DE102010062499A1 - Method for functionally monitoring steering system in vehicle, involves producing error and/or setting signal in vehicle accessory device if condition and/or characteristic lies beyond defined range of values - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Lenksystems in einem Fahrzeug.The invention relates to a method for monitoring the operation of a steering system in a vehicle.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen den aktuellen Betriebs- bzw. Funktionszustand eines Lenksystems in einem Fahrzeug zu überwachen.The invention is based on the object to monitor with simple measures the current operating or functional state of a steering system in a vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung wird in Fahrzeugen zum Verstellen der lenkbaren Räder eingesetzt. Die Lenkeinrichtung ist bevorzugt als EPS-Lenkung (Electric Power Steering) ausgeführt und weist ein Lenksteuergerät auf, das das Unterstützungsmoment ermittelt und stellt. Zur Erzeugung des Moments wird bevorzugt ein Servomotor verwendet. Das Unterstützungsmoment wird vom Lenksteuergerät in Abhängigkeit von Zustands- bzw. Betriebsdaten und Kenngrößen des Lenksystems und/oder sonstiger Fahrzeugsignale erzeugt. Das Lenksteuergerät kann zu diesem Zweck Fahrzeugzustandsdaten und von einer Sensorik und/oder weiteren Recheneinheiten im Fahrzeug Signale bzw. Messwerte empfangen, welche die Zustandsgrößen bzw. Betriebs- oder Kenngrößen des Fahrzeugs bzw. einzelner Aggregate des Fahrzeugs repräsentieren. Es wird insbesondere der aktuelle Lenkwinkel, beispielsweise ein sogenanntes KL-15 Signal, sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit an das Lenksteuergerät übertragen, in welchem aus diesen Werten und gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Werte, ein unterstützendes Servomoment als Sollmoment ermittelt wird. Das Steuergerät beaufschlagt den Servomotor mit diesem Sollmoment. Die Verbindung mit einer oder mehreren weiteren Recheneinheiten im Fahrzeug, welche gegebenenfalls Bestandteil von Fahrerassistenzsystemen wie zum Beispiel ein ESP-System (Elektronisches Stabilitätsprogramm) sind, kann über die üblichen Datenleitungen wie zum Beispiel ein FlexRay-Bussystem erfolgen.The steering device according to the invention is used in vehicles for adjusting the steerable wheels. The steering device is preferably designed as an EPS steering (Electric Power Steering) and has a steering control unit, which determines the assist torque and provides. To generate the torque, a servomotor is preferably used. The assist torque is generated by the steering control unit as a function of status or operating data and parameters of the steering system and / or other vehicle signals. For this purpose, the steering control unit can receive vehicle state data and signals or measured values from a sensor system and / or further computing units in the vehicle, which represent the state variables or operating parameters or characteristics of the vehicle or individual units of the vehicle. In particular, the current steering angle, for example a so-called KL-15 signal, and the vehicle speed are transmitted to the steering control unit, in which a supporting servomotor torque is determined as the desired torque from these values and possibly taking into account further values. The control unit acts on the servomotor with this setpoint torque. The connection with one or more further computing units in the vehicle, which may be part of driver assistance systems such as an ESP system (Electronic Stability Program), can take place via the usual data lines such as, for example, a FlexRay bus system.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass von dem Lenksteuergerät des Lenksystems mindestens eine Zustands- bzw. Kenngröße an eine Fahrzeugzusatzeinrichtung übermittelt wird. Beispielsweise kann das Lenksteuergerät Geschwindigkeitsschätzer enthalten, deren Geschwindigkeitsschätzungen für sicherheitsrelevante Funktionen verwendet werden. Die zu übermittelnde Größe betrifft eine Zustands- bzw. Kenngröße des Lenksystems, beispielsweise das ermittelte Sollmoment, die oben genannte Geschwindigkeitsschätzung oder sonstige Zustands- bzw. Kenngröße des Lenksystems. In Betracht kommen auch der aktuelle Degradationszustand des Lenksystems bzw. die aktuell aktivierten Lenkfunktionalitäten des Lenksystems, welche den Unterstützungsgrad kennzeichnen.According to the invention it is provided that at least one state or characteristic quantity is transmitted from the steering control unit of the steering system to a vehicle auxiliary device. For example, the steering controller may include speed estimators whose speed estimates are used for safety-related functions. The size to be transmitted relates to a state or parameter of the steering system, for example, the determined target torque, the above-mentioned speed estimate or other state or characteristic of the steering system. Also considered are the current state of degradation of the steering system or the currently activated steering functionalities of the steering system, which characterize the degree of support.
Die Zustands- bzw. Kenngrößen des Lenksystems werden vom Lenksteuergerät an die Fahrzeugzusatzeinrichtung bzw. an eine/mehrere Recheneinheiten einer Fahrzeugzusatzeinrichtung übermittelt und dort weiterverarbeitet bzw. einer Auswertung unterzogen. Die Zustands- bzw. Kenngrößen werden überprüft, ob sie im aktuell zulässigen Wertebereich liegen.The state or parameters of the steering system are transmitted from the steering control unit to the vehicle auxiliary device or to one or more arithmetic units of a vehicle auxiliary device, where they are further processed or subjected to an evaluation. The state or characteristic variables are checked as to whether they are within the currently permissible value range.
Im Allgemeinen – falls kein Fehler auftritt – wird die Fahrzeugzusatzeinrichtung den Zustand des Lenksystems akzeptieren und als „in Ordnung” quittieren. Im Fehlerfall kann die Fahrzeugzusatzeinrichtung die Lenkung zum Abschalten, degradieren oder zu Ersatzmaßnahmen auffordern. Dabei kann eine verspätet oder nicht gesendete Antwort als Aufforderung zum Abschalten interpretiert werden.Generally, if no fault occurs, the vehicle accessory will accept the steering system status and acknowledge it as "OK". In the event of a fault, the vehicle auxiliary device can turn the steering off, degrade or demand replacement measures. In this case, a delayed or unsent response can be interpreted as a request to switch off.
Auf diese Weise ist es möglich, die Fahrzeugzusatzeinrichtung im Sinne eines Watchdog als Überwachungseinrichtung für das Lenksystem zu benutzen. Die Fahrzeugzusatzeinrichtung überwacht auf einem höheren Level den Betriebszustand des Lenksystems, wodurch ein höherer Grad an Betriebssicherheit gewonnen wird. Die Basisüberwachung z. B. einzelner Sensoren oder Baugruppen des Lenkungssteuergeräts werden wie bisher vom Lenksystem selbst überwacht.In this way it is possible to use the vehicle auxiliary device in the sense of a watchdog as a monitoring device for the steering system. The vehicle accessory monitors at a higher level the operating condition of the steering system, thereby gaining a higher degree of operational safety. The basic monitoring z. As individual sensors or modules of the steering controller are monitored as before by the steering system itself.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Fahrzeugsteuergeräts, für das das Lenksteuergerät die Funktion eines Watchdog übernimmt. Das Fahrzeugsteuergerät ist Bestandteil einer Fahrzeugzusatzeinrichtung. Die Funktionstüchtigkeit des Fahrzeugsteuergeräts wird im Lenksteuergerät überprüft, indem mindestens eine Zustands- bzw. Kenngröße von dem Fahrzeugsteuergerät an das Lenksteuergerät übermittelt wird, in welchem ein Fehler- bzw. Einstellsignal erzeugt wird, falls die betrachtete Zustands- bzw. Kenngröße außerhalb eines definierten Wertebereiches liegt. Diese Vorgehensweise kann auch mit dem vorbeschriebenen Verfahren kombiniert werden, bei dem eine Fahrzeugzusatzeinrichtung bzw. das Fahrzeugsteuergerät einer Fahrzeugzusatzeinrichtung die Funktion des Lenksteuergeräts überwacht. Somit ist ein System im Fahrzeug realisierbar, bei dem das Lenksteuergerät sowie mindestens ein weiteres Steuergerät einer Fahrzeugzusatzeinrichtung wechselseitig eine Überwachungsfunktion im Sinne eines Watchdog übernehmen. Another aspect of the invention relates to a method for monitoring the operation of a vehicle control unit, for which the steering control unit assumes the function of a watchdog. The vehicle control unit is part of a vehicle auxiliary device. The functionality of the vehicle control unit is checked in the steering control unit by at least one state or characteristic value is transmitted from the vehicle control unit to the steering control unit, in which an error or adjustment signal is generated if the considered state or parameter is outside a defined range of values , This procedure can also be combined with the method described above, in which a vehicle auxiliary device or the vehicle control device of a vehicle auxiliary device monitors the function of the steering control device. Thus, a system in the vehicle can be realized in which the steering control unit and at least one further control unit of a vehicle auxiliary device mutually assume a monitoring function in the sense of a watchdog.
Bei der Fahrzeugzusatzeinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein ESP-System im Fahrzeug, über das ein stabilisierender Eingriff in das Bremssystem und das Motormanagement durchgeführt wird. Grundsätzlich kann es sich bei der Fahrzeugzusatzeinrichtung um jedes Fahrerassistenzsystem im Fahrzeug mit einer zugeordneten Recheneinheit handeln, beispielsweise Antriebsschlupf-Regelsysteme (ASR) oder Antiblockiersysteme (ABS). Des Weiteren kommt als Fahrzeugzusatzeinrichtung auch eine unabhängig von einem Fahrerassistenzsystem ausgeführte Recheneinheit im Fahrzeug in Betracht, in der beispielsweise System- oder Zustandsgrößen für diverse Aggregate des Fahrzeuges berechnet werden. Die Verbindung zwischen der Lenksteuergerät und der Fahrzeugzusatzeinrichtung erfolgt über übliche Kommunikationsleitungen bzw. Bussysteme, beispielsweise über FlexRay.The vehicle auxiliary device is, for example, an ESP system in the vehicle, via which a stabilizing intervention in the brake system and the engine management is carried out. In principle, the vehicle auxiliary device can be any driver assistance system in the vehicle with an associated computing unit, for example traction slip control systems (ASR) or anti-lock braking systems (ABS). Furthermore, as a vehicle auxiliary device, a computing unit executed independently of a driver assistance system in the vehicle can be considered, in which, for example, system or state variables for various aggregates of the vehicle are calculated. The connection between the steering control unit and the vehicle auxiliary device via conventional communication lines or bus systems, for example via FlexRay.
Es kommen verschiedene Methoden der Fahrzeugzusatzeinrichtung in Betracht, das Lenksteuergerät zu beeinflussen. Möglich ist die Übertragung eines Fehler-, eines Korrektur- oder eines Einstellsignals an das Lenksteuergerät. Das Lenksteuergerät kann darauf hin eine Anpassung durchführen, beispielsweise eine Degradierung der Lenkfunktionalität oder eine Anpassung der Kennlinien im Lenksystem. Es können auch Zustandsgrößen, welche in dem Lenksteuergerät ermittelt worden sind, über das Fehler- bzw. Einstellsignal plausibilisiert und gegebenenfalls korrigiert werden. So kann beispielsweise ein in dem Lenksteuergerät ermittelter Geschwindigkeitsschätzwert korrigiert bzw. überschrieben werden, soweit der Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeugzustandseinrichtung mit höherer Genauigkeit bzw. Integrität vorliegt. Es handelt sich somit um eine Plausibilisierung von Zustandsgrößen des Lenksystems.There are various methods of vehicle auxiliary device into consideration, to influence the steering control unit. It is possible to transmit an error, a correction or a setting signal to the steering control unit. The steering controller can then perform an adjustment, such as a degradation of the steering functionality or an adjustment of the characteristics in the steering system. State variables which have been determined in the steering control unit can also be made plausible via the error or adjustment signal and corrected if necessary. For example, a speed estimation value determined in the steering control unit can be corrected or overwritten as far as the value of the vehicle speed in the vehicle state facility is present with higher accuracy or integrity. It is therefore a plausibility check of state variables of the steering system.
Darüber hinaus können die Lenksteuergerätsignale in der Fahrzeugzusatzeinrichtung einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden. Beispielsweise können die Informationen für eigene Funktionen verwendet werden, bei Bedarf kann der Fahrer gewarnt oder die Fahrdynamik begrenzt werden.In addition, the steering controller signals in the vehicle accessory may be subjected to further processing. For example, the information for own functions can be used, if necessary, the driver can be warned or the driving dynamics are limited.
Das Fehler- bzw. Einstellsignal kann auch zur Anpassung der Funktionalität der Fahrzeugzusatzeinrichtung selbst herangezogen werden. Beispielsweise kann bei einer Übermittlung des Solllenkmoments von dem Lenksteuergerät an die Recheneinheit der Fahrzeugzusatzeinrichtung die Funktionalität der Fahrzeugzusatzeinrichtung beeinflusst werden, zum Beispiel indem in einem ESP-System ein geänderter Regeleingriff durchgeführt wird. Die Höhe des Regeleingriffs im ESP-System bzw. eines sonstigen Fahrerassistenzsystems hängt in diesem Fall von der übermittelten Zustands- bzw. Kenngröße des Lenksystems ab. Auf diese Weise wird eine Vernetzung des Lenksystems mit weiteren Fahrassistenzsystemen erreicht.The error or setting signal can also be used to adapt the functionality of the vehicle auxiliary device itself. For example, upon transmission of the nominal steering torque from the steering control unit to the arithmetic unit of the vehicle auxiliary device, the functionality of the vehicle auxiliary device can be influenced, for example by a modified control intervention being carried out in an ESP system. The level of the control intervention in the ESP system or another driver assistance system in this case depends on the transmitted state or parameter of the steering system. In this way, networking of the steering system with other driver assistance systems is achieved.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung in einem Fahrzeug zeigt.Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawing, which shows a schematic representation of a steering device in a vehicle.
Das in der Figur gezeigte Lenksystem
Das Lenksystem
Bei den Größen, welche im Lenksteuergerät
Das Lenksteuergerät
Der besondere Vorteil dieses Konzepts ist, dass das ESP-System die Grenzen situationsabhängig vergeben kann. Fahrbahn- und Fahrzeugzustände aber auch Informationen aus der Fahrzeug – Umweltkommunikation können für die Vorgabewerte herangezogen werden.The particular advantage of this concept is that the ESP system can allocate the limits depending on the situation. Lane and vehicle conditions as well as information from the vehicle - environmental communication can be used for the default values.
Grundsätzlich können verschiedene Zustands- bzw. Kenngrößen aus dem Lenksystem zum ESP-System
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lenksystemsteering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Lenkwellesteering shaft
- 44
- Lenkgehäusesteering housing
- 55
- Lenkgestängesteering linkage
- 66
- Vorderradfront
- 77
- elektrischer Servomotorelectric servomotor
- 88th
- LenksteuergerätSteering control unit
- 99
- Recheneinheit z. B. ESP-SystemArithmetic unit z. B. ESP system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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