DE19908572B4 - Method and device for reducing the maximum power loss in the final stage of an electric power steering system in the motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Verringerung einer in einer Endstufe einer elektrischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs erzeugten maximalen Verlustleistung (Pmax), bei dem in einem Erkennungsschritt erkannt wird, ob eine oder mehrere die Temperatur der Endstufe beeinflussende Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen einen kritischen Wert überschreitet bzw. überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß wenn das Ergebnis des Erkennungsschritts positiv ist, ein Führungsschritt die maximale Verlustleistung (Pmax) der Endstufe verringert und zwar abhängig von einem vorgegebenen Algorithmus oder von mehreren verschiedenen vorgegebenen Algorithmen, die abhängig von aus den Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen gebildeten Parametern ausgewählt werden.A method for reducing a generated in a final stage of an electric power steering system of a motor vehicle during driving maximum power loss (P max ), which is detected in a detection step, whether one or more affecting the temperature of the power amplifier vehicle and ambient conditions exceeds a critical value or exceeded, characterized in that if the result of the detecting step is positive, a guiding step reduces the maximum power dissipation (P max ) of the final stage depending on a given algorithm or several different predetermined algorithms depending on vehicle and environmental conditions Parameters are selected.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um die in einer Endstufe einer elektrischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs während des Fahrbetriebs erzeugte maximale Verlustleistung zu verringern. Bei den bisher bekannten elektrischen Servolenkungen konnte es vorkommen, daß sich die den Servomotor ansteuernde Endstufe während des Fahrbetriebs überhitzte und schließlich ausfiel, wenn die maximal zulässige Verlustleistung der Endstufe aufgrund von Umwelteinflüssen, wie starke Erhitzung des Motors, Erhöhung der Batteriespannung etc. zunimmt.The The invention relates to a method and a device for carrying out the in an output stage of an electric power steering system of a motor vehicle during the Driving operation to reduce maximum power loss. at The previously known electric power steering systems could happen that yourself which overheated the servomotor activating power amplifier during driving and finally failed when the maximum allowable Power loss of the power amplifier due to environmental influences, such as strong heating of the engine, increase the battery voltage, etc. increases.
Beim Ausfall der elektrischen Endstufe ist die gesamte Servolenkung außer Betrieb, und es muß auf einen Notbetrieb umgeschaltet werden, bei dem der Fahrer in ungewohnter Weise die gesamten Lenkkräfte am Lenkrad aufbringen muß. Dies führt zu einer großen Komforteinbuße aufgrund der fehlenden Lenkunterstützung. Zwar sind bereits Maßnahmen ergriffen worden, die Endstufe, wenn ihr eine Überhitzung droht, ganz abzuschalten. Auch dies führt dann zu einem Abschalten der Servolenkung insgesamt und damit fällt die durch die Servolenkung vorher bewirkte Lenkunterstützung weg.At the Failure of the electric power amplifier, the entire power steering is out of order, and it has to be on be switched to an emergency operation, in which the driver in unfamiliar Way the entire steering forces must apply on the steering wheel. this leads to to a big one loss of comfort due to the lack of steering assistance. Although there are already measures have been taken to completely shut off the power amplifier, if it threatens overheating. This too leads then to a shutdown of the power steering altogether and thus falls the steering assistance caused by the power steering before.
Die
Aufgabe und Vorteile der ErfindungPurpose and advantages of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit und den Komfort einer elektrischen Servolenkung durch Vermeidung der Überhitzung der Endstufe zu verbessern, wobei gleichzeitig eine komfortable Lenkunterstützung gewährleistet sein soll.It Object of the invention, the safety and comfort of a electric power steering by avoiding overheating of the power amplifier to improve at the same time a comfortable steering assistance should be guaranteed.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.The Task is solved according to the claim.
Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, die Verlustleistung der Endstufe, wenn ihr eine Überhitzung droht, gezielt herunterzufahren. Sobald erkannt wurde, daß die Temperatur der Endstufe oder eine oder mehrere Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen, die die Temperatur der Endstufe entscheidend beeinflussen, einen kritischen Wert während des Fahrbetriebs überschreiten, wird die maximal zulässige Verlustleistung der Endstufe in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Algorithmus oder von mehreren verschiedenen Algorithmen, die die Temperatur der Endstufe bzw. die Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen als Parameter enthalten, auf einen Minimalwert heruntergefahren.Of the Core of the method according to the invention lies in the power loss of the power amp when it's overheating threatens to deliberately shut down. Once it has been detected that the temperature of the Power amplifier or one or more vehicle and environmental conditions, which decisively influence the temperature of the final stage, one critical value during of the driving operation is the maximum allowable Power loss of the power amplifier depending on a given Algorithm or of several different algorithms that the Temperature of the power amplifier or the vehicle and ambient conditions as a parameter, down to a minimum value.
Der Algorithmus kann aus einer Kennlinie oder aus einem Kennfeld bestehen, in der bzw. in dem die maximal zulässige Verlustleistung über die durch die Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen bestimmten Parameter aufgetragen ist bzw. sind. Der Algorithmus kann aber auch als mathematische Gleichung abgelegt sein. Selbstverständlich können dabei auch mehrere verschiedene Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen in einer Gleichung oder in einer Kennlinie kombiniert berücksichtigt werden.Of the Algorithm can consist of a characteristic curve or a characteristic map, in or in which the maximum allowable power loss over the the vehicle and environmental conditions are plotted against certain parameters is or are. The algorithm can also be called mathematical Be filed equation. Of course, it can also be several different Vehicle and environmental conditions in an equation or in a Combined characteristic curve become.
Die für das gezielte Absenken der maximal zulässigen Verlustleistung der Endstufe zu berücksichtigenden Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen sind z. B. die Temperatur der Endstufe selbst, die Batteriespannung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motortemperatur sowie die Umgebungstemperatur.The for the targeted lowering of the maximum permissible power loss of the Amplifier to be considered Vehicle and environmental conditions are z. B. the temperature of Power amp itself, the battery voltage, vehicle speed, Motor temperature and ambient temperature.
Somit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise die Endstufe vor Überhitzung und Ausfall gesichert, während gleichzeitig der maximal mögliche Fahrkomfort gewährleistet ist.Consequently is achieved by the method according to the invention and the device according to the invention advantageously the output stage is protected against overheating and failure, while at the same time the maximum possible Driving comfort ensured is.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert.below is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to the single figure.
Die Figur zeigt graphisch mehrere Kennlinien A, B und C, die die Abhängigkeit der maximal zulässigen Verlustleistung Pnax jeweils von der Temperatur der Endstufe, der Temperatur des Motors und der Batteriespannung angeben. Selbstverständlich sind die gezeigten Kurven nur beispielhaft und haben keinerlei quantitativen Gehalt. Die Figur zeigt jedoch, daß die maximal zulässige Verlustleistung Pmax der Endstufe der elektrischen Servolenkung von einem Normwert, sobald zu einem Zeitpunkt T0 eine übermäßige Temperatur der Endstufe, eine übermäßige Temperatur des Motors und/oder eine zu hohe Batteriespannung erkannt wurden, auf einen mit MIN bezeichneten Minimalwert heruntergefahren wird, bei dem aber noch ein maximaler Fahrkomfort möglich ist. So gibt im einzelnen beispielsweise die Kennlinie A die Abhängigkeit der zu führenden maximalen Verlustleistung Pmax von der Temperatur der Endstufe, die Kennlinie B den geführten Verlauf der maximalen Verlustleistung Pmax der Endstufe abhängig von der Motortemperatur und die Kennlinie C den Verlauf der maximal zulässigen Verlustleistung Pmax abhängig von der Batteriespannung an. Die Kennlinien A, B, C bilden ein Kennfeld, welches in einem Speicher einer das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden (nicht gezeigten) Steuer/Regeleinheit gespeichert ist. Selbstverständlich können weitere mögliche Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen, die Einfluß auf die Temperatur der Endstufe haben, z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Kennfeld gespeichert sein. Statt eines Kennfeldes kann auch eine einzige, z. B. die wesentlichste Einflußgröße auf die Temperatur der Endstufe angebende Kennlinie zum gezielten Herunterfahren der maximal zulässigen Verlustleistung Pmax der Endstufe verwendet werden, z. B. nur die die Motortemperatur berücksichtigende Kennlinie B.The figure shows graphically several characteristics A, B and C, which indicate the dependence of the maximum allowable power loss P nax respectively of the temperature of the output stage, the temperature of the motor and the battery voltage. Of course, the curves shown are exemplary only and have no quantitative content. The figure shows, however, that the maximum allowable power loss P max of the final stage of the electric power steering from a standard value, as soon as at an instant T 0 excessive temperature of the power amplifier, excessive temperature of the motor and / or excessive battery voltage were detected on a MIN value is lowered, but still provides maximum ride comfort. In detail, for example, the characteristic curve A indicates the dependence of the leading maximum power loss P max on the temperature of the output stage, the characteristic B the guided curve of the maximum power loss P max of the output stage as a function of the engine temperature and the characteristic curve C the curve of the maximum permissible power loss P max depending on the battery voltage. The characteristic curves A, B, C form a characteristic map which is stored in a memory of a control method (not shown) performing the method according to the invention. Of course, other possible vehicle and environmental conditions that have an influence on the temperature of the power amplifier, z. B. the vehicle speed stored in the map be. Instead of a map, a single, z. B. the most significant influence on the temperature of the power amplifier indicating characteristic curve for targeted shutdown of the maximum allowable power loss P max of the power amplifier are used, for. B. only the motor temperature taking into account characteristic B.
Statt den Algorithmus durch eine Kennlinie oder durch ein Kennfeld anzugeben, kann dieser auch in Form einer oder mehrerer Gleichungen abgelegt sein, mit denen dann der geführte Verlauf der maximal zulässigen Verlustleistung Pmax der Endstufe abhängig vom jeweiligen Parameter mathematisch berechnet werden kann.Instead of specifying the algorithm by a characteristic curve or by a characteristic map, this can also be stored in the form of one or more equations, with which then the guided course of the maximum allowable power loss P max of the output stage can be mathematically calculated depending on the respective parameter.
Die erwähnte (nicht gezeigte) Steuer/Regeleinheit kann, um die erwähnten Parameter zu ermitteln und die Algorithmen auszuführen, Signale von im Fahrzeug eingebauten Sensoren und/oder anderen Steuergeräten empfangen, z. B. Signale über die Batteriespannung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motortemperatur, die Temperatur der Endstufe und/oder die Umgebungstemperatur. Durch die erfindungsgemäß realisierte Führung, d. h. gezielte Absenkung der maximal zulässigen Verlustleistung (über Spannungsvektor oder Frequenz) einer Endstufe einer elektrischen Servolenkung in Abhängigkeit von Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen während des Fahrbetriebs wird eine Überhitzung der Endstufe vermieden und gleichzeitig eine möglichst komfortable Lenkunterstützung gewährleistet.The mentioned (not shown) control unit can to the mentioned parameters to detect and execute the algorithms, signals from in the vehicle built-in sensors and / or other control devices receive, for. B. signals about the battery voltage, the vehicle speed, the engine temperature, the temperature the power amplifier and / or the ambient temperature. Realized by the invention Guide, d. H. targeted lowering of the maximum permissible power loss (via voltage vector or frequency) of an output stage of an electric power steering in dependence of vehicle and environmental conditions during driving an overheating avoided the power amplifier while ensuring the most comfortable steering assistance.
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