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DE102012014305A1 - Electromechanical steering system for vehicle, has calculation unit for determining reference value, where power is inferred from supply system such that another calculation unit adjusts motor torque to energy availability of supply system - Google Patents

Electromechanical steering system for vehicle, has calculation unit for determining reference value, where power is inferred from supply system such that another calculation unit adjusts motor torque to energy availability of supply system Download PDF

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Publication number
DE102012014305A1
DE102012014305A1 DE201210014305 DE102012014305A DE102012014305A1 DE 102012014305 A1 DE102012014305 A1 DE 102012014305A1 DE 201210014305 DE201210014305 DE 201210014305 DE 102012014305 A DE102012014305 A DE 102012014305A DE 102012014305 A1 DE102012014305 A1 DE 102012014305A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
reference value
steering system
engine torque
vehicle steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201210014305
Other languages
German (de)
Inventor
Timo Dobberphul
Marten Alexander Höhne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE201210014305 priority Critical patent/DE102012014305A1/en
Publication of DE102012014305A1 publication Critical patent/DE102012014305A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

The system (1) has a calculation unit for determining a reference value for a time point and/or a time period, where a maximum reference value and/or a maximum gradient value are determined based on the reference value. An electrical power requested by the system is inferred from the onboard supply system for creation of a motor torque of an electromotor (18) such that another calculation unit dynamically adjusts the motor torque to current electrical energy availability of the supply system to ensure sufficient electrical power supply for operation of a vehicle. An independent claim is also included for a method for operating an electromechanical steering system.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Fahrzeuglenksystem mit einem Elektromotor und ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Lenksystems.The invention relates to an electromechanical vehicle steering system with an electric motor and a method for operating such a steering system.

Hilfskraftunterstützte Lenkungen in Fahrzeugen einzusetzen ist allgemein bekannt. Ein Unterstützungsmoment kann z. B. mittels eines Elektromotors eines elektromechanischen Lenksystems erzeugt werden. Zur Erzeugung des Motormoments wird die angeforderte elektrische Energie aus einem Fahrzeugbordnetz entnommen. Je größer das erzeugte Motormoment ist, desto mehr elektrische Energie verbraucht der Elektromotor. Dabei besteht die Gefahr, dass durch eine statische Auslegung so viel Strom konsumiert werden könnte, dass die Bordnetzspannung stark einbricht.To use power assisted steering systems in vehicles is well known. A support moment can z. B. be generated by means of an electric motor of an electromechanical steering system. To generate the engine torque, the requested electrical energy is taken from a vehicle electrical system. The larger the engine torque generated, the more electrical energy the electric motor consumes. There is a risk that so much power could be consumed by a static design that the vehicle electrical system voltage drops sharply.

Die EP 0 788 694 A2 offenbart eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die einen Elektromotor, einen Lenkmomentsensor und eine Steuerung aufweist. Durch die Steuerung wird abhängig von einem Lenkmoment ein Solldrehmoment berechnet und als Steuersignal an den Elektromotor übermittelt. Hierbei werden in einer Klassifikationsschaltung Betriebsgrößen des Fahrzeugs charakterisierende Klassifikationssignale erzeugt, die einem Regler zugeführt und von diesem bei der Regelung des Solldrehmoments berücksichtigt werden. Dabei wird ein den Fahrstil des Fahrers charakterisierendes Klassifikationssignal von der Klassifikationsschaltung an den Regler übermittelt.The EP 0 788 694 A2 discloses a steering apparatus for a motor vehicle having an electric motor, a steering torque sensor and a controller. By the controller, a target torque is calculated depending on a steering torque and transmitted as a control signal to the electric motor. Here, in a classification circuit operating variables of the vehicle characterizing classification signals are generated, which are fed to a controller and taken into account by this in the control of the target torque. In the process, a classification signal characterizing the driving style of the driver is transmitted from the classification circuit to the controller.

Die DE 10 2008 026 612 A1 offenbart ein Fahrzeuglenksystem mit einem Lenkrad, einer Lenksystemsteuereinheit und einer Lenkunterstützungseinheit mit einem Elektromotor. Eine Lenksystemsteuereinheit ist so ausgebildet, dass nach Eintritt eines Ruhezustands des Fahrzeugs und während einer Nichtbetätigung des Lenkrads ein Stromsparbetrieb eingenommen und eine Ansteuerung des Elektromotors unterbrochen wird.The DE 10 2008 026 612 A1 discloses a vehicle steering system having a steering wheel, a steering system control unit, and a steering assist unit with an electric motor. A steering system control unit is designed so that after entering a resting state of the vehicle and during non-actuation of the steering wheel, a power saving operation is taken and a control of the electric motor is interrupted.

Der Erfindung liegt eine Aufgabe zu Grunde, ein elektromechanisches Fahrzeuglenksystem und ein Verfahren zum Betrieb des Fahrzeuglenksystems zu schaffen, das eine an den Betrieb des Fahrzeugs angepasste Energieverteilung ermöglicht, damit ein Ein- oder Zusammenbruch des Bordnetzes des Fahrzeugs vermieden wird.The invention is based on an object to provide an electromechanical vehicle steering system and a method for operating the vehicle steering system, which allows an adapted to the operation of the vehicle power distribution, so that a collapse or collapse of the electrical system of the vehicle is avoided.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, unterschiedliche Prioritäten für den Energiebedarf im Fahrzeugbordnetz je nach ihrer Notwendigkeit bzw. Bedeutung für den aktuellen Fahrzustand zu setzen. Das elektromechanische Fahrzeuglenksystem mit einem Elektromotor wird durch ein Bordnetz des Fahrzeugs elektrisch versorgt. Zur Lenkunterstützung wird ein Motormoment durch den Elektromotor erzeugt, wobei die vom Fahrzeuglenksystem angeforderte elektrische Energie derart aus dem Bordnetz entnommen wird, dass ein erstes Rechenmittel des Fahrzeuglenksystems das Motormoment an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes dynamisch anpassen kann, um den elektrischen Energieverbrauch für das Fahrzeuglenksystem im Betrieb des Fahrzeugs zu begrenzen und einen Ein- oder Zusammenbruch des Bordnetzes zu vermeiden. D. h., die Energieverfügbarkeit des Bordnetzes wird während des Betriebs des Fahrzeugs ständig überwachtet und analysiert. Eine Energieanforderung des Fahrzeuglenksystems an das Fahrzeugbordnetz wird vorläufig begrenzt oder eingestellt, wenn das Bordnetz in diesem Zeitpunkt nicht in der Lage ist, den Energiebedarf für alle Energieanforderungen, insbesondere gleichzeitig für das Fahrzeuglenksystem und für den Betrieb des Fahrzeugs, zu erfüllen. Der Fahrzeugführer hat in diesem Fall das Fahrzeug entweder nur durch eine eingeschränkte Unterstützungskraft oder in seltenen Fällen gegebenenfalls völlig mit eigener Handkraft zu lenken. Da das Risiko eines starken Spannungsabfalls im Bordnetz nun vermieden werden kann, damit es keine schlagartige Reduzierung der Unterstützungskraft aufgrund eines Einbruchs oder Zusammenbrauchs des Bordnetzes gibt, kann dem Fahrer eine stetige oder eine maximal mögliche konstante Lenkunterstützung zur Verfügung gestellt werden.The invention is based on the idea of setting different priorities for the energy requirement in the vehicle electrical system depending on their need or importance for the current driving condition. The electromechanical vehicle steering system with an electric motor is powered by an electrical system of the vehicle. For steering assistance, an engine torque is generated by the electric motor, wherein the requested by the vehicle steering system electrical energy is removed from the electrical system such that a first computing means of the vehicle steering system can dynamically adjust the engine torque to a current electrical energy availability of the electrical system to the electrical energy consumption for the vehicle steering system to limit the operation of the vehicle and to avoid a collapse or collapse of the electrical system. This means that the energy availability of the vehicle electrical system is constantly monitored and analyzed during the operation of the vehicle. A power requirement of the vehicle steering system to the vehicle electrical system is temporarily limited or discontinued if the electrical system at this time is not able to meet the energy needs for all energy requirements, in particular simultaneously for the vehicle steering system and for the operation of the vehicle. In this case, the vehicle driver has to steer the vehicle either only by a limited support force or, in rare cases, possibly completely with his own hand power. Since the risk of a strong voltage drop in the electrical system can now be avoided, so there is no sudden reduction in the support force due to a break-in or consumption of the electrical system, the driver can be provided a steady or a maximum possible constant steering assistance.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Motormoment des Elektromotors an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes derart dynamisch angepasst, dass das erste Rechenmittel aktuell mindestens einen maximalen Sollwert für das Motormoment und/oder mindestens einen maximalen Gradientenwert für einen Verlauf des Motormoments bestimmt. Der Gradient des Motormoments repräsentiert, wie schnell elektrische Energie aus dem Bordnetz entnommen wird. Eine große Menge von Energie aus dem Bordnetz in einer kurzen Zeit zu entnehmen, stellt eine starke Belastung des Bordnetzes dar. Ein möglicher Spannungsabfall könnte das Bordnetz zusammenbrechen lassen.In one embodiment of the invention, the engine torque of the electric motor is dynamically adapted to a current electrical energy availability of the vehicle electrical system such that the first computing means currently determines at least one maximum setpoint value for the engine torque and / or at least one maximum gradient value for a course of the engine torque. The gradient of the engine torque represents how fast electrical energy is taken from the electrical system. Removing a large amount of energy from the vehicle electrical system in a short time represents a heavy load on the vehicle electrical system. A possible voltage drop could cause the vehicle electrical system to collapse.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der maximale Sollwert und/oder der maximale Gradientenwert anhand eines Referenzwerts bestimmt, wobei der Referenzwert abhängig von einem Stromverbrauch des Bordnetzes und einem Spannungsfall im Bordnetz ermittelt wird. Durch den Referenzwert, der einer Energieverfügbarkeit des Bordnetzes entspricht, kann der maximale Sollwert und Gradientenwert des Motormoments ebenfalls dementsprechend aktuell eingestellt werden. Eine maximal mögliche Lenkleistung wird dann nach der Energieverfügbarkeit des Bordnetzes beschränkt, womit ein Bordnetzeinbruch oder -zusammenbruch verhindert werden kann. In a further embodiment of the invention, the maximum setpoint value and / or the maximum gradient value are determined on the basis of a reference value, the reference value being determined as a function of a power consumption of the vehicle electrical system and a voltage drop in the vehicle electrical system. By the reference value, which corresponds to an energy availability of the electrical system, the maximum setpoint and gradient value of the engine torque can also be set accordingly current. A maximum possible steering performance is then limited by the availability of energy of the electrical system, which can be a board breakage or collapse can be prevented.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Referenzwert durch ein zweites Rechenmittel des Fahrzeuglenksystems für einen Zeitpunkt und/oder für einen Zeitraum ermittelt. Über die Betriebsdauer des Fahrzeugs kann es zu einen Veränderung der spezifischen Eigenschaften des Fahrzeuglenksystems kommen. Um dies zu berücksichtigen, wird zunächst ein für einen Zeitraum bestimmter oder vorgegebener Referenzwert in einer Speichereinheit, die für das Fahrzeuglenksystem vorgesehen ist, gespeichert. Der gespeicherte Referenzwert kann z. B. für die Ermittlung eines weiteren Referenzwerts verwendet und durch den ermittelten weiteren Referenzwert aktualisiert werden. Dadurch, dass der Referenzwert abhängig von einem Stromverbrauch des Bordnetzes und einem Spannungsabfall im Bordnetz aktuell ermittelt ist, können der maximale Sollwert und/oder der maximale Gradientenwert des Motormoments ebenfalls der Belastbarkeit bzw. der Beschaffenheit des Bordnetzes aktuell angepasst werden. Das erste und das zweite Rechenmittel können beispielsweise alleine durch eine Computersoftware oder einen Algorithmus in einem Steuergerät des Lenksystems integriert ausgebildet werden. Der Algorithmus wertet die Energieverfügbarkeit oder die Belastbarkeit des Bordnetzes auf Basis einer aktuellen Bordnetzspannung und eines aktuellen Stromverbrauchs aus.In a further embodiment of the invention, the reference value is determined by a second computing means of the vehicle steering system for a time and / or for a period. Over the service life of the vehicle, there may be a change in the specific properties of the vehicle steering system. To take this into account, a reference value determined or predetermined for a period of time is first stored in a memory unit provided for the vehicle steering system. The stored reference value can, for. B. are used for the determination of a further reference value and updated by the determined further reference value. Due to the fact that the reference value is currently determined as a function of the power consumption of the vehicle electrical system and a voltage drop in the vehicle electrical system, the maximum setpoint value and / or the maximum gradient value of the engine torque can also be currently adapted to the load capacity or the condition of the vehicle electrical system. For example, the first and the second computing means may be integrated with one another solely by computer software or an algorithm in a control unit of the steering system. The algorithm evaluates the energy availability or the load capacity of the electrical system based on a current vehicle electrical system voltage and a current power consumption.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines elektromechanischen Fahrzeuglenksystems in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeuglenksystem durch ein Bordnetz des Fahrzeugs elektrisch versorgt wird. Dabei wird zur Lenkunterstützung ein Motormoment durch einen Elektromotor des Fahrzeuglenksystems erzeugt. Zur Erzeugung des Motormoments wird die vom Fahrzeuglenksystem angeforderte elektrische Energie derart, aus dem Bordnetz entnommen, dass das Motormoment des Elektromotors an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes dynamisch angepasst wird, um eine ausreichende elektrische Energieversorgung für den Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisen.The invention further relates to a method for operating an electromechanical vehicle steering system in a vehicle, wherein the vehicle steering system is electrically supplied by an electrical system of the vehicle. In this case, an engine torque is generated by an electric motor of the vehicle steering system for steering assistance. In order to generate the engine torque, the electrical energy required by the vehicle steering system is taken from the vehicle electrical system such that the engine torque of the electric motor is dynamically adapted to a current electrical energy availability of the vehicle electrical system in order to guarantee a sufficient electrical power supply for the operation of the vehicle.

Die Erfindung wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated in more detail below in the context of an embodiment with reference to FIGS. Show it:

1 eine Vereinfachte Darstellung eines elektromechanischen Fahrzeuglenksystems, 1 a simplified representation of an electromechanical vehicle steering system,

2 ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystem. 2 a schematic block diagram of a method for operating a vehicle steering system according to the invention.

1 zeigt ein Fahrzeuglenksystem 1 mit einem Lenkrad 12, einer Lenkwelle 13, einem Getriebe 14, einem Zahnstangen-Ritzel-Lenkgetriebe 15, das ein Ritzel 15a und eine Zahnstange 15b aufweist, linke und rechte lenkbare Vorderräder 17, die über Spurstangen 16 mit den entgegengesetzten Enden der Zahnstange 15b verbunden sind, und einen Elektromotor 18 zum Erzeugen und Zuführen einer elektrischen Lenkhilfe für das Fahrzeuglenksystem 1. Wenn der Fahrzeugfahrer das Lenkrad 12 nach links oder rechts dreht, wird ein an die Lenkwelle 13 manuell angelegtes Handmoment über das Lenkgetriebe 15 in eine axiale Linearbewegung der Zahnstange 15b gewandelt, welche die Richtung der lenkbaren Vorderräder 17 über die Spurstangen 16 ändert. Ein Lenkdrehmomentsensor 19 erfasst das Handmoment und erzeugt ein elektrisches Signal T ist, welches das erfasste Handmoment darstellt. Das Signal T wird einem Steuergerät 20 zur Bearbeitung zugeführt. Das Steuergerät 20 berechnet ein Solldrehmoment, das der Elektromotor 18 als Hilfsdrehmoment erzeugen soll. Um den beim Lenken ausgeübten Kraftaufwand des Fahrers zu unterstützen, wird der Elektromotor 18 gemäß dem Signal T angetrieben, und die Ausgangsleistung oder das Ausgangsdrehmoment, das hierdurch vom Elektromotor 18 erzeugt wird, wird über das Getriebe 14 an die Lenkwelle 13 als elektrisches Hilfsdrehmoment angelegt, um den vom Fahrer ausgeübten manuellen Kraftaufwand zu reduzieren. 1 shows a vehicle steering system 1 with a steering wheel 12 , a steering shaft 13 , a gearbox 14 , a rack and pinion steering gear 15 that a pinion 15a and a rack 15b has left and right steerable front wheels 17 that have tie rods 16 with the opposite ends of the rack 15b are connected, and an electric motor 18 for generating and supplying an electric power steering for the vehicle steering system 1 , When the vehicle driver turns the steering wheel 12 turns to the left or right, becomes one to the steering shaft 13 manually applied manual torque via the steering gear 15 in an axial linear movement of the rack 15b converted the direction of the steerable front wheels 17 over the tie rods 16 changes. A steering torque sensor 19 detects the manual torque and generates an electrical signal T ist, which represents the detected manual torque. The signal T becomes a controller 20 supplied for processing. The control unit 20 calculates a target torque that the electric motor 18 to generate as auxiliary torque. To assist the rider's effort exerted on steering, the electric motor becomes 18 driven according to the signal T, and the output power or the output torque, thereby by the electric motor 18 is generated via the transmission 14 to the steering shaft 13 applied as auxiliary electric torque to reduce the manual effort exerted by the driver.

In der 2 ist ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeuglenksystems schematisch dargestellt. Zur Erzeugung eines Motormoments entnimmt das Fahrzeuglenksystem 1 die notwendige elektrische Energie aus einem Bordnetz 2 des Fahrzeugs. Das Fahrzeuglenksystem 1 umfasst ein erstes Rechenmittel 4a, dass das Motormoment an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes 2 dynamisch anpassen kann, um eine ausreichende elektrische Energieversorgung für andere wichtige Verbraucher, die für den Betrieb des Fahrzeugs notwendig sind, zu gewährleisen. Somit ist die Lenkleistung so zu begrenzen, dass ein Ein- oder Zusammenbruch des Bordnetzes 2, also ein dramatischer Spannungseinbruch möglichst vermieden wird. Die Begrenzung erfolgt in Form eines Maximalsollwerts und eines maximalen Gradientenwertes für das Motormoment des Elektromotors 18. Der Maximalsollwert und der maximale Gradientenwert sind so zu definieren, dass die Lenkleistung des Fahrzeuglenksystems 1 keinen gravierenden Spannungseinbruch im Bordnetz 2 zur Folge hat. Gleichzeitig soll eine konstante und für den Fahrer deutlich spürbare Lenkunterstützung gewährleistet werden. Dem Fahrer steht somit stets die bestmögliche Lenkleistung zur Verfügung, ohne dass sich eine schlagartige Reduzierung der Unterstützungskraft durch Unterspannung ergibt, während die Sicherheit und Verfügbarkeit des Bordnetzes 2 erhöht wird.In the 2 a method for operating the electromechanical vehicle steering system according to the invention is shown schematically. To generate an engine torque takes the vehicle steering system 1 the necessary electrical energy from a vehicle electrical system 2 of the vehicle. The vehicle steering system 1 includes a first computing means 4a in that the engine torque to a current electrical energy availability of the electrical system 2 dynamically adapt to ensure sufficient electrical power supply to other important consumers necessary for the operation of the vehicle. Thus, the steering power is limited so that a collapse or collapse of the electrical system 2 , So a dramatic voltage drop is avoided as possible. The limitation takes place in the form of a maximum nominal value and a maximum gradient value for the engine torque of the electric motor 18 , The maximum nominal value and the maximum gradient value are to be defined in such a way that the steering power of the vehicle steering system 1 no serious voltage dip in the electrical system 2 entails. At the same time a constant and clearly noticeable for the driver steering assistance is to be ensured. The driver is therefore always the best possible steering power available without resulting in a sudden reduction of the support force due to undervoltage, while the safety and availability of the electrical system 2 is increased.

Die Energieverfügbarkeit des Bordnetzes 2 ist während des Betriebs des Fahrzeugs ständig zu überwachen und zu analysieren, indem die elektrische Spannung und der elektrische Strom des Bordnetzes 2 gemessen und beobachtet werden. Dabei werden die Spannungs- und Strommessgrößen jeweils durch einen Signaleingang 5a, 5b eingeführt. Nach einer Differentialoperation 6a, 6b werden Gradientwerte du/dt und di/dt für die Spannung und den Strom generiert. Dadurch ist der Strom- und Spannungsverlauf des Bordnetzes 2 ermittelbar. Mittels eines Signalgenerators 7 wird ein Signal erzeugt, das einen Zusammenhang zwischen dem Strom und der Spannung darstellt. Dabei wird der Spannungsgradient in Relation zum Stromverlauf, nämlich dem Stromgradienten, ermittelt. Der Stromverbrauch ergibt sich beispielweise aus der Motordrehzahl und dem zur Verfügung gestellten Motormoment zusammen mit den Motorparametern des Elektromotors 18. Durch ein zweites Rechenmittel 4b wird das vom Signalgenerator 7 erzeugte Signal als ein Referenzwert zum einen für die aktuelle Belastbarkeit des Bordnetzes 2 aktuell ausgewertet, um das Motormoment entsprechend dynamisch anzupassen, und zum anderen für einen Zeitraum als ein Signalverlauf oder eine Kennlinie aufbereitet. Der oder die für einen Zeitraum ermittelten Referenzwerte werden in einer Speichereinheit 8 gespeichert. Der gespeicherte Referenzwert kann später für die Ermittlung eines neuen Referenzwerts verwendet und durch den ermittelten neuen Referenzwert aktualisiert werden.The energy availability of the electrical system 2 is constantly on during operation of the vehicle monitor and analyze by the electrical voltage and the electrical current of the electrical system 2 measured and observed. The voltage and current measurements are each by a signal input 5a . 5b introduced. After a differential operation 6a . 6b Gradient values du / dt and di / dt are generated for the voltage and the current. This is the current and voltage curve of the electrical system 2 determined. By means of a signal generator 7 a signal is generated which represents a relationship between the current and the voltage. In this case, the voltage gradient is determined in relation to the current profile, namely the current gradient. The power consumption results, for example, from the engine speed and the engine torque provided together with the engine parameters of the electric motor 18 , Through a second computer 4b will be the signal generator 7 generated signal as a reference value on the one hand for the current load capacity of the electrical system 2 Currently evaluated to adjust the engine torque accordingly dynamic, and prepared for another period as a waveform or a characteristic. The reference value (s) determined for a period are stored in a memory unit 8th saved. The stored reference value may later be used to determine a new reference value and updated by the determined new reference value.

Abhängig vom ermittelten Referenzwert, der eine aktuelle Energieverfügbarkeit und eine generelle Beschaffenheit des Bordnetzes 2 erfasst, werden zwei Datentabellen 9a, 9b, z. B. Look-Up-Tabellen, durch das erste Rechenmittel 4a jeweils für den maximalen Sollwert und für den maximalen Gradientenwert des Motormoments erstellt. Jedem Referenzwert wird ein maximaler Sollwert in der Tabelle 9a und ein maximaler Gradientenwert in der Tabelle 9b zugeordnet. Da der Referenzwert eine bestimmte Energieverfügbarkeit bzw. Belastbarkeit des Bordnetzes 2 repräsentiert, wird die zur Verfügung gestellte Unterstützungsleistung für die Fahrzeuglenkung gegebenenfalls begrenzt.Depending on the determined reference value, the current energy availability and a general nature of the electrical system 2 captured, are two data tables 9a . 9b , z. B. look-up tables, by the first calculation means 4a in each case for the maximum set value and for the maximum gradient value of the engine torque. Each reference value becomes a maximum setpoint in the table 9a and a maximum gradient value in the table 9b assigned. Since the reference value a certain energy availability or resilience of the electrical system 2 If necessary, the vehicle steering assistance provided may be limited.

Ein vom Fahrer zur Lenkung des Fahrzeugs aufgebrachtes Handmoment wird durch einen Signaleingang 5c in einen Modul 10 eingeleitet. Durch den Modul 10 wird ein Sollwert für ein Motordrehmoment berechnet, das der Elektromotor 18 als Hilfsdrehmoment für die Lenkung des Fahrzeugs erzeugen soll. Dieser Sollwert wird zuerst nur als ein vorläufiger Sollwert angesehen und mittels des ersten Rechenmittels 4a mit dem maximalen Sollwert in der Tabelle 9a verglichen. Falls der vorläufige Sollwert größer als der maximale Sollwert ist, wird der vorläufige Sollwert auf den maximalen Sollwert begrenzt. Weiterhin wird der Gradient des vorläufigen Sollwerts mit dem maximalen Gradientenwert in der Tabelle 9b verglichen und ebenfalls durch diesen begrenzt. Nach der Anpassung wird ein endgültiger Sollwert für das Motormoment an dem Signalausgang 11 des Lenksystems gesendet, um den Elektromotor 18 entsprechend anzusteuern. Das Motormoment des Elektromotors 18 kann auf diese Weise an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes 2 dynamisch angepasst werden. Dann wird die Energieanforderung des Fahrzeuglenksystems 1 an das Bordnetz 2 soweit beschränkt oder eingestellt, bis das Bordnetz 2 wieder in der Lage ist, das Fahrzeuglenksystem 1 versorgen zu können.A hand applied by the driver to the steering of the vehicle manual torque is through a signal input 5c into a module 10 initiated. Through the module 10 a setpoint for engine torque is calculated, which is the electric motor 18 to generate as auxiliary torque for the steering of the vehicle. This setpoint is first considered as a preliminary setpoint only and by means of the first calculation means 4a with the maximum setpoint in the table 9a compared. If the provisional setpoint is greater than the maximum setpoint, the provisional setpoint is limited to the maximum setpoint. Furthermore, the gradient of the provisional setpoint with the maximum gradient value in the table 9b compared and also limited by this. After adjustment, a final setpoint for the motor torque at the signal output 11 of the steering system sent to the electric motor 18 to control accordingly. The engine torque of the electric motor 18 can in this way to a current electrical energy availability of the electrical system 2 be dynamically adjusted. Then the energy requirement of the vehicle steering system 1 to the electrical system 2 as far as limited or discontinued, until the electrical system 2 is again capable of the vehicle steering system 1 to be able to supply.

Das oben geschildete Verfahren zur Betrieb des Fahrzeuglenksystems 1 mit einer Anpassung auf die Energieverfügbarkeit bzw. Belastbarkeit des Bordnetzes 2 kann beispielsweise durch eine Computersoftware oder einen Algorithmus ausgeführt und in das Steuergerät 20 des Fahrzeuglenksystems 1 integriert werden.The above-mentioned method for operating the vehicle steering system 1 with an adaptation to the energy availability or resilience of the electrical system 2 can for example be executed by a computer software or an algorithm and in the control unit 20 of the vehicle steering system 1 to get integrated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lenksystemsteering system
22
Bordnetzboard network
44
Rechenmittel (4a, 4b)Calculating means ( 4a . 4b )
55
Signaleingang (5a, 5b, 5c)Signal input ( 5a . 5b . 5c )
66
Differentialoperation (6a, 6b)Differential operation ( 6a . 6b )
77
Signalgeneratorsignal generator
88th
Speichereinheitstorage unit
99
Datentabelle (9a, 9b)Data table ( 9a . 9b )
1010
Modulmodule
1111
Signalausgangsignal output
1212
Lenkradsteering wheel
1313
Lenkwellesteering shaft
1414
Getriebetransmission
1515
Zahnstangen-Ritzel-LenkgetriebeRack-and-pinion steering gear
1616
Spurstangetie rod
1717
Vorderräderfront wheels
1818
Elektromotorelectric motor
1919
LenkdrehmomentsensorSteering torque sensor
2020
Steuergerätcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0788694 A2 [0003] EP 0788694 A2 [0003]
  • DE 102008026612 A1 [0004] DE 102008026612 A1 [0004]

Claims (10)

Elektromechanisches Fahrzeuglenksystem (1) mit einem Elektromotor (18), wobei das Fahrzeuglenksystem (1) durch ein Bordnetz (2) des Fahrzeugs elektrisch versorgt wird, und zur Lenkunterstützung ein Motormoment durch den Elektromotor (18) des Fahrzeuglenksystems (1) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuglenksystem (1) ein erstes Rechenmittel (4a) aufweist, wobei zur Erzeugung des Motormoments die vom Fahrzeuglenksystem (1) angeforderte elektrische Energie derart aus dem Bordnetz (2) entnommen wird, dass das erste Rechenmittel (4a) das Motormoment des Elektromotors (18) an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) dynamisch anpassen kann, um eine ausreichende elektrische Energieversorgung für den Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.Electromechanical vehicle steering system ( 1 ) with an electric motor ( 18 ), wherein the vehicle steering system ( 1 ) by an electrical system ( 2 ) of the vehicle is electrically supplied, and for steering assistance, an engine torque by the electric motor ( 18 ) of the vehicle steering system ( 1 ), characterized in that the vehicle steering system ( 1 ) a first computing means ( 4a ), wherein for generating the engine torque that of the vehicle steering system ( 1 ) requested electrical energy such from the electrical system ( 2 ) is taken that the first computing means ( 4a ) the engine torque of the electric motor ( 18 ) to a current electrical energy availability of the electrical system ( 2 ) dynamically to ensure a sufficient electrical power supply for the operation of the vehicle. Elektromechanisches Fahrzeuglenksystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Anpassung des Motormoments des Elektromotors (18) an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) derart erfolgt, dass das erste Rechenmittel (4a) mindestens einen maximalen Sollwert für das Motormoment und/oder mindestens einen maximalen Gradientenwert für einen Verlauf des Motormoments aktuell bestimmt.Electromechanical vehicle steering system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the dynamic adjustment of the engine torque of the electric motor ( 18 ) to a current electrical energy availability of the electrical system ( 2 ) such that the first computing means ( 4a ) at least one maximum setpoint value for the engine torque and / or at least one maximum gradient value for a course of the engine torque currently determined. Elektromechanisches Fahrzeuglenksystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des maximalen Sollwerts und/oder des maximalen Gradientenwerts anhand eines Referenzwerts durchführbar ist, wobei der Referenzwert von einem Stromverbrauch des Bordnetzes (2) und einem Spannungsabfall im Bordnetz (2) abhängt.Electromechanical vehicle steering system ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the determination of the maximum setpoint value and / or the maximum gradient value based on a reference value is feasible, wherein the reference value of a power consumption of the electrical system ( 2 ) and a voltage drop in the electrical system ( 2 ) depends. Elektromechanisches Fahrzeuglenksystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert durch ein zweites Rechenmittel (4b) des Fahrzeuglenksystems (1) für einen Zeitpunkt und/oder für einen Zeitraum ermittelbar ist, wobei der für einen Zeitraum bestimmte Referenzwert zur Auswertung der Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) in einer Speichereinheit (8), die für das Fahrzeuglenksystem vorgesehen ist, gespeichert wird.Electromechanical vehicle steering system ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the reference value by a second computing means ( 4b ) of the vehicle steering system ( 1 ) can be determined for a time and / or for a period, the reference value determined for a period for evaluating the energy availability of the vehicle electrical system ( 2 ) in a storage unit ( 8th ) provided for the vehicle steering system is stored. Elektromechanisches Fahrzeuglenksystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Referenzwert für die Ermittlung eines weiteren Referenzwerts verwendbar und durch den ermittelten weiteren Referenzwert aktualisierbar ist.Electromechanical vehicle steering system ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the stored reference value can be used for the determination of a further reference value and can be updated by the determined further reference value. Verfahren zum Betrieb eines elektromechanischen Fahrzeuglenksystems (1), wobei das Fahrzeuglenksystem (1) durch ein Bordnetz (2) des Fahrzeugs elektrisch versorgt wird, und zur Lenkunterstützung ein Motormoment durch einen Elektromotor (18) des Fahrzeuglenksystems (1) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Motormoments die vom Fahrzeuglenksystem (1) angeforderte elektrische Energie derart aus dem Bordnetz (2) entnommen wird, dass das Motormoment des Elektromotors (18) an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) dynamisch angepasst wird, um eine ausreichende elektrische Energieversorgung für den Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.Method for operating an electromechanical vehicle steering system ( 1 ), wherein the vehicle steering system ( 1 ) by an electrical system ( 2 ) of the vehicle is electrically supplied, and for steering assistance, an engine torque by an electric motor ( 18 ) of the vehicle steering system ( 1 ) is generated, characterized in that for generating the engine torque that of the vehicle steering system ( 1 ) requested electrical energy such from the electrical system ( 2 ) is taken that the engine torque of the electric motor ( 18 ) to a current electrical energy availability of the electrical system ( 2 ) is dynamically adjusted to ensure a sufficient electrical power supply for the operation of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment des Elektromotors (18) derart an eine aktuelle elektrische Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) dynamisch angepasst wird, dass mindestens ein maximaler Sollwert für das Motormoment und/oder mindestens ein maximaler Gradientenwert für einen Verlauf des Motormoments aktuell bestimmt werden.A method according to claim 6, characterized in that the engine torque of the electric motor ( 18 ) to a current electrical energy availability of the electrical system ( 2 ) is dynamically adjusted such that at least one maximum setpoint value for the engine torque and / or at least one maximum gradient value for a course of the engine torque are currently determined. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des maximalen Sollwerts und/oder des maximalen Gradientenwerts anhand eines Referenzwerts durchgeführt wird, wobei der Referenzwert abhängig von einem Stromverbrauch des Bordnetzes (2) und einem Spannungsabfall im Bordnetz (2) ermittelt wird.A method according to claim 7, characterized in that the determination of the maximum setpoint value and / or the maximum gradient value is carried out on the basis of a reference value, wherein the reference value depends on a power consumption of the vehicle electrical system ( 2 ) and a voltage drop in the electrical system ( 2 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert für einen Zeitpunkt und/oder für einen Zeitraum ermittelt wird, wobei der für einen Zeitraum bestimmte Referenzwert zur Auswertung der Energieverfügbarkeit des Bordnetzes (2) gespeichert wird.A method according to claim 8, characterized in that the reference value for a time and / or for a period is determined, wherein the determined for a period reference value for evaluating the energy availability of the electrical system ( 2 ) is stored. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Referenzwert für die Ermittlung eines weiteren Referenzwertes verwendet und durch den ermittelten weiteren Referenzwert aktualisiert wird.A method according to claim 9, characterized in that the stored reference value is used for the determination of a further reference value and updated by the determined further reference value.
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