert. Wie es in der Technik bekannt ist, verringert sich die Unterstützungsgröße, die für ein Fahrzeuglenksystem gewünscht wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Um daher ein ordnungsgemäßes oder gewünschtes Gefühl für alle Lenkmanöver beizubehalten ist es zweckmäßig, die Lenkunterstützungsgröße zu verringern, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Dies wird erreicht unter Verwendung der Geschwindigkeitsrückfaltschaltung 121, und zwar in einer in der Technik bekannten Art und Weise. Der Ausgang 126 der Geschwindigkeitsrückfaltschaltung ist ein Drehmomentbefehlssignal, das als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit "korrigiert" ist.
  • Der Ausgang 126 ist mit einer Sanftstartsteuerschaltung 130 verbunden. Die Sanftstartsteuerschaltung 130 ist auch betriebsmäßig mit dem Fahrzeugzündschalter 132 verbunden, um zu detektieren wann das Fahrzeuge zuerst gestartet wurde. Der Zweck der Sanftstartsteuerschaltung liegt darin zu verhindern, dass eine volle Unterstützung sofort dann vorgesehen wird, wenn das Fahrzeug gestartet wird. Es ist für den Fahrzeugführer nicht unüblich, mit einer Hand ein Drehmoment an das Lenkrad anzulegen, während er den Zündschalter zur Startposition dreht. Wenn sofort eine vollständige Unterstützung verfügbar wäre, würde das Lenkrad in seiner Hand zucken bzw. rucken. Die Sanftstartschaltung verhindert, dass dieser unangenehme Vorfall auftritt und simuliert den Betrieb des hydraulischen Lenkhilfesystems, das keine vollständige Unterstützung vorsieht bis der Fahrzeugmotor mit seiner Drehzahl bzw. Leerlaufdrehzahl läuft (im Gegensatz zur Start- bzw. Ankurbeldrehzahl).
  • Der Ausgang der Sanftstartschaltung ist nach einer anfänglichen Zeitverzögerung zum Starten des Fahrzeugs das Drehmomentbefehls- oder Anforderungssignal, das hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit "korrigiert" ist. Der Ausgang der Sanftstartschaltung ist mit einer thermischen oder Stromrückfaltschaltung 138 verbunden, die das Drehmomentanforderungssignal weiterhin modifiziert als eine Funktion des Stromflusses durch den Motor, der durch einen Motorstromsensor 190 abgefühlt wird, und die Temperatur der Schalter 154, die verwendet werden zum Antrieb des Motors, oder der Temperatur der Hauptsystemsteuerung. Die Temperaturrückfaltschaltung reduziert den Wert des Drehmomentbefehlsausgangs von der Sanftstartsteuerung 130, wenn die abgefühlte Temperatur über einen vorbestimmten Wert ansteigt.
  • Der Ausgang der Rückfaltschaltung 138 ist mit der Drehmomentbefehls- und Richtungsschaltung 140 verbunden. Das Richtungssignal 114 ist auch mit der Drehmomentsbefehls- und Richtungsschaltung 140 verbunden. Die Schaltung 140 rekombiniert das Drehmomentrichtungssignal mit dem Drehmomentbefehlssignal, das "korrigiert" wurde bezüglich (i) Fahrzeuggeschwindigkeit, (ii) Sanftstart, (iii) abgefühlten Motorstrom und (iv) abgefühlte Temperatur der Schalter oder der Steuerung. Der Ausgang der Drehmomentbefehls- und Richtungsschaltung 140 ist mit einer Dämpfungssteuerschaltung 220 verbunden.
  • Der Ausgang τ der Dämpfungssteuerschaltung 220 ist mit der Antriebssteuerschaltung 150 verbunden. Der Ausgang des Motorpositionssensors 54 ist auch mit der Antriebssteuerschaltung 150 verbunden. Basierend auf dem Ausgang der Dämpfungssteuerschaltung 220, die funktionsmäßig mit dem Wert des Ausgangs der Drehmomentbefehls- und Richtungsschaltung 140 in Beziehung steht, und basierend auf der Position des Rotors sieht die Antriebssteuerschaltung 150 ein Motorsteuersignal vor, das verwendet wird zur Steuerung der Erregung des elektrischen Hilfsmotors 26, und zwar hinsichtlich der Sequenz und den Strom der an die Statorspulen durch eine Vielzahl von Schaltern 154 angelegt wird.
  • Die Antriebssteuerschaltung 150 ist vorzugsweise ein Microcomputer. Es kann notwendig sein, dass die Commutations- oder Antriebsimpulse mit einer Rate an die Statorwicklungen ausgegeben werden müssen, die schneller ist als die Motorpositionsdaten von dem Sensor 54 verarbeitet werden können, um einen glatten Betrieb des variablen Reluktanzmotors vorzusehen. Um dieses Problem zu lösen wird bevorzugt, dass die Position des Rotors zu vorbestimmten Zeiten zwischen tatsächlichen Rotorpositionsmessungen geschätzt wird, und zwar basierend auf bestimmten bekannten Bedingungen und bestimmten Annahmen. Eine Rotorpositionsschätzung ist in dem IEEE-Artikel mit dem Titel "A Simple Motion Estimator for VR Motors" von W. D. Harris und J. H. Lang, IEEE Industry Applications Society Annual Meeting vom Oktober 1988 und in einem Artikel mit dem Titel "A State Observer for Variable Reluctance Motors: Analysis and Experiments" von A. Lumsdaine, J. H. Lang und M. J. Balas auf der 19. ASILOMAR Conference on Circuits, Systems & Computers, vom 6. bis 8. November 1985 beschrieben, wobei beide Artikel hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen werden.
  • Wie zuvor bemerkt, ist der Temperatursensor 180 betriebsmäßig mit entweder den Schaltern 154 jedes Spulenpaars, die über eine gemeinsame Wärmesenke verbunden sind, oder mit dem Microcomputer verbunden. Der Ausgang des Temperatursensors 180 ist mit der thermischen und Stromrückfaltschaltung 138 verbunden. Wenn die Temperatur der Schalter 154 oder der Steuerung zu hoch ist, d. h. größer als ein vorbestimmter Wert, dann wird das Drehmomentbefehlssignal verringert, um eine Beschädigung der Schalter oder der Steuerung zu verhindern.
  • Wie ebenfalls zuvor bemerkt, ist der Motorstromsensor 190 betriebsmäßig mit dem Elektromotor 26 verbunden zum Abfühlen der dort hindurch fließenden Strommenge. Der Ausgang des Stromsensors 190 ist mit der thermischen und Stromrückfaltschaltung 138 verbunden. Wenn der abgefühlte Strom durch den Motor zu hoch ist, d. h. größer als ein vorbestimmter Wert, dann wird der Wert des Drehmomentbefehlssignals verringert, um zu verhindern, dass die Schalter ausbrennen bzw. beschädigt werden.
  • Der Ausgang von dem Rotorpositionssensor 54 ist auch mit einer Motorgeschwindigkeitssensorschaltung 200 verbunden. Die Änderung in der Rotorposition als eine Funktion der Zeit (differential) ist eine Anzeige des Rotors und dementsprechend der Motorgeschwindigkeit. Der Ausgang des Motorgeschwindigkeitssensors 200 ist ein elektrisches Signal mit einem Wert, der die Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit und das Vorzeichen, d. h. die Richtung der Drehung anzeigt. Anstelle des Differenzierens der Rotorposition, d. h. eine Veränderung der Rotorposition als eine Funktion der Zeit, wird der Fachmann andere Geschwindigkeitsabfühlanordnungen in Betracht ziehen, die verwendet werden können um die Rotordrehzahl und die Drehrichtung zu bestimmen, wie zum Beispiel ein Tachometer der mit dem Rotor verbunden ist oder eine Kurvenanpassungsanordnung welche Nachschautabellen verwendet.
  • Der Geschwindigkeitssensor 200 besitzt einen Ausgang 201, der mit der Dämpfungssteuerschaltung 220 verbunden ist. Der Ausgang 201 des Sensors 200 sieht ein Signal vor, das die Motorgeschwindigkeit anzeigt. Das Motorgeschwindigkeitssignal besitzt sowohl eine Größenkomponente als auch eine Drehrichtungskomponente.
  • Die Dämpfungssteuerschaltung 220 gibt ein gedämpftes Drehmomentbefehls- und Richtungssignal τ ab die Antriebssteuerschaltung 150 aus. Das Drehmomentbefehlssignal wird um eine Größe gedämpft, die funktionell mit dem Wert der abgefühlten Motorgeschwindigkeit und dem Wert der abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit in Beziehung steht. Die Dämpfungsfunktion an dem Drehmomentbefehlssignal kann entweder eine lineare oder eine nichtlineare Funktion der abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit und der abgefühlten Motorgeschwindigkeit sein. Um die Systemstabilität zu verbessern ist die Dämpfung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und niedriger Motorgeschwindigkeit niedrig. Die Dämpfung erhöht sich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig bleibt und sich die Motorgeschwindigkeit erhöht. Wenn sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die Motorgeschwindigkeit ansteigen, erhöht sich auch die Dämpfung. Die Dämpfung ist vollständig in dem oben durch Bezugnahme aufgenommenen '828 Patent von Miller et al. beschrieben.
  • Es sei bemerkt, dass die Dämpfung funktional in Beziehung steht mit der Motorratenrückkopplung und auch funktional in Beziehung steht mit der abgefühlten Fahrzeuggeschwindigkeit. Man möchte, dass ein elektrisches Hilfssystem mindestens das Gefühl eines Hydrauliksystems simuliert.
  • Anhand der Fig. 2 und 3 kann der Steuervorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern des Hilfsmotorstroms besser nachvollzogen werden. Wie zuvor bemerkt, ist die Antriebssteuerschaltung 150 vorzugsweise in einem Microcomputer ausgeführt. Der Microcomputer besitzt darin gespeichert eine Vielzahl von Drehmomenttabellen. Diese Drehmomenttabellen besitzen Motorstromwerte als eine Funktion der darin gespeicherten Motorposition. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind zehn Drehmomenttabellen, die als T1 bis T10 bezeichnet sind, vorgesehen. Jede der Drehmomenttabellen besitzt damit assoziierte diskrete Werte eines gewünschten Motorstroms, der mit diskreten Motorpositionswerten Θ assoziiert ist, der die gewünschte Motorunterstützung erreicht. Die gewünschten Motorstromwerte stehen funktionell in Beziehung mit den Motorpositionswerten. Der Ausgang von der Dämpfungssteuerschaltung 220 wird als die gewünschte Drehmomentunterstützung bezeichnet. Dieser Ausgang repräsentiert den Drehmomentbefehl der noch weiter korrigiert ist um eine Gierratenstabilität vorzusehen.
  • Die Drehmomenttabelle T1 ist für Bedingungen mit minimal angelegtem Lenkdrehmoment und die Drehmomenttabelle T10 ist für das maximal in Betracht gezogene angelegte Lenkdrehmoment. Da diese Tabellen für angelegtes Drehmoment zehn unterschiedliche angelegte Lenkdrehmomentwerte darstellen, fällt der Ausgang des gewünschten Drehmomentwerts τ von der Dämpfungssteuerschaltung 220 typischerweise zwischen zwei dieser zehn diskreten Drehmomentwerte. Beachte, dass der Ausgangswert τ von der Dämpfungssteuerschaltung 220 die gewünschte Drehmomentunterstützung ist, die funktionell mit dem angelegten Lenkdrehmoment in Beziehung steht.
  • Für die nachfolgende Darstellung wird angenommen, dass der Drehmomentwert &tau; zwischen die Drehmomentwerte T1 und T2 fällt, wobei T1 < &tau; < T2. Jede der zehn Drehmomentnachschautabellen besitzt gespeicherte Stromwerte, die sich als eine Funktion der abgefühlten Motorposition &Theta; verändern. Die Motorpositionswerte &Theta; in der Tabelle sind auch diskrete Werte. Daher fällt ein typischerweise gemessener Motorpositionswinkel &Theta; zwischen zwei diskrete Winkelwerte, die in der Tabelle gespeichert sind. Obwohl die Graphen der Tabelle T1 und T2 als kontinuierliche Kurven dargestellt sind sei bemerkt, dass diskrete Strombefehlswerte für diskrete Motorpositionen gespeichert sind.
  • Für den Zweck der nachfolgenden Darstellung wird angenommen, dass der Motorpositionswinkel &Theta; zwischen zwei Werten &Theta;1 und &Theta;2 fällt, wobei &Theta;1 < &Theta; < &Theta;2.
  • Der Vorgang beginnt im Schritt 300 in dem der Microcontroller sich selbst initialisiert und zwar in einer bekannten Art und Weise. Während dieser Initialisierungsphase werden die flüchtigen internen Speicher gelöscht, die Register werden auf die Anfangswerte gesetzt, Flaggen werden auf die Anfangsbedingungen gesetzt usw. Der Vorgang geht dann zum Schritt 302, in dem der Drehmomentwert &tau; und die Motorposition &Theta; beide durch die Antriebssteuerschaltung 150 überwacht werden. Der Drehmomentwert &tau; ist der gedämpfte Drehmomentwertausgang von der Dämpfungssteuerschaltung 220, der funktionell in Beziehung steht mit dem überwachten angelegten Lenkdrehmoment. Der Motorpositionswert &Theta; ist der Ausgangswert von dem Rotorpositionssensor 54.
  • Der Vorgang geht nun zum Schritt 304, wo bestimmt wird zwischen welche zwei Drehmomentwerte das Drehmoment &tau; fällt. Wie zuvor bemerkt, wird zum Zwecke der Darstellung angenommen, dass der Drehmomentwert &tau; zwischen zwei Drehmomentwerte T1 und T2 fällt. Daher werden diese zwei Drehmomenttabellen bei der Bestimmung des Strombefehls für den elektrischen Hilfsmotor verwendet. Der Vorgang geht dann zum Schritt 306, in dem die oberen und unteren Werte der Motorposition bestimmt werden, d. h. es wird bestimmt zwischen welche zwei gespeicherten Winkelpositionen die gemessene Motorposition fällt.
  • Gleichzeitig wird im Schritt 308 ein Wert Tdel gemäß der vorliegenden Gleichung bestimmt:
  • Vom Schritt 306 geht der Vorgang zum Schritt 310, in dem ein erster Stromwert 11 berechnet wird basierend auf einen interpolierten Wert von der ersten Drehmomenttabelle T1. Um I1 zu bestimmen, werden Stromwerte für den unteren Motorpositionswert &Theta;1 und für den oberen Motorpositionswert &Theta;2 bestimmt. Der Wert für 11 ist der interpolierte Stromwert zwischen dem unteren bestimmten Wert und dem oberen bestimmten Wert. Der untere bestimmte Wert aus der T1 Nachschautabelle wird mit T1 (&Theta;1) bezeichnet und der obere bestimmte Wert aus der T1 Nachschautabelle wird als T1 (&Theta;2) bezeichnet. Die Interpolation wird linear in Winkelabmessungen durchgeführt. Der interpolierte Winkel kann wie folgt ausgedrückt werden:
  • so dass der Stromwert 11 wie folgt ausgedrückt werden kann:
  • I1 = T1(&Theta;1) + (&alpha;x(&Theta; - &Theta;1)) (3)
  • wobei O die derzeitige Motorposition ist.
  • Ein zweiter Stromwert 12 wird in gleicher Weise im Schritt 312 bestimmt. Der zweite Stromwert 12 wird berechnet basierend auf einem interpolierten Wert von der zweiten Drehmomenttabelle T2. Um 12 zu bestimmen, werden Stromwerte für den unteren Motorpositionswert &Theta;1 und für den oberen Motorpositionswert &Theta;2 bestimmt. Der Wert für I2 ist der interpolierte Stromwert zwischen dem unteren bestimmten Wert und dem oberen bestimmten Wert. Der untere bestimmte Wert aus der T2 Nachschautabelle wird als T2 (&Theta;1) bezeichnet und der obere bestimmte Wert aus der T2 Nachschautabelle wird als T2 (&Theta;2) bezeichnet. Die Interpolation wird linear in Winkelabmessungen durchgeführt. Der interpolierte Winkel kann wie folgt ausgedrückt werden:
  • so dass der Stromwert 12 wie folgt ausgedrückt werden kann:
  • I2 = T2(&Theta;1) + (&alpha;x(&Theta; - &Theta;1)) (5)
  • Nachdem die zwei Stromwerte 11 und 12 aus den zwei Drehmomenttabellen T1 bzw. T2 bestimmt wurden, wird der schlussendliche Motorbefehlsstrom ICMD durch eine weitere Interpolation im Schritt 314 bestimmt. Wiederum handelt es sich um eine lineare Interpolation unter Verwendung der Variable Tdel, die im Schritt 308 bestimmt wurde. Der schlussendliche Motorbefehlsstrom ICMD kann wie folgt ausgedrückt werden:
  • ICDM = I1 + ((I2 - I1) · Tdel) (6)
  • Nach der Bestimmung des schlussendlichen Strombefehlswertes ICMD im Schritt 314 wird der Strombefehl im Schritt 316 durch die Antriebssteuerschaltung 150 ausgegeben. Die Antriebssteuerschaltung 150 impulsbreitenmoduliert die Schalter bzw. Leistungsschalter 154, um diesen bestimmten Stromwert in dem elektrischen Hilfsmotor zu erreichen. Der Vorgang geht dann zum Schritt 302 zurück.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass der Motorstrom gemäß dieser Erfindung in einer unendlich glatten bzw. sanften Art und Weise aus den Nachschautabellen gesteuert wird, die einen finiten bzw. endlichen Satz von gespeicherten Datenwerten besitzen. Diese Anordnung reduziert erheblich hörbaren Lärm von dem elektrischen Hilfsmotor.
  • Der Fachmann wird ferner erkennen, dass die hier gezeigte und beschriebene Interpolation eine lineare Interpolation ist. Die vorliegende Erfindung zieht auch in Betracht, dass eine nicht lineare Interpolation verwendet wird.
  • Es sei ferner bemerkt, dass es zweckmässig ist, Selbstdiagnosemerkmale in die Antriebssteuerschaltung zu integrieren, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Hilfsanordnung sicherzustellen. Eine solche Diagnoseanordnung für elektrische Lenkhilfssysteme ist vollständig in dem US-Patent 4,660,671 beschrieben, das hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden sich dem Fachmann Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen ergeben. Solche Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen innerhalb des Fachwissens sollen durch die nachfolgenden Ansprüche abgedeckt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Steuern eines Lenkhilfesystems (10), wobei das Lenkhilfesystem eine Lenkunterstützung ansprechend auf ein Lenksteuersignal vorsieht, wobei das Lenkhilfesystem einen variablen Reluktanzmotor (26) umfaßt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Motorpositions-Abfühlmittel (54) zum Abfühlen der Relativposition zwischen dem Rotor und Stator des Motors;
erste und zweite Drehmoment-Nachschautabellen (T1, T2), wobei jede der ersten und zweiten Drehmoment-Nachschautabellen Motorstromwerte besitzt, die als eine Funktion der Motorposition variieren;
Steuermittel (150), die betriebsmäßig mit den Motorpositions-Abfühlmitteln (54) verbunden sind;
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel
(i) einen ersten Motorstromwert (11) bestimmen (310) durch Interpolieren zwischen zwei Stromwerten, die den zwei Motorpositionen entsprechen, die in der ersten Nachschautabelle T1 gespeichert sind und am nächsten an der abgefühlten Motorposition liegen,
(ii) einen zweiten Motorstromwert (12) bestimmen (312) durch Interpolieren zwischen zwei Stromwerten, die den zwei Motorpositionen entsprechen, die in der zweiten Nachschautabelle (T2) gespeichert sind, und am nächsten an der abgefühlten Motorposition liegen, und
(iii) einen End-Motorstromwert (ICMD) bestimmen (314) durch Interpolieren zwischen den ersten und zweiten bestimmten Motorstromwerten; und
daß ein Motorstromsignal vorgesehen wird (316) ansprechend auf den bestimmten End-Motorstromwert (ICMD).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist:
Drehmoment-Abfühlmittel (110), die betriebsmäßig mit einem Fahrzeuglenkrad verbunden sind zum Abfühlen des angelegten Lenkdrehmoments;
Motordrehmoment-Unterstützungs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines gewünschten Motordrehmoment-Unterstützungswertes ansprechend auf das abgefühlte angelegte Lenkdrehmoment;
eine Vielzahl von Motordrehmoment-Nachschautabellen (T1-T10), wobei jede der Motordrehmoment-Nachschautabellen eine Vielzahl von Motorstromwerten besitzt, die als eine Funktion der Motorposition variieren;
wobei die Steuermittel (150) betriebsmäßig mit den Motordrehmoment- Unterstützungs-Bestimmungsmitteln und den Motorpositions-Abfühlmitteln verbunden sind, wobei die Steuermittel ferner eine erste (T1) und eine zweite (T2) Drehmoment-Nachschautabelle aus der Vielzahl von Nachschautabellen auswählen (304), wobei die erste Nachschautabelle (T1) einem Drehmomentwert entspricht, der kleiner ist als der gewünschte Motordrehmoment-Unterstützungswert und wobei die zweite Nachschautabelle einem Drehmomentwert entspricht, der größer ist als der gewünschte Motordrehmoment-Unterstützungswert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede der Drehmomenttabellen (T1- T10) darin gespeichert eine nicht lineare funktionale Beziehung zwischen Motorstromwerten und Motorpositionswerten aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuermittel (150) Mittel aufweisen zum Bestimmen des ersten Motorstromwerts (11), des zweiten Motorstromwerts (12) und des Endmotorstromwerts (ICMD), und zwar unter Verwendung linearer Interpolation.
5. Verfahren zum Steuern eines Lenkhilfesystems (10), wobei das Lenkhilfesystem (10) eine Lenkhilfe vorsieht, und zwar ansprechend auf ein Lenksteuersignal, wobei das Lenkhilfesystem (10) einen variablen Reluktanzmotor (26) umfaßt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Abfühlen einer Motorposition durch Abfühlen der Relativposition zwischen dem Rotor und Stator des Motors;
Vorsehen erster und zweiter Drehmoment-Nachschautabellen (T1, T2), wobei jede der ersten und zweiten Drehmoment-Nachschautabellen eine Vielzahl von Motorstromwerten besitzt, die als eine Funktion der Motorposition variieren;
dadurch gekennzeichnet daß das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Bestimmen (310) eines ersten Motorstromwerts (I1) durch Interpolieren zwischen zwei Stromwerten, die den zwei Motorpositionen entsprechen, die in der ersten Nachschautabelle (T1) gespeichert sind und am nächsten an der abgefühlten Motorposition liegen;
Bestimmen (312) eines zweiten Motorstromwerts (I2) durch Interpolieren zwischen zwei Stromwerten, die den zwei Motorpositionen entsprechen, die in der zweiten Nachschautabelle (T2) gespeichert sind und am nächsten an der abgefühlten Motorposition liegen;
Bestimmen (314) eines End-Motorstromwerts (ICMD) durch Interpolieren zwischen den ersten und zweiten bestimmten Motorstromwerten; und Vorsehen (316) eines Motorsteuersignals ansprechend auf den bestimmten End-Motorstromwert (ICMD).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Abfühlen eines angelegten Lenkdrehmoments;
Bestimmen eines gewünschten Motordrehmoment-Unterstützungswertes ansprechend auf das abgefühlte angelegte Lenkdrehmoment;
Vorsehen einer Vielzahl von Motornachschautabellen (T1-T10), wobei jede der Motornachschautabellen eine Vielzahl von Motorstromwerten aufweist, die als eine Funktion der Motorposition variieren;
Auswählen einer ersten (T1) und einer zweiten (T2) Drehmoment- Nachschautabelle aus der Vielzahl von Nachschautabellen, wobei die erste Nachschautabelle einem Drehmomentwert entspricht, der kleiner ist als der bestimmte gewünschte Motordrehmoment-Unterstützungswert, und wobei die zweite Drehmomenttabelle einem Drehmomentwert entspricht, der größer ist als der bestimmte gewünschte Motordrehmoment- Unterstützungswert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Vorsehens der Vielzahl von Nachschautabellen (T1-T10) das Versehen jeder der Tabellen mit Motorstromwerten umfaßt, die eine nicht-lineare funktionale Beziehung zwischen darin gespeicherten Motorstromwerten und Motorpositionswerten besitzt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Schritte des Bestimmens des ersten Motorstromwerts (11), des zweiten Motorstromwerts (12) und des End-Motorstromwerts (ICMD) eine lineare Interpolation verwendet.
DE69521586T 1994-11-04 1995-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraft-Lenksystems mit einer zwei-dimensionalen Interpolation für Stromwerte Revoked DE69521586T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/334,243 US5475289A (en) 1994-11-04 1994-11-04 Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using two-dimensional interpolation for current commands

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69521586D1 DE69521586D1 (de) 2001-08-09
DE69521586T2 true DE69521586T2 (de) 2002-05-23

Family

ID=23306290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69521586T Revoked DE69521586T2 (de) 1994-11-04 1995-08-04 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraft-Lenksystems mit einer zwei-dimensionalen Interpolation für Stromwerte

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5475289A (de)
EP (1) EP0710599B1 (de)
JP (1) JP2638583B2 (de)
BR (1) BR9504528A (de)
DE (1) DE69521586T2 (de)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5740880A (en) * 1995-12-07 1998-04-21 Ford Global Technologies, Inc. Speed tracking of induced armature field in electric power assisted steering
US5743351A (en) * 1996-05-29 1998-04-28 Trw Inc. Method and apparatus for controlling an electric assist steering sysem by linearizing system input-output torque gain
GB9613538D0 (en) * 1996-06-27 1996-08-28 Switched Reluctance Drives Ltd Matrix interpolation
DE19634728C1 (de) * 1996-08-28 1998-04-02 Daimler Benz Ag Fahrzeuglenkung
US5743352A (en) * 1996-09-03 1998-04-28 Ford Global Technologies, Inc. Electrically-actuated power steering system
US6078121A (en) 1997-02-21 2000-06-20 Emerson Electric Co. Rotor assembly for a rotating machine
US6025665A (en) * 1997-02-21 2000-02-15 Emerson Electric Co. Rotating machine for use in a pressurized fluid system
US5998952A (en) * 1997-04-09 1999-12-07 Trw Inc. Method and apparatus for reducing torque ripple in an electric motor using anticasual filtering
JP3469098B2 (ja) * 1997-09-16 2003-11-25 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US6121745A (en) * 1997-10-02 2000-09-19 Warner Electric Technology, Inc. Direct current command generation for a stepper motor drive
US5914579A (en) * 1997-10-02 1999-06-22 Dana Corporation Direct current command generation for a stepper motor drive
US6046560A (en) 1998-03-20 2000-04-04 Trw Inc. Electric assist steering system having an improved motor current controller with gain scheduler
US6107767A (en) * 1998-03-20 2000-08-22 Trw Inc. Electric assist steering system having an improved motor current controller with notch filter
US6173223B1 (en) 1999-01-05 2001-01-09 Ford Global Technologies, Inc. Steering control method for providing variable assist power steering
US6167334A (en) * 1999-01-05 2000-12-26 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for providing variable assist power steering
BR0004031A (pt) * 1999-02-11 2000-11-21 Trw Inc Processos para controlar um servo motor elétrico, e para controlar um sistema de direção assistida elétrico tendo um motor de ca a magneto permanente, aparelho para controlar um motor elétrico de ca tendo uma pluralidade de fases, sistema de direção assistida elétrico, e, processo para controlar um sistema de direção assistida elétrico tendo um servo motor elétrico a magneto permanente
US6295879B1 (en) 1999-03-08 2001-10-02 Trw Inc. Torque sensing apparatus for an electric assist steering system
US6338016B1 (en) * 1999-03-08 2002-01-08 Trw Inc. Method and apparatus for detecting a motor stall condition in an electric assist steering system
EP1183579B1 (de) * 1999-05-19 2004-10-06 Robert Bosch Gmbh Regelungssystem mit modellgestützter sicherheitsüberwachung eines elektronisch geregelten stellers im kraftfahrzeug
US6153956A (en) * 1999-09-16 2000-11-28 A. O. Smith Corporation Switched reluctance position sensing
EP1219010A4 (de) 1999-09-17 2007-06-20 Delphi Tech Inc Verfahren und system zur regelung des drehmoments in permanent-magnetischen büsstenlosen elektrischen motoren
EP1256164A2 (de) * 2000-02-09 2002-11-13 Dana Corporation Steuerungsverfahren für einen reluktanzgenerator
US6647329B2 (en) 2000-04-07 2003-11-11 Delphi Technologies, Inc. Damping of voltage-controlled brushless motors for electric power steering systems
US6498451B1 (en) 2000-09-06 2002-12-24 Delphi Technologies, Inc. Torque ripple free electric power steering
US6566829B1 (en) 2000-09-07 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for torque control of a machine
US6678594B2 (en) * 2001-02-02 2004-01-13 Delphi Technologies, Inc. User-configurable steering control for steer-by-wire systems
US6711510B2 (en) 2001-02-20 2004-03-23 Trw Inc. Over-current protection method and device
JP4009589B2 (ja) * 2001-06-08 2007-11-14 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 電気パワーステアリングシステムのための速度補償制御
US7071649B2 (en) 2001-08-17 2006-07-04 Delphi Technologies, Inc. Active temperature estimation for electric machines
US7199549B2 (en) * 2001-08-17 2007-04-03 Delphi Technologies, Inc Feedback parameter estimation for electric machines
US6900607B2 (en) * 2001-08-17 2005-05-31 Delphi Technologies, Inc. Combined feedforward and feedback parameter estimation for electric machines
EP1429952A4 (de) 2001-09-14 2007-06-13 Delphi Tech Inc Zusatzkraft- und -positionssteuerung für ein kraftfahrzeuglenksystem
JP4019691B2 (ja) * 2001-11-05 2007-12-12 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
US7576506B2 (en) * 2001-12-11 2009-08-18 Delphi Technologies, Inc. Feedforward parameter estimation for electric machines
US6845309B2 (en) 2002-01-30 2005-01-18 Visteon Global Technologies, Inc. Electric power assist torque check
US20030150366A1 (en) * 2002-02-13 2003-08-14 Kaufmann Timothy W. Watercraft steer-by-wire system
US7084593B2 (en) 2002-04-10 2006-08-01 Visteon Global Technologies, Inc. Method and apparatus for thermal management of an electric power assist steering control system by compensating steering motor current
US6789641B2 (en) * 2002-08-14 2004-09-14 Trw Inc. Method and apparatus for controlling an electric assist motor using a modified blending filter
US7157878B2 (en) 2002-11-19 2007-01-02 Delphi Technologies, Inc. Transient compensation voltage estimation for feedforward sinusoidal brushless motor control
US6864662B2 (en) * 2003-04-30 2005-03-08 Visteon Global Technologies, Inc. Electric power assist steering system and method of operation
JP4294380B2 (ja) * 2003-06-04 2009-07-08 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
GB0401965D0 (en) * 2004-01-30 2004-03-03 Trw Lucasvarity Electric Steer Method and apparatus for controlling an electric assist motor using a modified blending filter
EP1616774A3 (de) * 2004-07-15 2007-08-08 NSK Ltd., Elektrische Servolenkung
US7163080B2 (en) * 2005-03-11 2007-01-16 Trw Automotive U.S. Llc Method and apparatus for detecting a failed temperature sensor in an electric assist steering system
US7549504B2 (en) 2006-07-28 2009-06-23 Delphi Technologies, Inc. Quadrant dependent active damping for electric power steering
US7543679B2 (en) 2006-07-28 2009-06-09 Delphi Technologies, Inc. Compensation of periodic sensor errors in electric power steering systems
US20080065292A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Security Strategies for an Active Front Steer System
US7725227B2 (en) 2006-12-15 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Method, system, and apparatus for providing enhanced steering pull compensation
JP5235536B2 (ja) * 2008-07-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
WO2010035350A1 (ja) * 2008-09-29 2010-04-01 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
JP6662081B2 (ja) * 2016-02-17 2020-03-11 株式会社デンソー 3相回転機の制御装置、及び、電動パワーステアリング装置
DE102019001463A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-10 Nidec Drivexpert Gmbh Verfahren zum schwingungsreduzierten Betreiben eines BLDC-Motors
DE102019001462A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-10 Nidec Drivexpert Gmbh Verfahren zum geräuschreduzierten Betreiben eines geschalteten Reluktanzmotors

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983953A (en) 1971-07-28 1976-10-05 Gemmer-France Servo mechanism
JPS4836582A (de) * 1971-09-13 1973-05-30
US4415054A (en) 1982-08-05 1983-11-15 Trw Inc. Steering gear
US4702335A (en) * 1985-05-28 1987-10-27 Trw Inc. Control apparatus for a power assist steering system
JPS6234850A (ja) * 1985-08-06 1987-02-14 Honda Motor Co Ltd 電動式パワ−ステアリング装置
JPS6234854A (ja) * 1985-08-06 1987-02-14 Honda Motor Co Ltd 電動式パワ−ステアリング装置
JPS6237274A (ja) * 1985-08-09 1987-02-18 Honda Motor Co Ltd 電動式パワ−ステアリング装置
US4660671A (en) * 1985-10-23 1987-04-28 Trw Inc. Electric steering gear
US4800974A (en) * 1985-10-23 1989-01-31 Trw Inc. Electric steering gear
GB8603084D0 (en) 1986-02-07 1986-03-12 Trw Cam Gears Ltd Road vehicle power assisted steering system
JPS62255277A (ja) * 1986-04-28 1987-11-07 Toyoda Mach Works Ltd 操舵力制御電流演算装置
JPH0741784B2 (ja) * 1986-11-28 1995-05-10 日産自動車株式会社 サスペンシヨンとステアリングの総合制御装置
GB2202501B (en) * 1987-03-24 1991-08-21 Honda Motor Co Ltd Electric power steering system for vehicles
US4868477A (en) * 1987-06-23 1989-09-19 The Superior Electric Company Method and apparatus for controlling torque and torque ripple in a variable reluctance motor
US5072166A (en) 1990-06-18 1991-12-10 The Texas A&M University System Position sensor elimination technique for the switched reluctance motor drive
US5257828A (en) * 1992-06-03 1993-11-02 Trw Inc. Method and apparatus for controlling damping in an electric assist steering system for vehicle yaw rate control

Also Published As

Publication number Publication date
EP0710599A1 (de) 1996-05-08
DE69521586D1 (de) 2001-08-09
JP2638583B2 (ja) 1997-08-06
US5475289A (en) 1995-12-12
BR9504528A (pt) 1997-05-27
JPH08207803A (ja) 1996-08-13
EP0710599B1 (de) 2001-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69521586T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraft-Lenksystems mit einer zwei-dimensionalen Interpolation für Stromwerte
DE69511744T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Hilfskraftlenksystems
DE69520980T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines elektrischen Hilfskraftlenksystems mit einem adaptiven Drehmomentfilter
DE69914816T2 (de) Elektrische Servolenkung mit einer verbesserten Motorstromsteuerung mit Bandsperrfilter
DE69532213T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung einer Überlastung eines Motors in einem elektrischen Hilfskraft-Lenksystem
DE69523406T2 (de) Elektrisches Hilfskraftlenksystem und Verfahren zum Steuern eines solchen Systems
DE4402423B4 (de) Servolenkungs-Vorrichtung für Motorfahrzeuge
DE3709590C2 (de)
DE602005002275T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Hilfsmotors unter Verwendung eines modifizierten Mischfilters
DE60015348T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung einer elektrischen servolenkung mit adaptiv mischendem drehmomentfilter
US5743351A (en) Method and apparatus for controlling an electric assist steering sysem by linearizing system input-output torque gain
DE69824911T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfungssteuerung eines elektrischen Servolenksystems mit einer Funktion bei Verlust des Farzeuggeschwindigkeitssignals
DE102005005315B4 (de) Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug
DE69632387T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich von Drehmoment-Lenkeffekten
DE4445561C2 (de) Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung
DE60224908T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer kompensierten Motorgeschwindigkeitsausgangsgrösse der Krafteinheit einer elektrischen Hilfskraftlenkung
DE102010046072B4 (de) Verfahren zum Dämpfen eines Rüttelns auf ebener Straße in einem elektrischen Servolenksystem
DE19801982C2 (de) Motorgetriebene Lenkservoeinrichtung
DE60036162T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur steuerung einer elektrischen servolenkung
DE60035825T2 (de) Gleichstrommotorantriebseinheit und Servolenksteuerungseinrichtung
DE3711099A1 (de) Elektrische servolenkanlage fuer fahrzeuge
DE69932223T2 (de) Lenkungssteuerverfahren für eine Servolenkung mit variabler Unterstützung
DE69617834T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE102016205994A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Motors
DE60121181T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Lenkgefühl mit Diagnosen

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation