WO2016008644A1 - Verfahren zur steuerung eines elektromotors - Google Patents

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WO2016008644A1
WO2016008644A1 PCT/EP2015/062776 EP2015062776W WO2016008644A1 WO 2016008644 A1 WO2016008644 A1 WO 2016008644A1 EP 2015062776 W EP2015062776 W EP 2015062776W WO 2016008644 A1 WO2016008644 A1 WO 2016008644A1
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WO
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temperature
electric motor
drive device
transmission
evaluation unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/062776
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter HAMBLOCH
James Owen Patrick Farrelly
Original Assignee
Trw Limited
Trw Automotive Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Trw Limited, Trw Automotive Gmbh filed Critical Trw Limited
Priority to US15/327,183 priority Critical patent/US10103678B2/en
Publication of WO2016008644A1 publication Critical patent/WO2016008644A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • 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
    • B62D5/0481—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 monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0496—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 monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electric motor of a drive device of a power steering system.
  • the steering feel of the vehicle varies with the outside temperature, as the outside temperature determines the temperature of the power steering system after a longer life of the vehicle. Especially at temperatures below 0 ° C a changed control feeling is noticeable for the driver. At these temperatures, the steering is muffled and feels heavier.
  • the invention makes it possible, without much effort, in particular without a further temperature probe, to determine the temperature of the transmission sufficiently accurately, so that the requested torque of the electric motor, which is used for steering assistance of the driver, can be adapted to the temperature conditions. If the temperature estimation is sufficiently accurate, this can be done without influencing other application identifications and regardless of the variant. Due to the estimated temperature of the transmission and the measured load of the transmission, the friction caused by the temperature can be estimated precisely, so that the friction can be compensated precisely and the driver perceives no change in the control feeling. This applies in particular both at particularly high and at particularly low temperatures. Generally speaking, according to the invention, the dependence of an estimated temperature of the transmission and the applied load, e.g.
  • the drive device comprises at least the electric motor, for example, but also a control unit, a power supply and / or a motor control of the electric motor.
  • a predetermined temperature difference between the transmission and the drive device is used to estimate the temperature of the transmission and their characteristics are used, whereby the estimation of the temperature of the transmission is simplified.
  • information about the heat radiation of components of the drive device is used for predetermining the temperature difference, in particular information about the heat radiated by the evaluation unit and further electronic components, the heat radiated from the current, non-rotating electric motor and / or the heat generated by the rotation of the motor Electric motor radiated heat.
  • the temperature difference between the drive device and transmission can be determined based on the operating state of the electric motor.
  • the heat radiated by the evaluation unit (control unit) and the further electronic components and / or the heat radiated by the current, non-rotating electric motor is assumed to be constant, thereby further simplifying the determination of the temperature difference. It is also possible to assume the radiated heat as a function of the current consumption of the drive device.
  • the information about the heat radiated by the rotation of the electric motor is determined on the basis of the current supplied to the electric motor, in particular by means of a look-up table, so that this information is also obtained from already known information, whereby additional sensors can be dispensed with.
  • the (known) thermal mass of the drive device is used to estimate the temperature of the transmission, since the size of the thermal mass of the drive device has effects on the temperature transfer between the drive device and transmission.
  • the thermal mass of the drive device a more accurate estimate of the temperature of the transmission is possible.
  • the heat transfer between the drive device and the transmission is used to estimate the temperature of the transmission, so that the temperature of the transmission can be estimated based on the temperature of the drive device.
  • the large thermal inertia of the transmission compared to the thermal inertia of the drive device can be taken into account, wherein the thermal inertia of the transmission is mainly caused by its connection with body parts and parts of the steering.
  • the evaluation unit also adapts the requested torque on the basis of the determined rotational speed of the steering shaft, whereby the driver's request can be met and overcompensation can be prevented.
  • the adaptation of the requested torque by the multiplication of the requested torque with a factor k which is in particular between 0.8 and 1, 2, so that in a simple manner an adjustment of the requested torque of the electric motor can be done.
  • the limitation of the factor k to a range between 0.8 and 1.2 is made for safety reasons.
  • the estimated temperature of the transmission can be used to determine the factor k.
  • the determination of the factor k by means of a three-dimensional value map, whereby the determination of the factor k is accelerated.
  • the temperature of the electric motor itself is used instead of the temperature of the drive device, wherein the parameters with respect to the drive device then refer to the electric motor, such as the temperature difference, the thermal mass and / or the heat transfer.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a power steering system for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a servo steering system 10.
  • Steering system has a drive device 12, a transmission 14 and a steering assembly 16.
  • the steering assembly 16 is representative of the steering of the vehicle and includes, for example, a steering actuator, a steering shaft, a steering gear and a handlebar, which transmit the steering force of the driver from the steering actuator to the wheels of the vehicle.
  • the drive device 12 has an evaluation unit 18 and an electric motor 20, which is connected to the transmission 14.
  • the transmission 14 is in turn connected to one of the components of the steering assembly 16, for example with the steering shaft or the handlebar.
  • a temperature sensor 22 is provided on or in the drive device 12, which detects the temperature T ds of the drive device 12 or the electric motor 20 and transmits a corresponding temperature signal to the evaluation unit 18.
  • the evaluation unit 18 also receives further signals from additional sensors.
  • control unit (not shown) may be provided in the drive device 12.
  • the control unit requests a torque M D based on the driving situation and / or the driver's steering movement, which represents the driver's steering assistance torque to which no adjustments due to the temperature have been made.
  • the evaluation unit 18 now adjusts the torque M D to the temperature conditions and transmits the adjusted torque M A to the electric motor. Based on the adjusted torque M A determined in this manner, a motor controller (not shown) controls the power supply of the electric motor 20 such that the electric motor 20 provides the adjusted torque M A.
  • the torque generated by the electric motor 20 is then transmitted by means of the transmission 14 to the steering assembly 16 and supports the driver in the steering of the vehicle.
  • the transmission of the torque is shown by the dashed arrows in Figure 1.
  • FIG. 2 shows a flow chart of the method performed by the evaluation unit 18.
  • the evaluation unit 18 receives signals from various sensors of the power steering system 10, in particular from the temperature sensor 22, about the operating state of the power steering system 10.
  • the evaluation unit 18 receives information about the temperature T ds of the drive device 12 the electric motor 20 supplied current I and information 26, whether the electric motor 20, in particular together with the engine control, has been turned on.
  • the evaluation unit 18 can obtain information about the rotational speed ⁇ of the steering shaft and the requested torque M D.
  • Block 34 are supplied to information 26 about the operating state of the electric motor 20 and information about the current I.
  • the temperature difference ⁇ ⁇ is composed of several parts. In the embodiment shown, these are up to three parts.
  • the first part is a constant term, the heat radiation from the evaluation unit 18 and other electronic components of the Drive device 12 bill. This constant can be stored in the evaluation unit 18.
  • the second part takes into account the additional heat radiation of the energized non-rotating electric motor 20 and / or the motor control and is also constant. This constant can also be stored in the evaluation unit 18. It is added to the first part when the information 26 about the operating state of the electric motor 20 indicates a switched-on engine or engine control.
  • the third part of the temperature difference ⁇ ⁇ is not constant.
  • the current supplied to the electric motor 20 I is considered, since the radiated heat of the electric motor 20 is dependent on its caused by the current I speed.
  • the third part is approximately proportional to the sum of the squares of the current I.
  • the determination of the third part can be made using a look-up table.
  • the temperature difference ⁇ calculated in this way in block 34 is ⁇ passed to block 36 which also receives the temperature T ds of the drive device 12 from the temperature sensor 22nd
  • thermal mass of the drive device 12 and / or the heat transfer between the drive device 12 and the transmission 14 is used to estimate the temperature T gb of the transmission 14.
  • These variables can be stored as constants or value map in the evaluation unit 18.
  • the block 34 of predetermined temperature difference ⁇ ⁇ is for estimating the temperature T gb of the transmission used and is included in the thermal model.
  • the estimated temperature T gb of the transmission 14 is passed from block 36 to block 40.
  • a factor k is now determined, which serves to adapt the requested torque M D.
  • information about the rotational speed ⁇ of the steering shaft can also be provided in block 40.
  • the determination of the factor k takes place in block 40 by means of a three-dimensional value map, in which the rotational speed ⁇ of the steering shaft can also be taken into account. Furthermore, the estimated temperature of the transmission T gb and the load (steering torque or motor current) can be taken into account.
  • the value of the factor k is, for example, between 0.8 and 1.2.
  • the factor k determined in this way is now transferred from block 40 to block 42, which also receives the requested torque M D from the control unit.
  • block 42 only the requested torque M D is multiplied by the factor k and thereby the requested torque M D is adapted to the estimated temperature T gb of the transmission.
  • the torque D A adapted in this way is transmitted by the evaluation unit 18 to the electric motor 20 or the engine control, so that the generated steering assistance is adapted to the estimated temperature T gb of the transmission 14.
  • the temperature of the electric motor 20 itself is used, wherein the parameters with respect to the drive device 12 then refer to the electric motor 20, as the temperature difference ⁇ ⁇ , the thermal mass, the thermal models and / or heat transfer.
  • the temperature sensor 22 would detect the temperature of the electric motor 20 and transmit it to the evaluation unit 18.
  • control unit and the evaluation unit 18 are realized by a microprocessor, so that no separate components are present. Also, the motor control can be realized in this microprocessor.

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors einer Antriebsvorrichtung eines Servo-Lenksystems, bei dem ein Temperatursensor die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung erfasst und Informationen über die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung an eine Auswerteeinheit (18) übermittelt, die Auswerteeinheit (18) die Temperatur Tgb eines Getriebes anhand der Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung abschätzt und die Auswerteeinheit anhand der abgeschätzten Temperatur Tgb des Getriebes ein angefordertes Drehmoment MD des Elektromotors anpasst.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors einer Antriebsvorrichtung eines Servo-Lenksystems.
Bei Servo-Lenksystemen von Fahrzeugen, insbesondere bei elektrisch betriebenen Servo-Lenksystemen, verändert sich das Steuergefühl des Fahrzeugs mit der Außentemperatur, da die Außentemperatur die Temperatur des Servo-Lenksystems nach längeren Standzeiten des Fahrzeugs bestimmt. Besonders bei Temperaturen von unter 0 °C ist für den Fahrer ein verändertes Steuergefühl wahrnehmbar. Bei diesen Temperaturen wird die Lenkung gedämpft und fühlt sich schwergängiger an.
Dieses Phänomen rührt von den Materialeigenschaften des Getriebes, insbesondere des Schmiermittels, und des Motors des Servo-Lenksystems her, da diese bei niedrigen Temperaturen eine größere Steifigkeit und Viskosität aufweisen. Um diesem veränderten Steuergefühl entgegenzuwirken, ist es bekannt, das Unterstützungsdrehmoment, das von dem Elektromotor der Antriebsvorrichtung aufgebracht wird, bei niedrigen Temperaturen zu vergrößern. Hierzu wird die Temperatur des Elektromotors herangezogen. Diese Lösung greift allerdings zu kurz, da die Veränderung des Steuergefühls größtenteils vom Getriebe, insbesondere dem verwendeten Schmiermittel, abhängig ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Servo- Lenksystems bereitzustellen, bei dem auch die Temperatur des Getriebes berücksichtigt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors einer Antriebsvorrichtung eines Servo-Lenksystems, bei dem ein Temperatursensor die Temperatur der Antriebsvorrichtung erfasst und Informationen über die Temperatur der Antriebsvorrichtung an eine Auswerteeinheit übermittelt, die Auswerteeinheit die Temperatur eines Getriebes anhand der Temperatur der Antriebsvorrichtung abschätzt und die Auswerteeinheit anhand der abgeschätzten Temperatur des Getriebes ein angefordertes Drehmoment des Elektromotors anpasst.
Die Erfindung ermöglicht es, ohne größeren Aufwand, insbesondere ohne eine weitere Temperatursonde, die Temperatur des Getriebes hinreichend genau zu bestimmen, sodass das angeforderte Drehmoment des Elektromotors, das zur Lenkunterstützung des Fahrers dient, an die Temperaturbedingungen angepasst werden kann. Dies kann, wenn die Temperaturabschätzung hinreichend genau ist, ohne Beeinflussung anderer Applikationskennungen und variantenunabhängig erfolgen. Aufgrund der abgeschätzten Temperatur des Getriebes und der gemessenen Last des Getriebes kann die durch die Temperatur bedingte Reibung präzise abgeschätzt werden, sodass die Reibung genau ausgeglichen werden kann und der Fahrer keine Veränderung des Steuergefühls wahrnimmt. Dies gilt insbesondere sowohl bei besonders hohe als auch bei besonders niedrigen Temperaturen . Allgemein kann gesagt werden, dass erfindungsgemäß die Abhängigkeit einer abgeschätzten Temperatur des Getriebes und der anliegenden Last, z.B. gemessen am Phasenstrom oder Handmoment, ein Faktor k bestimmt wird, der zur Kompensation von Temperatureinflüssen auf das angeforderte Motormoment angewendet wird. Die Antriebsvorrichtung umfasst dabei wenigstens den Elektromotor, beispielsweise jedoch auch eine Steuereinheit, eine Stromversorgung und/oder eine Motorsteuerung des Elektromotors.
Vorzugsweise wird zur Abschätzung der Temperatur des Getriebes ein vorbestimmter Temperaturunterschied zwischen Getriebe und Antriebsvorrichtung herangezogen und deren Kenngrößen verwandt, wodurch die Abschätzung der Temperatur des Getriebes vereinfacht wird. Beispielsweise werden zum Vorbestimmen des Temperaturunterschieds Informationen über Wärmeabstrahlung von Komponenten der Antriebsvorrichtung herangezogen, insbesondere Informationen über die von der Auswerteeinheit und weiteren elektronischen Komponenten abgestrahlte Wärme, über die vom unter Strom stehenden, nicht rotierenden Elektromotor abgestrahlte Wärme und/oder über die durch die Rotation des Elektromotors abgestrahlte Wärme. Auf diese Weise kann der Temperaturunterschied zwischen Antriebsvorrichtung und Getriebe anhand des Betriebszustands des Elektromotors bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird die von der Auswerteeinheit (Steuereinheit) und den weiteren elektronischen Komponenten abgestrahlte Wärme und/oder die vom unter Strom stehenden, nicht rotierenden Elektromotor abgestrahlte Wärme als konstant angenommen, wodurch sich die Bestimmung des Temperaturunterschieds weiter vereinfacht. Es ist auch möglich, die abgestrahlte Wärme in Abhängigkeit von der Stromaufnahme der Antriebsvorrichtung anzunehmen.
Beispielsweise wird die Information über die durch die Rotation des Elektromotors abgestrahlte Wärme anhand des dem Elektromotor zugeführten Stromes, insbesondere mithilfe einer Lookup-Tabelle, ermittelt, sodass auch diese Informationen aus bereits bekannten Informationen gewonnen werden, wodurch zusätzliche Sensoren entfallen können.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung wird zur Abschätzung der Temperatur des Getriebes die (bekannte) thermische Masse der Antriebsvorrichtung herangezogen, da die Größe der thermischen Masse der Antriebsvorrichtung Auswirkungen auf den Temperaturübertrag zwischen Antriebsvorrichtung und Getriebe hat. So ist durch Berücksichtigung der thermischen Masse der Antriebsvorrichtung eine präzisere Abschätzung der Temperatur des Getriebes möglich.
Vorzugsweise wird zur Abschätzung der Temperatur des Getriebes der Wärmeübertrag zwischen Antriebsvorrichtung und Getriebe herangezogen, sodass anhand der Temperatur der Antriebsvorrichtung die Temperatur des Getriebes abgeschätzt werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung verändert das Getriebe im zugrunde liegenden thermischen Modell zur Abschätzung der Temperatur des Getriebes seine Temperatur sehr langsam im Vergleich zur Antriebsvorrichtung, insbesondere wird ^ Tgb = 0 angenommen, wobei Tgb die abgeschätzte Temperatur des Getriebes ist. Auf diese Weise kann die große thermische Trägheit des Getriebes im Vergleich zur thermischen Trägheit der Antriebsvorrichtung berücksichtigt werden, wobei die thermische Trägheit des Getriebes vor allem durch seine Verbindung mit Karosserieteilen und Teilen der Lenkung hervorgerufen wird. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung passt die Auswerteeinheit zudem anhand der ermittelten Rotationsgeschwindigkeit der Lenkwelle das angeforderte Drehmoment an, wodurch dem Fahrerwunsch entsprochen und Überkompensationen verhindert werden können.
Vorzugsweise erfolgt die Anpassung des angeforderten Drehmoments durch die Multiplikation des angeforderten Drehmoments mit einem Faktor k, der insbesondere zwischen 0,8 und 1 ,2 liegt, sodass auf einfache Weise eine Anpassung des angeforderten Drehmoments des Elektromotors erfolgen kann. Die Begrenzung des Faktors k auf einen Bereich zwischen 0,8 und 1 ,2 erfolgt aus Sicherheitsgründen. Dabei kann zur Ermittlung des Faktors k die abgeschätzte Temperatur des Getriebes herangezogen werden.
Beispielsweise erfolgt die Ermittlung des Faktors k mithilfe einer dreidimensionalen Wertekarte, wodurch die Ermittlung des Faktors k beschleunigt wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante wird anstelle der Temperatur der Antriebsvorrichtung die Temperatur des Elektromotors selbst herangezogen, wobei sich die Parameter mit Bezug auf die Antriebsvorrichtung dann auf den Elektromotor beziehen, wie der Temperaturunterschied, die thermische Masse und/oder der Wärmeübertrag.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen: - Figur 1 eine schematische Darstellung eines Servo-Lenksystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- Figur 2 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Figur 1 ist ein Servo-Lenksystem 10 schematisch dargestellt. Das Servo-
Lenksystem weist eine Antriebsvorrichtung 12, ein Getriebe 14 und eine Lenkanordnung 16 auf.
Die Lenkanordnung 16 steht stellvertretend für die Lenkung des Fahrzeugs und weist beispielsweise ein Lenkbetätigungselement, eine Lenkwelle, ein Lenkgetriebe und eine Lenkstange auf, die die Lenkkraft des Fahrers vom Lenkbetätigungselement zu den Rädern des Fahrzeugs übertragen.
Die Antriebsvorrichtung 12 weist eine Auswerteeinheit 18 und einen Elektromotor 20 auf, der mit dem Getriebe 14 verbunden ist. Das Getriebe 14 ist wiederrum mit einem der Komponenten der Lenkanordnung 16 verbunden, beispielsweise mit der Lenkwelle oder der Lenkstange.
Weiterhin ist an oder in der Antriebsvorrichtung 12 ist ein Temperatursensor 22 vorgesehen, der die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung 12 oder des Elektromotors 20 detektiert und ein entsprechendes Temperatursignal an die Auswerteeinheit 18 übermittelt. Die Auswerteeinheit 18 empfängt außerdem weitere Signale von zusätzlichen Sensoren.
Zudem kann eine Steuereinheit (nicht gezeigt) in der Antriebsvorrichtung 12 vorgesehen sein.
Im Betrieb fordert die Steuereinheit aufgrund der Fahrsituation und/oder der Lenkbewegung des Fahrers ein Drehmoment MD an, welches das Drehmoment zur Lenkunterstützung des Fahrers darstellt, an dem keine Anpassungen aufgrund der Temperatur vorgenommen wurden.
Die Auswerteeinheit 18 passt nun das Drehmoment MD an die Temperaturbedingungen an und übermittelt das angepasste Drehmoment MA an den Elektromotor. Anhand des auf diese Weise ermittelten angepasst Drehmoments MA steuert eine Motorsteuerung (nicht gezeigt) die Stromzufuhr des Elektromotors 20 derart, dass der Elektromotor 20 das angepasst Drehmoment MA bereitstellt.
Das vom Elektromotor 20 erzeugt Drehmoment wird anschließend mittels des Getriebes 14 zur Lenkanordnung 16 übertragen und unterstützt den Fahrer bei der Lenkung des Fahrzeugs. Die Übertragung des Drehmoments ist durch die gestrichelten Pfeile in Figur 1 dargestellt.
Das Verfahren zur Ermittlung des angepassten Drehmoments MA und somit das Verfahren zur Steuerung des Elektromotors 20 ist in Figur 2 schematisch dargestellt.
In Figur 2 ist ein Ablaufdiagramm des von der Auswerteeinheit 18 durchgeführten Verfahrens gezeigt. Die Auswerteeinheit 18 erhält von verschiedenen Sensoren des Servo-Lenksystems 10, insbesondere vom Temperatursensor 22, Signale über den Betriebszustand des Servo-Lenksystems 10. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt die Auswerteeinheit 18 Informationen über die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung 12, den dem Elektromotor 20 zugeführten Strom I und eine Information 26, ob der Elektromotor 20, insbesondere mitsamt der Motorsteuerung, eingeschaltet wurde. Zudem kann die Auswerteeinheit 18 Informationen über die Rotationsgeschwindigkeit ω der Lenkwelle und das angeforderte Drehmoment MD erhalten.
In einem ersten Schritt wird in Block 34 eine erwartete Temperaturdifferenz Δτ zwischen Antriebsvorrichtung 12 und Getriebe 14 vorbestimmt. Block 34 werden dazu Informationen 26 über den Betriebszustand des Elektromotors 20 und Informationen über den Strom I zugeführt.
Die Temperaturdifferenz Δτ setzt sich dabei aus mehreren Teilen zusammen. In der gezeigten Ausführungsform sind dies bis zu drei Teile.
Der erste Teil ist ein konstanter Term, der der Wärmeabstrahlung von der Auswerteeinheit 18 und weiteren elektronischen Komponenten der Antriebsvorrichtung 12 Rechnung trägt. Diese Konstante kann in der Auswerteeinheit 18 hinterlegt sein.
Der zweite Teil berücksichtigt die zusätzliche Wärmeabstrahlung des unter Strom stehenden, nicht rotierenden Elektromotors 20 und/oder der Motorsteuerung und ist ebenfalls konstant. Auch diese Konstante kann in der Auswerteeinheit 18 hinterlegt sein. Sie wird zum ersten Teil addiert, wenn die Information 26 über den Betriebszustand des Elektromotors 20 einen eingeschalteten Motor bzw. Motorsteuerung anzeigt.
Der dritte Teil der Temperaturdifferenz Δτ ist nicht konstant. Zu seiner Berechnung wird der dem Elektromotor 20 zugeführte Strom I berücksichtigt, da die abgestrahlte Wärme des Elektromotors 20 von seiner durch den Strom I hervorgerufenen Drehzahl abhängig ist.
Beispielsweise ist der dritte Teil ungefähr proportional zur Summe der Quadrate des Stromes I. Dabei kann die Bestimmung des dritten Teils anhand einer Lookup-Tabelle erfolgen.
Die auf diese Weise in Block 34 ermittelte Temperaturdifferenz Δτ wird an Block 36 übergeben, der zudem die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung 12 vom Temperatursensor 22 empfängt. In Block 36 wird nun die Temperatur Tgb des Getriebes 14 mithilfe eines thermischen Modells der Antriebsvorrichtung 12 und des Getriebes 14 abgeschätzt. Dabei kann angenommen werden, dass sich die Temperatur Tgb des Getriebes nur langsam im Vergleich zur Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung 12 verändert, insbesondere, dass ^ 5ö = 0 ist.
Denkbar ist auch, dass die thermische Masse der Antriebsvorrichtung 12 und/oder der Wärmeübertrag zwischen Antriebsvorrichtung 12 und Getriebe 14 zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes 14 herangezogen wird. Diese Größen können als Konstanten oder Wertekarte in der Auswerteeinheit 18 hinterlegt sein.
Auch wird die von Block 34 vorbestimmte Temperaturdifferenz Δτ zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes herangezogen und geht in das thermische Modell ein. Die abgeschätzte Temperatur Tgb des Getriebes 14 wird von Block 36 an Block 40 übergeben. In Block 40 wird nun ein Faktor k ermittelt, der zur Anpassung des angeforderten Drehmoments MD dient. Hierzu können Block 40 neben der Temperatur Tgb des Getriebes 14 auch Informationen über die Rotationsgeschwindigkeit ω der Lenkwelle bereitgestellt werden.
Die Bestimmung des Faktors k erfolgt in Block 40 mithilfe einer dreidimensionalen Wertekarte, in der auch die Rotationsgeschwindigkeit ω der Lenkwelle berücksichtigt sein kann. Weiterhin können auch die abgeschätzte Temperatur des Getriebes Tgb und die Last (Lenkmoment oder Motorstrom) berücksichtigt werden.
Der Wert des Faktors k liegt beispielsweise zwischen 0,8 und 1 ,2.
Der auf diese Weise ermittelte Faktor k wird nun von Block 40 an Block 42 übergeben, der von der Steuereinheit außerdem das angeforderte Drehmoment MD erhält. In Block 42 wird lediglich das angeforderte Drehmoment MD mit dem Faktor k multipliziert und dadurch das angeforderte Drehmoment MD an die abgeschätzte Temperatur Tgb des Getriebes angepasst.
Das auf diese Weise angepasste Drehmoment DA wird von der Auswerteeinheit 18 an den Elektromotor 20 bzw. die Motorsteuerung übermittelt, sodass die erzeugte Lenkunterstützung an die abgeschätzte Temperatur Tgb des Getriebes 14 angepasst ist.
Denkbar ist auch, dass anstelle der Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung 12 die Temperatur des Elektromotors 20 selbst herangezogen wird, wobei sich die Parameter mit Bezug auf die Antriebsvorrichtung 12 dann auf den Elektromotor 20 beziehen, wie der Temperaturunterschied Δτ, die thermische Masse, die thermischen Modelle und/oder der Wärmeübertrag. In dieser Ausführungsform würde der Temperatursensor 22 die Temperatur des Elektromotors 20 erfassen und an die Auswerteeinheit 18 übermitteln.
Ebenso ist es denkbar, dass die Steuereinheit und die Auswerteeinheit 18 durch einen Mikroprozessor verwirklicht sind, sodass keine separaten Bauteile vorliegen. Ebenfalls kann die Motorsteuerung in diesem Mikroprozessor verwirklicht sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors (20) einer Antriebsvorrichtung (12) eines Servo-Lenksystems (10), bei dem ein Temperatursensor (22) die Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung (12) erfasst und Informationen über die Temperatur Tds der
Antriebsvorrichtung (12) an eine Auswerteeinheit (18) übermittelt, die Auswerteeinheit (18) die Temperatur Tgb eines Getriebes (14) anhand der Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung (12) abschätzt und die Auswerteeinheit (18) anhand der abgeschätzten Temperatur Tgb des Getriebes (14) ein angefordertes Drehmoment MD des Elektromotors (20) anpasst.
2. Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes (14) ein vorbestimmter Temperaturunterschied Δτ zwischen Getriebe (14) und Antriebsvorrichtung (12) herangezogen wird.
3. Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorbestimmen des Temperaturunterschieds Δτ Informationen zur Wärmeabstrahlung von Komponenten der Antriebsvorrichtung (12) herangezogen werden, insbesondere Informationen über die von der Auswerteeinheit (18) und den weiteren elektronischen Komponenten abgestrahlte Wärme, über die vom unter Strom stehenden, nicht rotierenden Elektromotor (20) abgestrahlte Wärme und/oder über die durch die Rotation des Elektromotors (20) abgestrahlte Wärme.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerteeinheit (18) und den weiteren elektronischen Komponenten abgestrahlte Wärme und/oder die vom unter Strom stehenden, nicht rotierenden Elektromotor (20) abgestrahlte Wärme als konstant angenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über die durch die Rotation des Elektromotors (20) abgestrahlte Wärme anhand des dem Elektromotor (20) zugeführten Stromes (I), insbesondere mithilfe einer Lookup-Tabelle, ermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes (14) der Wärmeübertrag zwischen Antriebsvorrichtung (12) und Getriebe (14) herangezogen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes (14) die thermische Masse der Antriebsvorrichtung (12) herangezogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Getriebe (14) im zugrunde liegenden thermischen Modell zur Abschätzung der Temperatur Tgb des Getriebes (14) seine Temperatur sehr langsam im Vergleich zur Antriebsvorrichtung (12) verändert, insbesondere
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18) zudem anhand der ermittelten Rotations- geschwindigkeit ω der Lenkwelle das angeforderte Drehmoment MD anpasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des angeforderten Drehmoments MD durch die Multiplikation des angeforderten Drehmoments MD mit einem Faktor k, der insbesondere zwischen 0,8 und 1 ,2 liegt, erfolgt.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Faktors k mithilfe einer dreidimensionalen Wertekarte erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Temperatur Tds der Antriebsvorrichtung (12) die Temperatur des Elektromotors (20) herangezogen wird, wobei sich die Parameter mit Bezug auf die Antriebsvorrichtung (12) auf den Elektromotor (20) beziehen, wie der Temperaturunterschied Δτ, die thermische Masse und/oder der Wärmeübertrag.
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