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DE102019204576B4 - Method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine of a steering system - Google Patents

Method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine of a steering system Download PDF

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DE102019204576B4
DE102019204576B4 DE102019204576.6A DE102019204576A DE102019204576B4 DE 102019204576 B4 DE102019204576 B4 DE 102019204576B4 DE 102019204576 A DE102019204576 A DE 102019204576A DE 102019204576 B4 DE102019204576 B4 DE 102019204576B4
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Malte Elzmann
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Abstract

Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine (10) eines Lenksystems (12), wobei die elektrische Drehstrommaschine (10) wenigstens eine erste Teilmaschine (14) und wenigstens eine zweite Teilmaschine (16) umfasst, und wobei die erste Teilmaschine (14) aus einem ersten Fahrzeugbordnetz (18) und die zweite Teilmaschine (16) aus einem zweiten Fahrzeugbordnetz (20) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Betriebszustand wenigstens eine Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) und/oder wenigstens eine weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) derart verändert wird, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine (10) reduziert werden.Method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine (10) of a steering system (12), wherein the electrical three-phase machine (10) comprises at least one first sub-machine (14) and at least one second sub-machine (16), and wherein the first sub-machine (14) comprises a first vehicle electrical system (18) and the second sub-machine (16) is fed from a second vehicle electrical system (20), characterized in that in at least one operating state at least one control parameter of the first sub-machine (14) as a function of at least one operating parameter of the second sub-machine (16 ) and / or at least one further control parameter of the second sub-machine (16) is changed as a function of at least one further operating parameter of the first sub-machine (14) in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine (10) are reduced.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine eines Lenksystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens, ein Lenksystem mit einem solchen Steuergerät sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Lenksystem.The invention is based on a method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine of a steering system according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a control device for performing such a method, a steering system with such a control device and a vehicle with such a steering system.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei einem Einsatz einer elektrischen Drehstrommaschine in einem Lenksystem aus Sicherheitsgründen eine redundante Auslegung der Drehstrommaschine mit einer Unterteilung der verschiedenen Phasen der Drehstrommaschine in unabhängig voneinander ansteuerbare Teilmaschinen vorzunehmen.It is known from the prior art that when an electrical three-phase machine is used in a steering system, for safety reasons, the three-phase machine is designed to be redundant with a subdivision of the various phases of the three-phase machine into sub-machines that can be controlled independently of one another.

Zur weiteren Erhöhung einer Verfügbarkeit der elektrischen Drehstrommaschine können die Teilmaschinen zudem an unterschiedliche Fahrzeugbordnetze angeschlossen werden, damit es bei einem Ausfall oder einer Störung eines der Fahrzeugbordnetze nicht zum Ausfall der gesamten Drehstrommaschine kommt.To further increase the availability of the electrical three-phase machine, the sub-machines can also be connected to different vehicle electrical systems, so that the entire three-phase machine does not fail in the event of a failure or malfunction of one of the vehicle electrical systems.

Drehstrommaschinen weisen jedoch üblicherweise eine gewisse Drehmomentwelligkeit auf, welche je nach Bauart und Ansteuerung unterschiedlich stark ausgeprägt sein kann. Eine erhöhte Drehmomentwelligkeit kann sich dabei insbesondere negativ auf eine Steuerung und/oder Regelung auswirken und zu einer unerwünschten akustischen Geräuschemission führen, sodass, insbesondere auch aufgrund gestiegener Kundenanforderungen, eine minimale Drehmomentwelligkeit bzw. eine minimale Drehmomentschwankung wünschenswert ist.However, three-phase machines usually have a certain torque ripple, which can be differently pronounced depending on the design and control. An increased torque ripple can have a particularly negative effect on a control and / or regulation and lead to undesired acoustic noise emission, so that a minimum torque ripple or a minimum torque fluctuation is desirable, in particular due to increased customer requirements.

Aus diesem Grund sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Verfahren zur Kompensation und/oder Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine bekannt. In diesem Zusammenhang wird beispielhaft auf die DE 10 2012 102 050 A1 verwiesen.For this reason, different methods for compensating and / or reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine are known from the prior art. In this context, the DE 10 2012 102 050 A1 referenced.

Ferner ist aus der gattungsbildenden DE 10 2015 117 614 A1 ein Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine mit mehreren Teilmaschinen bekannt.Furthermore, from the generic DE 10 2015 117 614 A1 a method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine with several sub-machines is known.

Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Teilmaschinen, welche zudem von unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen gespeist werden, können jedoch störende und sich verstärkende Drehmomentschwankungen auftreten, welche sich mit den eingangs erwähnten Verfahren nicht beheben lassen. Die Drehmomentschwankungen entstehen in diesem Zusammenhang im Wesentlichen durch eine erforderliche unterschiedliche Ansteuerung der Teilmaschinen und lassen sich beispielsweise auf unterschiedliche Eigenschaften der voneinander unabhängigen Fahrzeugbordnetze, Bordnetzschwankungen und/oder unterschiedliche Drehmomentkennlinien der Teilmaschinen zurückführen.In particular when using several sub-machines, which are also fed by different vehicle electrical systems, disruptive and intensifying torque fluctuations can occur, which cannot be remedied with the methods mentioned at the beginning. In this context, the torque fluctuations arise essentially from a required different control of the sub-machines and can be attributed, for example, to different properties of the mutually independent vehicle electrical systems, on-board network fluctuations and / or different torque characteristics of the sub-machines.

Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, ein Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine eines Lenksystems mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Reduktions- und/oder Kompensationswirkung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11, 12 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.Starting from this, the object of the invention is in particular to provide a method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine of a steering system with improved properties with regard to a reduction and / or compensation effect. The object is achieved by the features of claims 1, 11, 12 and 13, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine eines Lenksystems, insbesondere in einem Fahrzeug, wobei die elektrische Drehstrommaschine wenigstens eine erste Teilmaschine und wenigstens eine zweite Teilmaschine umfasst, und wobei die erste Teilmaschine aus einem ersten Fahrzeugbordnetz und die zweite Teilmaschine aus einem, insbesondere von dem ersten Fahrzeugbordnetz verschiedenen, zweiten Fahrzeugbordnetz gespeist wird.The invention is based on a method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine of a steering system, in particular in a vehicle, wherein the electrical three-phase machine comprises at least one first sub-machine and at least one second sub-machine, and wherein the first sub-machine consists of a first vehicle electrical system and the second sub-machine is fed from a, in particular different from the first vehicle electrical system, second vehicle electrical system.

Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere bei einem Kompensationsbetrieb, wenigstens eine, insbesondere mit einer Ansteuerung der ersten Teilmaschine korrelierte, Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit wenigstens einer, insbesondere mit einem Betrieb der zweiten Teilmaschine korrelierten, Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und/oder wenigstens eine, insbesondere mit einer Ansteuerung der zweiten Teilmaschine korrelierte, weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit wenigstens einer, insbesondere mit einem Betrieb der ersten Teilmaschine korrelierten, weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine derart verändert wird, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine reduziert und vorteilhaft vollständig kompensiert werden. Unter dem Ausdruck „kompensiert“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Drehmomentschwankungen vollständig verschwinden und/oder zumindest derart reduziert werden, dass diese keine negativen und/oder wahrnehmbaren Auswirkungen auf einen Betrieb der elektrischen Drehstrommaschine aufweisen. Vorteilhaft wird in dem Betriebszustand die Ansteuerkenngröße unter Verwendung der Betriebskenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße unter Verwendung der weiteren Betriebskenngröße ermittelt und besonders vorteilhaft berechnet. Zudem werden die Teilmaschinen in dem Betriebszustand insbesondere in einem, insbesondere von einem Grundstellbereich verschiedenen und insbesondere unmittelbar an den Grundstellbereich angrenzenden, Feldschwächbereich der ersten Teilmaschine und/oder der zweiten Teilmaschine betrieben. Ferner wird die Ansteuerkenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße in dem Betriebszustand vorzugsweise derart verändert, dass ein Unterschied zwischen einer Phasenlage wenigstens eines Phasenstroms und/oder Statorstroms der ersten Teilmaschine und einer Phasenlage wenigstens eines dazu korrespondierenden Phasenstroms und/oder Statorstroms der zweiten Teilmaschine reduziert wird. Besonders bevorzugt wird die Ansteuerkenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße in dem Betriebszustand derart verändert, dass eine Phasenlage wenigstens eines Phasenstroms und/oder Statorstroms und vorteilhaft von sämtlichen Phasenströmen und/oder Statorströmen der ersten Teilmaschine und eine Phasenlage wenigstens eines dazu korrespondierenden Phasenstroms und/oder Statorstroms und vorteilhaft von sämtlichen Phasenströmen und/oder Statorströmen der zweiten Teilmaschine identisch sind. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Reduktions- und/oder Kompensationswirkung verbessert und Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine, insbesondere aufgrund einer erforderlichen unterschiedlichen Ansteuerung der Teilmaschinen, besonders effizient reduziert und/oder kompensiert werden. Dabei lassen sich insbesondere Drehmomentschwankungen der 2. elektrischen Ordnung sowie der 4. elektrischen Ordnung und/oder bei einer elektrischen Drehstrommaschine mit der beispielhaften Polpaarzahl 4 der 8. mechanischen Ordnung sowie der 16. mechanischen Ordnung reduzieren und vorteilhaft kompensieren. Zudem kann vorteilhaft eine Abhängigkeit der Drehmomentschwankungen von einer unterschiedlichen Bordnetzspannung ausgeglichen werden.It is proposed that in at least one operating state, in particular in a compensation mode, at least one control parameter of the first sub-machine, in particular correlated with an activation of the first sub-machine, as a function of at least one, in particular correlated with operation of the second sub-machine, of the second sub-machine and / or at least one further control parameter of the second sub-machine, in particular correlated with a control of the second sub-machine, is changed as a function of at least one further operating parameter of the first sub-machine, in particular correlated with operation of the first sub-machine, such that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine are reduced and are advantageously fully compensated. The expression “compensated” should be understood in particular to mean that the torque fluctuations completely disappear and / or are at least reduced in such a way that they have no negative and / or perceptible effects on the operation of the electrical three-phase machine. In the operating state, the control parameter is advantageously determined using the operating parameter and / or the further control parameter using the further operating parameter and is calculated in a particularly advantageous manner. In addition, the sub-machines are in the operating state in particular in a, operated in particular by a field weakening range of the first sub-machine and / or the second sub-machine which is different from a basic setting range and in particular is directly adjacent to the basic setting range. Furthermore, the control parameter and / or the further control parameter is preferably changed in the operating state in such a way that a difference between a phase position of at least one phase current and / or stator current of the first sub-machine and a phase position of at least one corresponding phase current and / or stator current of the second sub-machine is reduced . Particularly preferably, the control parameter and / or the further control parameter is changed in the operating state in such a way that a phase position of at least one phase current and / or stator current and advantageously of all phase currents and / or stator currents of the first sub-machine and a phase position of at least one phase current and / or corresponding thereto Stator current and advantageously of all phase currents and / or stator currents of the second sub-machine are identical. With this configuration, in particular a reduction and / or compensation effect can be improved and torque fluctuations in the electrical three-phase machine, in particular due to a different control required for the sub-machines, can be reduced and / or compensated for in a particularly efficient manner. In particular, torque fluctuations of the 2 . electrical order as well as the 4th . electrical order and / or in an electrical three-phase machine with the exemplary number of pole pairs 4th of the 8th . mechanical order as well as the 16 . reduce mechanical order and compensate advantageously. In addition, a dependency of the torque fluctuations on a different vehicle electrical system voltage can advantageously be compensated for.

Die elektrische Drehstrommaschine ist insbesondere als, vorteilhaft achtpolige oder zehnpolige, Synchronmaschine und besonders bevorzugt als, vorteilhaft achtpolige oder zehnpolige, permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet. Ferner umfasst die elektrische Drehstrommaschine mehrere, insbesondere zumindest zwei und vorteilhaft zumindest vier, Teilmaschinen, welche insbesondere magnetisch miteinander gekoppelt sind und vorteilhaft eine gemeinsame Motorwelle, ein gemeinsames Rotorelement und/oder ein gemeinsames Statorelement aufweisen. Jede der Teilmaschinen weist dabei insbesondere mehrere, bevorzugt zumindest drei, Phasenleitungen auf, welche mit unterschiedlichen Phasenströmen und/oder Statorströmen betrieben werden und deren Phasenlagen vorteilhaft um 120° versetzt zueinander sind. Besonders vorteilhaft ist die elektrische Drehstrommaschine Teil einer elektrischen Hilfskraftlenkung und/oder Servolenkung und insbesondere zur Erzeugung einer elektrischen Lenkunterstützung vorgesehen. Darüber hinaus wird die elektrische Drehstrommaschine bevorzugt von genau zwei Fahrzeugbordnetzen, insbesondere dem ersten Fahrzeugbordnetz und dem zweiten Fahrzeugbordnetz, gespeist, wobei insbesondere jeder Teilmaschine eines der Fahrzeugbordnetze zugeordnet ist. Die Fahrzeugbordnetze, insbesondere das erste Fahrzeugbordnetz und das zweite Fahrzeugbordnetz, sind vorteilhaft unabhängig voneinander und können dieselbe Nennspannung oder unterschiedliche Nennspannungen aufweisen. Die Fahrzeugbordnetze weisen vorteilhaft jeweils eine Nennspannung von zumindest 12 V und/oder höchstens 800 V auf. Wenigstens eines der Fahrzeugbordnetze kann dabei beispielsweise eine Nennspannung von 12 V, 48 V, 400 V oder 800 V aufweisen.The electrical three-phase machine is designed in particular as an, advantageously eight-pole or ten-pole, synchronous machine and particularly preferably as an advantageously eight-pole or ten-pole, permanently excited synchronous machine. Furthermore, the electrical three-phase machine comprises several, in particular at least two and advantageously at least four, sub-machines which are in particular magnetically coupled to one another and advantageously have a common motor shaft, a common rotor element and / or a common stator element. Each of the sub-machines has in particular several, preferably at least three, phase lines which are operated with different phase currents and / or stator currents and whose phase positions are advantageously offset by 120 ° with respect to one another. The electrical three-phase machine is particularly advantageously part of an electrical power steering system and / or power steering system and is provided in particular for generating electrical steering assistance. In addition, the electrical three-phase machine is preferably fed by exactly two vehicle on-board networks, in particular the first vehicle on-board network and the second vehicle on-board network, each sub-machine being assigned in particular to one of the vehicle on-board networks. The vehicle electrical systems, in particular the first vehicle electrical system and the second vehicle electrical system, are advantageously independent of one another and can have the same nominal voltage or different nominal voltages. The vehicle electrical systems advantageously each have a nominal voltage of at least 12 V and / or at most 800 V. At least one of the vehicle electrical systems can have a nominal voltage of 12 V, 48 V, 400 V or 800 V, for example.

Darüber hinaus kann das Lenksystem weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise wenigstens eine Ansteuerelektronik zur Ansteuerung der elektrischen Drehstrommaschine, wenigstens eine Steuerelektronik zur feldorientierten Steuerung und/oder feldorientierten Regelung der elektrischen Drehstrommaschine und/oder wenigstens eine der elektrischen Drehstrommaschine zugeordnete Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer mit der elektrischen Drehstrommaschine korrelierten Sensorkenngröße, wie beispielsweise einer Rotorlage, eines Phasenstroms und/oder eines Statorstroms. Besonders bevorzugt umfasst das Lenksystem im vorliegenden Fall wenigstens eine erste Ansteuerelektronik zur Ansteuerung der ersten Teilmaschine, wenigstens eine zweite Ansteuerelektronik zur Ansteuerung der zweiten Teilmaschine, wenigstens eine erste Steuerelektronik zur feldorientierten Steuerung und/oder feldorientierten Regelung der ersten Teilmaschine, wenigstens eine zweite Steuerelektronik zur feldorientierten Steuerung und/oder feldorientierten Regelung der zweiten Teilmaschine, wenigstens eine der ersten Teilmaschine zugeordnete erste Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer mit der ersten Teilmaschine korrelierten Sensorkenngröße und/oder wenigstens eine der zweiten Teilmaschine zugeordnete zweite Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer mit der zweiten Teilmaschine korrelierten weiteren Sensorkenngröße. Besonders bevorzugt ist eine Anzahl an Ansteuerelektroniken, Steuerelektroniken und/oder Sensoreinheiten an eine Anzahl an Teilmaschinen der elektrischen Drehstrommaschine angepasst.In addition, the steering system can include further components and / or assemblies, such as at least one control electronics for controlling the electric three-phase machine, at least one control electronics for field-oriented control and / or field-oriented regulation of the electric three-phase machine and / or at least one sensor unit assigned to the electric three-phase machine for detection at least one sensor parameter correlated with the electrical three-phase machine, such as a rotor position, a phase current and / or a stator current. In the present case, the steering system particularly preferably comprises at least one first control electronics for controlling the first sub-machine, at least one second control electronics for controlling the second sub-machine, at least one first control electronics for field-oriented control and / or field-oriented regulation of the first sub-machine, at least one second control electronics for field-oriented Control and / or field-oriented regulation of the second sub-machine, at least one first sensor unit assigned to the first sub-machine for detecting at least one sensor parameter correlated with the first sub-machine and / or at least one second sensor unit assigned to the second sub-machine for detecting at least one additional sensor parameter correlated with the second sub-machine . A number of control electronics, control electronics and / or sensor units is particularly preferably adapted to a number of sub-machines of the electrical three-phase machine.

Des Weiteren umfasst das Lenksystem insbesondere wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Reduktion der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine auszuführen. Unter einer „Recheneinheit“ soll dabei insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Speicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Kompensationsroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand die Ansteuerkenngröße unter Verwendung der Betriebskenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße unter Verwendung der weiteren Betriebskenngröße zu ermitteln und/oder zu berechnen und die Ansteuerkenngröße in Abhängigkeit der Betriebskenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße derart zu verändern, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine reduziert und vorteilhaft vollständig kompensiert werden. Vorteilhaft ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät des Fahrzeugs und besonders vorteilhaft des Lenksystems integriert. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.Furthermore, the steering system includes in particular at least one processing unit which is provided to carry out the method for reducing the torque fluctuations of the electrical three-phase machine. A “computing unit” should be understood to mean, in particular, an electronic unit which has an information input, information processing and has an information output. The computing unit also advantageously has at least one processor, at least one memory, at least one input and / or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one calculation routine and / or at least one compensation routine. In particular, the computing unit is provided at least to determine and / or calculate the control parameter in the operating state using the operating parameter and / or the further control parameter using the further operating parameter and the control parameter as a function of the operating parameter and / or the further control parameter as a function to change the further operating parameter in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine are reduced and advantageously fully compensated. The computing unit is advantageously integrated into a control unit of the vehicle and particularly advantageously into the steering system. “Provided” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in dem Betriebszustand derart verändert wird/werden, dass ein mit einem Betrieb der ersten Teilmaschine korrelierter erster Stromzeiger und ein mit einem Betrieb der zweiten Teilmaschine korrelierter zweiter Stromzeiger aneinander angepasst werden und insbesondere miteinander übereinstimmen. Vorteilhaft erfolgt die Veränderung der Ansteuerkenngröße und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße derart, dass der erste Stromzeiger und der zweite Stromzeiger dieselbe Raumlage, insbesondere in einem d-q-Koordinatensystem, aufweisen. Zudem werden die Teilmaschinen in diesem Fall insbesondere mittels einer feldorientierten Steuerung und/oder Regelung betrieben. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine erreicht werden.It is also proposed that the control parameter of the first sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine is / are changed in the operating state in such a way that a first current vector correlated with operation of the first sub-machine and a second current vector correlated with operation of the second sub-machine be adapted to each other and in particular match each other. The control parameter and / or the further control parameter is advantageously changed in such a way that the first current vector and the second current vector have the same spatial position, in particular in a d-q coordinate system. In addition, in this case the sub-machines are operated in particular by means of a field-oriented control and / or regulation. In this way, in particular, a particularly simple compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine can be achieved.

Die Ansteuerkenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße könnte beispielsweise einem Solldrehmoment, einer Sollspannung und/oder einem PWM-Ansteuersignal der entsprechenden Teilmaschine entsprechen. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine ein Sollstrom der ersten Teilmaschine und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine ein Sollstrom der zweiten Teilmaschine ist. Insbesondere im Fall, dass die Teilmaschinen mittels einer feldorientierten Steuerung und/oder Regelung betrieben werden, ist die Ansteuerkenngröße vorzugsweise ein Längsstrom und/oder Querstrom der ersten Teilmaschine und/oder die weitere Ansteuerkenngröße ein Längsstrom und/oder Querstrom der zweiten Teilmaschine. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhafter Kompensationsalgorithmus bereitgestellt und/oder eine einfache Ansteuerung der elektrischen Drehstrommaschine in dem Betriebszustand erreicht werden.The control parameter and / or the further control parameter could, for example, correspond to a setpoint torque, a setpoint voltage and / or a PWM control signal of the corresponding sub-machine. However, it is advantageously proposed that the control parameter of the first sub-machine is a setpoint current of the first sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine is a setpoint current of the second sub-machine. In particular, in the event that the sub-machines are operated by means of a field-oriented control and / or regulation, the control parameter is preferably a longitudinal current and / or cross-flow of the first sub-machine and / or the further control parameter is a longitudinal current and / or cross-flow of the second sub-machine. In this way, in particular, an advantageous compensation algorithm can be provided and / or simple control of the electrical three-phase machine can be achieved in the operating state.

Des Weiteren könnte die Betriebskenngröße und/oder die weitere Betriebskenngröße beispielsweise einem bereitgestellten Drehmoment und/oder einer Drehzahl der entsprechenden Teilmaschine entsprechen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine eine zweite Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes und/oder die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine eine erste Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes ist, wodurch insbesondere eine direkte Berücksichtigung der entsprechenden Bordnetzspannungen der beiden unabhängigen Fahrzeugbordnetze erreicht werden kann. Vorteilhaft werden in diesem Fall die erste Teilmaschine, die erste Ansteuerelektronik und/oder die erste Steuerelektronik durch das erste Fahrzeugbordnetz mit Energie versorgt, während die Betriebskenngröße, insbesondere die zweite Bordnetzspannung der zweiten Teilmaschine, zur Ermittlung und/oder Berechnung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine verwendet wird. Zudem werden in diesem Fall vorzugsweise die zweite Teilmaschine, die zweite Ansteuerelektronik und/oder die zweite Steuerelektronik durch das zweite Fahrzeugbordnetz mit Energie versorgt, während die weitere Betriebskenngröße, insbesondere die erste Bordnetzspannung der ersten Teilmaschine, zur Ermittlung und/oder Berechnung der weiteren Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine verwendet wird.Furthermore, the operating parameter and / or the further operating parameter could correspond, for example, to a torque provided and / or to a speed of the corresponding sub-machine. According to a preferred embodiment, however, it is proposed that the operating parameter of the second sub-machine is a second on-board network voltage of the second vehicle on-board network and / or the further operating parameter of the first sub-machine is a first on-board network voltage of the first vehicle on-board network, which in particular directly takes into account the corresponding on-board network voltages of the two independent vehicle on-board networks can be. In this case, the first sub-machine, the first control electronics and / or the first control electronics are advantageously supplied with energy by the first vehicle electrical system, while the operating parameter, in particular the second vehicle electrical system voltage of the second sub-machine, is used to determine and / or calculate the control characteristic of the first sub-machine becomes. In addition, in this case, the second sub-machine, the second control electronics and / or the second control electronics are preferably supplied with energy by the second vehicle electrical system, while the further operating parameter, in particular the first vehicle electrical system voltage of the first sub-machine, is used to determine and / or calculate the further control characteristic of the second sub-machine is used.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Teilmaschine auf eine erste Nennspannung ausgelegt ist und in dem Betriebszustand mit einer ersten Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes betrieben wird und die zweite Teilmaschine auf eine, insbesondere zu der ersten Nennspannung identische oder von der ersten Nennspannung abweichende, zweite Nennspannung ausgelegt ist und in dem Betriebszustand mit einer zweiten Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes betrieben wird. Insbesondere ist ein Verhältnis zwischen der ersten Nennspannung und der ersten Bordnetzspannung in dem Betriebszustand verschieden von einem Verhältnis zwischen der zweiten Nennspannung und der zweiten Bordnetzspannung. Demzufolge können die Teilmaschinen insbesondere auf dieselbe Nennspannung ausgelegt sein und in dem Betriebszustand mit unterschiedlichen Bordnetzspannungen betrieben werden. Beispielsweise können beide Teilmaschinen in diesem Fall auf eine Nennspannung von 12 V ausgelegt sein, wobei in dem Betriebszustand die erste Teilmaschine mit einer ersten Bordnetzspannung von 10 V und die zweite Teilmaschine mit einer zweiten Bordnetzspannung von 11 V betrieben wird. Alternativ können die Teilmaschinen insbesondere auf unterschiedliche Nennspannungen ausgelegt sein und in dem Betriebszustand mit Bordnetzspannungen betrieben werden, welche ein unterschiedliches Verhältnis zur jeweiligen Nennspannung aufweisen. Beispielsweise kann die erste Teilmaschine in diesem Fall auf eine Nennspannung von 12 V und die zweite Teilmaschine auf eine Nennspannung von 48 V ausgelegt sein, wobei in dem Betriebszustand die erste Teilmaschine mit einer ersten Bordnetzspannung von 10 V und die zweite Teilmaschine mit einer zweiten Bordnetzspannung von 46 V betrieben wird. Insbesondere werden durch die unterschiedlichen Verhältnisse zwischen der ersten Nennspannung und der ersten Bordnetzspannung sowie der zweiten Nennspannung und der zweiten Bordnetzspannung die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine begünstigt, insbesondere da die entsprechenden Stromzeiger voneinander abweichen, sodass insbesondere in einem derartigen Betriebszustand eine Reduzierung der Drehmomentschwankungen besonders wirkungsvoll ist.It is further proposed that the first sub-machine is designed for a first nominal voltage and is operated in the operating state with a first on-board network voltage of the first vehicle on-board network and the second sub-machine is designed for a second nominal voltage, in particular identical to the first nominal voltage or different from the first nominal voltage and is operated in the operating state with a second vehicle electrical system voltage of the second vehicle electrical system. In particular, a ratio between the first rated voltage and the first vehicle electrical system voltage in the operating state is different from a ratio between the second rated voltage and the second vehicle electrical system voltage. Accordingly, the sub-machines can in particular be designed for the same nominal voltage and, in the operating state, with different ones Electrical system voltages are operated. For example, both sub-machines can be designed for a nominal voltage of 12 V in this case, the first sub-machine being operated with a first vehicle electrical system voltage of 10 V and the second partial machine with a second vehicle electrical system voltage of 11 V in the operating state. Alternatively, the sub-machines can in particular be designed for different nominal voltages and, in the operating state, can be operated with on-board electrical system voltages which have a different ratio to the respective nominal voltage. For example, the first sub-machine in this case can be designed for a nominal voltage of 12 V and the second sub-machine with a nominal voltage of 48 V, with the first sub-machine with a first on-board network voltage of 10 V and the second sub-machine with a second on-board network voltage of 46 V is operated. In particular, the different ratios between the first nominal voltage and the first on-board network voltage and the second nominal voltage and the second on-board network voltage favor the torque fluctuations of the electrical three-phase machine, in particular because the corresponding current indicators differ from one another, so that a reduction in the torque fluctuations is particularly effective in such an operating state .

Ein besonders effizienter Betrieb und/oder eine besonders einfache Anpassung der Ansteuerkenngröße und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße, insbesondere im Fall, dass die Teilmaschinen auf dieselbe Nennspannung ausgelegt sind, kann insbesondere erreicht werden, wenn im Fall, dass eine erste Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes höher als eine zweite Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes ist, die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine verändert wird, und im Fall, dass eine zweite Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes höher als eine erste Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes ist, die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine verändert wird. Besonders bevorzugt wird somit im Fall, dass die erste Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes höher als die zweite Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes ist, ein Sollstrom der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit der zweiten Bordnetzspannung verändert und im Fall, dass die zweite Bordnetzspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes höher als die erste Bordnetzspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes ist, ein Sollstrom der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit der ersten Bordnetzspannung verändert, wodurch insbesondere eine vorteilhafte Anpassung einer Ansteuerung der Teilmaschine an dem stärkeren Fahrzeugbordnetz an eine Ansteuerung der Teilmaschine an dem schwächeren und/oder schwächsten Fahrzeugbordnetz erreicht werden kann.A particularly efficient operation and / or a particularly simple adaptation of the control parameter and / or the further control parameter, in particular in the event that the sub-machines are designed for the same nominal voltage, can be achieved in particular if, in the event that a first vehicle electrical system voltage of the first vehicle electrical system is higher as a second vehicle electrical system voltage of the second vehicle electrical system, the control parameter of the first sub-machine is changed depending on the operating parameter of the second sub-machine, and in the event that a second vehicle electrical system voltage of the second vehicle electrical system is higher than a first vehicle electrical system voltage of the first vehicle electrical system, the further control parameter of the second Sub-machine is changed as a function of the further operating parameters of the first sub-machine. In the event that the first vehicle electrical system voltage of the first vehicle electrical system is higher than the second vehicle electrical system voltage of the second vehicle electrical system, a target current of the first sub-machine is particularly preferred as a function of the second vehicle electrical system voltage, and in the event that the second vehicle electrical system voltage of the second vehicle electrical system is higher than the first On-board network voltage of the first vehicle on-board network, a target current of the second sub-machine is changed as a function of the first on-board network voltage, whereby in particular an advantageous adaptation of control of the sub-machine on the stronger vehicle on-board network to control of the sub-machine on the weaker and / or weakest vehicle on-board network can be achieved.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das erste Fahrzeugbordnetz einen ersten Spannungsbereich und das zweite Fahrzeugbordnetz einen zweiten Spannungsbereich bereitstellt, wobei eine Veränderung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine nur in einem Teilspannungsbereich des ersten Spannungsbereichs und/oder des zweiten Spannungsbereichs erfolgt. Vorteilhaft weist der Teilspannungsbereich dabei eine minimale Grenzspannung auf, welche zumindest 10 % und vorteilhaft zumindest 20 % unterhalb der Nennspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes und/oder des zweiten Fahrzeugbordnetzes liegt, und eine maximale Grenzspannung auf, welche zumindest 10 % und vorteilhaft zumindest 20 % oberhalb der Nennspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes und/oder des zweiten Fahrzeugbordnetzes liegt. Bei einer Nennspannung von 12 V kann sich der Teilspannungsbereich insbesondere von 8 V bis 15 V und vorteilhaft von 9,5 V bis 13,5 V erstrecken. Bevorzugt wird außerhalb des Teilspannungsbereichs die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine unabhängig von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine unabhängig von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine ermittelt. Vorteilhaft wird somit ein erfindungsgemäßer Kompensationsbetrieb ausschließlich in dem entsprechenden Teilspannungsbereich durchgeführt, während außerhalb des Teilspannungsbereichs ein normaler Betrieb, insbesondere ohne Reduktion der Drehmomentschwankungen, oder ein Betrieb, bei welchem Drehmomentschwankungen mittels eines abweichenden Verfahrens kompensiert werden, erfolgt. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass eine Abgabeleistung der ersten Teilmaschine und/oder der zweiten Teilmaschine zu stark reduziert wird.In a further embodiment, it is proposed that the first vehicle electrical system provides a first voltage range and the second vehicle electrical system provides a second voltage range, a change in the control parameter of the first sub-machine as a function of the operating parameter of the second sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine as a function of the further operating parameter of the first sub-machine takes place only in a partial voltage range of the first voltage range and / or the second voltage range. The partial voltage range advantageously has a minimum limit voltage which is at least 10% and advantageously at least 20% below the nominal voltage of the first vehicle electrical system and / or the second vehicle electrical system, and a maximum limit voltage which is at least 10% and advantageously at least 20% above the Nominal voltage of the first vehicle electrical system and / or the second vehicle electrical system is. With a nominal voltage of 12 V, the partial voltage range can extend in particular from 8 V to 15 V and advantageously from 9.5 V to 13.5 V. The control parameter of the first sub-machine is preferably determined outside the sub-voltage range independently of the operating parameter of the second sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine is determined independently of the further operating parameter of the first sub-machine. A compensation operation according to the invention is therefore advantageously carried out exclusively in the corresponding partial voltage range, while outside the partial voltage range normal operation, in particular without reducing the torque fluctuations, or an operation in which torque fluctuations are compensated by means of a different method, takes place. This can in particular prevent an output power of the first sub-machine and / or the second sub-machine from being excessively reduced.

Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass außerhalb des Teilspannungsbereichs die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine und insbesondere unabhängig von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und insbesondere unabhängig von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine ermittelt wird.It is also preferably proposed that outside the partial voltage range, the control parameter of the first sub-machine depending on the further operating parameter of the first sub-machine and in particular independently of the operating parameter of the second sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine depending on the operating parameter of the second sub-machine and is determined in particular independently of the further operating parameter of the first sub-machine.

Insbesondere erfolgt ein Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine oder von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine auf die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine mittels einer stetigen und insbesondere differenzierbaren Funktion, insbesondere einer asymptotischen Funktion, einer Sigmoidfunktion oder vorteilhaft einer Rampenfunktion. Insbesondere erfolgt der Übergang dabei graduell oder sukzessive und insbesondere nicht sprunghaft. Hierdurch kann insbesondere ein besonders sanfter Übergang, insbesondere vom Kompensationsbetrieb in den normalen Betrieb und/oder umgekehrt, erreicht werden. Zudem ist eine derartige Ansteuerung insbesondere bei Lenksystemen sinnvoll, da ein sofortiger Übergang zu Schwingungen bei der Ermittlung der Ansteuerkenngröße und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße und folglich zu einer unerwünschten akustischen Geräuschemission führen kann.In particular, there is a transition from the operating parameter of the second sub-machine to the further operating parameter of the first sub-machine or from the further operating parameter of the first sub-machine to the operating parameter of the second sub-machine by means of a continuous and in particular differentiable function, in particular an asymptotic function, a sigmoid function or advantageously a ramp function. In particular, the transition takes place gradually or successively and in particular not abruptly. In this way, a particularly smooth transition, in particular from compensation mode to normal mode and / or vice versa, can be achieved. In addition, such a control is particularly useful in steering systems, since an immediate transition to vibrations when determining the control parameter and / or the further control parameter and consequently can lead to undesired acoustic noise emission.

Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass ein Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine oder von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine auf die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine mittels einer Hysterese erfolgt. Durch die Hysterese und/oder ein damit verknüpftes Hystereseverhalten bei einem Übergang zwischen den Betriebskenngrößen kann vorteilhaft ein ständiger Wechsel zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi, insbesondere zwischen dem Kompensationsbetrieb und dem normalen Betrieb und/oder umgekehrt, verhindert werden. Zudem kann insbesondere eine besonders hohe Robustheit erreicht werden.Alternatively or additionally, it is proposed that a transition from the operating parameter of the second sub-machine to the further operating parameter of the first sub-machine or from the further operating parameter of the first sub-machine to the operating parameter of the second sub-machine take place by means of a hysteresis. The hysteresis and / or an associated hysteresis behavior in the event of a transition between the operating parameters can advantageously prevent a constant change between the different operating modes, in particular between compensation operation and normal operation and / or vice versa. In addition, a particularly high level of robustness can be achieved in particular.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei einer Ermittlung und/oder Berechnung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine wenigstens ein Anpassungsfaktor berücksichtigt wird, wobei in Abhängigkeit des Anpassungsfaktors eine teilweise oder vollständige Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine erreicht wird. Der Anpassungsfaktor weist dabei vorteilhaft einen Wert größer 0 und kleiner oder gleich 1 auf. Vorteilhaft wird eine vollständige Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine erreicht, wenn der Anpassungsfaktor den Wert 1 aufweist. Weist der Anpassungsfaktor hingegen einen Wert zwischen 0 und 1 auf, so wird eine teilweise Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine erreicht. Hierdurch kann insbesondere ein Kompromiss zwischen einer Kompensation der Drehmomentschwankungen und einer damit verknüpften akustischen Geräuschemission sowie einem maximalen Leistungsverlust der elektrischen Drehstrommaschine und einer damit verknüpften Reduktion der Lenkleistung erreicht werden, da vorteilhaft ein Leistungsverlust der elektrischen Drehstrommaschine mittels des Anpassungsfaktors begrenzt werden kann.In addition, it is proposed that when determining and / or calculating the control parameter of the first sub-machine as a function of the operating parameter of the second sub-machine and / or the further control parameter of the second sub-machine as a function of the further operating parameter of the first sub-machine, at least one adjustment factor is taken into account, with A partial or complete compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine is achieved as a function of the adaptation factor. The adjustment factor advantageously has a value greater than 0 and less than or equal to 1. A complete compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine is advantageously achieved if the adjustment factor exceeds the value 1 having. If, on the other hand, the adjustment factor has a value between 0 and 1, then partial compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine is achieved. This makes it possible in particular to achieve a compromise between a compensation of the torque fluctuations and an associated acoustic noise emission as well as a maximum power loss of the electrical three-phase machine and an associated reduction in steering power, since a power loss of the electrical three-phase machine can advantageously be limited by means of the adaptation factor.

Das Verfahren, das Steuergerät, das Lenksystem sowie das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren, das Steuergerät, das Lenksystem sowie das Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The method, the control device, the steering system and the vehicle should not be restricted to the application and embodiment described above. In particular, the method, the control device, the steering system and the vehicle can have a number of individual elements, components and units that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a mode of operation described herein.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Aspekte der Erfindung. Der Fachmann wird diese Aspekte zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawings. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, description, and claims contain numerous aspects of the invention. The person skilled in the art will expediently also consider these aspects individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:

  • 1a-b ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
  • 2 eine Blockdiagrammdarstellung einer elektrischen Drehstrommaschine sowie einer Ansteuerschaltung des Lenksystems,
  • 3 ein beispielhafter Aufbau der elektrischen Drehstrommaschine mit zwei Teilmaschinen,
  • 4a-b beispielhafte Schaubilder verschiedener Signale der elektrischen Drehstrommaschine in einem ersten Betriebszustand,
  • 5a-b beispielhafte Schaubilder verschiedener Signale der elektrischen Drehstrommaschine in einem zweiten Betriebszustand und
  • 6 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Reduktion von Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine.
Show it:
  • 1a-b an exemplary vehicle with a steering system in a simplified representation,
  • 2 a block diagram representation of an electrical three-phase machine and a control circuit of the steering system,
  • 3 an exemplary structure of the electrical three-phase machine with two sub-machines,
  • 4a-b exemplary diagrams of various signals of the electrical three-phase machine in a first operating state,
  • 5a-b exemplary diagrams of various signals of the electrical three-phase machine in a second operating state and
  • 6th an exemplary flow chart with main method steps of a method for reducing torque fluctuations of the electrical three-phase machine.

Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 40 mit mehreren Fahrzeugrädern 42 und mit einem Lenksystem 12 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 12 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 42 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 40 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 12 als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist im vorliegenden Fall insbesondere eine elektrische Hilfskraftlenkung, insbesondere in Form einer Servolenkung, auf. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem mit einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Fremdkraftlenkung auszubilden. Zudem könnte ein Lenksystem prinzipiell auch als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet sein.The 1a and 1b show an example of a vehicle designed as a motor vehicle 40 with multiple vehicle wheels 42 and with a steering system 12th in a simplified representation. The steering system 12th has an operative connection with the vehicle wheels 42 on and is to influence a direction of travel of the vehicle 40 intended. Further is the steering system 12th designed as an electrically assisted steering system and in the present case has in particular an electric power steering system, in particular in the form of a power steering system. In principle, however, a steering system with an electrical one is also conceivable Train superimposed steering and / or external force steering. In addition, a steering system could in principle also be designed as a steer-by-wire steering system.

Das Fahrzeug 40 umfasst zudem, mehreren Fahrzeugbordnetze 18, 20. Im vorliegenden Fall umfasst das Fahrzeug 40 beispielhaft zwei, voneinander unabhängige Fahrzeugbordnetze 18, 20. Ein erstes Fahrzeugbordnetz 18 der Fahrzeugbordnetze 18, 20 stellt einen ersten Spannungsbereich bereit. Das erste Fahrzeugbordnetz 18 weist eine Nennspannung von zumindest 12 V und höchstens 800 V auf. Im vorliegenden Fall weist das erste Fahrzeugbordnetz 18 beispielhaft eine Nennspannung von 12 V auf. Ein zweites Fahrzeugbordnetz 20 der Fahrzeugbordnetze 18, 20 stellt einen zweiten Spannungsbereich bereit. Das zweite Fahrzeugbordnetz 20 weist eine Nennspannung von zumindest 12 V und höchstens 800 V auf. Im vorliegenden Fall weist das zweite Fahrzeugbordnetz 20 beispielhaft eine Nennspannung von 12 V auf. Prinzipiell könnte ein erstes Fahrzeugbordnetz und/oder ein zweites Fahrzeugbordnetz jedoch auch eine von 12 V abweichende Nennspannung aufweisen.The vehicle 40 also includes several vehicle electrical systems 18th , 20th . In the present case, the vehicle includes 40 for example two independent vehicle electrical systems 18th , 20th . A first vehicle electrical system 18th the vehicle electrical system 18th , 20th provides a first voltage range. The first vehicle electrical system 18th has a nominal voltage of at least 12 V and at most 800 V. In the present case, the first vehicle electrical system 18th for example a nominal voltage of 12 V. A second vehicle electrical system 20th the vehicle electrical system 18th , 20th provides a second voltage range. The second vehicle electrical system 20th has a nominal voltage of at least 12 V and at most 800 V. In the present case, the second vehicle electrical system 20th for example a nominal voltage of 12 V. In principle, however, a first vehicle electrical system and / or a second vehicle electrical system could also have a nominal voltage other than 12 V.

Ferner umfasst das Lenksystem 12 eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 44 zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments, ein beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildetes Lenkgetriebe 46, welches dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44 in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder 42 umzusetzen, und eine Lenkwelle 48 zur, insbesondere mechanischen, Verbindung der Lenkhandhabe 44 mit dem Lenkgetriebe 46. Zudem umfasst das Lenksystem 12 eine elektrisch ausgebildete Unterstützungseinheit 50 zur Erzeugung und/oder Bereitstellung einer elektrischen Lenkunterstützung. Die Unterstützungseinheit 50 ist dazu vorgesehen, ein Unterstützungsmoment in das Lenkgetriebe 46 einzubringen und das, insbesondere vom Fahrer aufgebrachte, manuelle Lenkmoment zu unterstützen. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Auch könnte ein Lenksystem prinzipiell frei von einer Lenkhandhabe sein, beispielsweise bei einem rein autonom fahrenden Fahrzeug. Zudem könnte eine Lenkwelle auch lediglich zeitweise eine Lenkhandhabe mit einem Lenkgetriebe verbinden, wie beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einem autonomen Fahrbetrieb und/oder einem Steer-by-Wire-Lenksystem mit mechanischer Rückfallebene. In letzterem Fall kann das Lenksystem auch frei von einer Unterstützungseinheit sein und stattdessen zumindest einen Lenkaktor umfassen.The steering system also includes 12th a steering handle, designed as a steering wheel in the present case as an example 44 for applying a manual steering torque, a steering gear designed as a rack and pinion steering gear 46 , which is provided, a steering specification on the steering handle 44 into a steering movement of the vehicle wheels 42 implement, and a steering shaft 48 for, in particular mechanical, connection of the steering handle 44 with the steering gear 46 . The steering system also includes 12th an electrically trained support unit 50 for generating and / or providing electrical steering assistance. The support unit 50 is intended to provide an assist torque to the steering gear 46 and to support the manual steering torque applied by the driver in particular. Alternatively, a steering handle could also be designed as a steering lever and / or steering ball or the like. A steering system could in principle also be free of a steering handle, for example in the case of a purely autonomous vehicle. In addition, a steering shaft could only temporarily connect a steering handle to a steering gear, for example in a vehicle with an autonomous driving mode and / or a steer-by-wire steering system with a mechanical fallback level. In the latter case, the steering system can also be free of a support unit and instead comprise at least one steering actuator.

Des Weiteren umfasst das Lenksystem 12 eine elektrische Drehstrommaschine 10. Im vorliegenden Fall ist die elektrische Drehstrommaschine 10 als, insbesondere permanenterregter, Synchronmotor ausgebildet. Die elektrische Drehstrommaschine 10 ist dabei Teil der Unterstützungseinheit 50 und insbesondere zur Erzeugung der elektrischen Lenkunterstützung vorgesehen.It also includes the steering system 12th an electric three-phase machine 10 . In the present case, the electrical three-phase machine is 10 designed as, in particular permanent magnet, synchronous motor. The electric three-phase machine 10 is part of the support unit 50 and in particular provided for generating the electrical steering assistance.

Dazu umfasst die elektrische Drehstrommaschine 10 mehrere Teilmaschinen 14, 16 (vgl. insbesondere 2 und 3). Im vorliegenden Fall umfasst die elektrische Drehstrommaschine 10 genau zwei Teilmaschinen 14, 16, insbesondere eine erste Teilmaschine 14 und eine zweite Teilmaschine 16. Die Teilmaschinen 14, 16 sind magnetisch miteinander gekoppelt und weisen ein gemeinsames Statorelement 52 sowie ein gemeinsames Rotorelement 54 auf. Jede der Teilmaschinen 14, 16 weist mehrere, im vorliegenden Fall insbesondere drei oder sechs, Phasenleitungen auf, welche mit unterschiedlichen Phasenströmen betrieben werden und deren Phasenlagen um 120° versetzt zueinander sind (vgl. insbesondere 4b und 5b). Die erste Teilmaschine 14 wird im vorliegenden Fall aus dem ersten Fahrzeugbordnetz 18 gespeist, während die zweite Teilmaschine 16 aus dem zweiten Fahrzeugbordnetz 20 gespeist wird. Ferner ist die erste Teilmaschine 14 auf ein erste Nennspannung ausgelegt, welche insbesondere identisch zu der Nennspannung des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 ist und welche beispielhaft 12 V beträgt. Die zweite Teilmaschine 16 ist auf ein zweite Nennspannung ausgelegt, welche insbesondere identisch zu der Nennspannung des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 ist und welche beispielhaft 12 V beträgt. Die erste Teilmaschine 14 und die zweite Teilmaschine 16 sind somit im vorliegenden Fall auf dieselbe Nennspannung ausgelegt. Alternativ könnte eine elektrische Drehstrommaschine auch eine von einer Lenkunterstützungsfunktion abweichende Funktion wahrnehmen. Die elektrische Drehstrommaschine könnte in diesem Zusammenhang beispielsweise Teil einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Fremdkraftlenkung sein. Zudem könnte eine elektrische Drehstrommaschine, insbesondere bei einem Steer-by-Wire-Lenksystem, auch Teil eines Lenkaktors sein. Darüber hinaus könnte eine erste Teilmaschine und/oder eine zweite Teilmaschine auf eine beliebige von 12 V abweichende Nennspannung ausgelegt sein.This includes the electrical three-phase machine 10 several sub-machines 14th , 16 (see in particular 2 and 3 ). In the present case, the electrical three-phase machine includes 10 exactly two sub-machines 14th , 16 , in particular a first sub-machine 14th and a second sub-machine 16 . The sub-machines 14th , 16 are magnetically coupled to one another and have a common stator element 52 as well as a common rotor element 54 on. Each of the sub-machines 14th , 16 has several, in the present case in particular three or six, phase lines which are operated with different phase currents and whose phase positions are offset from one another by 120 ° (cf. in particular 4b and 5b) . The first sub-machine 14th becomes in the present case from the first vehicle electrical system 18th fed while the second sub-machine 16 from the second vehicle electrical system 20th is fed. There is also the first sub-machine 14th designed for a first nominal voltage, which in particular is identical to the nominal voltage of the first vehicle electrical system 18th and which is, for example, 12 V. The second sub-machine 16 is designed for a second nominal voltage, which is in particular identical to the nominal voltage of the second vehicle electrical system 20th and which is, for example, 12 V. The first sub-machine 14th and the second sub-machine 16 are therefore designed for the same nominal voltage in the present case. Alternatively, an electrical three-phase machine could also perform a function that deviates from a steering assistance function. In this context, the electrical three-phase machine could, for example, be part of an electrical superimposed steering system and / or external power steering system. In addition, an electrical three-phase machine, in particular in the case of a steer-by-wire steering system, could also be part of a steering actuator. In addition, a first sub-machine and / or a second sub-machine could be designed for any nominal voltage other than 12 V.

3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der elektrische Drehstrommaschine 10 mit zwölf Zähnen im Statorelement 52 und acht Magnetpolen im Rotorelement 54, wobei die Phasenleitungen um die Zähne des Statorelements 52 den zwei Teilmaschinen 14, 16 zugeordnet sind. Eine Trennungslinie 56 deutet dabei die Aufteilung der elektrischen Drehstrommaschine 10 in die zwei Teilmaschinen 14, 16 an. Benachbarte Phasenleitungen sind magnetisch miteinander gekoppelt. An den Grenzen der Teilmaschinen 14, 16 sind die Phasenleitungen der ersten Teilmaschine 14 somit auch mit den Phasenleitungen der zweiten Teilmaschine 16 magnetisch gekoppelt. Grundsätzlich könnte die elektrische Drehstrommaschine 10, wie insbesondere in 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet, auch in vier Teilmaschinen aufgeteilt sein. In diesem Fall können vorteilhaft in Umfangsrichtung benachbarte Teilmaschinen durch unterschiedliche Fahrzeugbordnetze und sich radial gegenüberliegende Teilmaschinen durch dasselbe Fahrzeugbordnetz gespeist werden. 3 shows an exemplary embodiment of the electrical three-phase machine 10 with twelve teeth in the stator element 52 and eight magnetic poles in the rotor element 54 , the phase lines around the teeth of the stator element 52 the two sub-machines 14th , 16 assigned. A dividing line 56 indicates the division of the electrical three-phase machine 10 into the two sub-machines 14th , 16 at. Adjacent phase lines are magnetically coupled to one another. At the limits of the sub-machines 14th , 16 are the phase lines of the first sub-machine 14th thus also with the phase lines of the second sub-machine 16 magnetic coupled. In principle, the electrical three-phase machine could 10 , as in particular in 3 indicated by the dashed line, also be divided into four sub-machines. In this case, sub-machines that are adjacent in the circumferential direction can advantageously be fed by different vehicle electrical systems and radially opposite sub-machines can be fed by the same vehicle electrical system.

Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 12 wenigstens eine Sensoreinheit 58, 60, 62, im vorliegenden Fall insbesondere eine erste Sensoreinheit 58, eine zweite Sensoreinheit 60 und eine dritte Sensoreinheit 62. Die erste Sensoreinheit 58 ist der Lenkwelle 48 zugeordnet. Die erste Sensoreinheit 58 ist im vorliegenden Fall als Drehmomentsensor ausgebildet und zur Erfassung einer Lenkwinkelinformation von der Lenkhandhabe 44 vorgesehen. Die Lenkwinkelinformation gibt ein Soll-Drehmoment Msoll für die elektrische Drehstrommaschine 10 vor und ist ein Maß für das, insbesondere von dem Fahrer aufgebrachte, manuelle Lenkmoment. Die zweite Sensoreinheit 60 und die dritte Sensoreinheit 62 sind der elektrischen Drehstrommaschine 10 zugeordnet und können beispielsweise als Rotorlagesensoren ausgebildet sein. Die zweite Sensoreinheit 60 ist zur Erfassung wenigstens einer mit der ersten Teilmaschine 14 korrelierten Sensorkenngröße, im vorliegenden Fall insbesondere zumindest einer Rotorlage und eines Phasenstroms der ersten Teilmaschine 14, vorgesehen. Die dritte Sensoreinheit 62 ist zur Erfassung wenigstens einer mit der zweiten Teilmaschine 16 korrelierten weiteren Sensorkenngröße, im vorliegenden Fall insbesondere zumindest einer Rotorlage und eines Phasenstroms der zweiten Teilmaschine 16, vorgesehen. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, auf eine erste Sensoreinheit vollständig zu verzichten. In diesem Fall könnte ein Soll-Drehmoment beispielsweise von einem übergeordneten Steuergerät bereitgestellt werden.It also includes the steering system 12th at least one sensor unit 58 , 60 , 62 , in the present case in particular a first sensor unit 58 , a second sensor unit 60 and a third sensor unit 62 . The first sensor unit 58 is the steering shaft 48 assigned. The first sensor unit 58 is designed in the present case as a torque sensor and for detecting steering angle information from the steering handle 44 intended. The steering angle information is a target torque M to the three-phase electric machine 10 before and is a measure of the manual steering torque applied in particular by the driver. The second sensor unit 60 and the third sensor unit 62 are of the three-phase electrical machine 10 assigned and can be designed, for example, as rotor position sensors. The second sensor unit 60 is to detect at least one with the first sub-machine 14th correlated sensor parameter, in the present case in particular at least one rotor position and a phase current of the first sub-machine 14th , intended. The third sensor unit 62 is for detecting at least one with the second sub-machine 16 correlated further sensor parameter, in the present case in particular at least one rotor position and a phase current of the second sub-machine 16 , intended. In principle, however, it is also conceivable to completely dispense with a first sensor unit. In this case, a setpoint torque could be provided by a higher-level control unit, for example.

Des Weiteren weist das Lenksystem 12 ein Steuergerät 36 auf. Das Steuergerät 36 weist eine Wirkverbindung mit den Sensoreinheiten 58, 60, 62 und mit der elektrischen Drehstrommaschine 10 auf. Das Steuergerät 36 ist dazu vorgesehen, die Lenkwinkelinformation und die Sensorkenngrößen zu empfangen und die elektrische Drehstrommaschine 10 in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation und den Sensorkenngrößen anzusteuern.Furthermore, the steering system 12th a control unit 36 on. The control unit 36 has an operative connection with the sensor units 58 , 60 , 62 and with the electric three-phase machine 10 on. The control unit 36 is provided to receive the steering angle information and the sensor parameters and the electrical three-phase machine 10 to be controlled depending on the steering angle information and the sensor parameters.

Dazu umfasst das Steuergerät 36 eine Recheneinheit 38. Die Recheneinheit 38 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 38 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Steuerroutine und zumindest einer Kompensationsroutine.To this end, the control unit includes 36 an arithmetic unit 38 . The arithmetic unit 38 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor, and at least one operating memory (not shown). The arithmetic unit also includes 38 at least one operating program stored in the operating memory with at least one calculation routine, at least one control routine and at least one compensation routine.

2 zeigt einen vereinfachten, schematischen Aufbau des Steuergeräts 36 zusammen mit einem vereinfachten Prinzip-Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung für die elektrische Drehstrommaschine 10. 2 shows a simplified, schematic structure of the control device 36 together with a simplified principle block diagram of a control circuit for the electrical three-phase machine 10 .

Das Lenksystem 12 umfasst eine erste Steuerelektronik 64. Die erste Steuerelektronik 64 wird durch das erste Fahrzeugbordnetz 18 mit Energie versorgt. Zudem weist die erste Steuerelektronik 64 eine Wirkverbindung mit der ersten Sensoreinheit 58 und der zweiten Sensoreinheit 60 auf. Die erste Steuerelektronik 64 ist zur feldorientierten Regelung der ersten Teilmaschine 14 vorgesehen. Dabei ist die erste Steuerelektronik 64 dazu vorgesehen, die Lenkwinkelinformation, insbesondere das Soll-Drehmoment Msoll, und die Sensorkenngröße der ersten Teilmaschine 14, insbesondere die Rotorlage und den Phasenstrom, zu empfangen und zumindest bei einem normalen Betrieb unter Verwendung einer ersten Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 in einen Sollstrom für die erste Teilmaschine 14 umzuwandeln. Zudem umfasst die erste Steuerelektronik 64 eine erste PWM-Einheit (nicht dargestellt), welche eine mit dem Sollstrom korrelierte Sollspannung in ein pulsweitenmoduliertes erstes Ansteuersignal 68 umwandelt.The steering system 12th comprises a first control electronics 64 . The first control electronics 64 is through the first vehicle electrical system 18th supplied with energy. In addition, the first control electronics 64 an operative connection with the first sensor unit 58 and the second sensor unit 60 on. The first control electronics 64 is for the field-oriented control of the first sub-machine 14th intended. Here is the first control electronics 64 provided for this purpose, the steering angle information, in particular the target torque M soll , and the sensor parameter of the first sub-machine 14th , in particular the rotor position and the phase current, and at least during normal operation using a first on-board network voltage U 1 of the first vehicle on-board network 18th into a target current for the first sub-machine 14th to convert. In addition, the first includes control electronics 64 a first PWM unit (not shown) which converts a setpoint voltage correlated with the setpoint current into a pulse-width-modulated first control signal 68 converts.

Ferner umfasst das Lenksystem 12 eine erste Ansteuerelektronik 66 zur Ansteuerung der ersten Teilmaschine 14. Die erste Ansteuerelektronik 66 wird durch das erste Fahrzeugbordnetz 18 mit Energie versorgt. Die erste Ansteuerelektronik 66 ist der ersten Steuerelektronik 64 steuerungstechnisch nachgeschalten. The steering system also includes 12th a first control electronics 66 to control the first sub-machine 14th . The first control electronics 66 is through the first vehicle electrical system 18th supplied with energy. The first control electronics 66 is the first control electronics 64 downstream in terms of control technology.

Die erste Ansteuerelektronik 66 ist ferner mit der ersten Teilmaschine 14 elektrisch verbunden. Die erste Ansteuerelektronik 66 ist dazu vorgesehen, das erste Ansteuersignal 68 von der ersten Steuerelektronik 64 zu empfangen und die erste Teilmaschine 14 in Abhängigkeit von dem ersten Ansteuersignal 68 anzusteuern. Dazu umfasst die erste Ansteuerelektronik 66 eine, insbesondere als Wechselrichtereinheit und/oder Endstufe ausgebildete, erste Leistungselektronik (nicht dargestellt). Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, eine erste Steuerelektronik in eine erste Ansteuerelektronik zu integrieren.The first control electronics 66 is also with the first sub-machine 14th electrically connected. The first control electronics 66 is provided for this purpose, the first control signal 68 from the first control electronics 64 to receive and the first sub-machine 14th as a function of the first control signal 68 head for. This includes the first control electronics 66 a first power electronics unit (not shown), in particular designed as an inverter unit and / or output stage. In principle, however, it is also conceivable to integrate first control electronics into first control electronics.

Zudem umfasst das Lenksystem 12 eine von der ersten Steuerelektronik 64 separat ausgebildete zweite Steuerelektronik 70. Die zweite Steuerelektronik 70 wird durch das zweite Fahrzeugbordnetz 20 mit Energie versorgt. Zudem weist die zweite Steuerelektronik 70 eine Wirkverbindung mit der ersten Sensoreinheit 58 und der dritten Sensoreinheit 62 auf. Die zweite Steuerelektronik 70 ist zur feldorientierten Regelung der zweiten Teilmaschine 16 vorgesehen. Dabei ist die zweite Steuerelektronik 70 dazu vorgesehen, die Lenkwinkelinformation, insbesondere das Soll-Drehmoment Msoll, und die weitere Sensorkenngröße der zweiten Teilmaschine 16, insbesondere die Rotorlage und den Phasenstrom, zu empfangen und zumindest bei einem normalen Betrieb unter Verwendung einer zweiten Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 in einen weiteren Sollstrom für die zweite Teilmaschine 16 umzuwandeln. Zudem umfasst die zweite Steuerelektronik 70 eine zweite PWM-Einheit (nicht dargestellt), welche eine mit dem weiteren Sollstrom korrelierte weitere Sollspannung in ein pulsweitenmoduliertes zweites Ansteuersignal 74 umwandelt.The steering system also includes 12th one of the first control electronics 64 separately trained second control electronics 70 . The second control electronics 70 is through the second vehicle electrical system 20th supplied with energy. In addition, the second control electronics 70 an operative connection with the first sensor unit 58 and the third sensor unit 62 on. The second control electronics 70 is used for field-oriented Control of the second sub-machine 16 intended. Here is the second control electronics 70 provided for this purpose, the steering angle information, in particular the target torque M soll , and the further sensor parameter of the second sub-machine 16 , in particular the rotor position and the phase current, and at least during normal operation using a second on-board network voltage U 2 of the second vehicle on-board network 20th into a further target current for the second sub-machine 16 to convert. In addition, the second includes control electronics 70 a second PWM unit (not shown), which converts a further nominal voltage correlated with the further nominal current into a pulse-width-modulated second control signal 74 converts.

Weiterhin umfasst das Lenksystem 12 eine von der ersten Ansteuerelektronik 66 separat ausgebildete zweite Ansteuerelektronik 72 zur Ansteuerung der zweiten Teilmaschine 16. Die zweite Ansteuerelektronik 72 wird durch das zweite Fahrzeugbordnetz 20 mit Energie versorgt. Die zweite Ansteuerelektronik 72 ist der zweiten Steuerelektronik 70 steuerungstechnisch nachgeschalten. Die zweite Ansteuerelektronik 72 ist ferner mit der zweiten Teilmaschine 16 elektrisch verbunden. Die zweite Ansteuerelektronik 72 ist dazu vorgesehen, das zweite Ansteuersignal 74 von der zweiten Steuerelektronik 70 zu empfangen und die zweite Teilmaschine 16 in Abhängigkeit von dem zweiten Ansteuersignal 74 anzusteuern. Dazu umfasst die zweite Ansteuerelektronik 72 eine, insbesondere als Wechselrichtereinheit und/oder Endstufe ausgebildete, zweite Leistungselektronik (nicht dargestellt). Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, eine zweite Steuerelektronik in eine zweite Ansteuerelektronik zu integrieren.The steering system also includes 12th one of the first control electronics 66 separately designed second control electronics 72 to control the second sub-machine 16 . The second control electronics 72 is through the second vehicle electrical system 20th supplied with energy. The second control electronics 72 is the second control electronics 70 downstream in terms of control technology. The second control electronics 72 is also with the second sub-machine 16 electrically connected. The second control electronics 72 is provided for this purpose, the second control signal 74 from the second control electronics 70 to receive and the second sub-machine 16 as a function of the second control signal 74 head for. The second control electronics include this 72 a second power electronics unit (not shown), in particular designed as an inverter unit and / or output stage. In principle, however, it is also conceivable to integrate a second electronic control unit into a second electronic control unit.

Üblicherweise weisen elektrische Drehstrommaschinen gewisse Drehmomentschwankungen auf. Diese Drehmomentschwankungen können sich jedoch negativ auf eine Steuerung und/oder Regelung auswirken und zu einer unerwünschten akustischen Geräuschemission führen. Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Teilmaschinen, welche von unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen gespeist werden, können sich die von den Drehmomentschwankungen verursachten Probleme durch eine erforderliche unterschiedliche Ansteuerung der Teilmaschinen, insbesondere in einem Feldschwächbereich, verstärken und lassen sich mittels bekannter Verfahren nur schwierig kompensieren.Electric three-phase machines usually have certain torque fluctuations. However, these torque fluctuations can have a negative effect on a control and / or regulation and lead to undesired acoustic noise emission. In particular, when using several sub-machines that are fed by different vehicle electrical systems, the problems caused by the torque fluctuations can be aggravated by a required different control of the sub-machines, in particular in a field weakening range, and can only be compensated with difficulty using known methods.

Da, insbesondere aufgrund gestiegener Kundenanforderungen, auch in diesem Fall minimale Drehmomentschwankungen wünschenswert sind, wird nun im Folgenden ein beispielhaftes Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 erläutert. Im vorliegenden Fall ist insbesondere die Recheneinheit 38 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.Since minimal torque fluctuations are also desirable in this case, in particular due to increased customer requirements, an exemplary method for reducing torque fluctuations in the electrical three-phase machine is now described below 10 explained. In the present case, in particular, is the arithmetic unit 38 provided to carry out the method and for this purpose has in particular a computer program with corresponding program code means.

Das Verfahren kommt dabei in einem Betriebszustand zum Einsatz, in welchem wenigstens eine der Teilmaschinen 14, 16 im Feldschwächbereich betrieben wird und ein Verhältnis zwischen der ersten Nennspannung der ersten Teilmaschine 14 und der ersten Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18, mit welcher insbesondere die zweite Teilmaschine 16 gespeist wird, verschieden von einem Verhältnis zwischen der zweiten Nennspannung der zweiten Teilmaschine 16 und der zweiten Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20, mit welcher insbesondere die gespeist wird, ist. Im vorliegenden Fall sind die Teilmaschinen 14, 16 somit beispielhaft auf dieselbe Nennspannung ausgelegt und werden in oben genanntem Fall mit unterschiedlichen Bordnetzspannungen U1, U2 betrieben. Bei einem derartigen Betrieb treten insbesondere Drehmomentschwankungen der 4. elektrischen Ordnung bzw. bei der elektrischen Drehstrommaschine 10 mit der beispielhaften Polpaarzahl 4 der 16. mechanischen Ordnung auf, während Drehmomentschwankungen der 2. elektrischen Ordnung bzw. bei der elektrischen Drehstrommaschine 10 mit der beispielhaften Polpaarzahl 4 der 8. mechanischen Ordnung verstärkt werden.The method is used in an operating state in which at least one of the sub-machines 14th , 16 is operated in the field weakening range and a ratio between the first nominal voltage of the first sub-machine 14th and the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th , with which in particular the second sub-machine 16 is fed, different from a ratio between the second nominal voltage of the second sub-machine 16 and the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th with which in particular the is fed. In the present case, the sub-machines are 14th , 16 thus designed, for example, for the same nominal voltage and, in the above-mentioned case, are operated with different on-board electrical system voltages U 1 , U 2 . In such an operation, torque fluctuations occur in particular 4th . electrical order or in the case of the electrical three-phase machine 10 with the exemplary number of pole pairs 4th of the 16 . mechanical order, while torque fluctuations of the 2 . electrical order or in the case of the electrical three-phase machine 10 with the exemplary number of pole pairs 4th of the 8th . mechanical order are reinforced.

Im Folgenden wird zudem der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 höher als die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 ist.In the following, for the sake of simplicity, it is also assumed that the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th higher than the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th is.

In diesem Fall wird, insbesondere in dem zuvor genannten Betriebszustand, wenigstens eine Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 verändert und zwar derart, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 reduziert werden. Die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 wird dabei derart verändert, dass ein mit einem Betrieb der ersten Teilmaschine 14 korrelierter erster Stromzeiger 30 und ein mit einem Betrieb der zweiten Teilmaschine 16 korrelierter zweiter Stromzeiger 32 aneinander angepasst werden (vgl. insbesondere 4a und 5a), wodurch insbesondere auch eine Phasenlage der Phasenströme der ersten Teilmaschine 14 und eine Phasenlage der Phasenströme der zweiten Teilmaschine 16 aneinander angepasst wird (vgl. insbesondere 4b und 5b). Die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 entspricht im vorliegenden Fall insbesondere dem Sollstrom der ersten Teilmaschine 14. Die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 entspricht insbesondere der zweiten Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 und wird insbesondere im zuvor genannten Betriebszustand bzw. bei einem Kompensationsbetrieb von der ersten Steuerelektronik 64 zur Ermittlung der Ansteuerkenngröße, insbesondere in Form des Sollstroms, der ersten Teilmaschine 14 verwendet.In this case, in particular in the aforementioned operating state, at least one control parameter of the first sub-machine 14th as a function of at least one operating parameter of the second sub-machine 16 changed in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 be reduced. The control parameter of the first sub-machine 14th is changed in such a way that an operation of the first sub-machine 14th correlated first current vector 30th and one with an operation of the second sub-machine 16 correlated second current vector 32 be adapted to each other (see in particular 4a and 5a) , whereby in particular also a phase position of the phase currents of the first sub-machine 14th and a phase position of the phase currents of the second sub-machine 16 is adapted to each other (see in particular 4b and 5b) . The control parameter of the first sub-machine 14th in the present case corresponds in particular to the setpoint current of the first sub-machine 14th . The operating parameter of the second sub-machine 16 corresponds in particular to the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th and is in particular in the aforementioned operating state or in a Compensation operation from the first control electronics 64 to determine the control parameter, in particular in the form of the setpoint current, of the first sub-machine 14th used.

Alternativ und insbesondere im Fall, dass die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 höher als die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 ist, würde hingegen eine weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16, vorteilhaft der weitere Sollstrom, in Abhängigkeit einer weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14, vorteilhaft der ersten Bordnetzspannung U1, verändert werden und zwar derart, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 reduziert werden, wodurch insbesondere eine Anpassung des stärkeren Fahrzeugbordnetzes 18, 20 an das schwächere und/oder das schwächste Fahrzeugbordnetz 18, 20 erreicht werden kann. Ferner ist denkbar sowohl eine Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16, als auch eine weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit einer weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 zu verändern und zwar derart, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 reduziert werden.Alternatively and in particular in the event that the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th higher than the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th is, however, would be a further control parameter of the second sub-machine 16 , advantageously the further setpoint current, depending on a further operating parameter of the first sub-machine 14th , advantageously the first vehicle electrical system voltage U 1 , are changed in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 can be reduced, whereby in particular an adaptation of the stronger vehicle electrical system 18th , 20th to the weaker and / or the weakest vehicle electrical system 18th , 20th can be achieved. Furthermore, both a control parameter of the first sub-machine is conceivable 14th as a function of at least one operating parameter of the second sub-machine 16 , as well as another control parameter of the second sub-machine 16 as a function of a further operating parameter of the first sub-machine 14th to change in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 be reduced.

Darüber hinaus erfolgt im vorliegenden Fall eine Veränderung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 nur in einem Teilspannungsbereich des, insbesondere von dem zweiten Fahrzeugbordnetz 20 bereitgestellten und insbesondere im Vergleich zu dem von dem ersten Fahrzeugbordnetz 18 bereitgestellten ersten Spannungsbereich niedrigeren, zweiten Spannungsbereich, während außerhalb des Teilspannungsbereichs die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 und unabhängig von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 ermittelt wird. Bei einer Nennspannung von 12 V kann sich der Teilspannungsbereich beispielsweise vorteilhaft von 9,5 V bis 13,5 V erstrecken. Befindet sich die, insbesondere niedrigere, zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 somit außerhalb des Teilspannungsbereichs, beispielsweise bei 9 V oder bei 14 V, so verwendet die erste Steuerelektronik 64, insbesondere analog zum normalen Betrieb, zur Ermittlung der Ansteuerkenngröße, insbesondere in Form des Sollstroms, der ersten Teilmaschine 14 die, insbesondere höhere, erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18, wodurch vorteilhaft verhindert werden kann, dass eine Abgabeleistung der ersten Teilmaschine 14 zu stark eingeschränkt wird. Ein Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 erfolgt in diesem Zusammenhang mittels einer stetigen und insbesondere differenzierbaren Funktion, insbesondere einer Rampenfunktion, wodurch insbesondere ein besonders sanfter Übergang erreicht wird. Zudem erfolgt der Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 oder von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 auf die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 mittels einer Hysterese, wodurch vorteilhaft ein ständiger Wechsel zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi, insbesondere zwischen dem Kompensationsbetrieb und dem normalen Betrieb und/oder umgekehrt, verhindert werden kann. Vorheriges gilt natürlich ebenfalls im Fall, dass die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 verändert wird.In addition, there is a change in the control parameter of the first sub-machine in the present case 14th depending on the operating parameters of the second sub-machine 16 only in a partial voltage range of the, in particular of the second vehicle electrical system 20th provided and in particular in comparison to that of the first vehicle electrical system 18th provided first voltage range lower, second voltage range, while outside the partial voltage range, the control parameter of the first sub-machine 14th depending on the further operating parameters of the first sub-machine 14th and regardless of the operating parameters of the second sub-machine 16 is determined. With a nominal voltage of 12 V, the partial voltage range can advantageously extend from 9.5 V to 13.5 V, for example. The, in particular lower, second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system is located 20th thus outside the partial voltage range, for example at 9 V or at 14 V, the first control electronics are used 64 , in particular analogous to normal operation, for determining the control parameter, in particular in the form of the setpoint current, of the first sub-machine 14th the, in particular higher, first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th , whereby it can be advantageously prevented that an output power of the first sub-machine 14th is restricted too much. A transition from the operating parameter of the second sub-machine 16 on the further operating parameters of the first sub-machine 14th takes place in this context by means of a continuous and, in particular, differentiable function, in particular a ramp function, whereby a particularly smooth transition is achieved in particular. In addition, there is a transition from the operating parameter of the second sub-machine 16 on the further operating parameters of the first sub-machine 14th or from the further operating parameter of the first sub-machine 14th on the operating parameters of the second sub-machine 16 by means of a hysteresis, whereby a constant change between the different operating modes, in particular between the compensation mode and the normal mode and / or vice versa, can advantageously be prevented. The above naturally also applies in the event that the further control parameter of the second sub-machine 16 depending on the other operating parameters of the first sub-machine 14th is changed.

Besonders bevorzugt wird bei der Ermittlung und/oder Berechnung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16, insbesondere mittels der ersten Steuerelektronik 64, ferner ein Anpassungsfaktor berücksichtigt, wobei in Abhängigkeit des Anpassungsfaktors eine teilweise oder vollständige Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 erreicht wird. Der Anpassungsfaktor weist im vorliegenden Fall einen Wert größer 0 und kleiner oder gleich 1 auf, wobei eine vollständige Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 erreicht wird, wenn der Anpassungsfaktor den Wert 1 aufweist, und eine teilweise Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 erreicht wird, wenn der Anpassungsfaktor einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist. Hierdurch kann insbesondere ein Kompromiss zwischen einer Kompensation der Drehmomentschwankungen und einer damit verknüpften akustischen Geräuschemission sowie einem maximalen Leistungsverlust der elektrischen Drehstrommaschine 10 und einer damit verknüpften Reduktion der Lenkleistung erreicht werden. Vorheriges gilt wiederum ebenfalls im Fall, dass die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 verändert wird.It is particularly preferred when determining and / or calculating the control parameter of the first sub-machine 14th depending on the operating parameters of the second sub-machine 16 , in particular by means of the first control electronics 64 , furthermore an adjustment factor is taken into account, with partial or complete compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine as a function of the adjustment factor 10 is achieved. In the present case, the adaptation factor has a value greater than 0 and less than or equal to 1, with complete compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 is reached when the adjustment factor exceeds the value 1 has, and a partial compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 is reached when the adjustment factor has a value between 0 and 1. In this way, in particular, a compromise can be made between a compensation of the torque fluctuations and an acoustic noise emission associated therewith, as well as a maximum power loss of the electrical three-phase machine 10 and a related reduction in steering performance can be achieved. The above also applies in the event that the further control parameter of the second sub-machine 16 depending on the other operating parameters of the first sub-machine 14th is changed.

Die 4a bis 5b zeigen beispielhafte Schaubilder verschiedener Signale der elektrischen Drehstrommaschine 10 in verschiedenen Betriebszuständen. Die 4b und 5b sind dabei jeweils den entsprechenden 4a und 5a zugeordnet, sodass Figuren mit derselben Ziffer jeweils ein zusammengehörendes Paar bilden.The 4a to 5b show exemplary diagrams of various signals from the electrical three-phase machine 10 in different operating states. The 4b and 5b are in each case the corresponding 4a and 5a assigned so that figures with the same number each form a pair that belongs together.

Bei den 4a und 5a ist jeweils auf einer Ordinatenachse 76 ein Drehmoment M aufgetragen. Auf einer Abszissenachse 78 ist eine Drehzahl n dargestellt. Eine Kurve 80 zeigt ein von der ersten Teilmaschine 14 bereitgestelltes Drehmoment in Abhängigkeit der Drehzahl. Eine Kurve 82 zeigt ein von der zweiten Teilmaschine 16 bereitgestelltes Drehmoment in Abhängigkeit der Drehzahl. Zudem sind in zwei kleineren Diagrammen der mit dem Betrieb der ersten Teilmaschine 14 korrelierte erste Stromzeiger 30 und der mit dem Betrieb der zweiten Teilmaschine 16 korrelierte zweite Stromzeiger 32 in einem jeweiligen d-q-Koordinatensystem aufgetragen.Both 4a and 5a is on an ordinate axis 76 a torque M applied. On an abscissa axis 78 a speed n is shown. A curve 80 shows one of the first sub-machine 14th provided torque as a function of the speed. A curve 82 shows one of the second sub-machine 16 provided torque as a function of the speed. In addition, two smaller diagrams show the operation of the first sub-machine 14th correlated first current phasors 30th and that with the operation of the second sub-machine 16 correlated second current phasor 32 plotted in a respective dq coordinate system.

Bei den 4b und 5b ist jeweils auf einer Ordinatenachse 84 ein Phasenstrom in Ampere aufgetragen. Auf einer Abszissenachse 86 ist eine Drehwinkel in Grad dargestellt. Eine Kurve 88 zeigt einen Verlauf eines ersten Phasenstroms der ersten Teilmaschine 14. Eine Kurve 90 zeigt einen Verlauf eines zweiten Phasenstroms der ersten Teilmaschine 14. Eine Kurve 92 zeigt einen Verlauf eines dritten Phasenstroms der ersten Teilmaschine 14. Eine Kurve 94 zeigt einen Verlauf eines ersten Phasenstroms der zweiten Teilmaschine 16. Eine Kurve 96 zeigt einen Verlauf eines zweiten Phasenstroms der zweiten Teilmaschine 16. Eine Kurve 98 zeigt einen Verlauf eines dritten Phasenstroms der zweiten Teilmaschine 16.Both 4b and 5b is on an ordinate axis 84 a phase current is applied in amperes. On an abscissa axis 86 a rotation angle is shown in degrees. A curve 88 shows a profile of a first phase current of the first sub-machine 14th . A curve 90 shows a course of a second phase current of the first sub-machine 14th . A curve 92 shows a profile of a third phase current of the first sub-machine 14th . A curve 94 shows a profile of a first phase current of the second sub-machine 16 . A curve 96 shows a profile of a second phase current of the second sub-machine 16 . A curve 98 shows a profile of a third phase current of the second sub-machine 16 .

Die 4a und 4b zeigen einen Betrieb der Teilmaschinen 14, 16 mit unterschiedlichen Bordnetzspannungen U1, U2 vor einer Kompensation mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere im Feldschwächbereich erzeugen die Teilmaschinen 14, 16 nicht dasselbe Drehmoment über der Drehzahl. Sollen die Teilmaschinen 14, 16 folglich mit derselben Drehzahl betrieben werden, so müssen die Teilmaschinen 14, 16 an den unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen 18, 20 mit unterschiedlichen Verhältnissen zwischen einem Längsstrom id und einem Querstroms iq betrieben werden, wodurch der erste Stromzeiger 30 und der zweite Stromzeiger 32 unterschiedliche Raumlagen im d-q-Koordinatensystem aufweisen. Dies führt zu Abweichungen in den Phasenlagen der Phasenströme der ersten Teilmaschine 14 relativ zu den korrespondierenden Phasenlagen der Phasenströme der zweiten Teilmaschine 16.The 4a and 4b show an operation of the sub-machines 14th , 16 with different vehicle electrical system voltages U 1 , U 2 before compensation by means of a method according to the invention. The sub-machines generate in particular in the field weakening range 14th , 16 not the same torque versus speed. Shall the sub-machines 14th , 16 consequently be operated at the same speed, the sub-machines must 14th , 16 on the different vehicle electrical systems 18th , 20th operated with different ratios between a longitudinal current i d and a cross current i q , whereby the first current vector 30th and the second current pointer 32 have different spatial positions in the dq coordinate system. This leads to deviations in the phase positions of the phase currents of the first sub-machine 14th relative to the corresponding phase positions of the phase currents of the second sub-machine 16 .

Die 5a und 5b zeigen einen Betrieb der Teilmaschinen 14, 16 mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 wird dabei derart verändert, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 reduziert werden, wobei ein mit einem Betrieb der ersten Teilmaschine 14 korrelierter erster Stromzeiger 30 und ein mit einem Betrieb der zweiten Teilmaschine 16 korrelierter zweiter Stromzeiger 32 aneinander angepasst werden und im vorliegenden Fall insbesondere miteinander übereinstimmen und insbesondere eine Phasenlage der Phasenströme der ersten Teilmaschine 14 und eine Phasenlage der Phasenströme der zweiten Teilmaschine 16 identisch sind.The 5a and 5b show an operation of the sub-machines 14th , 16 by means of a method according to the invention. The control parameter of the first sub-machine 14th is changed in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 be reduced, one with an operation of the first sub-machine 14th correlated first current vector 30th and one with an operation of the second sub-machine 16 correlated second current vector 32 are adapted to one another and in the present case in particular coincide with one another and in particular a phase position of the phase currents of the first sub-machine 14th and a phase position of the phase currents of the second sub-machine 16 are identical.

6 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten des Verfahrens zur Reduktion der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10. 6th Finally, FIG. 3 shows an exemplary flow chart with main method steps of the method for reducing the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 .

Ein Verfahrensschritt 100 entspricht einem normalen Betrieb der elektrischen Drehstrommaschine 10. Dabei wird die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 und insbesondere unabhängig von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 ermittelt. Zudem wird die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 und insbesondere unabhängig von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 ermittelt. Folglich werden bei einem normalen Betrieb der elektrischen Drehstrommaschine 10 die Teilmaschinen 14, 16 unabhängig voneinander betrieben.One procedural step 100 corresponds to normal operation of the electrical three-phase machine 10 . The control parameter of the first sub-machine is thereby 14th depending on the further operating parameters of the first sub-machine 14th and in particular independent of the operating parameter of the second sub-machine 16 determined. In addition, the further control parameter of the second sub-machine is 16 depending on the operating parameters of the second sub-machine 16 and in particular independently of the further operating parameters of the first sub-machine 14th determined. Consequently, during normal operation of the three-phase electrical machine 10 the sub-machines 14th , 16 operated independently of each other.

Ein Verfahrensschritt 102 entspricht einem Betrieb der elektrischen Drehstrommaschine 10, in welchem Drehmomentschwankungen auftreten. Im vorliegenden Fall treten die Drehmomentschwankungen insbesondere in einem Betriebszustand auf, in welchem wenigstens eine der Teilmaschinen 14, 16 im Feldschwächbereich betrieben wird und ein Verhältnis zwischen der ersten Nennspannung der ersten Teilmaschine 14 und der ersten Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 verschieden von einem Verhältnis zwischen der zweiten Nennspannung der zweiten Teilmaschine 16 und der zweiten Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 ist.One procedural step 102 corresponds to operation of the electrical three-phase machine 10 in which torque fluctuations occur. In the present case, the torque fluctuations occur in particular in an operating state in which at least one of the sub-machines 14th , 16 is operated in the field weakening range and a ratio between the first nominal voltage of the first sub-machine 14th and the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th different from a ratio between the second nominal voltage of the second sub-machine 16 and the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th is.

In einem Verfahrensschritt 104 wird anhand eines unterschiedlichen Verhältnisses zwischen der ersten Nennspannung und der ersten Bordnetzspannung U1 sowie zwischen der zweiten Nennspannung und der zweiten Bordnetzspannung U2 und/oder anhand voneinander abweichender Stromzeiger 30, 32 auf ein Vorhandensein von Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 geschlossen. Zudem wird ermittelt, ob das erste Fahrzeugbordnetz 18 oder das zweite Fahrzeugbordnetz 20 eine höhere Bordnetzspannung U1, U2 aufweist. Alternativ ist auch denkbar, Drehmomentschwankungen direkt, beispielsweise mittels einer speziellen Sensoreinheit, und/oder indirekt zu erfassen, beispielsweise anhand einer akustischen Geräuschemission.In one process step 104 is based on a different ratio between the first nominal voltage and the first on-board electrical system voltage U 1 and between the second nominal voltage and the second on-board electrical system voltage U 2 and / or using current indicators that differ from one another 30th , 32 for the presence of torque fluctuations in the electrical three-phase machine 10 closed. It is also determined whether the first vehicle electrical system 18th or the second vehicle electrical system 20th has a higher vehicle electrical system voltage U 1 , U 2 . Alternatively, it is also conceivable to detect torque fluctuations directly, for example by means of a special sensor unit, and / or indirectly, for example by means of an acoustic noise emission.

Ein Verfahrensschritt 106 entspricht einem Kompensationsbetrieb der elektrischen Drehstrommaschine 10, in welchem die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 reduziert und vorteilhaft vollständig kompensiert werden. Dabei wird im Fall, dass die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 höher als die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 ist, die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine 16 verändert, und im Fall, dass die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 höher als die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 ist, die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine 14 verändert. Insbesondere wird/werden die Ansteuerkenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße dabei derart verändert, dass die Stromzeiger 30, 32 der Teilmaschinen 14, 16 aneinander angepasst werden und vorteilhaft miteinander übereinstimmen. Besonders bevorzugt wird im Fall, dass die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 höher als die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 ist, der Sollstrom der ersten Teilmaschine 14 in Abhängigkeit der zweiten Bordnetzspannung U2 verändert und im Fall, dass die zweite Bordnetzspannung U2 des zweiten Fahrzeugbordnetzes 20 höher als die erste Bordnetzspannung U1 des ersten Fahrzeugbordnetzes 18 ist, der Sollstrom der zweiten Teilmaschine 16 in Abhängigkeit der ersten Bordnetzspannung U1 verändert, sodass insbesondere eine Anpassung einer Ansteuerung der Teilmaschine 14, 16 an dem stärkeren Fahrzeugbordnetz 18, 20 an eine Ansteuerung der Teilmaschine 14, 16 an dem schwächeren und/oder schwächsten Fahrzeugbordnetz 18, 20 erfolgt.One procedural step 106 corresponds to a compensation mode of the electrical three-phase machine 10 , in which the torque fluctuations of the electrical three-phase machine 10 reduced and advantageously fully compensated. In this case, in the event that the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th higher than the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th is the control parameter of the first sub-machine 14th depending on the operating parameters of the second sub-machine 16 changed, and in the event that the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th higher than the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th is the further control parameter of the second sub-machine 16 depending on the other operating parameters of the first sub-machine 14th changed. In particular, the control parameter and / or the further control parameter is / are changed in such a way that the current phasors 30th , 32 of the sub-machines 14th , 16 be adapted to one another and advantageously match one another. It is particularly preferred in the case that the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th higher than the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th is the setpoint current of the first sub-machine 14th changed as a function of the second vehicle electrical system voltage U 2 and in the event that the second vehicle electrical system voltage U 2 of the second vehicle electrical system 20th higher than the first vehicle electrical system voltage U 1 of the first vehicle electrical system 18th is the setpoint current of the second sub-machine 16 changed as a function of the first vehicle electrical system voltage U 1 , so that in particular an adaptation of a control of the submachine 14th , 16 on the stronger vehicle electrical system 18th , 20th to a control of the sub-machine 14th , 16 on the weaker and / or weakest vehicle electrical system 18th , 20th he follows.

Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 6 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Reduktion der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine 10 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren. Ferner können optionale Verfahrensschritte hinzukommen, wie beispielsweise die Berücksichtigung des Teilspannungsbereichs und/oder des Anpassungsfaktors bei einer Veränderung der Ansteuerkenngröße und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße. In diesem Zusammenhang ist insbesondere auch denkbar, dass der Kompensationsbetrieb einem Normalbetrieb der elektrischen Drehstrommaschine 10 entspricht, sodass bei einem Normalbetrieb die Ansteuerkenngröße und/oder die weitere Ansteuerkenngröße derart verändert werden, dass die Stromzeiger 30, 32 der Teilmaschinen 14, 16 aneinander angepasst werden, und der Kompensationsbetrieb abgebrochen wird, falls ein Verhältnis zwischen der ersten Nennspannung und der ersten Bordnetzspannung U1 identisch zu einem Verhältnis zwischen der zweiten Nennspannung und der zweiten Bordnetzspannung U2 ist und/oder die erste Bordnetzspannung U1 identisch zu der zweiten Bordnetzspannung U2 ist und/oder der Teilspannungsbereich verlassen wird.The exemplary flow chart in 6th in particular, a method for reducing the torque fluctuations of the electrical three-phase machine is intended merely as an example 10 describe. In particular, individual process steps can also vary. Furthermore, optional method steps can be added, such as, for example, taking into account the partial voltage range and / or the adaptation factor when the control parameter and / or the further control parameter change. In this context, it is also conceivable, in particular, that the compensation operation corresponds to normal operation of the electrical three-phase machine 10 corresponds, so that in normal operation the control parameter and / or the further control parameter are changed in such a way that the current phasors 30th , 32 of the sub-machines 14th , 16 be adapted to each other, and the compensation mode is canceled if a ratio between the first nominal voltage and the first on-board power supply voltage U 1 is identical to a ratio between the second nominal voltage and the second on-board power supply voltage U 2 and / or the first on-board power supply voltage U 1 is identical to the second Vehicle electrical system voltage U 2 and / or the partial voltage range is left.

Claims (13)

Verfahren zur Reduktion von Drehmomentschwankungen einer elektrischen Drehstrommaschine (10) eines Lenksystems (12), wobei die elektrische Drehstrommaschine (10) wenigstens eine erste Teilmaschine (14) und wenigstens eine zweite Teilmaschine (16) umfasst, und wobei die erste Teilmaschine (14) aus einem ersten Fahrzeugbordnetz (18) und die zweite Teilmaschine (16) aus einem zweiten Fahrzeugbordnetz (20) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Betriebszustand wenigstens eine Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) und/oder wenigstens eine weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) derart verändert wird, dass die Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine (10) reduziert werden.Method for reducing torque fluctuations in an electrical three-phase machine (10) of a steering system (12), wherein the electrical three-phase machine (10) comprises at least one first sub-machine (14) and at least one second sub-machine (16), and wherein the first sub-machine (14) comprises a first vehicle electrical system (18) and the second sub-machine (16) is fed from a second vehicle electrical system (20), characterized in that in at least one operating state at least one control parameter of the first sub-machine (14) as a function of at least one operating parameter of the second sub-machine (16 ) and / or at least one further control parameter of the second sub-machine (16) is changed as a function of at least one further operating parameter of the first sub-machine (14) in such a way that the torque fluctuations of the electrical three-phase machine (10) are reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in dem Betriebszustand derart verändert wird/werden, dass ein mit einem Betrieb der ersten Teilmaschine (14) korrelierter erster Stromzeiger (30) und ein mit einem Betrieb der zweiten Teilmaschine (16) korrelierter zweiter Stromzeiger (32) aneinander angepasst werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the control parameter of the first sub-machine (14) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) is / are changed in the operating state in such a way that a first current indicator (30 ) and a second current vector (32) correlated with an operation of the second sub-machine (16) can be adapted to one another. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) ein Sollstrom der ersten Teilmaschine (14) und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) ein Sollstrom der zweiten Teilmaschine (16) ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the control parameter of the first sub-machine (14) is a target current of the first sub-machine (14) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) is a target current of the second sub-machine (16). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) eine zweite Bordnetzspannung (U2) des zweiten Fahrzeugbordnetzes (20) und/oder die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) eine erste Bordnetzspannung (U1) des ersten Fahrzeugbordnetzes (18) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating parameter of the second sub-machine (16) is a second vehicle electrical system voltage (U 2 ) of the second vehicle electrical system (20) and / or the further operating parameter of the first sub-machine (14) is a first vehicle electrical system voltage (U 1 ) of the first vehicle electrical system (18). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmaschine (14) auf eine erste Nennspannung ausgelegt ist und in dem Betriebszustand mit einer ersten Bordnetzspannung (U1) des ersten Fahrzeugbordnetzes (18) betrieben wird und die zweite Teilmaschine (16) auf eine zweite Nennspannung ausgelegt ist und in dem Betriebszustand mit einer zweiten Bordnetzspannung (U2) des zweiten Fahrzeugbordnetzes (20) betrieben wird, wobei ein Verhältnis zwischen der ersten Nennspannung und der ersten Bordnetzspannung (U1) verschieden von einem Verhältnis zwischen der zweiten Nennspannung und der zweiten Bordnetzspannung (U2) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first sub-machine (14) is designed for a first nominal voltage and is operated in the operating state with a first on-board network voltage (U 1 ) of the first vehicle on-board network (18) and the second sub-machine (16) is designed for a second nominal voltage and in the operating state with a second vehicle electrical system voltage (U 2 ) of the second Vehicle electrical system (20) is operated, wherein a ratio between the first nominal voltage and the first electrical system voltage (U 1 ) is different from a ratio between the second nominal voltage and the second electrical system voltage (U 2 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass eine erste Bordnetzspannung (U1) des ersten Fahrzeugbordnetzes (18) höher als eine zweite Bordnetzspannung (U2) des zweiten Fahrzeugbordnetzes (20) ist, die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) verändert wird, und im Fall, dass eine zweite Bordnetzspannung (U2) des zweiten Fahrzeugbordnetzes (20) höher als eine erste Bordnetzspannung (U1) des ersten Fahrzeugbordnetzes (18) ist, die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the event that a first vehicle electrical system voltage (U 1 ) of the first vehicle electrical system (18) is higher than a second vehicle electrical system voltage (U 2 ) of the second vehicle electrical system (20), the control parameter of the first sub-machine (14) is changed as a function of the operating parameters of the second sub-machine (16), and in the event that a second vehicle electrical system voltage (U 2 ) of the second vehicle electrical system (20) is higher than a first vehicle electrical system voltage (U 1 ) of the first vehicle electrical system (18) , the further control parameter of the second sub-machine (16) is changed as a function of the further operating parameter of the first sub-machine (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeugbordnetz (18) einen ersten Spannungsbereich und das zweite Fahrzeugbordnetz (20) einen zweiten Spannungsbereich bereitstellt, wobei eine Veränderung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) nur in einem Teilspannungsbereich des ersten Spannungsbereichs und des zweiten Spannungsbereichs erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first vehicle electrical system (18) provides a first voltage range and the second vehicle electrical system (20) provides a second voltage range, with a change in the control parameter of the first sub-machine (14) depending on the operating parameter of the second sub-machine (16) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) takes place depending on the further operating parameter of the first sub-machine (14) only in a partial voltage range of the first voltage range and the second voltage range. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Teilspannungsbereichs die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) ermittelt wird, wobei ein Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) oder von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) auf die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) mittels einer differenzierbaren Funktion erfolgt.Procedure according to Claim 7 , characterized in that outside the partial voltage range, the control parameter of the first sub-machine (14) depending on the further operating parameter of the first sub-machine (14) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) depending on the operating parameter of the second sub-machine (16 ) is determined, a transition from the operating parameter of the second sub-machine (16) to the further operating parameter of the first sub-machine (14) or from the further operating parameter of the first sub-machine (14) to the operating parameter of the second sub-machine (16) by means of a differentiable function he follows. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Teilspannungsbereichs die Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) und/oder die weitere Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) ermittelt wird, wobei ein Übergang von der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) auf die weitere Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) oder von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) auf die Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) mittels einer Hysterese erfolgt.Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that outside the partial voltage range, the control parameter of the first sub-machine (14) depending on the further operating parameter of the first sub-machine (14) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) depending on the operating parameter of the second sub-machine (16 ) is determined, with a transition from the operating parameter of the second sub-machine (16) to the further operating parameter of the first sub-machine (14) or from the further operating parameter of the first sub-machine (14) to the operating parameter of the second sub-machine (16) by means of a hysteresis . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung der Ansteuerkenngröße der ersten Teilmaschine (14) in Abhängigkeit der Betriebskenngröße der zweiten Teilmaschine (16) und/oder der weiteren Ansteuerkenngröße der zweiten Teilmaschine (16) in Abhängigkeit von der weiteren Betriebskenngröße der ersten Teilmaschine (14) wenigstens ein Anpassungsfaktor berücksichtigt wird, wobei in Abhängigkeit des Anpassungsfaktors eine teilweise oder vollständige Kompensation der Drehmomentschwankungen der elektrischen Drehstrommaschine (10) erreicht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when determining the control parameter of the first sub-machine (14) as a function of the operating parameter of the second sub-machine (16) and / or the further control parameter of the second sub-machine (16) as a function of the further operating parameter of the first sub-machine (14) at least one adaptation factor is taken into account, with partial or complete compensation of the torque fluctuations of the electrical three-phase machine (10) being achieved as a function of the adaptation factor. Steuergerät (36) mit einer Recheneinheit (38) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Control device (36) with a computing unit (38) for carrying out a method according to one of the preceding claims. Lenksystem (12) mit zumindest einem Steuergerät (36) nach Anspruch 11 und mit zumindest einer elektrischen Drehstrommaschine (10), welche wenigstens eine erste Teilmaschine (14) und wenigstens eine zweite Teilmaschine (16) umfasst.Steering system (12) with at least one control unit (36) Claim 11 and with at least one electrical three-phase machine (10) which comprises at least one first sub-machine (14) and at least one second sub-machine (16). Fahrzeug (40) mit einem Lenksystem (12) nach Anspruch 12, mit zumindest einem ersten Fahrzeugbordnetz (18) und mit zumindest einem zweiten Fahrzeugbordnetz (20).Vehicle (40) with a steering system (12) according to Claim 12 , with at least one first vehicle electrical system (18) and with at least one second vehicle electrical system (20).
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