WO2003074345A1 - Control device for a booster with adaptive regulation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a control or regulating device that is used in a power amplifier to control or regulate a power controller that amplifies forces or moments.
- Power amplifiers are used in different areas to amplify the forces or moments exerted by humans, in particular in the field of vehicle technology in power steering systems, in order to support the steering process carried out manually by the driver.
- a steering force support has been developed in addition to the pure transmission mechanism from the steering wheel to the wheels.
- These are often purely hydraulic systems, the properties of which, such as the support characteristics, are determined by their constructive design and are therefore largely unchangeable.
- electromechanical and electrohydraulic power steering systems have been introduced in recent years, which have a high potential for programmable system properties. In these systems, the steering torque is usually measured and supported by an electrical or electro-hydraulic power controller.
- the amount of support can be set as a function of various parameters such as vehicle speed, vehicle type, etc.
- the control system of the power amplifier determines the required steering assistance from the steering torque and other influencing variables and gives this as a target variable to the power controller.
- the level of support is limited by the system's own momentum. Gain factors that are too high lead to instabilities in the overall system, which can only be compensated for by a high level of control expenditure, for example by means of a state vector feedback. This type of control is very complex and often requires additional sensors, which is why low amplification factors are used in today's systems.
- Electromechanical and electrohydraulic power steering systems also have a characteristic dynamic behavior, which is referred to as the system bandwidth and which is dependent on the vehicle speed.
- the system bandwidth is characteristic of the reaction of the power steering system to different temporal sequences of steering movements (e.g. left-right-left).
- a control device for a power amplifier of a power steering system in which the system bandwidth is independent of the vehicle speed and the manually applied steering torque.
- the signal of the steering torque sensor is filtered via a high-pass filter and a low-pass filter, the respective cut-off frequency being a function of the vehicle speed, furthermore processed with an adaptive filter that changes with the vehicle speed and finally used to control the power controller. In this way, the range of the steering system can always be selected optimally.
- the object of the invention is to provide a control or regulating device of the type mentioned in the introduction, which can also realize high amplification factors without additional sensor technology, without instability of the overall system occurring.
- an adaptive control strategy is used according to the invention, with which the stability of the overall system is achieved via an adaptive behavior of the overall system.
- the output of the electromechanical or electrohydraulic power amplifier is limited by a change in the bandwidth of the system which is dependent on the amplification factor. As the gain increases, the range of support is narrowed, and as the gain decreases, it increases. Thus, the overall system adapts its dynamic behavior to maintain stability to the reinforcement behavior just required, and the system is sufficiently damped or sufficiently fast.
- the adaptation behavior itself can be adapted to the requirements of the system with regard to the required damping and speed within certain limits and is thus able to cover a wide spectrum of different possible uses or to different external influences that the
- a sensor system which goes beyond the measurement of the forces or moments acting manually on the steering system is not required in the control or regulating device according to the invention.
- the adaptation can be adapted to certain vehicle conditions, such as the vehicle speed. Appropriate sensors are required for this, which deliver the required vehicle condition parameters.
- the controlled system of the adaptive control can be designed according to the theory of the linear controller.
- the adaptation of the system can be adapted to different driver types as well as to different vehicle conditions. This allows individual settings regarding the steering behavior of the vehicle to be made for each driver type make. Likewise, the steering feeling perceived by the driver can be influenced via the changeable dynamics of the adaptive control.
- FIG. 1 is a schematic view of a controller structure of a power steering system without adaptation means
- FIG. 2 is a schematic view of a controller structure of a power steering system with an adaptive filter connected in front of the controller;
- FIG. 3 is a schematic view of a controller structure
- FIG. 1 shows a controller structure of a power steering system according to the prior art.
- a steering torque is manually applied to the steering shaft 3 with a steering wheel 1 and a rack and pinion mechanism 4 is thus actuated via a steering gear 5, with which the steering of the motor vehicle wheels is carried out in a known manner.
- an electrical or electrohydraulic power actuator 6 for generating auxiliary steering forces is arranged coaxially with the rack mechanism 4.
- a steering torque sensor 2 outputs torque signals which depend on the direction in which the steering wheel 1 is turned and on the applied steering torque.
- a controller 7 determines the required setpoint from the torque signals and forwards the power steering assist to the power controller.
- Figure 2 shows schematically an inventive control or regulating device for a power steering system with a controlled system according to a first embodiment. The one measured by the steering torque sensor 2
- Steering torque is fed to the controller 7 via an adaptation means 8.
- Adaption means 8 is designed as an adaptive filter, which precedes the control loop of the electrical or electro-hydraulic power actuator 6 is switched.
- the bandwidth of the adaptive filter is reduced when the amplification factors are high and increased when the amplification factors decrease.
- the additional dynamics introduced into the system serve to stabilize the overall system. This additional dynamic is determined by filter parameters that are determined depending on the vehicle condition.
- the behavior of the adaptive filter with regard to a sufficiently high damping or a sufficiently high speed of the system is influenced in a targeted manner.
- Figure 3 shows schematically an inventive control or regulating device for a power steering system with a controlled system according to a second embodiment.
- the adaptation takes place directly in the
- Control loop instead.
- the parameters of the controller 7 are dependent on
- Steering torque which is measured by the steering torque sensor 2, by a
- Adaptation means 8 adapted so that the range of the control loop acting on the electrical or electro-hydraulic power actuator 6 increases as the control loop increases
- Gain factors are withdrawn and increased as the gain factors decrease.
- the bandwidth is limited in such a way that there is a sufficiently high damping or a sufficiently high speed to achieve a stable system state.
Abstract
The invention relates to a control or regulating device which is used in a booster in order to control or regulate a force actuator which amplifies manually applied forces or torques. The inventive device is characterised in that an adaptive regulating strategy is used, by which means the stability of the entire system is achieved as a result of an adaptive behaviour of the entire system.
Description
Steuervorrichtung für einen Kraftverstärker mit adaptiver Regelung Control device for a power amplifier with adaptive control
Die Erfindung betrifft eine Steuer- oder Regelvorrichtung, die in einem Kraftverstärker verwendet wird, um einen Kraftsteller zu steuern oder zu regeln, der Kräfte bzw. Momente verstärkt.The invention relates to a control or regulating device that is used in a power amplifier to control or regulate a power controller that amplifies forces or moments.
Kraftverstärker werden in unterschiedlichen Bereichen zur Verstärkung der von Menschen aufgebrachten Kräfte oder Momente eingesetzt, insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik bei Servolenksystemen, um den vom Fahrer manuell vorgenommenen Lenkvorgang zu unterstützen. Zu diesem Zweck ist ergänzend zur reinen Übertragungsmechanik vom Lenkrad zu den Rädern eine Lenkkraftunterstützung entwickelt worden. Hierbei handelt es sich oft um rein hydraulische Systeme, deren Eigenschaften wie etwa die Unterstützungscharakteristik durch ihre konstruktive Gestaltung bestimmt werden und damit weitgehend unveränderlich sind. Darüber hinaus sind in den letzten Jahren elektromechanische und elektrohydraulische Servolenksysteme eingeführt worden, die ein hohes Potential an programmierbaren Systemeigenschaften aufweisen. Bei diesen Systemen wird in der Regel das Lenkmoment gemessen und über einen elektrischen bzw. elektrohydraulischen Kraftsteller unterstützt. Die Höhe der Unterstützung kann dabei in Abhängigkeit verschiedener Parameter wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Fahrzeugtyps etc. beliebig eingestellt werden. Das Regelsystem des Kraftverstärkers ermittelt aus dem Lenkmoment und anderen Einflußgrößen die benötigte Lenkunterstützung und gibt diese als Sollgröße an den Kraftsteller. Allerdings ist die Höhe der Unterstützung durch die Eigendynamik des Systems begrenzt. Zu hohe Verstärkungsfaktoren führen zu Instabilitäten des Gesamtsystems, die nur durch einen hohen regelungstechnischen Aufwand z.B. über eine Zustandsvektorrückf hrung ausgeglichen werden können. Diese Art der Regelung ist sehr komplex und erfordert oft zusätzliche Sensorik, weshalb in heutigen Systemen eher geringe Verstärkungsfaktoren verwendet werden.
Elektromechanische und elektrohydraulische Servolenksysteme weisen darüber hinaus ein charakteristisches dynamisches Verhalten auf, welches als Systembandbreite bezeichnet wird und das abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Die Systembandbreite ist kennzeichnend für die Reaktion des Servolenksystems auf unterschiedliche zeitliche Folgen von Lenkbewegungen (z.B. Links-Rechts-Links). Sie definiert sich über den Zuwachs an Kraftverstärkung durch den elektrischen bzw. elektrohydraulischen Kraftsteller im Verhältnis zum Anstieg des vom Fahrer ausgeübten Lenkmoments und über die Ansprechzeit, nach deren Ablauf eine Kraftverstärkung bei einer Lenkbewegung einsetzt. Diese Ansprechzeit stellt sich als eine Funktion des zeitlichen Wechsels der Lenkbewegungen dar. Der Verstärkungsfaktor wird in der Regel so gewählt, daß kurze Ansprechzeiten und damit ein . stabiles Systemverhalten erreicht werden. Auch dies beschränkt die mögliche Größe der Verstärkung. Übersteigt bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit der zeitliche Wechsel einer Folge von Lenkbewegungen die Systembandbreite, so erscheint das Lenkverhalten bei Richtungsänderungen träge und verzögert, da der Lenkkraftverstärker nicht schnell genug reagiert.Power amplifiers are used in different areas to amplify the forces or moments exerted by humans, in particular in the field of vehicle technology in power steering systems, in order to support the steering process carried out manually by the driver. For this purpose, a steering force support has been developed in addition to the pure transmission mechanism from the steering wheel to the wheels. These are often purely hydraulic systems, the properties of which, such as the support characteristics, are determined by their constructive design and are therefore largely unchangeable. In addition, electromechanical and electrohydraulic power steering systems have been introduced in recent years, which have a high potential for programmable system properties. In these systems, the steering torque is usually measured and supported by an electrical or electro-hydraulic power controller. The amount of support can be set as a function of various parameters such as vehicle speed, vehicle type, etc. The control system of the power amplifier determines the required steering assistance from the steering torque and other influencing variables and gives this as a target variable to the power controller. However, the level of support is limited by the system's own momentum. Gain factors that are too high lead to instabilities in the overall system, which can only be compensated for by a high level of control expenditure, for example by means of a state vector feedback. This type of control is very complex and often requires additional sensors, which is why low amplification factors are used in today's systems. Electromechanical and electrohydraulic power steering systems also have a characteristic dynamic behavior, which is referred to as the system bandwidth and which is dependent on the vehicle speed. The system bandwidth is characteristic of the reaction of the power steering system to different temporal sequences of steering movements (e.g. left-right-left). It is defined by the increase in power boost by the electric or electrohydraulic power controller in relation to the increase in the steering torque exerted by the driver and by the response time, after which a power boost is applied during a steering movement. This response time is a function of the temporal change in the steering movements. The amplification factor is usually chosen so that short response times and thus a. stable system behavior can be achieved. This also limits the possible size of the gain. If the change in time of a sequence of steering movements exceeds the system bandwidth at a certain vehicle speed, the steering behavior appears sluggish and delayed when the direction changes, since the steering booster does not react quickly enough.
Aus der Patentschrift US 5,504,403 ist eine Regelvorrichtung für einen Kraftverstärker eines Servolenksystems bekannt, bei der die Systembandbreite von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem manuell ausgeübten Lenkmoment unabhängig ist. Das Signal des Lenkmoment-Sensors wird über ein Hochpaßfilter und ein Tiefpaßfilter gefiltert, wobei die jeweilige Grenzfrequenz eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, darüber hinaus mit einem sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit verändernden adaptiven Filter verarbeitet und schließlich zur Steuerung des Kraftstellers verwendet. Auf diese Weise kann die Bandbreite des Lenksystems immer optimal gewählt werden.From US Pat. No. 5,504,403, a control device for a power amplifier of a power steering system is known, in which the system bandwidth is independent of the vehicle speed and the manually applied steering torque. The signal of the steering torque sensor is filtered via a high-pass filter and a low-pass filter, the respective cut-off frequency being a function of the vehicle speed, furthermore processed with an adaptive filter that changes with the vehicle speed and finally used to control the power controller. In this way, the range of the steering system can always be selected optimally.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuer- oder Regelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne zusätzliche Sensorik auch hohe Verstärkungsfaktoren realisieren kann, ohne daß eine Instabilität des Gesamtsystems auftritt.
Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine adaptive Regelstrategie eingesetzt, mit der die Stabilität des Gesamtsystems über ein adaptives Verhalten des Gesamtsystems erreicht wird. Dabei wird über eine vom Verstärkungsfaktor abhängige Änderung der Bandbreite des Systems der elektromechanische bzw. elektrohydraulische Kraftverstärker in seiner Leistungsabgabe beschränkt. Bei steigenden Verstärkungsfaktoren wird die Bandbreite der Unterstützung gesenkt, und bei sinkenden Verstärkungsfaktoren wird sie angehoben. Somit paßt sich das Gesamtsystem in seinem dynamischen Verhalten zur Aufrechterhaltung der Stabilität dem gerade erforderlichen Verstärkungsverhalten an, und es stellt sich eine genügend hohe Dämpfung bzw. genügend hohe Schnelligkeit des Systems ein.The object of the invention is to provide a control or regulating device of the type mentioned in the introduction, which can also realize high amplification factors without additional sensor technology, without instability of the overall system occurring. For this purpose, an adaptive control strategy is used according to the invention, with which the stability of the overall system is achieved via an adaptive behavior of the overall system. The output of the electromechanical or electrohydraulic power amplifier is limited by a change in the bandwidth of the system which is dependent on the amplification factor. As the gain increases, the range of support is narrowed, and as the gain decreases, it increases. Thus, the overall system adapts its dynamic behavior to maintain stability to the reinforcement behavior just required, and the system is sufficiently damped or sufficiently fast.
Das Adaptionsverhalten selbst kann hinsichtlich der erforderlichen Dämpfung und Schnelligkeit innerhalb gewisser Grenzen an die Anforderungen des Systems angepaßt werden und ist somit in der Lage, ein breites Spektrum unterschiedlicher Einsatzmöglichkeiten abzudecken bzw. auf verschiedene äußere Einflüsse, die dasThe adaptation behavior itself can be adapted to the requirements of the system with regard to the required damping and speed within certain limits and is thus able to cover a wide spectrum of different possible uses or to different external influences that the
Lenkverhalten beeinflussen können, spezifisch zu reagieren.Can influence steering behavior, react specifically.
Eine über die Messung der manuell auf das Lenksystem einwirkenden Kräfte bzw. Momente hinausgehende Sensorik wird bei der erfindungsgemäßen Steueroder Regelvorrichtung nicht benötigt. Jedoch kann die Adaption an bestimmte Fahrzeugzustände wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit angepaßt werden. Hierzu werden entsprechende Sensoren benötigt, welche die erforderlichen Fahrzeugzustands-Parameter liefern.A sensor system which goes beyond the measurement of the forces or moments acting manually on the steering system is not required in the control or regulating device according to the invention. However, the adaptation can be adapted to certain vehicle conditions, such as the vehicle speed. Appropriate sensors are required for this, which deliver the required vehicle condition parameters.
Da zwischen der am Kraftsteller auftretenden Unterstützungskraft und dem manuell aufgebrachten Lenkmoment eine lineare Beziehung besteht, kann die Regelstrecke der adaptiven Regelung gemäß der Theorie der linearen Regler ausgelegt werden.Since there is a linear relationship between the support force occurring at the power controller and the manually applied steering torque, the controlled system of the adaptive control can be designed according to the theory of the linear controller.
Die Adaption des Systems kann ebenso wie an verschiedene Fahrzeugzustände auch an unterschiedliche Fahrertypen angepaßt werden. So lassen sich für jeden Fahrertyp individuelle Einstellungen bzgl. des Lenkverhaltens des Fahrzeugs
vornehmen. Ebenso kann das vom Fahrer wahrgenommenen Lenkgefühl über die veränderbare Dynamik der adaptiven Regelung beeinflußt werden.The adaptation of the system can be adapted to different driver types as well as to different vehicle conditions. This allows individual settings regarding the steering behavior of the vehicle to be made for each driver type make. Likewise, the steering feeling perceived by the driver can be influenced via the changeable dynamics of the adaptive control.
Die Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausfuhrungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:The invention will now be described below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:
- Figur 1 in einer schematischen Ansicht eine Reglerstruktur eines Servolenksystems ohne Adaptionsmittel;- Figure 1 is a schematic view of a controller structure of a power steering system without adaptation means;
- Figur 2 in einer schematischen Ansicht eine Reglerstruktur eines Servolenksystems mit einem vor den Regler geschalteten adaptiven Filter;- Figure 2 is a schematic view of a controller structure of a power steering system with an adaptive filter connected in front of the controller;
- Figur 3 in einer schematischen Ansicht eine Reglerstruktur eines- Figure 3 is a schematic view of a controller structure
Servolenksystems mit einer Adaption des Reglers.Power steering system with an adaptation of the controller.
Figur 1 zeigt eine Reglerstruktur eines Servolenksystems nach dem Stand der Technik. Bei diesem Servolenksystem wird mit einem Lenkrad 1 manuell ein Lenkmoment auf die Lenkwelle 3 aufgebracht und damit über ein Lenkgetriebe 5 ein Zahnstangenmechanismus 4 betätigt, mit dem auf bekannte Weise die Lenkung der Räder des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird. Um die manuell aufzubringenden Lenkkräfte zu reduzieren, ist ein elektrischer bzw. elektrohydraulischer Kraftsteller 6 zum Erzeugen von Hilfslenkkräften koaxial zum Zahnstangenmechanismus 4 angeordnet. Ein Lenkdrehmomentsensor 2 gibt Drehmomentsignale aus, die von der Richtung, in die das Lenkrad 1 gedreht wird und von dem aufgebrachten Lenkmoment abhängen. Ein Regler 7 ermittelt aus den Drehmomentsignalen die benötigte Sollgröße und gibt die zu stellende Lenkhilfskraft an den Kraftsteller weiter.Figure 1 shows a controller structure of a power steering system according to the prior art. In this power steering system, a steering torque is manually applied to the steering shaft 3 with a steering wheel 1 and a rack and pinion mechanism 4 is thus actuated via a steering gear 5, with which the steering of the motor vehicle wheels is carried out in a known manner. In order to reduce the steering forces to be applied manually, an electrical or electrohydraulic power actuator 6 for generating auxiliary steering forces is arranged coaxially with the rack mechanism 4. A steering torque sensor 2 outputs torque signals which depend on the direction in which the steering wheel 1 is turned and on the applied steering torque. A controller 7 determines the required setpoint from the torque signals and forwards the power steering assist to the power controller.
Figur 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regelvorrichtung für ein Servolenksystem mit einer Regelstrecke gemäß einer ersten Ausführungsform. Das vom Lenkdrehmomentsensor 2 gemesseneFigure 2 shows schematically an inventive control or regulating device for a power steering system with a controlled system according to a first embodiment. The one measured by the steering torque sensor 2
Lenkrnoment wird hier über ein Adaptionsmittel 8 an den Regler 7 geführt. DasSteering torque is fed to the controller 7 via an adaptation means 8. The
Adaptionsmittel 8 wird als adaptiver Filter ausgeführt, der vor den Regelkreis des
elekfrischen bzw. elekfrohydraulischen Kraftstellers 6 geschaltet wird. Die Bandbreite des adaptiven Filters wird bei hohen Verstärkungsfaktoren gesenkt und bei sinkenden Verstärkungsfaktoren angehoben. Die dadurch in das System eingebrachte zusätzliche Dynamik dient zur Stabilisierung des Gesamtsystems. Diese zusätzliche Dynamik wird bestimmt von Filterparametern, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugzustand ermittelt werden. So wird das Verhalten des adaptiven Filters hinsichtlich einer genügend hohen Dämpfung bzw. einer genügend hohen Schnelligkeit des Systems gezielt beeinflußt. Durch die Verwendung eines adaptiven Filters bei der Regelung von elektrischen bzw. elekfrohydraulischen Servolenksystemen lassen sich auch große Rückführverstärkungen realisieren, ohne daß es dabei zu Instabilitäten des Gesamtsystems kommt. Der regelungstechnische Eingriff ist dabei relativ gering und ohne großen Aufwand realisierbar.Adaption means 8 is designed as an adaptive filter, which precedes the control loop of the electrical or electro-hydraulic power actuator 6 is switched. The bandwidth of the adaptive filter is reduced when the amplification factors are high and increased when the amplification factors decrease. The additional dynamics introduced into the system serve to stabilize the overall system. This additional dynamic is determined by filter parameters that are determined depending on the vehicle condition. The behavior of the adaptive filter with regard to a sufficiently high damping or a sufficiently high speed of the system is influenced in a targeted manner. By using an adaptive filter for the control of electrical or electro-hydraulic power steering systems, large feedback amplifications can also be realized without the overall system becoming unstable. The control intervention is relatively small and can be implemented with little effort.
Figur 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Steuer- oder Regel Vorrichtung für ein Servolenksystem mit einer Regelstrecke gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Adaption findet in diesem Fall direkt imFigure 3 shows schematically an inventive control or regulating device for a power steering system with a controlled system according to a second embodiment. In this case, the adaptation takes place directly in the
Regelkreis statt. Die Parameter des Reglers 7 werden in Abhängigkeit vomControl loop instead. The parameters of the controller 7 are dependent on
Lenkmoment, das vom Lenkdrehmomentsensor 2 gemessen wird, durch einSteering torque, which is measured by the steering torque sensor 2, by a
Adaptionsmittel 8 so angepaßt, daß die Bandbreite des auf den elektrischen bzw. elekfrohydraulischen Kraftsteller 6 einwirkenden Regelkreis bei steigendenAdaptation means 8 adapted so that the range of the control loop acting on the electrical or electro-hydraulic power actuator 6 increases as the control loop increases
Verstärkungsfaktoren zurückgenommen und bei sinkenden Verstärkungsfaktoren angehoben wird. Die Bandbreite wird dabei derart beschränkt, daß sich eine genügend hohe Dämpfung bzw. genügend hohe Schnelligkeit zur Erreichung einen stabilen Systemzustands einstellt.
Gain factors are withdrawn and increased as the gain factors decrease. The bandwidth is limited in such a way that there is a sufficiently high damping or a sufficiently high speed to achieve a stable system state.
Claims
1. Steuer- oder Regelvorrichtung, die in einem Kraftverstärker verwendet wird, um einen Kraftsteller zu steuern oder zu regeln, der Kräfte bzw. Momente verstärkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine adaptive Regelsfrategie eingesetzt wird, mit der die Stabilität des Gesamtsystems über ein adaptives Verhalten des Gesamtsystems erreicht wird.1. Control or regulating device that is used in a power amplifier to control or regulate a power controller that amplifies forces or moments, characterized in that an adaptive control strategy is used with which the stability of the overall system via an adaptive behavior of the overall system is achieved.
2. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptive Regelung so gewählt ist, daß sich eine zur Stabilisierung des Gesamtsystems genügend hohe Dämpfung bzw. genügend hohe Schnelligkeit der Steuer- oder Regelvorrichtung einstellt.2. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the adaptive control is selected such that a sufficiently high damping or sufficiently high speed of the control or regulating device is set to stabilize the overall system.
3. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption in Bezug auf die Dämpfung bzw. die Schnelligkeit der Steuer- oder Regelvorrichtung den Stabilitätsanforderungen des Gesamtsystems angepaßt ist.3. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the adaptation with respect to the damping or the speed of the control or regulating device is adapted to the stability requirements of the overall system.
4. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer zur Messung der manuell aufgebrachten Kräfte bzw. Momente keine zusätzliche Sensorik benötigt wird.4. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that no additional sensors are required except for measuring the manually applied forces or moments.
5. Steuer- oder Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption der Steuer- oder Regelvorrichtung durch eine Anpassung der Reglerparameter in Abhängigkeit von der zu verstärkenden Kraft oder vom zu verstärkenden Moment vorgenommen wird.5. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the adaptation of the control or regulating device is carried out by adapting the controller parameters depending on the force to be amplified or the torque to be amplified.
6. Steuer- oder Regel Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite der Kräfte- bzw. Momenteverstärkung des Kraftverstärkers bei steigenden Verstärkungsfaktoren reduziert und bei sinkenden Verstärkungsfaktoren erhöht wird. 6. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the bandwidth of the force or torque amplification of the power amplifier is reduced with increasing amplification factors and is increased with decreasing amplification factors.
7. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslegung einer adaptiven Regelung des Kraftverstärkers methodisch gemäß der Theorie linearer Regler erfolgen kann.7. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the design of an adaptive control of the booster can be carried out methodically according to the theory of linear controllers.
8. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftverstärker im Servolenksystem eines Kraftfahrzeuges zur8. Control or regulating device according to claim 1, characterized in that the power amplifier in the power steering system of a motor vehicle for
Verstärkung eines manuell aufgebrachten Lenkmoments eingesetzt wird.Reinforcement of a manually applied steering torque is used.
9. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption der Steuer- oder Regelvorrichtung in Abhängigkeit von Fahrzeugzustands-Parametern erfolgt.9. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that the adaptation of the control or regulating device takes place as a function of vehicle state parameters.
10. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption der Steuer- oder Regelvorrichtung an verschiedene Fahrertypen angepaßt werden kann.10. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that the adaptation of the control or regulating device can be adapted to different types of drivers.
11. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Adaption der Steuer- oder Regelvorrichtung das Lenkgefühl beeinflußt werden kann.11. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that the steering feel can be influenced by the adaptation of the control or regulating device.
12. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption der Steuer- oder Regelvorrichtung durch ein adaptives Filter vorgenommen wird.12. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that the adaptation of the control or regulating device is carried out by an adaptive filter.
13. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter vor den Regelkreis des Kraftstellers geschaltet ist.13. Control or regulating device according to claim 12, characterized in that the filter is connected upstream of the control circuit of the power controller.
14. Steuer- oder Regel Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption der Steuer- oder Regelvoπichtung durch eine Anpassung der Reglerparameter in Abhängigkeit vom Lenkmoment vorgenommen wird.14. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that the adaptation of the control or regulation device is carried out by adapting the controller parameters as a function of the steering torque.
15. Steuer- oder Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hohe Verstärkungsfaktoren realisiert werden. 15. Control or regulating device according to claim 8, characterized in that high amplification factors are realized.
16. Regelsystem für einen Kraftverstärker, mit einem Adaptionsglied, einem Regelglied und einem Kraftsteller, wobei das Adaptionsglied so ausgebildet ist, daß ist, daß es die Stabilität des Gesamtsystems mittels eines adaptiven Verhaltens des Gesamtsystems gewährleistet.16. Control system for a power amplifier, with an adaptation element, a control element and a force controller, wherein the adaptation element is designed such that it ensures that the stability of the overall system is ensured by means of an adaptive behavior of the overall system.
17. Verfahren zur Regelung eines Kraftverstärkers, mit einem Regelglied, einem Adaptionsglied und einem Kraftsteller, wobei das Adaptionsglied so ausgebildet ist, daß es durch Verändern der Bandbreite des Systems in Abhängigkeit vom Verstärkungsfaktor die Stabilität des Gesamtsystems gewährleistet. 17. A method for controlling a power amplifier, with a control element, an adaptation element and a force controller, the adaptation element being designed in such a way that it ensures the stability of the overall system by changing the bandwidth of the system as a function of the gain factor.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10209610A1 (en) |
| WO (1) | WO2003074345A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2707269A4 (en) * | 2011-05-12 | 2015-07-22 | Carlos A Saez | Method and apparatus for variable reduced effort steering in electric steering systems |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005053459A1 (en) | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Volkswagen Ag | Device and method for filtering a differentiated measurement signal of an electromechanical steering system |
| DE102021211432A1 (en) | 2021-10-11 | 2023-04-13 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method and device for determining a filter output variable of a filter for filtering a torsion bar torque of a steer-by-wire steering system for a vehicle |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120069A1 (en) * | 1990-06-19 | 1992-01-09 | Nissan Motor | VEHICLE CONTROL SYSTEM |
| EP0681955A1 (en) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using an adaptive torque filter |
-
2002
- 2002-03-05 DE DE2002109610 patent/DE10209610A1/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-03-05 WO PCT/EP2003/002242 patent/WO2003074345A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120069A1 (en) * | 1990-06-19 | 1992-01-09 | Nissan Motor | VEHICLE CONTROL SYSTEM |
| EP0681955A1 (en) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using an adaptive torque filter |
| US5504403A (en) | 1994-05-11 | 1996-04-02 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using an adaptive blending torque filter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2707269A4 (en) * | 2011-05-12 | 2015-07-22 | Carlos A Saez | Method and apparatus for variable reduced effort steering in electric steering systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10209610A1 (en) | 2003-10-16 |
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