ES2289662T3 - Metodo y aparato para el control de un motor electrico usando un filtro modificado de mezcla. - Google Patents
Metodo y aparato para el control de un motor electrico usando un filtro modificado de mezcla. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2289662T3 ES2289662T3 ES05250191T ES05250191T ES2289662T3 ES 2289662 T3 ES2289662 T3 ES 2289662T3 ES 05250191 T ES05250191 T ES 05250191T ES 05250191 T ES05250191 T ES 05250191T ES 2289662 T3 ES2289662 T3 ES 2289662T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- tau
- assistance
- torque
- signal
- torque signal
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-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
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Un método para controlar un motor de asistencia eléctrico con el fin de proporcionar una asistencia de dirección en respuesta a una señal de par detectada. Dicho método comprende los siguientes pasos: filtrar la señal de par detectada (tauS) para proporcionar una señal de par de baja frecuencia (tauSL) y una señal de par de alta frecuencia (tauSH); determinar una señal de par de asistencia de baja frecuencia (tauASSIST LF) en función de la mencionada señal de par de baja frecuencia (tauSL); determinar una señal de ganancia de asistencia de alta frecuencia (kappamax) por medio de una función de mapa bidimensional interpolada linealmente, basándose en la mencionada señal de par detectada y en una velocidad de vehículo detectada (v); aplicar la mencionada señal de ganancia de asistencia de alta frecuencia (kappamax) a la mencionada señal de par de alta frecuencia (tauSH) para determinar una señal de par de asistencia de alta frecuencia (tauASSIST HF); determinar una señal de instrucción de par (taucmd) en función de la mencionada señal de par de asistencia de baja frecuencia (tauASSIST LF) y de la mencionada señal de par de asistencia de alta frecuencia (tauASSIST HF); y ordenar al motor de asistencia eléctrico que proporcione una asistencia de dirección de acuerdo con una señal de salida de voltaje. Dicha señal de salida de voltaje está relacionada funcionalmente con la mencionada señal de instrucción de par.
Description
Método y aparato para el control de un motor
eléctrico usando un filtro modificado de mezcla.
La presente invención se refiere a un método y
aparato para el control de un motor eléctrico con dirección
asistida. En particular, la presente invención se refiere a un
método y aparato para el control de un motor eléctrico de un
sistema de dirección asistida eléctrica mediante el uso de un filtro
modificado de mezcla.
Los sistemas de dirección asistida eléctrica son
bien conocidos en el estado de la técnica. Se proporciona un
ejemplo en la solicitud de patente internacional publicada WO
01/12492, TRW Lucas Varity Electric Steering Ltd. En los
mencionados sistemas de dirección asistida eléctrica, un motor de
asistencia eléctrico proporciona, al ser activado, un par motor de
asistencia de dirección para ayudar al conductor a girar las ruedas
orientables del vehículo. El motor de asistencia eléctrico
normalmente se controla en respuesta al par de la dirección
aplicado al volante del vehículo y a la velocidad medida del
vehículo. Un controlador realiza un seguimiento del par de la
dirección y controla un circuito de transmisión de potencia que, a
su vez, suministra corriente eléctrica al motor de asistencia
eléctrico. Dichos circuitos de control normalmente incluyen
transistores de efecto de campo (FET, field effect
transistors) u otras formas de conmutadores de estado sólido que
se acoplan funcionalmente entre la batería del vehículo y el motor
de asistencia eléctrico. La corriente del motor se controla
mediante la modulación por ancho de pulso (PWM, pulse width
modulation) de los FET.
La sensación de centrado se define como el grado
de respuesta del sistema de dirección en un vehículo que se
desplaza en una línea fundamentalmente recta. Se produce una buena
sensación de centrado cuando el conductor nota la aceleración
lateral del vehículo al realizar pequeñas maniobras en el ángulo del
volante y cuando el vehículo se desplaza en línea recta con un
mínimo de intervención del conductor. Se considera que un vehículo
que tiene tendencia a desviarse de la línea recta deseada posee una
sensación de centrado insuficiente.
La sensación de descentrado es el grado de
respuesta del sistema de dirección en un giro estabilizado. Una
buena sensación de descentrado se produce cuando el conductor,
durante un giro estabilizado a una velocidad elevada, por ejemplo
en una incorporación en curva a una autopista, puede realizar
pequeñas modificaciones en el ángulo del volante que cambian
claramente la trayectoria del vehículo. Si resulta difícil realizar
correcciones del ángulo debido a una fricción elevada o histéresis,
o si las correcciones no modifican de forma causal la trayectoria
del vehículo, se afirma entonces que el vehículo posee una sensación
de descentrado insuficiente.
A velocidades elevadas, es recomendable
proporcionar tanto una buena respuesta de descentrado como una buena
sensación de centrado. A tal efecto, se intenta alcanzar un buen
equilibrio en la selección de la señal de par para obtener una
sensación de centrado y un grado de respuesta de descentrado
aceptables.
Los sistemas eléctricos de dirección asistida
conocidos poseen una característica de rendimiento dinámico, es
decir, un ancho de banda del sistema, que varía en función de la
velocidad del vehículo. A medida que el conductor del vehículo
aplica un par de dirección y gira el volante en ambos sentidos, el
motor de asistencia eléctrico se activa para proporcionar una
asistencia en la dirección como respuesta a las maniobras al volante
detectadas. La respuesta del sistema de dirección en una
frecuencia particular del movimiento del volante en ambos sentidos
es indicativa del rendimiento dinámico del sistema. La gama de
frecuencias con respecto a la cual el sistema de dirección responde
de forma satisfactoria constituye el ancho de banda del sistema.
La cantidad de cambio local en el motor de
asistencia eléctrico, dividida por la cantidad de cambio local en
el par de dirección impuesto por el conductor, constituye la
ganancia del sistema de dirección. Debido a la función de control
del procesamiento del par detectado a fin de originar una
instrucción que se desea para el motor, se produce un tiempo de
retardo entre el momento en que se aplica el par de dirección al
volante y el momento en que el motor de asistencia responde. Este
tiempo de retardo es una función de la frecuencia a la que se
aplica la instrucción de entrada. A este tiempo se le denomina el
tiempo de respuesta del sistema. Se establece la ganancia del
sistema en un valor predeterminado con el objeto de conseguir una
respuesta rápida del sistema y a la vez mantener la estabilidad
global del mismo. El tiempo de respuesta del sistema y la ganancia
del sistema son factores en el ancho de banda del sistema de
dirección.
El ancho de banda de un sistema de dirección
varía en función de la velocidad del vehículo. Si la frecuencia de
dirección dinámica o la frecuencia de una maniobra momentánea al
volante en un sistema eléctrico de dirección asistida sobrepasa el
ancho de banda del sistema a una velocidad específica del vehículo,
la dirección será percibida como "lenta" (con una especie de
"titubeo" o "vacilación" ante una maniobra al volante), ya
que el motor de asistencia de la dirección no puede responder de
forma suficientemente rápida. La ganancia del sistema de dirección
y el ancho de banda del sistema disminuyen en un sistema eléctrico
de dirección asistida a medida que la velocidad del vehículo
aumenta, lo que hace que la vacilación o lentitud del sistema se
note aún más al incrementarse la velocidad.
La presente invención proporciona un método y un
aparato para la mejora de la sensación de la dirección en un motor
eléctrico en un sistema eléctrico de dirección asistida.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, existe un método para controlar un motor de asistencia
eléctrico con el fin de proporcionar una asistencia a la dirección
en respuesta a una señal de par detectada. Dicho método se
caracteriza por los siguientes pasos:
filtrar la señal de par detectada (\tau_{S})
para proporcionar una señal de par de baja frecuencia
(\tau_{SL}) y una señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH});
determinar una señal de par de asistencia de
baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) en función de la
mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL});
determinar una señal de ganancia de asistencia
de alta frecuencia (\kappa_{max}) por medio de una función de
mapa bidimensional interpolada linealmente y basada en la mencionada
señal de par detectada y en una velocidad de vehículo detectada
(\nu);
aplicar la mencionada señal de ganancia de
asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) a la mencionada
señal de par de alta frecuencia (\tau_{SH}) para determinar una
señal de par de asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \
HF});
determinar una señal de instrucción de par
(\tau_{CMD}) en función de la mencionada señal de par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) y de la
mencionada señal de par de asistencia de alta frecuencia
(\tau_{ASSIST \ HF}); y
ordenar al motor de asistencia eléctrico que
proporcione una asistencia de dirección de acuerdo con una señal de
salida de voltaje. Dicha señal de salida de voltaje está
relacionada funcionalmente con la mencionada señal de instrucción
de par.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, existe un aparato para controlar el motor eléctrico de
dirección asistida de un vehículo. Dicho aparato comprende:
un sensor de velocidad del vehículo (104) que
proporciona una señal de velocidad con un valor indicativo de la
velocidad detectada del vehículo;
un sensor de par de dirección aplicado (30) que
proporciona una señal de par detectada (\tau_{S}) indicativa
del par de dirección aplicado;
medios (200) para filtrar la señal de par
detectada con el fin de proporcionar una señal de par de baja
frecuencia (\tau_{SL}) y una señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH});
medios (220) para determinar un valor de par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) en función
de la mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL}) y
para proporcionar una señal de par de asistencia de baja frecuencia
indicativa del mismo;
medios (290) para implementar una función de
búsqueda de mapa bidimensional e interpolada linealmente (350) con
el fin de obtener un valor de ganancia de asistencia de alta
frecuencia (\kappa_{max}) en función de la mencionada señal de
par detectada (\tau_{S}) y una velocidad de vehículo detectada
(\nu) y para proporcionar una señal de ganancia de asistencia de
alta frecuencia indicativa de la misma;
medios (280) para determinar un valor de par de
asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF}) relacionado
con el producto de la mencionada señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH}) y la mencionada señal de ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}) y para proporcionar una señal de
par de asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF})
indicativa del
mismo;
mismo;
medios (284) para determinar un valor de
instrucción de par (\tau_{CMD}) en función de la mencionada
señal de par de asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \
LF}) y la mencionada señal de par de asistencia de alta frecuencia
(\tau_{ASSIST \ HF}) y para proporcionar una señal de
instrucción de par (\tau_{CD}) indicativa del mismo; y
medios para ordenar al motor de asistencia
eléctrica que proporcione una asistencia de dirección, de acuerdo
con la mencionada señal de instrucción de par.
A continuación se describe la invención de forma
más detallada, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia
a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una representación esquemática de
un sistema eléctrico de dirección asistida, de acuerdo con una
modalidad de la presente invención;
la Figura 2 es un diagrama de bloques
funcionales de un bucle de control de par del sistema eléctrico de
dirección asistida de la Figura 1;
la Figura 3 es un diagrama de bloques
funcionales de una función de curva de asistencia de baja frecuencia
de la Figura 2;
la Figura 4 es un gráfico en el que se ilustran
curvas de asistencia de alta frecuencia de una función de
computación de ganancia de asistencia de alta frecuencia de la
Figura 2;
la Figura 5 muestra un ejemplo de un mapa
bidimensional; y
la Figura 6 muestra el sistema global que se
sirve del mapa mostrado en la Figura 5.
Por lo que respecta a la Figura 1, un sistema
eléctrico de dirección asistida (10) incluye un volante (12)
conectado a un eje de entrada (14). El eje de entrada (14) está
conectado funcionalmente a un eje de salida (20) a través de una
barra de torsión (16). La barra de torsión (16) gira en respuesta a
un par de dirección aplicado, permitiendo así una rotación relativa
entre el eje de entrada (14) y el eje de salida (20). Unos topes
(no mostrados) limitan la cantidad de rotación relativa entre los
ejes de entrada y salida (14 y 20) de una forma conocida en el
estado de la técnica. La barra de torsión (16) posee una constante
de elasticidad, denominada en el presente K_{t}. La cantidad de
par de dirección aplicado en función del movimiento rotativo
relativo entre el eje de entrada (14) y el eje de salida (20) en
respuesta al par de dirección aplicado es una función de K_{t}.
La constante de elasticidad K_{t} puede expresarse en unidades de
Newton por metro (Nm) o en pulgadas por libra por grado de rotación
entre el eje de entrada (14) y el eje de salida (20).
Un sensor de posición (22) está conectado
funcionalmente al eje de entrada (14) y al eje de salida (20). El
sensor de posición (22), en combinación con la barra de torsión
(26), forma un sensor de par (30). El sensor de posición (22)
determina la posición rotativa relativa entre el eje de entrada (14)
y el eje de salida (20). El sensor de par (30) proporciona una
señal de par aplicada (\tau_{app}), indicada en 24, a un
procesador de señal de par (32). La señal de par aplicada
(\tau_{app}) es indicativa de la posición rotativa relativa
entre el eje de entrada (14) y el eje de salida (20).
Cuando se gira el volante (12), el ángulo
relativo entre el eje de entrada (14) y el eje de salida (20) varía
en función del par de entrada aplicado al volante. El procesador de
señal de par (32) vigila el ángulo entre el eje de entrada (14) y
el eje de salida (20) a través de la señal de par aplicada
(\tau_{app}) y, debido a la constante de elasticidad K_{t} de
la barra de torsión (16), proporciona una señal, mostrada en 34,
indicativa del par de dirección aplicado \tau_{S}.
El eje de salida (20) está conectado a un
engranaje de piñón (40). El engranaje de piñón (40), como es bien
conocido en el estado de la técnica, posee un dentado helicoidal que
se acopla o engrana con dientes rectos en una cremallera de
dirección o dirección lineal (número 42). El engranaje de piñón
(40), en combinación con los dientes en la cremallera de dirección
(42), forman un conjunto de cremallera y engranaje de piñón (44).
La cremallera de dirección (42) está acoplada funcionalmente a las
ruedas orientables del vehículo (46) a través de un varillaje de
dirección (no mostrado) de una forma conocida. Cuando se gira el
volante (12), el conjunto de cremallera y engranaje de piñón (44)
convierte el movimiento rotatorio del volante (12) en un movimiento
lineal de la cremallera de dirección (42). Cuando la cremallera de
dirección (42) se mueve en una dirección lineal, las ruedas
orientables (46) pivotan sobre sus ejes de dirección asociados.
De acuerdo con la modalidad que se utiliza como
ejemplo, un motor de asistencia eléctrico (50) está conectado
funcionalmente a la cremallera de dirección (42) a través de un
ensamblaje de tuerca de bola (no mostrado) de una manera conocida o
a través de otro sistema de engranaje deseado (como, por ejemplo, de
rueda o corona helicoidal, cónico o de transmisión por cinta). Con
el fin de explicar un ejemplo de la presente invención, se asume
que la conexión funcional del motor eléctrico a la tuerca de la
dirección se realiza a través de un ensamblaje de tuerca de bola,
aunque la presente invención puede aplicarse igualmente a otros
sistemas que conectan funcionalmente el motor eléctrico con el
engranaje de dirección. Los expertos en este campo reconocerán que
el motor de asistencia eléctrico (50) puede tener una conexión
alternativa con los miembros de dirección con el fin de
proporcionar una asistencia de dirección. Por ejemplo, el motor de
asistencia eléctrico (50) podría conectarse funcionalmente al eje
de salida (20), a un sistema independiente de accionamiento por
piñón, etc. Cuando se activa, el motor de asistencia eléctrico (50)
proporciona asistencia para ayudar al conductor a girar el volante
del vehículo (12).
El motor eléctrico (50) de la modalidad de
ejemplo puede ser de cualquier tipo conocido que resulte apropiado
para su uso en el sistema eléctrico de dirección asistida (10). Por
ejemplo, el motor eléctrico (50) puede ser un motor de reluctancia
variable (VR, variable reluctance), un motor de corriente
alterna de imán permanente (PMAC, permanent magnet alternating
current) o un motor de corriente continua sin escobillas (BLDC,
brushless direct current). En la modalidad de ejemplo, se
describe en el presente cómo el motor eléctrico (50) posee el
objetivo específico de suministrar una asistencia en el sistema
eléctrico de dirección asistida (10). La presente invención puede
aplicarse igualmente a otras configuraciones de motor y a otras
finalidades, como por ejemplo proporcionar una potencia mecánica a
máquinas herramienta.
El funcionamiento básico de un motor de
asistencia eléctrico en un sistema eléctrico de dirección asistida
(10) es bien conocido en el estado de la técnica. Esencialmente, se
activan los polos del estátor para conseguir la cantidad deseada de
par de motor en la dirección de rotación deseada. Se controla la
dirección de la rotación del motor en respuesta a la secuencia en
la que las bobinas del estátor son activadas en determinados tipos
de motores y a la dirección del flujo de corriente en otros tipos de
motores. La cantidad de corriente que atraviesa las bobinas del
estátor controla el par generado por el motor. A fin de explicar
una modalidad de ejemplo de la presente invención, se asume que el
motor de asistencia eléctrico (50) es un motor PMAC.
Cuando se activa el motor eléctrico (50), el
rotor del motor gira, lo que a su vez hace girar la parte de tuerca
del sistema de transmisión de tuerca de bola al que está conectado
el rotor. Cuando la tuerca gira, las bolas transmiten una fuerza
lineal a la cremallera de dirección (42). La dirección del
movimiento de la cremallera de dirección (50) depende de la
dirección de rotación del motor eléctrico (50).
Un sensor de posición de rotor (60) está
conectado funcionalmente al motor (50) y detecta la posición del
rotor en relación con el estátor. El sensor de posición (60)
proporciona una señal de posición de rotor (\theta), indicada en
62, que posee un valor que indica dicha posición relativa entre el
rotor y el estátor. La estructura y el funcionamiento de un sensor
de posición de rotor son conocidos en el estado de la técnica y, por
consiguiente, no se describen en el presente en detalle. Es
necesario conocer la posición del rotor en relación con el estátor
para obtener la dirección rotativa y el par de salida deseados del
motor eléctrico (50).
El sistema eléctrico de dirección asistida (10)
incluye una unidad de control electrónico (UCE) (70).
Preferentemente, la UCE (70) debería ser un microordenador con la
suficiente cantidad de memoria. Se apreciará que la UCE (70) puede
tener otras configuraciones apropiadas. La UCE (70) se programa con
algoritmos de control que tienen como objetivo controlar el motor
eléctrico (50) de una forma predeterminada en respuesta a los
parámetros detectados.
La UCE (70) está conectada funcionalmente a un
circuito de transmisión de potencia (80). El circuito de
transmisión de potencia (80) está conectado funcionalmente a un
suministro de energía (84) a través de un relé (82). El suministro
de energía (84) está conectado funcionalmente a la batería de un
vehículo (86) y regula el suministro eléctrico proporcionado al
circuito de transmisión de potencia (80). La UCE (70) proporciona
una señal de salida de control de voltaje (\nu_{out}), indicada
en 90, al circuito de transmisión de potencia (80). La señal de
salida de control de voltaje (\nu_{out}) es indicativa del
voltaje que se debe suministrar a cada fase del motor eléctrico
(50), tal y como lo determinan los algoritmos de control programados
en la UCE (70) y que se describen en detalle más adelante.
El circuito de transmisión de potencia (80)
incluye FET u otras formas adecuadas de conmutadores de estado
sólido controlables que son operativos para proporcionar una
corriente de motor (\iota_{m}), indicada en 92, a las fases del
motor eléctrico (50). La corriente de motor (\iota_{m}) para
cada fase del motor eléctrico (50) está controlada por la PWM de
los FET, de acuerdo con la señal de salida de control de voltaje
(\nu_{out}).
Un dispositivo de seguimiento de
voltaje/corriente (100) controla la corriente de motor
(\iota_{m}) suministrada al motor eléctrico (50) y proporciona
una señal de corriente de motor medida (\iota_{meas}) de cada
fase a la UCE (70). Estas señales de corriente de motor medidas
(\iota_{meas}) se indican en 102. El sensor de posición de
rotor (60) y el procesador de señal de par (32) proporcionan,
respectivamente, la señal de posición de rotor (\theta) y la
señal de par detectada (\tau_{s}) a la UCE (70). Un sensor de
velocidad de vehículo (104) proporciona una señal de velocidad de
vehículo (\nu), indicada en 106, a la UCE (70). También se pueden
proporcionar otras entradas, indicadas generalmente en 114, a la UCE
(70) para fines de control, seguridad, o seguimiento del
sistema.
Los algoritmos de control almacenados en la UCE
(70) comprenden un bucle de control de par (120), un bucle de
control de motor (130) y un bucle de control de corriente (140). El
bucle de control de par (120) tiene como función determinar una
señal de instrucción de par (\iota_{cmd}) solicitada, indicada
en 126. La señal de instrucción de par (\iota_{cmd}) es
indicativa de la cantidad de par de asistencia de dirección que
requiere el motor eléctrico (50), basada al menos parcialmente en el
par aplicado de dirección detectado (\iota_{s}) y en la
velocidad del vehículo detectada (\nu). El bucle de control del
par (120) proporciona la señal de instrucción de par
(\iota_{cmd}) al bucle de control del motor (130).
El bucle de control del motor (130) tiene como
función determinar una instrucción de corriente del motor
(\iota_{cmd}), indicada en 132, y un ángulo de avance de
corriente DQ (directa / cuadratura) (\gamma), indicado en 134. Se
utiliza un bucle de control de corriente DQ para controlar la
corriente en el motor eléctrico (50). La señal de instrucción de
corriente (\iota_{cmd}) indica la cantidad de corriente que se
suministrará al motor eléctrico (50). El ángulo de avance de
corriente DQ (\gamma) indica el ángulo rotativo de la corriente
de motor con respecto al eje-q al que se comanda el
motor. El ángulo de avance de la corriente DQ (\gamma) viene
determinado en función de la velocidad del motor y es distinto de
cero únicamente para las velocidades de motor elevadas. Se
determinan la señal de instrucción de corriente (\iota_{cmd}) y
el ángulo de avance de corriente DQ (\gamma) basándose en la
instrucción de par (\iota_{cmd}) y la velocidad de rotor
detectada (\omega). Se suministran la corriente de motor medida
(\iota_{meas}) y la posición de rotor detectada (\theta) al
bucle de control del motor (130) con fines de respuesta y
seguimiento. El bucle de control del motor (130) proporciona la
instrucción de corriente de motor (\iota_{cmd}) y el ángulo de
avance de corriente DQ (\gamma) al bucle de control de corriente
(140).
El bucle de control de corriente (140) tiene
como función determinar la señal de salida de voltaje
(\nu_{out}). Como se ha mencionado anteriormente, la señal de
salida de voltaje (\nu_{out}) es indicativa del voltaje que se
suministrará a cada fase del motor de asistencia eléctrico PMAC
(50). La señal de salida de voltaje (\nu_{out}) se determina
basándose al menos parcialmente en la instrucción de corriente
(\iota_{cmd}), el ángulo de avance de corriente DQ (\gamma) y
la posición de rotor detectada (\theta). La señal de salida de
voltaje (\iota_{out}) está formateada para controlar la PWM de
los FET en el circuito de transmisión de potencia (80), de forma
que se proporcionen las cantidades apropiadas de corriente de motor
(\iota_{m}) a cada fase del motor eléctrico (50). Se
proporciona la corriente de motor medida (\iota_{meas}) al bucle
de control del motor (130) y al bucle de control de la corriente
(140).
En la Figura 2 se ilustra el bucle de control
del par (120). En esta explicación, algunas de las funciones
realizadas por la UCE (70) se denominan, de manera intercambiable,
funciones o circuitos. Se proporciona la señal de par detectada
(\tau_{S}) a un filtro de mezcla (200) del bucle de control del
par (120). Se diseña el filtro de mezcla (200) mediante la
medición de la función de transferencia de bucle abierto (G_{P})
en función de la velocidad del vehículo. El filtro de mezcla (200)
está diseñado para satisfacer las especificaciones de estabilidad y
rendimiento con respecto a todas las velocidades de un vehículo
(\nu). El filtro de mezcla (200) también está diseñado para
cumplir los objetivos de rendimiento deseados, obtener márgenes de
estabilidad y márgenes de estabilidad de fase.
Específicamente, el filtro de mezcla (200)
incluye un filtro de paso bajo (G_{L}) (202) y un filtro de paso
alto (G_{H}) (204). Los filtros de paso bajo y alto (202 y 204) se
han diseñado de forma que la suma de los dos filtros equivalga a
uno para todas las frecuencias. El filtro de paso bajo (202)
permite el paso de todas las señales de par detectadas
(\tau_{S}) con contenido de frecuencia por debajo de la
frecuencia de mezcla (\omega_{b}), a la vez que se rechaza todo
el contenido de alta frecuencia de la señal. El filtro de paso
alto (204) permite el paso de todas las señales de par detectadas
(\tau_{S}) con contenido de frecuencia por encima de la
frecuencia de mezcla (\omega_{b}), a la vez que se rechaza todo
el contenido de baja frecuencia de la señal. Se determina la
frecuencia de filtro de mezcla (\omega_{b}), indicada en 212,
en función de la velocidad del vehículo (\nu) mediante una función
de determinación de filtro de mezcla (210). Se puede determinar
\omega_{b} gracias al uso de una tabla de búsqueda en la UCE
(70) o realizando un cálculo de acuerdo con una ecuación
predeterminada.
Se escogen los filtros de mezcla de forma que la
suma del filtro de paso bajo G_{L} (S) y del filtro de paso alto
G_{H} (S) siempre sea igual a uno:
(1)G_{L} (S) +
G_{H} (S) =
1
De acuerdo con la modalidad de ejemplo, se
escoge el filtro de paso bajo (202) para que sea un filtro de primer
orden con un polo en la frecuencia de mezcla (\omega_{b}). El
filtro de paso alto (204) queda definido específicamente por la
anterior limitación, según la cual la suma de los dos filtros debe
ser igual a uno. Por consiguiente, los filtros de paso bajo y alto
son:
(2)G_{L} (S) =
\frac{\omega_{b}}{S +
\omega_{b}}
(3)G_{H} (S) =
\frac{S}{S +
\omega_{b}}
Cuando se utiliza un conjunto de filtros de
mezcla en un ordenador digital, los expertos en este campo se
percatarán de que no es necesario crear fases independientes de
filtrado alto y bajo, sino que la señal de par detectada
(\iota_{S}) enviada a los filtros de mezcla se pasa a través del
filtro de paso bajo para obtener la señal de par de paso bajo
(\tau_{SL}). La señal de par de paso alto es el par detectado
(\tau_{S}) menos la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}).
De esta forma, se resta la parte de baja frecuencia (\tau_{SL})
de la señal de par detectada (\tau_{S}):
(4)\tau_{SH }=
\tau_{S}-
\tau_{SL}
El resultado es una señal con información de
alta frecuencia únicamente. Se apreciará que es posible utilizar
filtros de mezcla de orden más elevado.
El filtro de paso bajo (202) proporciona una
señal de par de paso bajo (\tau_{SL}), indicada en 206, a un
circuito de curva de asistencia dual de baja frecuencia (220). El
circuito de curva de asistencia dual de baja frecuencia (220)
proporciona una señal de par de asistencia de baja frecuencia
(\tau_{ASSIST \ LF}) con un valor relacionado funcionalmente
con la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}) y la velocidad del
vehículo detectada (\nu). En la Figura 3 se ilustra la función de
curva de asistencia dual (220). El circuito de curva de asistencia
dual (220) es ilustrativo de un método para determinar el par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) basado en
la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}). Los expertos en este
campo se darán cuenta de que existen otros métodos para determinar
el par de asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF})
basados en la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}). Se
apreciará que los otros métodos podrían sustituir al circuito de
curva de asistencia dual (220) del bucle de control del par (120)
sin abandonar el espíritu de la presente invención. Por ejemplo, en
la patente estadounidense nº 5.568.389, otorgada a McLaughlin et
al., se describe una curva de asistencia dual que puede
utilizarse de acuerdo con la presente invención y a la que se
remite por el presente.
\newpage
Se proporciona la señal de par de paso bajo
(\tau_{SL}) a una función de curva de asistencia de baja
velocidad (230), la cual proporciona una señal de par de asistencia
de baja velocidad (\tau_{assist \ LS}), indicada en 234. La
señal de par de asistencia de baja velocidad (\tau_{assist \
LS}) representa un valor de par de asistencia deseado para
situaciones de velocidad baja o cero, como por ejemplo el
aparcamiento de un vehículo. Se determina la señal de par de
asistencia de baja velocidad (\tau_{assist \ LS}) en función de
la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}), lo que se puede
conseguir mediante el uso de una tabla de búsqueda almacenada en la
UCE (70) o realizando un cálculo de acuerdo con una ecuación
predeterminada. La curva de asistencia de baja velocidad
normalmente posee una "banda muerta" en la que no se
proporciona ninguna asistencia hasta que el par del volante
sobrepasa un nivel predeterminado. Se requiere esta banda muerta
para que el volante pueda volver al centro cuando el conductor lo
suelta.
También se proporciona la señal de par de paso
bajo (\tau_{SL}) a una función de curva de asistencia de alta
velocidad (232), la cual proporciona una señal de par de asistencia
de alta velocidad (\tau_{assist \ HS}), indicada en 236. La
señal de par de asistencia de alta velocidad (\tau_{assist \
HS}) representa el valor de par de asistencia que se desea para el
funcionamiento del vehículo a alta velocidad, como por ejemplo
durante la conducción por autopistas. Se determina la señal de par
de asistencia de alta velocidad (\tau_{assist \ HS}) en
función de la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}), que puede
obtenerse mediante una tabla de búsqueda almacenada en la UCE (70)
o realizando un cálculo de acuerdo con una ecuación
predeterminada.
Se proporciona la señal de velocidad del
vehículo (\nu) a un circuito de curva de ganancia de mezcla (240),
el cual proporciona un término o valor de mezcla proporcional de
velocidad (S_{P}), indicado en 242. El término de mezcla
proporcional de velocidad (S_{P}) varía entre cero y uno en
función de la velocidad del vehículo. En la modalidad de ejemplo,
el término de mezcla proporcional de velocidad (S_{P}) varía entre
cero a velocidades altas o máximas del vehículo y uno a una
velocidad baja o cero del vehículo. Se utiliza el término de
mezcla proporcional de velocidad (S_{P}) para mezclar el par de
asistencia de baja velocidad (\tau_{assist \ LS}) con el par
de asistencia de alta velocidad (\tau_{assist \ HS}).
Se proporcionan el término de mezcla
proporcional de velocidad (S_{P}) y el par de asistencia de baja
velocidad (\tau_{assist \ LS}) a un circuito de ganancia de
mezcla de baja velocidad (250), el cual suministra una señal de par
de asistencia de baja velocidad mezclada (\tau_{assist \ LS}),
indicada en 252. El circuito de ganancia de mezcla de baja
velocidad (250) multiplica el par de asistencia de baja velocidad
(\tau_{assist \ LS}) mediante un valor de ganancia de mezcla de
baja velocidad que es igual al término de mezcla proporcional de
velocidad (S_{P}).
Se resta el término de mezcla proporcional de
velocidad (S_{P}) de uno en un circuito de suma (254) para
determinar un valor de ganancia de mezcla de alta velocidad
1-S_{P}, indicado en 256. Se proporcionan el
valor de ganancia de mezcla de alta velocidad
1-S_{P} y el par de asistencia de alta velocidad
(\tau_{assist \ HS}) a un circuito de ganancia de mezcla de alta
velocidad (260), el cual proporciona una señal de par de asistencia
de alta velocidad mezclada (\tau_{assist \ HS}), indicada en
262. El circuito de ganancia de mezcla de alta velocidad (260)
multiplica el par de asistencia de alta velocidad (\tau_{assist \
HS}) por el valor de ganancia de mezcla de alta velocidad
1-S_{P}. La suma de los valores de ganancia de
mezcla de alta y baja velocidad son, por consiguiente, siempre
iguales a uno.
La señal de par de asistencia de baja velocidad
mezclada (\tau_{assist \ LS}) y la señal de par de asistencia
de alta velocidad mezclada (\tau_{assist \ HS}) se suman en un
circuito de suma (264) para proporcionar una señal de par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{assist \ LF}), indicada en
266. La señal de par de asistencia de baja frecuencia
(\tau_{assist \ LF}) se determina, por consiguiente, de acuerdo
con la siguiente fórmula:
(5)\tau_{assist \ LF} = (S_{P} \
x \ \tau_{assist \ LS}) + ((1 - S_{P}) \ x \ \tau_{assist \
HS})
y proporciona así una interpolación
sin problemas de los valores de par de asistencia de alta y baja
velocidad (\tau_{assist \ LS} y \tau_{assist \ HS}) a
medida que cambia la velocidad del vehículo
(\nu).
Por lo que respecta a la Figura 2, se suministra
la señal de par de paso alto (\tau_{SH}) a un circuito de
ganancia de asistencia de alta frecuencia (280), el cual determina
una señal de asistencia de alta frecuencia (\tau_{assist \
HF}), indicada en 282. Se añade la señal de asistencia de alta
frecuencia (\tau_{assist \ HF}) a la señal de asistencia de baja
frecuencia (\tau_{assist \ LF}) en un circuito de suma (284)
para determinar una señal de asistencia de par \tau_{assist}),
indicada en 122.
Puede filtrarse la señal de asistencia de par
(\tau_{assist}) a través de un filtro de par adaptativo
(G_{f}), indicado en 124, para determinar la señal de instrucción
de motor (\tau_{cmd}). Se describe un ejemplo de este tipo de
filtro de par adaptativo (G_{f}) en la patente estadounidense nº
5.473.231, concedida a McLaughlin et al., a la que se remite
por el presente.
La señal de asistencia de alta frecuencia
(\tau_{assist \ HF}) se determina como el producto de la señal
de par de paso alto (\tau_{SH}) y una ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}). La ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}) ayuda a determinar el ancho de
banda del sistema eléctrico de dirección asistida (10). A altas
velocidades del vehículo, es recomendable incorporar un valor
relativamente alto para la ganancia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) con el fin de proporcionar un buen seguimiento
de descentrado. Sin embargo, también es recomendable, a altas
velocidades del vehículo, incorporar un valor relativamente bajo
para la ganancia de alta frecuencia (\kappa_{max}) con el fin de
proporcionar una buena sensación de centrado. De acuerdo con la
presente invención, se determina la ganancia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) de acuerdo con un algoritmo que proporciona un
buen seguimiento de descentrado y una buena sensación de centrado a
altas velocidades del vehículo.
La ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}), indicada en 292, se determina en una función de
computación de \kappa_{max} (290). De acuerdo con la presente
invención, se determina la ganancia de asistencia de alta
frecuencia (\kappa_{max}) en función de la velocidad del
vehículo (\nu) y la señal de par detectada (\tau_{S}). En la
modalidad de ejemplo de la Figura 2, la ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}) se determina en función de la
velocidad del vehículo (\nu) y la señal de par de paso bajo
(\tau_{SL}). No obstante, se podría determinar la ganancia de
asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) en función de la
velocidad del vehículo (\nu) y la señal de par detectada
(\tau_{S}), como se ilustra en la línea discontinua (294) de la
Figura 2. Por supuesto, en este ejemplo no sería necesario
proporcionar la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}) al
circuito de computación de \kappa_{max} (290).
El gráfico de la Figura 4 ilustra un ejemplo en
el que se determina la ganancia de asistencia de alta
frecuen-
cia (\kappa_{max}) en función de la velocidad del vehículo (\nu) y del par de entrada. Se deberá tener en cuenta que este gráfico puede admitir modificaciones, dependiendo de la plataforma de vehículo específica y/o de las características deseadas de respuesta de la dirección. Como se ha mencionado anteriormente, el par de entrada puede ser la señal de par detectada (\tau_{S}) o la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}).
cia (\kappa_{max}) en función de la velocidad del vehículo (\nu) y del par de entrada. Se deberá tener en cuenta que este gráfico puede admitir modificaciones, dependiendo de la plataforma de vehículo específica y/o de las características deseadas de respuesta de la dirección. Como se ha mencionado anteriormente, el par de entrada puede ser la señal de par detectada (\tau_{S}) o la señal de par de paso bajo (\tau_{SL}).
Por lo que respecta a la Figura 4, la ganancia
de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) para una
velocidad baja o cero se define por la curva indicada en 300. La
ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) para
una velocidad alta o máxima se define por la curva indicada en 302.
Las curvas espaciadas entre las curvas de asistencia de alta
frecuencia y baja velocidad y alta velocidad (300 y 302) indican la
ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) en
variaciones incrementales predeterminadas en la velocidad del
vehículo.
Como indica la curva \kappa_{max} de baja
velocidad (300), a velocidades bajas la ganancia de asistencia de
alta frecuen-
cia (\kappa_{max}) es constante, es decir, es la misma con independencia de la cantidad de par de entrada. No obstante, la
curva \kappa_{max} de baja velocidad (300) podría ser adaptada para proporcionar una ganancia de asistencia de alta frecuen-
cia (\kappa_{max}) que varía según la cantidad de par de entrada. A medida que se incrementa la velocidad del vehículo (\nu), la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) varía dependiendo de la velocidad del vehículo y del par de entrada, es decir, del par de paso bajo (\tau_{SL}). En general, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a partir de un valor mínimo, dependiendo de la velocidad del vehículo, a medida que el par de entrada se incrementa desde 0 Nm. La ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a una velocidad o gradiente generalmente bajos, desde 0 Nm hasta aproximadamente 0,3 Nm. A aproximadamente 0,3 Nm, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a una velocidad o gradiente más altos, desde 0,3 Nm hasta un poco más de 1,0 Nm. A aproximadamente un poco más de 1,0 Nm, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) permanece constante con independencia de la cantidad de par de entrada.
cia (\kappa_{max}) es constante, es decir, es la misma con independencia de la cantidad de par de entrada. No obstante, la
curva \kappa_{max} de baja velocidad (300) podría ser adaptada para proporcionar una ganancia de asistencia de alta frecuen-
cia (\kappa_{max}) que varía según la cantidad de par de entrada. A medida que se incrementa la velocidad del vehículo (\nu), la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) varía dependiendo de la velocidad del vehículo y del par de entrada, es decir, del par de paso bajo (\tau_{SL}). En general, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a partir de un valor mínimo, dependiendo de la velocidad del vehículo, a medida que el par de entrada se incrementa desde 0 Nm. La ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a una velocidad o gradiente generalmente bajos, desde 0 Nm hasta aproximadamente 0,3 Nm. A aproximadamente 0,3 Nm, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) se incrementa a una velocidad o gradiente más altos, desde 0,3 Nm hasta un poco más de 1,0 Nm. A aproximadamente un poco más de 1,0 Nm, la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) permanece constante con independencia de la cantidad de par de entrada.
El circuito de computación \kappa_{max}
(290) determina la ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) de acuerdo con las curvas ilustradas en la
Figura 4. Se puede realizar esta computación mediante el uso de
una tabla de búsqueda almacenada en la UCE (70). Se pueden utilizar
técnicas de interpolación para determinar la ganancia de asistencia
de alta frecuencia (\kappa_{max}) cuando la velocidad del
vehículo (\nu) se encuentra entre las velocidades predeterminadas
definidas por las dos curvas de velocidad más cercanas. Otra
posibilidad es que el circuito de computación de \kappa_{max}
(290) determine la ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) mediante la realización de un cálculo, según una
ecuación predeterminada seleccionada de conformidad con las curvas
(\kappa_{max}) de la Figura 4.
Se determina la ganancia de asistencia de alta
frecuencia (\kappa_{max}) basándose en la velocidad del
vehículo (\nu) y en el par de entrada (\tau_{SL}). Como
ilustran las curvas de \kappa_{max} de las Figuras 4 y 5, en
general la ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) se incrementa a medida que disminuye la
velocidad del vehículo (\nu). Asimismo, a cualquier velocidad, la
ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) varía
en función del par de entrada (\tau_{SL}). En general, para
las curvas específicas de \kappa_{max} que se ilustran en la
Figura 4, a cualquier velocidad (excepto a velocidad cero, cuando
\kappa_{max} es constante), en ganancia de asistencia de alta
frecuencia, \kappa_{max} es inferior para valores bajos de par
de entrada y superior para valores altos de par de entrada. Por
consiguiente, a velocidades elevadas de vehículo (\nu), se adapta
la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max})
para proporcionar un buen seguimiento de descentrado y una buena
sensación de centrado.
Para las frecuencias de entrada que se
encuentran por encima de la frecuencia de mezcla (\omega_{b}),
el bucle de control de par (120) está dominado por la parte de
ganancia de asistencia de alta frecuencia (280) del bucle. Se
puede analizar y someter a prueba la estabilidad fácilmente, ya que
el sistema actúa como un sistema lineal cerca de la frecuencia de
cruce cero. Puesto que la frecuencia de mezcla (\omega_{b}) y
la ganancia de asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) son
ambas funciones de la velocidad del vehículo (\nu), puede
controlarse el ancho de banda del sistema eléctrico de dirección
asistida (10) en función de la velocidad del vehículo. Ello es
posible gracias a la modificación de la ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}) a través del término de mezcla
proporcional de velocidad (S_{p1}). El ancho de banda disminuye a
medida que la ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) disminuye. Por consiguiente, la parte de alta
frecuencia del bucle de control de par (120) define las
características de respuesta transitoria y estabilidad del sistema
eléctrico de dirección asistida (10).
Para las frecuencias por debajo de la frecuencia
de mezcla (\omega_{b}), el bucle de control de par (120) está
dominado por la parte de curva de asistencia dual de baja frecuencia
(220) del bucle. Esta parte de baja frecuencia del bucle de
control de par (120) determina la sensación que el conductor tiene
del sistema eléctrico de dirección asistida (10) cuando lleva a
cabo maniobras lentas y continuas. Las curvas de asistencia dual
pueden ajustarse de forma que el sistema eléctrico de dirección
asistida (10) proporcione la sensación de dirección deseada.
La cantidad de par de asistencia proporcionada
por el sistema eléctrico de dirección asistida (10) se incrementa
paulatinamente a medida que el par de entrada (\tau_{meas})
aumenta y se aleja de la banda muerta del par del volante. Cuando
abandona la banda muerta, la ganancia local del sistema eléctrico de
dirección asistida (10) es generalmente muy baja, es decir, se
necesita un gran cambio en el par de entrada para producir una
pequeña modificación en el par de asistencia de dirección. Sin la
parte de ganancia de asistencia de alta frecuencia (280) del bucle
de control de par (120), el ancho de banda del sistema global se
reduciría a un par de entrada bajo y se tendría la sensación de que
el sistema eléctrico de dirección asistida (10) responde con
demasiada lentitud. Sin embargo, la inclusión de la parte de
ganancia de asistencia de alta frecuencia (280) del bucle de
control de par (120) permite la selección del ancho de banda del
sistema y hace que el sistema responda con suavidad cuando se
abandona la banda muerta.
Si se escoge la frecuencia de mezcla
(\omega_{b}) una década por debajo de la frecuencia de cruce de
banda muerta de cero, la parte de curva de asistencia dual de baja
frecuencia no lineal (220) del bucle de control de par (120)
constituye un fenómeno que varía con lentitud si se compara con la
dinámica del sistema de dirección. Esencialmente, la parte de baja
frecuencia no lineal se desacopla de forma dinámica de la parte de
ganancia de asistencia de alta frecuencia lineal (280) del bucle de
control de par (120). El sistema eléctrico de dirección asistida
(10) se comporta, por consiguiente, de forma no lineal para entradas
de baja frecuencia y de forma lineal para entradas de alta
frecuencia.
La Figura 5 ilustra una tabla de búsqueda
bidimensional (350) que posee dos entradas, a saber la velocidad
del vehículo y el par de baja frecuencia, y una salida
(\kappa_{max}).
En la Figura 6 se muestra un diagrama de bloques
del sistema global en el que se incorpora la función de búsqueda
bidimensional de la Figura 5.
Claims (12)
1. Un método para controlar un motor de
asistencia eléctrico con el fin de proporcionar una asistencia de
dirección en respuesta a una señal de par detectada. Dicho método
comprende los siguientes pasos:
filtrar la señal de par detectada (\tau_{S})
para proporcionar una señal de par de baja frecuencia
(\tau_{SL}) y una señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH});
determinar una señal de par de asistencia de
baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) en función de la
mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL});
determinar una señal de ganancia de asistencia
de alta frecuencia (\kappa_{max}) por medio de una función de
mapa bidimensional interpolada linealmente, basándose en la
mencionada señal de par detectada y en una velocidad de vehículo
detectada (\nu);
aplicar la mencionada señal de ganancia de
asistencia de alta frecuencia (\kappa_{max}) a la mencionada
señal de par de alta frecuencia (\tau_{SH}) para determinar una
señal de par de asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \
HF});
determinar una señal de instrucción de par
(\tau_{cmd}) en función de la mencionada señal de par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) y de la
mencionada señal de par de asistencia de alta frecuencia
(\tau_{ASSIST \ HF}); y
ordenar al motor de asistencia eléctrico que
proporcione una asistencia de dirección de acuerdo con una señal de
salida de voltaje. Dicha señal de salida de voltaje está
relacionada funcionalmente con la mencionada señal de instrucción
de par.
2. Un método, tal y como se reivindica en la
reivindicación 1, en el que la mencionada función de mapa
bidimensional interpolada linealmente recibe como entradas la
mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL}) y la
mencionada velocidad de vehículo detectada (\nu).
3. Un método, de acuerdo con la reivindicación 1
o la reivindicación 2, en el que el mencionado paso de filtrado
proporciona la mencionada señal de par de baja frecuencia
(\tau_{SL}) que posee frecuencias por debajo de una frecuencia
de mezcla y proporciona la señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH}) mencionada que posee frecuencias por encima de la
mencionada frecuencia de mezcla.
4. Un método, de acuerdo con la reivindicación
3, que además comprende el paso de determinar la mencionada
frecuencia de mezcla en función de la mencionada velocidad de
vehículo detectada (\nu).
5. Un método, de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el mencionado paso de determinar
una señal de par de asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST
\ LF}) comprende los pasos de proporcionar curvas de asistencia
dual y llevar a cabo un algoritmo de mezcla para combinar las
mencionadas curvas de asistencia dual con el fin de proporcionar la
mencionada señal de par de asistencia de baja frecuencia
(\tau_{ASSIST \ LF}).
6 Un método, de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el mencionado paso de aplicar la
mencionada señal de ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) comprende el paso de determinar un producto de
la mencionada señal de par de alta frecuencia (\tau_{SH}) y de
la mencionada señal de ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}).
7. Un método, de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el mencionado paso de determinar
una señal de instrucción de par (\tau_{CMD}) comprende los pasos
de:
determinar una suma de la mencionada señal de
par de asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) y de
la mencionada señal de par de asistencia de alta frecuencia
(\tau_{ASSIST \ HF}); y
filtrar la mencionada suma de la mencionada
señal de par de asistencia de baja frecuencia y la mencionada señal
de par de asistencia de alta frecuencia a través de un filtro de par
adaptativo (124).
8. Un aparato para controlar un motor eléctrico
de dirección asistida para un vehículo. Dicho aparato
comprende:
un sensor de velocidad del vehículo (104) que
proporciona una señal de velocidad que posee un valor indicativo de
la velocidad detectada del vehículo;
un sensor de par de dirección aplicado (30) que
proporciona una señal de par detectada (\tau_{S}) indicativa
del par de dirección aplicado;
medios (200) para filtrar la señal de par
detectada con el fin de proporcionar una señal de par de baja
frecuencia (\tau_{SL}) y una señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH});
medios (220) para determinar un valor de par de
asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \ LF}) en función
de la mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL}) y
para proporcionar una señal de par de asistencia de baja frecuencia
indicativa de la misma;
medios (290) para implementar una función de
búsqueda de mapa bidimensional interpolada linealmente (350) con el
fin de obtener un valor de ganancia de asistencia de alta frecuencia
(\kappa_{max}) en función de la mencionada señal de par
detectada (\tau_{S}) y una velocidad de vehículo detectada
(\nu) y para proporcionar una señal de ganancia de asistencia de
alta frecuencia indicativa de la misma;
medios (280) para determinar un valor de par de
asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF}) relacionado
con el producto de la mencionada señal de par de alta frecuencia
(\tau_{SH}) y la mencionada señal de ganancia de asistencia de
alta frecuencia (\kappa_{max}) y para proporcionar una señal de
par de asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF})
indicativa de la misma;
medios (284) para determinar un valor de
instrucción de par (\tau_{CMD}) en función de la mencionada
señal de par de asistencia de baja frecuencia (\tau_{ASSIST \
LF}) y de la mencionada señal de par de asistencia de alta
frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF}) y para proporcionar una señal
de instrucción de par (\tau_{CD}) indicativa de la misma; y
medios para ordenar al motor de asistencia
eléctrica que proporcione una asistencia de dirección, de acuerdo
con la mencionada señal de instrucción de par.
9. Un aparato, de acuerdo con la reivindicación
8, en el que los mencionados medios de filtrado incluyen medios
para filtrar la señal de par detectada con un filtro de paso bajo
con el fin de pasar frecuencias por debajo de una frecuencia de
mezcla, y medios para filtrar con un filtro de paso alto con el fin
de pasar frecuencias por encima de la mencionada frecuencia de
mezcla.
10. Un aparato, de acuerdo con la reivindicación
9, en el que se selecciona la mencionada frecuencia de mezcla en
función de la mencionada velocidad del vehículo detectada.
11. Un aparato, de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, en el que los mencionados medios para
determinar un valor de instrucción de par comprenden:
medios (284) para determinar una suma de la
mencionada señal de par de asistencia de baja frecuencia
(\tau_{ASSIST \ LF}) y de la mencionada señal de par de
asistencia de alta frecuencia (\tau_{ASSIST \ HF}); y
medios de filtrado de par adaptativos (124) para
filtrar la mencionada suma de la mencionada señal de par de
asistencia de baja frecuencia y de la mencionada señal de par de
asistencia de alta frecuencia.
12. Un aparato, tal y como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que comprende una unidad
de control electrónico en la que se almacena el mapa bidimensional
(350).
13. Un aparato, tal y como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la función de
mapa bidimensional interpolada linealmente recibe como entradas la
mencionada señal de par de baja frecuencia (\tau_{SL}) y la
mencionada velocidad de vehículo detectada (\nu).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0401965 | 2004-01-30 | ||
| GBGB0401965.9A GB0401965D0 (en) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | Method and apparatus for controlling an electric assist motor using a modified blending filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2289662T3 true ES2289662T3 (es) | 2008-02-01 |
Family
ID=31971678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05250191T Active ES2289662T3 (es) | 2004-01-30 | 2005-01-14 | Metodo y aparato para el control de un motor electrico usando un filtro modificado de mezcla. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20050251311A1 (es) |
| EP (1) | EP1559633B1 (es) |
| JP (1) | JP4303689B2 (es) |
| DE (1) | DE602005002275T2 (es) |
| ES (1) | ES2289662T3 (es) |
| GB (1) | GB0401965D0 (es) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060184300A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-17 | Schubert Peter J | Vehicle rollover detection method based on differential z-axis acceleration |
| RU2278797C1 (ru) * | 2005-08-19 | 2006-06-27 | Открытое акционерное общество "Калужский завод электронных изделий" | Электромеханический усилитель руля автомобиля и электродвигатель для усилителя руля |
| US20070144814A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Arnold Steven D | Torque sensor based steering response |
| US7725227B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-05-25 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method, system, and apparatus for providing enhanced steering pull compensation |
| JP4637933B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2011-02-23 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| 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 |
| JP2010100217A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US8335611B2 (en) * | 2008-12-02 | 2012-12-18 | GM Global Technology Operations LLC | Methods and systems for controlling motor current in steering systems of vehicles equipped with electric steering assist |
| US8473158B2 (en) * | 2009-08-26 | 2013-06-25 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Stability-based steering control methods and systems |
| US8626394B2 (en) * | 2009-10-30 | 2014-01-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power steering control device |
| KR101680898B1 (ko) * | 2010-05-20 | 2016-11-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 스티어링 시스템의 토크 센서 |
| DE102011016052A1 (de) * | 2011-04-05 | 2012-10-11 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Soll-Unterstützungsmoments in einem Lenksystem und Lenksystem |
| US8498783B2 (en) | 2011-07-28 | 2013-07-30 | Trw Automotive U.S. Llc | Method of controlling a vehicle steering apparatus |
| US8886408B2 (en) | 2012-01-30 | 2014-11-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle steering control system and method |
| US9873450B2 (en) * | 2016-02-16 | 2018-01-23 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Detection of offset errors in phase current measurement for motor control system |
| US9966890B2 (en) * | 2016-02-16 | 2018-05-08 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Detection of offset errors in phase current measurement for motor control system |
| WO2017203595A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| KR101858180B1 (ko) | 2017-07-04 | 2018-06-27 | 이래에이엠에스 주식회사 | 전동 어시스트 조향 시스템의 모터 제어 방법 및 장치 |
| KR101954762B1 (ko) | 2018-01-02 | 2019-05-23 | 이래에이엠에스 주식회사 | 전동 어시스트 조향 시스템의 모터 제어 방법 및 장치 |
| KR101998368B1 (ko) | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 이래에이엠에스 주식회사 | 전동 어시스트 조향 시스템의 모터 제어 방법 및 장치 |
| KR102018153B1 (ko) | 2018-01-04 | 2019-09-04 | 이래에이엠에스 주식회사 | 전동 어시스트 조향 시스템의 모터 제어 방법 및 장치 |
| US11117612B2 (en) * | 2018-03-09 | 2021-09-14 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Dither noise management in electric power steering systems |
| US11511795B2 (en) * | 2018-10-11 | 2022-11-29 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Dither noise management in electric power steering systems |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4415054A (en) * | 1982-08-05 | 1983-11-15 | Trw Inc. | Steering gear |
| JP2592610B2 (ja) * | 1987-06-08 | 1997-03-19 | 富士重工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
| US4961038A (en) * | 1989-10-16 | 1990-10-02 | General Electric Company | Torque estimator for switched reluctance machines |
| 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 |
| US5568389A (en) * | 1994-03-11 | 1996-10-22 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system |
| JPH07264712A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Hitachi Ltd | 電気車の制御装及び制御方法 |
| US5473231A (en) * | 1994-05-11 | 1995-12-05 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using an adaptive torque filter |
| US5517415A (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-14 | Trw Inc. | Method and apparatus for detecting a motor stall condition in an electric assist steering system |
| US5623409A (en) * | 1994-10-31 | 1997-04-22 | Trw Inc. | Method and apparatus for non-linear damping of an electric assist steering system for vehicle yaw rate control |
| US5475289A (en) * | 1994-11-04 | 1995-12-12 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using two-dimensional interpolation for current commands |
| JP3493806B2 (ja) * | 1995-04-21 | 2004-02-03 | 日本精工株式会社 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
| US5704446A (en) * | 1995-10-02 | 1998-01-06 | General Motors Corporation | Electric power steering control |
| 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 |
| DE69621439T2 (de) * | 1996-11-19 | 2002-10-24 | Delphi Tech Inc | Steuerung für eine elektrische Servolenkung |
| US6107767A (en) * | 1998-03-20 | 2000-08-22 | Trw Inc. | Electric assist steering system having an improved motor current controller with notch filter |
| US6046560A (en) * | 1998-03-20 | 2000-04-04 | Trw Inc. | Electric assist steering system having an improved motor current controller with gain scheduler |
| GB9919277D0 (en) * | 1999-08-17 | 1999-10-20 | Trw Lucas Varity Electric | Method and apparatus for controlling an electric power assisted steering system using an adaptive blending torque filter |
| US6965820B2 (en) * | 2001-09-18 | 2005-11-15 | Delphi Technologies, Inc. | Robust steering-pull torque compensation |
| US6789641B2 (en) * | 2002-08-14 | 2004-09-14 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist motor using a modified blending filter |
| US20050182542A1 (en) * | 2002-09-06 | 2005-08-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Device and procedure for a steering support for vehicles with electromechanical steering system |
| US6863150B1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric power steering control apparatus |
-
2004
- 2004-01-30 GB GBGB0401965.9A patent/GB0401965D0/en not_active Ceased
-
2005
- 2005-01-14 ES ES05250191T patent/ES2289662T3/es active Active
- 2005-01-14 EP EP05250191A patent/EP1559633B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-14 DE DE602005002275T patent/DE602005002275T2/de active Active
- 2005-01-28 JP JP2005021566A patent/JP4303689B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-28 US US11/046,182 patent/US20050251311A1/en not_active Abandoned
-
2010
- 2010-01-28 US US12/695,702 patent/US20100198461A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE602005002275T2 (de) | 2008-05-29 |
| EP1559633B1 (en) | 2007-09-05 |
| JP4303689B2 (ja) | 2009-07-29 |
| DE602005002275D1 (de) | 2007-10-18 |
| US20050251311A1 (en) | 2005-11-10 |
| GB0401965D0 (en) | 2004-03-03 |
| EP1559633A1 (en) | 2005-08-03 |
| US20100198461A1 (en) | 2010-08-05 |
| JP2005212778A (ja) | 2005-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2289662T3 (es) | Metodo y aparato para el control de un motor electrico usando un filtro modificado de mezcla. | |
| JP4299784B2 (ja) | 修正ブレンディングフィルタを使用した電動アシストモータを制御する方法および装置 | |
| US10843727B2 (en) | Steering apparatus | |
| CN104417605B (zh) | 车辆的动力转向装置 | |
| CN104044586B (zh) | 用于基于车辆状态提供辅助扭矩的系统 | |
| JP4293734B2 (ja) | 電動式パワーステアリング制御装置 | |
| US11267506B2 (en) | Driver torque estimation apparatus and steering system including the same | |
| CN103625543B (zh) | 电动动力转向装置 | |
| CN101981808B (zh) | 电动机控制装置 | |
| CN104890720A (zh) | 电动动力转向装置 | |
| CN103625542B (zh) | 电动动力转向装置 | |
| JP2004203089A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2020163990A (ja) | 操舵制御装置 | |
| JP2019104492A (ja) | 電力支援式ステアリングシステム | |
| JP4082860B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| US6734649B1 (en) | Dynamic tuning of current loop controller for a permanent magnet brushless motor | |
| JP2001199353A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| KR101316838B1 (ko) | 전동식 조향장치 조향각 제어방법 | |
| JP3640508B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP6324335B2 (ja) | モータ制御装置及びモータ制御方法 | |
| CN103158762A (zh) | 具有补偿命令校准的转向系统 | |
| JP2519840Y2 (ja) | 車両の電動式後輪操舵装置の制御装置 | |
| JP2009248795A (ja) | 電動パワーステアリング制御装置 | |
| JP2002136182A (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2021151806A (ja) | 操舵制御装置、ステアリング装置 |