WO2020164773A1 - Verfahren zur überwachung einer lenkvorrichtung - Google Patents

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WO2020164773A1
WO2020164773A1 PCT/EP2019/084101 EP2019084101W WO2020164773A1 WO 2020164773 A1 WO2020164773 A1 WO 2020164773A1 EP 2019084101 W EP2019084101 W EP 2019084101W WO 2020164773 A1 WO2020164773 A1 WO 2020164773A1
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steering
traction
steering actuator
determined
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PCT/EP2019/084101
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Axel HAUBER
Mark Philipp RIEK
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Priority to US17/423,224 priority patent/US20220105980A1/en
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Definitions

  • the invention is based on a method for monitoring a Lenkvor direction according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a control device with a computing unit for performing such a method and a steering device with a computing unit for performing such a method.
  • steering devices which have a steering gear, at least one first electric motor, at least one second electric motor, at least one first belt drive for connecting the first electric motor to the steering gear and at least one second belt drive to connect the second electric motor to the steering gear.
  • Such steering devices are used, for example, in redundant, conventional steering systems with mechanical penetration between the steering wheel and steering gear, in so-called steer-by-wire steering systems without mechanical penetration between the steering wheel and steering gear and / or in steering systems for commercial vehicles with electrical steering assistance .
  • a belt jump detection device which detects a belt jump by evaluating a manual torque applied to the steering wheel, a hand angle applied to the steering wheel and a steering angle of the vehicle wheels. Detection of a belt jump on the basis of a detected manual torque, however, leads to problems in steer-by-wire steering systems or autonomous vehicles without a steering wheel. In addition, especially when using several belt drives, it cannot be reliably determined which of the corresponding belts has broken, which in particular increases repair and / or maintenance costs.
  • the object of the invention is in particular to provide a method and a steering device with improved properties with regard to efficiency.
  • the object is achieved by the features of claims 1, 13 and 14, while advantageous embodiments and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on a method for monitoring a Lenkvor direction, wherein the steering device has a steering gear, at least one first steering actuator, at least one second steering actuator, at least one first Traction drive with at least one first traction mechanism for connecting the first steering actuator to the steering gear and at least one second traction mechanism with at least one second traction mechanism for connecting the second Lenkaktua sector to the steering gear, and at least one first position parameter of the first steering actuator and at least one second position parameter of the second steering actuator is determined.
  • an unwanted change in position of the first traction device and / or the second traction device is determined and the unwanted change in position is clearly one of the traction device drives, in particular the first traction device drive or the second traction drive, assigned is assigned.
  • the unwanted change in position of the first traction means and / or the second traction means is determined by evaluating the position parameters in such a way that the unwanted change in position can be clearly assigned to one of the traction drives.
  • This configuration can in particular improve efficiency, in particular maintenance efficiency, time efficiency, component efficiency, computing efficiency and / or cost efficiency.
  • a “steering device” is to be understood as meaning in particular at least one part, in particular a subassembly, of a steering system, in particular a vehicle, preferably a motor vehicle and particularly preferably a commercial vehicle.
  • the steering device can also include the entire steering system.
  • the steering device includes, in particular, a computing unit which is provided to convert the Execute method for monitoring the steering device.
  • the steering device can include further components and / or assemblies, such as a control device, a first position sensor unit for detecting the first position parameter and / or a second position sensor unit for detecting the second position parameter.
  • “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.
  • a “steering actuator” is to be understood in particular as an, in particular electrically designed, actuator unit, which in particular has an operative connection with the steering gear and is provided in particular to transmit a steering torque to the steering gear and thereby advantageously to a driving direction of the vehicle influence.
  • the steering actuator is preferably provided to provide a steering torque to support a flange torque applied to a steering handle and / or a steering torque for the automatic and / or autonomous control of a direction of travel of the vehicle.
  • the steering actuator can comprise at least one electric motor.
  • the electric motor is advantageously designed as a brushless motor and preferably as an asynchronous motor or as a permanent magnet synchronous motor.
  • the first steering actuator and the second steering actuator are provided in particular to work together to provide the steering torque, the first steering actuator and the second steering actuator in particular being able to be operated individually and / or advantageously simultaneously.
  • a “traction drive” is to be understood as meaning, in particular, a gear unit which is in operative connection with the first steering actuator and the steering gear or the second steering actuator and the steering gear and which is intended in particular to generate a drive force and / or a steering torque from the first To transmit steering actuator or the second steering actuator to the steering gear.
  • the traction mechanism includes at least one traction mechanism.
  • the traction mechanism drive can, in particular, have at least one drive element, in particular assigned to the corresponding steering actuator and advantageously designed as a drive wheel and / or drive shaft and / or have at least one output element, in particular assigned to the steering gear and formed in front of some as an output gear and / or output shaft.
  • An output element of the first traction drive and an output element of the second traction drive are particularly advantageous, in particular such that the first traction and the second traction are coupled to the same output element and / or act on the same output element.
  • the traction drive could in particular be designed as a non-positive train drive.
  • the traction drive is advantageously designed as a form-fitting traction drive.
  • a “computing unit” should be understood to mean in particular an electrical and / or electronic unit which has an information input, information processing and information output.
  • the computing unit also advantageously has at least one processor, at least one operating memory, at least one input and / or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one control routine, at least one calculation routine and / or at least one evaluation routine.
  • the computing unit is provided to determine and / or receive at least one first position parameter of the first steering actuator and at least one second La parameter of the second steering actuator and in particular to evaluate it for monitoring the steering device.
  • the computing unit is provided in particular to determine an undesired change in position of the first traction device and / or the second traction device by evaluating the La parameters and to clearly assign the undesired change in position to one of the traction device drives.
  • the computing unit is also advantageously integrated into the control unit.
  • a “position parameter” is to be understood in particular as a parameter which is correlated with a location, in particular a position, an orientation and / or a position, of the corresponding steering actuator and in particular a rotor element of an electric motor of the corresponding steering actuator.
  • a current position of the corresponding steering actuator and in particular of the rotor element can be inferred and / or a current position of the corresponding steering actuator and in particular of the rotor element can be determined at least on the basis of the position parameter.
  • the position parameter is preferably a rotor position and / or Angular position of the corresponding steering actuator and in particular the Rotorele element.
  • an "unwanted change in position" of a traction mechanism should be understood to mean, in particular, a change in position of the traction mechanism, in particular relative to the drive element, the output element, the corresponding steering actuator and / or the steering gear, which would allow normal operation of the steering device and / or the Vehicle impaired.
  • the unwanted change in position can for example correspond to a slip, a slip, in particular a special slip, and / or a jump of the corresponding train means.
  • the first traction drive and / or the second traction drive can in particular be designed as a chain drive with a traction device in the form of a chain.
  • the first traction mechanism drive and / or the second traction mechanism drive be designed as a belt drive with a traction mechanism in the form of a belt.
  • the first traction means and / or the second traction means could be designed, for example, as a flat belt, as a round belt, as a V-belt and / or as a V-ribbed belt.
  • a toothed belt be used as the traction means.
  • the first traction device and / or the second traction device is consequently designed as a toothed belt.
  • the unwanted change in position in this case corresponds in particular to a belt jump.
  • At least one control parameter of the Lenkvor direction is determined and the evaluation of the position parameters includes a comparison of the first position parameter and / or the second position parameter with the control parameter, advantageously by means of a difference.
  • a “manipulated variable” should be understood to mean in particular a characteristic which is linked to an output signal and / or an actuating signal of the steering gear, which is provided in particular to change a steering angle of steerable vehicle wheels of the vehicle and / or a steering movement to effect the vehicle wheels, is correlated.
  • the output signal and / or the control signal of the steering gear can be closed and / or the output signal and / or the control signal of the steering gear can be determined.
  • the steering device preferably comprises a sensor unit, preferably assigned to the steering gear, with at least one sensor element, in particular designed as a relative sensor or absolute sensor, for detecting the actuating parameter.
  • the control parameter corresponds to a detection signal, in particular in the form of an angle signal, from the sensor unit.
  • control parameter be determined by means of a sensor unit assigned to the steering gear, in particular the sensor unit already mentioned above, and that a resolution, in particular an angular resolution, of the sensor unit be taken into account when evaluating the position parameters.
  • the resolution of the sensor unit can be taken into account at least when determining a value of the undesired change in position of the corresponding train by means of and advantageously a number of skipped teeth in a traction means designed as a toothed belt.
  • an evaluation method for evaluating the position parameters can be adapted and / or varied as a function of the resolution of the sensor unit. In particular, this enables a particularly precise and / or reliable evaluation of the La parameters to be achieved.
  • a “ratio parameter” is to be understood as meaning in particular a parameter which is correlated with a ratio, in particular a gear ratio, between the first steering actuator and the sensor unit and / or between the second steering actuator and the sensor unit.
  • the translation between the first steering actuator and the sensor unit and / or between the second steering actuator and the sensor unit and / or the translation between the first steering actuator and the sensor unit and / or between the second steering actuator and the sensor unit can be determined.
  • At least one first ratio parameter between the first steering actuator and the sensor unit and at least one second ratio parameter between the second steering actuator and the sensor unit are advantageously taken into account when evaluating the position parameters.
  • a translation in the steering device can be taken into account, whereby a particularly flexible and easily adaptable method can advantageously be provided.
  • a particularly robust method can be provided if at least one initial offset parameter is determined at least depending on the first position parameter and the sensor parameter and / or depending on the second position parameter and the sensor parameter, and the initial offset parameter is taken into account when evaluating the position parameters.
  • an “initial offset parameter” should be understood to mean, in particular, a parameter which, with an initial deviation, in particular a deviation occurring and / or pending when the steering device, the steering system and / or the vehicle is started, between the first position parameter and the sensor parameter and / or is correlated between the second position parameter and the sensor parameter and is advantageously determined by forming the difference between a first initial position parameter and an initial control parameter and / or a second initial position parameter and an initial control parameter.
  • the initial offset parameter is preferably determined at regular time intervals, for example hourly, daily and / or preferably at each system start. Furthermore, at least one first initial offset parameter is advantageously determined depending on the first La parameter and the sensor parameter and at least one second initial offset parameter depending on the second position parameter and the sensor parameter and taken into account in the evaluation of the position parameters.
  • At least one angular segmentation of at least one output element of the first traction mechanism drive and / or the second Traction drive is taken into account when evaluating the position parameters.
  • An “angle segmentation” should be understood to mean in particular an angle between two teeth of the output element and / or an angular resolution of the output element.
  • a particularly simple evaluation algorithm can thereby be provided.
  • the evaluation of the La parameters include a comparison of the first position parameter with the second La parameter, advantageously by means of a difference formation.
  • a particularly resource-saving and / or robust evaluation of the position parameters can be achieved and, at the same time, operational reliability can be increased.
  • An evaluation of the position parameters can also be achieved, in particular, if a sensor unit for detecting a control parameter, in particular the aforementioned sensor unit, has insufficient resolution, a fault and / or a defect and / or if such a sensor unit is dispensed with becomes.
  • the further initial offset parameter is, in particular analogous to the initial offset parameter, with an initial deviation, in particular a deviation that occurs and / or occurs when the steering device, the steering system and / or the vehicle is started, between the first position parameter and the second position parameter correlates and is advantageously determined by forming the difference between the first initial position parameter and the second initial position parameter.
  • the further initial offset parameter is preferably determined in a manner analogous to the initial offset parameter and thus advantageously at regular time intervals, preferably at each system start.
  • At least one angle segment in particular the aforementioned angle segmentation, at least one output element of the first traction drive and / or the second Traction drive is taken into account in the evaluation of the position parameters, whereby a particularly simple evaluation algorithm can be provided.
  • the evaluation of the position parameters and / or the unambiguous assignment of the undesired change in position to one of the traction mechanism drives include a comparison of a first speed parameter of the first steering actuator with a second speed parameter of the second steering actuator.
  • a “speed parameter” is to be understood in particular as a parameter which is correlated with a speed, in particular an operating speed, of the corresponding steering actuator and in particular a rotor element of an electric motor of the corresponding steering actuator.
  • a current speed of the corresponding steering actuator and in particular of the rotor element can be inferred and / or a current speed of the corresponding steering actuator and in particular of the rotor element can be determined.
  • the speed parameter is preferably a rotor speed and / or angular speed of the corresponding steering actuator and in particular of the rotor element.
  • the first speed parameter is preferably determined by means of a derivation of the first position parameter and / or the second speed parameter is preferably determined by means of a derivation of the second position parameter.
  • a particularly simple and / or inexpensive assignment of the undesired change in position to one of the traction mechanism drives can be achieved hereby.
  • the method for monitoring the steering device, the control device and the steering device should not be restricted to the application and embodiment described above.
  • the method for monitoring the steering device, the control unit and the steering device 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 functionality described herein.
  • FIG. 1 shows at least part of a steering system with an exemplary
  • FIG. 2 is an exemplary flow chart of a method for monitoring the steering device.
  • Figure 1 shows at least part of a steering system 32 with an exemplary steering device in a schematic representation.
  • the steering system 32 is designed as an electrically assisted steering system.
  • the steering system 32 is provided for use in a vehicle (not shown), in front of a utility vehicle.
  • the steering system 32 has an operative connection to the vehicle wheels of the vehicle and is provided for influencing a direction of travel of the vehicle.
  • the steering system 32 can be designed as a conventional steering system with a mechanical penetration rule or as a so-called steer-by-wire steering system in which a steering command is passed on exclusively electrically to the vehicle wheels.
  • the steering system 32 in the present case can in particular also include a software limit stop for a steering angle.
  • the steering device has a steering gear 10.
  • the steering gear 10 is in the present case as a known steering gear, in particular utility vehicle steering gear formed.
  • the steering gear 10 has an operative connection with at least two of the vehicle wheels, in particular steerable vehicle wheels and advantageously front wheels of the vehicle.
  • the steering gear 10 is provided to provide an output signal and / or an actuating signal in order to bring about a pivoting movement and / or rotational movement of the vehicle wheels.
  • the steering device has a plurality of steering actuators 12, 14, in the present case in particular a first steering actuator 12 and a second steering actuator 14.
  • the steering actuators 12, 14 are designed separately from one another and are arranged at a distance from one another.
  • the steering actuators 12, 14 are structurally identical to one another for example. Basically, however, steering actuators 12, 14 can also be designed differently.
  • the steering actuators 12, 14 each have an operative connection with the steering gear 10.
  • Each of the steering actuators 12, 14 is provided to provide a steering torque for generating and / or influencing the output signal and / or the actuating signal of the steering gear 10 and to transmit it to the steering gear 10.
  • the steering actuators 12, 14 are provided to work together to provide a total steering torque, the Lenkaktua gates 12, 14 in particular being operated simultaneously.
  • each of the steering actuators 12, 14 has at least one electric motor 34,
  • the electric motors 34, 36 are designed as rotary motors and each have a rotor element (not shown).
  • the electric motors 34, 36 are designed as permanent magnet synchronous motors in the present case. In principle, however, at least one of the electric motors 34, 36 could also be designed as another electric motor that deviates from a permanent magnet synchronous motor.
  • at least one of the steering actuators 12, 14 could also comprise several electric motors or an electric motor with several windings that can be energized separately and / or separately.
  • the steering device further comprises several traction drives 16, 20, in the present case in particular in particular a first traction drive 16 for connecting the first Lenkaktua sector 12 to the steering gear 10 and a second traction drive 20 for connecting the second steering actuator 14 to the steering gear 10.
  • the traction drives 16, 20 are formed separately from one another.
  • the traction mechanism drives 16, 20 are, for example, constructed identically to one another and consequently have in particular the same traction mechanism transmission. In principle, however, Switzerlandmit teltriebe 16, 20 can also be designed differently.
  • the traction mechanism drives 16, 20 are each designed as a belt drive in the present case.
  • the traction drives 16, 20 are each designed as a form-fitting traction drive.
  • the Switzerland Ceill teltriebe 16, 20 are each provided to transmit the steering torque of the corresponding steering actuator 12, 14 to the steering gear 10.
  • at least one of the traction mechanism drives 16, 20 could, however, also be designed as a chain drive and / or non-positive traction mechanism drive.
  • the first traction drive 16 comprises a first drive element 38 assigned to the first steering actuator 12 and designed as a drive shaft.
  • the first drive element 38 is formed separately from the first steering actuator 12 and attached to it. In principle, however, a first drive element could also be designed in one piece with a first steering actuator.
  • the first traction drive 16 comprises an output element 26 assigned to the steering gear 10 and designed as an output wheel.
  • the first traction drive 16 has a first traction 18.
  • the first traction means 18 is designed as a belt, in the present case in particular as a toothed belt.
  • the first traction means 18 ver connects the first drive element 38 and the output element 26 to one another and serves to transmit power between the first drive element 38 and the output element 26.
  • the second traction drive 20 comprises a second drive element 40 assigned to the second steering actuator 14 and designed as a drive shaft.
  • the second drive element 40 is formed separately from the second steering actuator 14 and attached to it. In principle, however, a second drive element could also be designed in one piece with a second steering actuator. From a drive element of the second traction drive 20 is identical to the output element 26 of the first traction drive 16.
  • the second traction mechanism drive 20 has a second traction means 22 on.
  • the second traction means 22 is designed as a belt, in the present case in particular as a toothed belt.
  • the second traction means 22 ver connects the second drive element 40 and the output element 26 with one another and serves to transmit power between the second drive element 40 and the output element 26.
  • At least one of the traction means 18, 22 as a flat belt, as a round belt, as a V-belt and / or to be designed as a V-ribbed belt.
  • an output element of a first traction drive and an output element of a second traction drive could be designed differently and / or separately from one another.
  • the steering device comprises several position sensor units 42, 44, in particular a first position sensor unit 42 assigned to the first steering actuator 12 and a second position sensor unit 44 assigned to the second steering actuator 14.
  • the position sensor units 42, 44 are structurally identical to one another and each designed as a relative sensor. In the present case, the position sensor units 42, 44 are each designed as a rotor position sensor.
  • the first position sensor unit 42 is provided for detecting a first position parameter ou of the first steering actuator 12.
  • the first position parameter ou corresponds in the present case to a rotor position and / or angular position of the first steering actuator 12.
  • the second position sensor unit 44 is provided for detecting a second position parameter (X2 of the second steering actuator 14.
  • the second position parameter 012 corresponds in the present case to a rotor position and / or angular position of the second steering actuator 14. In principle, however, it is also conceivable to dispense with at least one of the position sensor units 42, 44. In addition, a position parameter could also correspond to a variable of a corresponding steering actuator that deviates from a rotor position and / or angular position to train a position sensor unit as an absolute sensor.
  • the steering device has a sensor unit 24 assigned to the steering gear 10.
  • the sensor unit 24 is designed as an absolute sensor.
  • the sensor unit 24 is designed as a combined torque and rotation angle sensor.
  • the sensor unit 24 is provided for detecting an actuating parameter a s of the steering device, which is in particular correlated with the output signal and / or the actuating signal of the steering gear 10.
  • the sensor unit 24 could also be dispensed with.
  • a sensor unit as a sensor that differs from a combined torque and angle of rotation sensor, for example as a pure torque sensor or angle of rotation sensor, and / or as an absolute sensor.
  • the steering device also has at least one control unit 28.
  • the control device 28 has an operative connection with the steering actuators 12, 14 and / or the position sensor units 42, 44.
  • the control unit 28 has an active connection with the steering gear 10 and / or the sensor unit 24.
  • the control device 28 is provided at least to receive and evaluate the first position parameter ou and the second position parameter 012.
  • the control device 28 is provided in the present case to receive and evaluate the control parameter a s .
  • control device 28 comprises a processing unit 30.
  • the processing unit 30 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor, and at least one operating memory (not shown).
  • the computing unit 30 includes 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 evaluation routine. In principle, however, it is also conceivable to design a control device separately from a steering device.
  • a vehicle could for example have a single central control device with a central processing unit.
  • a steering device could comprise several, in particular separate, control devices and / or several, in particular separate, computing units, which in particular can be connected to one another in a communicating manner.
  • the computing unit 30 is in particular provided to carry out the method, in particular by means of the computation routine and / or the evaluation routine, and has in particular a computer program with corresponding program code means for this purpose.
  • the first La parameter ai of the first steering actuator 12 and the second position parameter 02 of the second steering actuator 14 are determined for monitoring the steering device.
  • the position parameters ai, (X2) an undesired change in position, in the present case in particular a belt jump, of the first traction device 18 and / or the second traction device 22 is determined and clearly assigned to one of the traction device drives 16, 20.
  • the evaluation of the position parameters ou, 012 can also take place in the present case by means of two different evaluation methods, which in particular can also be combined with one another, whereby a particularly reliable and / or robust evaluation can be achieved in particular.
  • the control parameter a s of the steering device is determined by means of the sensor unit 24.
  • the evaluation of the position parameters ai, 02 includes a comparison of the first position parameter ai with the control parameter a s and a comparison of the second position parameter 02 with the control parameter a s .
  • the following inequalities are used for this:
  • the size i G describes a translation between the first steering actuator 12 and the sensor unit 24 and / or between the second steering actuator 14 and the sensor unit 24 and in the present case defines a translation parameter between the first steering actuator 12 and the sensor unit 24 and / or between the second steering actuator 14 and the sensor unit 24.
  • i LG describes a translation of the steering gear 10 and i s a translation of the sensor unit 24.
  • a traction drive ratio of a first traction drive and a second traction drive can also differ from one another, which means that a translation between a first steering actuator and a sensor unit and between a second steering actuator and a sensor unit can also differ from one another.
  • the quantity A LS1 describes a first initial offset parameter and is determined as a function of the first position parameter ou and the sensor parameter a s .
  • the first initial offset parameter A LS1 is determined by forming the difference between a first initial position parameter a l init and an initial control parameter a s init , with the first initial position parameter a l init and the initial control parameter s init and consequently the first initial Offset parameter A LS1 can advantageously be determined at every system start.
  • quantity A LS2 which describes a second initial offset parameter and is determined as a function of the second position parameter 0.2 and the sensor parameter a s becomes.
  • the second initial offset parameter A LS2 is determined by forming the difference between a second initial position parameter a 2 init and the initial control parameter a s , init, with the second initial position parameter a 2 init and the initial control parameter s init and consequently the second initial offset parameter A LS2 can advantageously be determined at every system start. Accordingly, when evaluating the position parameters ou, 0.2, at least one initial offset parameter, in particular the first initial offset parameter l 51 and the second initial offset parameter ⁇ LS2 , are taken into account. Alternatively, at least one initial offset parameter could also be determined only once, in particular during manufacture and / or assembly of a steering device, and stored, for example, when the steering device is switched off and / or the system is terminated.
  • the steering device and / or a computing unit could in particular also include a so-called “sleep mode counter", which is provided to detect changes in a first position parameter, a second La parameter and / or a control parameter at least in an inactive state and / or a switched-off state of the steering device to be monitored.
  • a so-called “sleep mode counter” which is provided to detect changes in a first position parameter, a second La parameter and / or a control parameter at least in an inactive state and / or a switched-off state of the steering device to be monitored.
  • the variable WS defines an angular segmentation of the output element 26 and consequently describes an angle between two teeth of the output element 26 and / or an angular resolution of the output element 26.
  • n describes a number of teeth of the output element 26. Accordingly, when evaluating the position parameters ou , 0.2 at least one angle segmentation of the output element 26 is taken into account.
  • the variable WS or the corresponding equations to the drive elements 38, 40.
  • k s describes a resolution, in particular an angular resolution, of the sensor unit 24. Accordingly, at least one resolution of the sensor unit 24 is taken into account when evaluating the position parameters ou, 0.2.
  • the number of skipped teeth N t , N 2 that can be detected, in particular within the framework of the resolution of the sensor unit 24, can then be estimated within the framework of the resolution of the sensor unit 24 as an integral multiple of x and / or y ab and / or based on the following Equations are calculated:
  • the unwanted change in position can be clearly assigned to the first traction drive 16 or the second traction drive 20. Furthermore, at least when using a traction means 18, 22 designed as a toothed belt and within the scope of the resolution of the sensor unit 24, the number of skipped teeth N 1 N 2 can be specified. According to a second evaluation method, which can in particular be combined with the first evaluation method, the evaluation of the La parameters ai, (X 2 a comparison of the first position parameter ou with the second position parameter 01 2.
  • This evaluation method can be used to evaluate the position parameters ou, 01 2 can also be achieved in particular if the sensor unit 24 has too low a resolution, a fault and / or a defect and / or if such a sensor unit is dispensed with.
  • the following inequality is used:
  • the quantity A LL describes a further initial offset parameter and is determined as a function of the first position parameter ou and the second position parameter 012.
  • the further initial offset parameter A LL is determined by forming the difference between the first initial position parameter a 1 init and the second initial position parameter a 2 init , the first initial La parameter a 1 init and the second initial position parameter a 2 init and consequently the further initial offset parameter A LL can advantageously be determined at each system start. Accordingly, in this case too, when evaluating the position parameters ou, ⁇ 2, at least one initial offset parameter, in particular the further initial offset parameter A LL , is taken into account.
  • the further initial offset parameter A LL could also only be determined once, in particular during the manufacture and / or assembly of a steering device, and stored, for example, when the steering device is switched off and / or the system is ended.
  • the steering device and / or a computing unit could in particular also include a so-called “sleep mode counter”, which is provided to detect changes in a first position parameter and / or a second position parameter at least in an inactive state and / or a switched-off state to monitor the steering device.
  • the variable WS in turn defines the angular segmentation of the output element 26. In this case, too, at least one angular segmentation of the output element 26 is taken into account when evaluating the La parameters ai, (X2.
  • the presence of an undesired change in position of the first traction means 18 and / or of the second traction means 22 can be determined by inequality (12).
  • a first speed parameter v t of the first steering actuator 12 is compared with a second speed parameter v 2 of the second steering actuator 14 a difference between an amount of the first speed parameter v t and an amount of the second speed parameter v 2 is formed and compared with a previously applied threshold value T v , the threshold value T v being adapted and / or selected in particular as a function of a configuration of the steering device.
  • T v being adapted and / or selected in particular as a function of a configuration of the steering device.
  • the difference between the amount of the first speed parameter v 1 and the amount of the second speed parameter v 2 is greater than or equal to the threshold value T v or if inequality (14) is met, it can be concluded that the undesired change in position in the first traction drive 16 occurred.
  • the difference between the amount of the first speed parameter v 1 and the amount of the second speed parameter v 2 is less than the threshold value T v or if inequality (15) is met, it can be concluded that the undesired change in position in the second traction drive 20 has occurred. Consequently, by evaluating inequalities (12), (14) and (15), the undesired change in position can be clearly assigned to the first traction drive 16 or the second traction drive 20.
  • the first speed parameter v t in the present case also corresponds to a rotor speed and / or an angular speed of the first steering actuator 12.
  • the second speed parameter v 2 corresponds to a rotor speed and / or an angular speed of the second steering actuator 14.
  • the first speed parameter v 1 is preferably determined by means of a Derivation of the first position parameter ai and the second speed parameter v 2 determined by means of a derivation of the second position parameter 012, which means that additional speed sensor units can advantageously be dispensed with. In principle, however, it is also conceivable to determine at least one of the speed parameters v t , v 2 by means of a speed sensor unit.
  • FIG. 1 An exemplary flow chart of the method for monitoring the steering device is shown in FIG.
  • the first position parameter ai of the first steering actuator 12 and the second position parameter 0.2 of the second steering actuator 14 are determined.
  • step 52 in particular in addition to the position parameters ai, (X2, the control parameter a s of the steering device is determined by means of the sensor unit 24.
  • a method step 54 using the first evaluation method the first position parameter ai is compared with the control parameter a s and the second La parameter (X2 with the control parameter a s . If an undesired change in position, in the present case in particular a belt jump, of the first A method step 56 is determined for the traction means 18 and / or the second traction means 22. If, on the other hand, no undesired change in position of the first traction means 18 and / or the second traction means 22 is determined, a process step 58 follows.
  • method step 56 in particular by means of inequalities (1) and (2) or equations (10) and (11) and / or a comparison of inequalities (1) and (2) or equations (10) and (1 1) with each other, the unwanted change in position is clearly assigned to the first traction drive 16 or the second traction drive 20. Then, for example, a warning message can be generated and / or an emergency run of the vehicle can be initiated.
  • method step 58 there is a change from the first evaluation method to the second evaluation method.
  • the first parameter ou is compared with the second parameter O 2 .
  • an evaluation of the position parameters ou, 01 2 can also be achieved in particular if the sensor unit 24 has too low a resolution, a malfunction and / or a defect. If an undesired change in position, in the present case in particular a belt jump, of the first traction device 18 and / or the second traction device 22 is determined, a method step 62 and a method step 64 follow. If, however, no undesired change in position of the first traction device 18 and / or the second If traction means 22 is determined, a method step 66 follows.
  • the first speed parameter v 1 is compared with the second speed parameter v 2 in order, in particular by means of inequalities (14) and (15), a clear assignment of the undesired change in position to the first traction drive 16 or the second traction drive 20 to reach. Thereupon, for example, a warning message can be generated and / or an emergency run of the vehicle can be initiated.
  • the method is ended and it is established that at least within the scope of the present evaluation method, no undesired change in position of the first traction device 18 and / or the second traction device 22 has occurred.
  • the exemplary flow chart in FIG. 2 is intended to describe, in particular, a method for monitoring the steering device, only by way of example.
  • individual process steps and / or a sequence of process steps can also vary.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung einer Lenkvorrichtung, wobei die Lenkvorrichtung ein Lenkgetriebe (10), zumindest einen ersten Lenkaktuator (12), zumindest einen zweiten Lenkaktuator (14), zumindest einen ersten Zugmitteltrieb (16) mit wenigstens einem ersten Zugmittel (18) zur Anbindung des ersten Lenkaktuators (12) an das Lenkgetriebe (10) und zumindest einen zweiten Zugmitteltrieb (20) mit wenigstens einem zweiten Zugmittel (22) zur Anbindung des zweiten Lenkaktuators (14) an das Lenkgetriebe (10) umfasst, und wobei zumindest eine erste Lagekenngröße (ou) des ersten Lenkaktuators (12) und wenigstens eine zweite Lagekenngröße (012) des zweiten Lenkaktuators (14) ermittelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass durch Auswertung der Lagekenngrößen (ou, 012) eine ungewollte Lageänderung des ersten Zugmittels (18) und/oder des zweiten Zugmittels (22) ermittelt und die ungewollte Lageänderung eindeutig einem der Zugmitteltriebe (16, 20) zugeordnet wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Überwachung einer Lenkvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung einer Lenkvor richtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie eine Lenkvorrichtung mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines sol chen Verfahrens.
Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 100 52 275 A1 , sind Lenkvorrichtungen bekannt, welche ein Lenkgetriebe, zumindest einen ersten Elektromotor, zumindest einen zweiten Elektromotor, zumindest einen ersten Riementrieb zur Anbindung des ersten Elektromotors an das Lenkgetriebe und zumindest einen zweiten Riementrieb zur Anbindung des zweiten Elektromotors an das Lenkgetriebe umfassen. Derartige Lenkvorrichtungen werden beispiels weise in redundanten, konventionellen Lenksystemen mit mechanischem Durch griff zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe, in sogenannten Steer-by-Wire-Lenk- systemen ohne mechanischen Durchgriff zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe und/oder in Lenksystemen für Nutzfahrzeuge mit einer elektrischen Lenkunter stützung eingesetzt.
Bei der Verwendung von Riementrieben oder anderen Zugmitteltrieben besteht jedoch das Problem, dass im Betrieb und unter bestimmten Bedingungen unge wollte Lageänderungen der verwendeten Zugmittel, beispielsweise in Form eines Schlupfes und/oder eines Riemensprungs, auftreten können. Bei konventionellen Lenksystemen führen diese ungewollten Lageänderungen typischerweise zu ei nem schiefstehenden Lenkrad bei einer Geradeausfahrt. Bei Steer-by-Wire-Lenk- systemen oder autonomen Fahrzeugen ohne Lenkrad fehlt eine derartige visuelle Fehlererkennung hingegen, sodass ohne hinreichend genaue Detektion der un gewollten Lageänderung sicherheitskritische Fahrsituationen entstehen können. Weitere Probleme entstehen beispielsweise bei der Verwendung eines Lenksys tems mit einem Software-Endanschlag für einen Lenkwinkel. Im Gegensatz zu ei nem Lenksystem mit einem mechanischen Endanschlag kann bei einem Soft- ware-Endanschlag eine ungewollte Lageänderung eines Zugmittels zu einer Be einträchtigung einer Funktionalität des Software-Endanschlags und insbesondere bei Nutzfahrzeugen mit relativ groß dimensionierten Elektromotoren auch zu ei ner mechanischen Beschädigung des Fahrzeugs führen.
Aus diesem Grund wird beispielsweise in der DE 10 2008 021 849 A1 der Ein satz einer Riemensprung-Erkennungseinrichtung vorgeschlagen, welche durch Auswertung eines am Lenkrad aufgebrachten Handmoments, eines am Lenkrad aufgebrachten Handwinkels und eines Lenkwinkels der Fahrzeugräder einen Rie mensprung erkennt. Eine Erkennung eines Riemensprungs anhand eines erfass ten Handmoments führt jedoch beispielsweise bei Steer-by-Wire-Lenksystemen oder autonomen Fahrzeugen ohne Lenkrad zu Problemen. Zudem kann insbe sondere beim Einsatz von mehreren Riementrieben nicht sicher erfasst werden, welcher der entsprechenden Riemen gesprungen ist, wodurch insbesondere Re paratur- und/oder Wartungskosten erhöht werden.
Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, ein Verfahren und eine Lenkvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprü che 1 , 13 und 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung einer Lenkvor richtung, wobei die Lenkvorrichtung ein Lenkgetriebe, zumindest einen ersten Lenkaktuator, zumindest einen zweiten Lenkaktuator, zumindest einen ersten Zugmitteltrieb mit wenigstens einem ersten Zugmittel zur Anbindung des ersten Lenkaktuators an das Lenkgetriebe und zumindest einen zweiten Zugmitteltrieb mit wenigstens einem zweiten Zugmittel zur Anbindung des zweiten Lenkaktua tors an das Lenkgetriebe umfasst, und wobei zumindest eine erste Lagekenn größe des ersten Lenkaktuators und wenigstens eine zweite Lagekenngröße des zweiten Lenkaktuators ermittelt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass durch Auswertung der Lagekenngrößen, insbeson dere der ersten Lagekenngröße und der zweiten Lagekenngröße, eine unge wollte Lageänderung des ersten Zugmittels und/oder des zweiten Zugmittels er mittelt und die ungewollte Lageänderung eindeutig einem der Zugmitteltriebe, insbesondere dem ersten Zugmitteltrieb oder dem zweiten Zugmitteltrieb, zuge ordnet wird. Insbesondere wird die ungewollte Lageänderung des ersten Zugmit tels und/oder des zweiten Zugmittels dabei durch Auswertung der Lagekenngrö ßen derart ermittelt, dass die ungewollte Lageänderung eindeutig einem der Zug mitteltriebe zuordenbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Wartungseffizienz, eine Zeiteffizienz, eine Bau teileeffizienz, eine Recheneffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann insbesondere eine besonders robuste Erkennung und/oder Auswertung der ungewollten Lageänderung erreicht und insbesondere auch bei Einsatz eines Software-Endanschlags für einen Lenkwinkel eine besonders hohe Betriebssicherheit gewährleistet werden. Ferner kann insbesondere durch Aus wertung der Lagekenngrößen der Lenkaktuatoren eine besonders hohe Flexibili tät und/oder Variabilität erreicht werden, sodass das Verfahren vorteilhaft in vie len unterschiedlichen Fahrzeugen, insbesondere mit konventionellen Lenksyste men und/oder Steer-by-Wire-Lenksystemen einsetzbar ist. Darüber hinaus kann insbesondere durch die eindeutige Zuordnung zu einem der Zugmitteltriebe eine Reparatur und/oder eine Wartung vereinfacht werden.
Unter einer„Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zu mindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbe sondere eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs und besonders be vorzugt eines Nutzfahrzeugs, verstanden werden. Insbesondere kann die Lenk vorrichtung auch das gesamte Lenksystem umfassen. Zudem umfasst die Lenk vorrichtung insbesondere eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Überwachung der Lenkvorrichtung auszuführen. Darüber hinaus kann die Lenkvorrichtung weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise ein Steuergerät, eine erste Lagesensoreinheit zur Erfassung der ersten Lagekenngröße und/oder eine zweite Lagesensoreinheit zur Erfassung der zweiten Lagekenngröße. Unter„vorgesehen“ soll insbesondere speziell pro grammiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere ver standen werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Des Weiteren soll unter einem„Lenkaktuator“ insbesondere eine, insbesondere elektrisch ausgebildete, Aktuatoreinheit verstanden werden, welche insbeson dere eine Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe aufweist und insbesondere dazu vorgesehen ist, ein Lenkmoment an das Lenkgetriebe zu übertragen und hier durch vorteilhaft eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Vorzugs weise ist der Lenkaktuator dazu vorgesehen, ein Lenkmoment zur Unterstützung eines an einer Lenkhandhabe aufgebrachten Flandmoments und/oder ein Lenk moment zur selbsttätigen und/oder autonomen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen. Dazu kann der Lenkaktuator wenigstens einen Elektromotor umfassen. Der Elektromotor ist dabei vorteilhaft als bürstenloser Motor und bevorzugt als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchron motor ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind der erste Lenkaktuator und der zweite Lenkaktuator insbesondere dazu vorgesehen, zur Bereitstellung des Lenk moments zusammenzuwirken, wobei der erste Lenkaktuator und der zweite Lenkaktuator insbesondere einzeln und/oder vorteilhaft gleichzeitig betrieben werden können. Ferner soll unter einem„Zugmitteltrieb“ insbesondere eine, ins besondere mit dem ersten Lenkaktuator und dem Lenkgetriebe oder dem zweiten Lenkaktuator und dem Lenkgetriebe in Wirkverbindung stehende, Getriebeeinheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, eine Antriebskraft und/oder ein Lenkmoment von dem ersten Lenkaktuator oder dem zweiten Lenkaktuator an das Lenkgetriebe zu übertragen. Dazu umfasst der Zugmittel trieb wenigstens ein Zugmittel. Zudem kann der Zugmitteltrieb insbesondere we nigstens ein, insbesondere dem entsprechenden Lenkaktuator zugeordnetes und vorteilhaft als Antriebsrad und/oder Antriebswelle ausgebildetes, Antriebselement und/oder wenigstens ein, insbesondere dem Lenkgetriebe zugeordnetes und vor teilhaft als Abtriebsrad und/oder Abtriebswelle ausgebildetes, Abtriebselement aufweisen. Besonders vorteilhaft sind ein Abtriebselement des ersten Zugmittel triebs und ein Abtriebselement des zweiten Zugmitteltriebs identisch miteinander, insbesondere derart, dass das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel mit dem selben Abtriebselement gekoppelt sind und/oder auf dasselbe Abtriebselement wirken. Zudem könnte der Zugmitteltrieb insbesondere als kraftschlüssiger Zug mitteltrieb ausgebildet sein. Vorteilhaft ist der Zugmitteltrieb jedoch als form- schlüssiger Zugmitteltrieb ausgebildet.
Darüber hinaus soll unter einer„Recheneinheit“ insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationsein gang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Steuerrou tine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Auswerterou tine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, zumindest eine erste Lagekenngröße des ersten Lenkaktuators und wenigstens eine zweite La gekenngröße des zweiten Lenkaktuators zu ermitteln und/oder zu empfangen und insbesondere zur Überwachung der Lenkvorrichtung auszuwerten. Zudem ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, durch Auswertung der La gekenngrößen eine ungewollte Lageänderung des ersten Zugmittels und/oder des zweiten Zugmittels zu ermitteln und die ungewollte Lageänderung eindeutig einem der Zugmitteltriebe zuzuordnen. Vorteilhaft ist die Recheneinheit ferner in das Steuergerät integriert. Des Weiteren soll unter einer„Lagekenngröße“ insbe sondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Lage, insbeson dere einer Position, einer Orientierung und/oder einer Stellung, des entsprechen den Lenkaktuators und insbesondere eines Rotorelements eines Elektromotors des entsprechenden Lenkaktuators korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Lagekenngröße auf eine aktuelle Lage des entsprechenden Lenkak tuators und insbesondere des Rotorelements geschlossen und/oder eine aktuelle Lage des entsprechenden Lenkaktuators und insbesondere des Rotorelements bestimmt werden. Bevorzugt ist die Lagekenngröße eine Rotorlage und/oder Winkellage des entsprechenden Lenkaktuators und insbesondere des Rotorele ments. Ferner soll unter einer„ungewollten Lageänderung“ eines Zugmittels ins besondere eine Lageänderung des Zugmittels, insbesondere relativ zu dem An triebselement, dem Abtriebselement, dem entsprechenden Lenkaktuator und/o der dem Lenkgetriebe, verstanden werden, welche einen normalen Betrieb der Lenkvorrichtung und/oder des Fahrzeugs beeinträchtigt. Die ungewollte Lageän derung kann dabei beispielsweise einem Durchrutschen, einem Schlupf, insbe sondere einem Gleitschlupf, und/oder einem Sprung des entsprechenden Zug mittels entsprechen.
Der erste Zugmitteltrieb und/oder der zweite Zugmitteltrieb kann insbesondere als Kettentrieb mit einem Zugmittel in Form einer Kette ausgebildet sein. Vorteil haft wird jedoch vorgeschlagen, dass der erste Zugmitteltrieb und/oder der zweite Zugmitteltrieb als Riementrieb mit einem Zugmittel in Form eines Riemens aus gebildet ist. In diesem Zusammenhang könnte das erste Zugmittel und/oder das zweite Zugmittel beispielsweise als Flachriemen, als Rundriemen, als Keilriemen und/oder als Keilrippenriemen ausgebildet sein. Besonders bevorzugt wird je doch vorgeschlagen, dass als Zugmittel ein Zahnriemen verwendet wird. In die sem Fall ist das erste Zugmittel und/oder das zweite Zugmittel folglich als Zahn riemen ausgebildet. Ferner entspricht die ungewollte Lageänderung in diesem Fall insbesondere einem Riemensprung. Durch diese Ausgestaltung kann insbe sondere ein ruhiger und geräuscharmer Lauf des ersten Zugmitteltriebs und/oder des zweiten Zugmitteltriebs und eine einfache und/oder geringe Wartung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Stellkenngröße der Lenkvor richtung ermittelt wird und die Auswertung der Lagekenngrößen einen Abgleich der ersten Lagekenngröße und/oder der zweiten Lagekenngröße mit der Stell kenngröße, vorteilhaft mittels einer Differenzbildung, umfasst. Unter einer„Stell kenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße ver standen werden, welche mit einem Ausgangssignal und/oder einem Stellsignal des Lenkgetriebes, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, einen Lenkwinkel von lenkbaren Fahrzeugrädern des Fahrzeugs zu verändern und/oder eine Lenk bewegung der Fahrzeugräder zu bewirken, korreliert ist. Insbesondere kann we- nigstens anhand der Stellkenngröße auf das Ausgangssignal und/oder das Stell signal des Lenkgetriebes geschlossen und/oder das Ausgangssignal und/oder das Stellsignal des Lenkgetriebes bestimmt werden. Bevorzugt umfasst die Lenk vorrichtung in diesem Fall eine, vorzugsweise dem Lenkgetriebe zugeordnete, Sensoreinheit mit wenigstens einem, insbesondere als Relativsensor oder Abso lutsensor, ausgebildeten, Sensorelement zur Erfassung der Stellkenngröße. Be sonders bevorzugt entspricht die Stellkenngröße einem Erfassungssignal, insbe sondere in Form eines Winkelsignals, der Sensoreinheit. Flierdurch kann insbe sondere eine besonders einfache Auswertung der Lagekenngrößen, insbeson dere unter Verwendung eines besonders simplen Rechenalgorithmus, erreicht werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Stellkenngröße mittels einer dem Lenkge triebe zugeordneten Sensoreinheit, insbesondere der bereits zuvor genannten Sensoreinheit, ermittelt und eine Auflösung, insbesondere eine Winkelauflösung, der Sensoreinheit bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird. Insbesondere kann die Auflösung der Sensoreinheit dabei zumindest bei einer Ermittlung eines Werts der ungewollten Lageänderung des entsprechenden Zug mittels und vorteilhaft einer Anzahl übersprungener Zähne bei einem als Zahnrie men ausgebildeten Zugmittel berücksichtigt werden. Ferner kann insbesondere eine Auswertemethode zur Auswertung der Lagekenngrößen in Abhängigkeit der Auflösung der Sensoreinheit angepasst und/oder variiert werden. Flierdurch kann insbesondere eine besonders genaue und/oder sichere Auswertung der La gekenngrößen erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Über setzungskenngröße zwischen dem ersten Lenkaktuator und der Sensoreinheit und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator und der Sensoreinheit bei der Aus wertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird. Unter einer„Übersetzungs kenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße ver standen werden, welche mit einer Übersetzung, insbesondere einer Getriebe übersetzung, zwischen dem ersten Lenkaktuator und der Sensoreinheit und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator und der Sensoreinheit korreliert ist. Insbe sondere kann wenigstens anhand der Übersetzungskenngröße auf die Überset- zung zwischen dem ersten Lenkaktuator und der Sensoreinheit und/oder zwi schen dem zweiten Lenkaktuator und der Sensoreinheit geschlossen und/oder die Übersetzung zwischen dem ersten Lenkaktuator und der Sensoreinheit und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator und der Sensoreinheit bestimmt werden. Vorteilhaft wird dabei wenigstens eine erste Übersetzungskenngröße zwischen dem ersten Lenkaktuator und der Sensoreinheit und wenigstens eine zweite Übersetzungskenngröße zwischen dem zweiten Lenkaktuator und der Sensoreinheit bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Übersetzung in der Lenkvorrichtung berücksichtigt werden, wodurch vorteilhaft eine besonders flexible und leicht an passbare Methodik bereitgestellt werden kann.
Ein besonders robustes Verfahren kann insbesondere bereitgestellt werden, wenn zumindest in Abhängigkeit der ersten Lagekenngröße und der Sensorkenn größe und/oder in Abhängigkeit der zweiten Lagekenngröße und der Sensor kenngröße wenigstens eine initiale Offsetkenngröße ermittelt und die initiale Off setkenngröße bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird. Unter einer„initialen Offsetkenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer anfänglichen Abweichung, insbesondere einer bei einem Systemstart der Lenkvorrichtung, des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs auftretenden und/oder anliegenden Abweichung, zwi schen der ersten Lagekenngröße und der Sensorkenngröße und/oder zwischen der zweiten Lagekenngröße und der Sensorkenngröße korreliert ist und vorteil haft mittels einer Differenzbildung aus einer ersten initialen Lagekenngröße und einer initialen Stellkenngröße und/oder einer zweiten initialen Lagekenngröße und einer initialen Stellkenngröße ermittelt wird. Bevorzugt wird die initiale Offset kenngröße in regelmäßigen zeitlichen Abständen, wie beispielsweise stündlich, täglich und/oder bevorzugt bei jedem Systemstart, ermittelt. Ferner wird vorteil haft wenigstens eine erste initiale Offsetkenngröße in Abhängigkeit der ersten La gekenngröße und der Sensorkenngröße und wenigstens eine zweite initiale Off setkenngröße in Abhängigkeit der zweiten Lagekenngröße und der Sensorkenn größe ermittelt und bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Winkelsegmentierung wenigs tens eines Abtriebselements des ersten Zugmitteltriebs und/oder des zweiten Zugmitteltriebs bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird. Un ter einer„Winkelsegmentierung“ soll dabei insbesondere ein Winkel zwischen zwei Zähnen des Abtriebselements und/oder eine Winkelauflösung des Abtrieb selements verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere ein besonders ein facher Auswertealgorithmus bereitgestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Auswertung der La gekenngrößen einen Abgleich der ersten Lagekenngröße mit der zweiten La gekenngröße, vorteilhaft mittels einer Differenzbildung, umfasst. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders ressourcensparende und/oder robuste Auswertung der Lagekenngrößen erreicht und gleichzeitig eine Betriebs sicherheit erhöht werden. Dabei kann eine Auswertung der Lagekenngrößen ins besondere auch dann erreicht werden, wenn eine Sensoreinheit zur Erfassung einer Stellkenngröße, insbesondere die bereits zuvor genannte Sensoreinheit, eine zu geringe Auflösung, eine Störung und/oder einen Defekt aufweist und/oder wenn auf eine derartige Sensoreinheit verzichtet wird.
Ferner kann insbesondere auch in diesem Fall eine Robustheit erhöht werden, wenn in Abhängigkeit der ersten Lagekenngröße und der zweiten Lagekenn größe wenigstens eine weitere initiale Offsetkenngröße ermittelt und die weitere initiale Offsetkenngröße bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird. Die weitere initiale Offsetkenngröße ist, insbesondere analog zu der initialen Offsetkenngröße, mit einer anfänglichen Abweichung, insbesondere einer bei ei nem Systemstart der Lenkvorrichtung, des Lenksystems und/oder des Fahrzeugs auftretenden und/oder anliegenden Abweichung, zwischen der ersten Lagekenn größe und der zweiten Lagekenngröße korreliert und wird vorteilhaft mittels einer Differenzbildung aus der ersten initialen Lagekenngröße und der zweiten initialen Lagekenngröße ermittelt. Die weitere initiale Offsetkenngröße wird dabei vor zugsweise auf eine zu der initialen Offsetkenngröße analoge Weise und somit vorteilhaft in regelmäßigen zeitlichen Abständen, bevorzugt bei jedem System start, ermittelt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass auch in diesem Fall zumindest eine Winkelseg mentierung, insbesondere die bereits zuvor genannte Winkelsegmentierung, we nigstens eines Abtriebselement des ersten Zugmitteltriebs und/oder des zweiten Zugmitteltriebs bei der Auswertung der Lagekenngrößen berücksichtigt wird, wodurch insbesondere ein besonders einfacher Auswertealgorithmus bereitge stellt werden kann.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Auswertung der Lagekenngrößen und/oder die eindeutige Zuordnung der ungewollten Lageänderung zu einem der Zugmitteltriebe einen Abgleich einer ersten Geschwindigkeitskenngröße des ers ten Lenkaktuators mit einer zweiten Geschwindigkeitskenngröße des zweiten Lenkaktuators umfasst. Unter einer„Geschwindigkeitskenngröße“ soll dabei ins besondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einer Geschwindig keit, insbesondere einer Betriebsgeschwindigkeit, des entsprechenden Lenkaktu ators und insbesondere eines Rotorelements eines Elektromotors des entspre chenden Lenkaktuators korreliert ist. Insbesondere kann wenigstens anhand der Geschwindigkeitskenngröße auf eine aktuelle Geschwindigkeit des entsprechen den Lenkaktuators und insbesondere des Rotorelements geschlossen und/oder eine aktuelle Geschwindigkeit des entsprechenden Lenkaktuators und insbeson dere des Rotorelements bestimmt werden. Bevorzugt ist die Geschwindigkeits kenngröße dabei eine Rotorgeschwindigkeit und/oder Winkelgeschwindigkeit des entsprechenden Lenkaktuators und insbesondere des Rotorelements. Zudem wird die erste Geschwindigkeitskenngröße vorzugsweise mittels einer Ableitung der ersten Lagekenngröße und/oder die zweite Geschwindigkeitskenngröße vor zugsweise mittels einer Ableitung der zweiten Lagekenngröße ermittelt. Hier durch kann insbesondere eine besonders einfache und/oder kostengünstige Zu ordnung der ungewollten Lageänderung zu einem der Zugmitteltriebe erreicht werden.
Das Verfahren zur Überwachung der Lenkvorrichtung, das Steuergerät und die Lenkvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zur Über wachung der Lenkvorrichtung, das Steuergerät und die Lenkvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin ge nannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zeichnungen
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 ein zeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 zumindest ein Teil eines Lenksystems mit einer beispielhaften
Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung und Fig. 2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Über wachung der Lenkvorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt zumindest ein Teil eines Lenksystems 32 mit einer beispielhaften Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung. Das Lenksystem 32 ist im vorliegenden Fall als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet. Ferner ist das Lenksystem 32 zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), vor teilhaft einem Nutzfahrzeug, vorgesehen. Das Lenksystem 32 weist in einem ein gebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Ferner kann das Lenksystem 32 als konventionelles Lenksystem mit einem mechani schen Durchgriff oder als sogenanntes Steer-by-Wire-Lenksystem, bei welchem ein Lenkbefehl ausschließlich elektrisch an die Fahrzeugräder weitergeleitet wird, ausgebildet sein. Darüber hinaus kann das Lenksystem 32 im vorliegenden Fall insbesondere auch einen Software-Endanschlag für einen Lenkwinkel umfassen. Alternativ könnte ein Fahrzeug jedoch auch als ein Personenkraftfahrzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Zudem ist denkbar auf einen Software-Endan schlag zu verzichten und beispielsweise einen mechanischen Endanschlag zu verwenden. Die Lenkvorrichtung weist ein Lenkgetriebe 10 auf. Das Lenkgetriebe 10 ist im vorliegenden Fall als an sich bekanntes Lenkgetriebe, insbesondere Nutzfahr zeug-Lenkgetriebe, ausgebildet. Das Lenkgetriebe 10 weist eine Wirkverbindung mit zumindest zwei der Fahrzeugräder, insbesondere lenkbaren Fahrzeugrädern und vorteilhaft Vorderrädern des Fahrzeugs, auf. Das Lenkgetriebe 10 ist dazu vorgesehen, ein Ausgangssignal und/oder ein Stellsignal bereitzustellen, um eine Schwenkbewegung und/oder Drehbewegung der Fahrzeugräder zu bewirken.
Ferner weist die Lenkvorrichtung mehrere Lenkaktuatoren 12, 14, im vorliegen den Fall insbesondere einen ersten Lenkaktuator 12 und einen zweiten Lenkaktu ator 14, auf. Die Lenkaktuatoren 12, 14 sind getrennt voneinander ausgebildet und beabstandet voneinander angeordnet. Die Lenkaktuatoren 12, 14 sind bei spielhaft baugleich zueinander ausgebildet. Grundsätzlich ist jedoch auch denk bar Lenkaktuatoren 12, 14 unterschiedlich auszubilden. Zudem weisen die Lenkaktuatoren 12, 14 jeweils eine Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe 10 auf. Jeder der Lenkaktuatoren 12, 14 ist dazu vorgesehen, ein Lenkmoment zur Er zeugung und/oder Beeinflussung des Ausgangssignals und/oder des Stellsignals des Lenkgetriebes 10 bereitzustellen und an das Lenkgetriebe 10 zu übertragen. Im vorliegenden Fall sind die Lenkaktuatoren 12, 14 dazu vorgesehen, zur Bereit stellung eines Gesamtlenkmoments zusammenzuwirken, wobei die Lenkaktua toren 12, 14 insbesondere gleichzeitig betrieben werden.
Dazu weist jeder der Lenkaktuatoren 12, 14 wenigstens einen Elektromotor 34,
36 auf. Die Elektromotoren 34, 36 sind als Rotationsmotoren ausgebildet und weisen jeweils ein Rotorelement (nicht dargestellt) auf. Die Elektromotoren 34, 36 sind im vorliegenden Fall als permanenterregte Synchronmotoren ausgebildet. Prinzipiell könnte wenigstens einer der Elektromotoren 34, 36 jedoch auch als anderer, von einem permanenterregten Synchronmotor abweichender Elektromo tor ausgebildet sein. Ferner könnte wenigstens einer der Lenkaktuatoren 12, 14 auch mehrere Elektromotoren oder einen Elektromotor mit mehreren separat und/oder getrennt bestrombaren Wicklungen umfassen.
Zur Anbindung der Lenkaktuatoren 12, 14 an das Lenkgetriebe 10, umfasst die Lenkvorrichtung ferner mehrere Zugmitteltriebe 16, 20, im vorliegenden Fall ins- besondere einen ersten Zugmitteltrieb 16 zur Anbindung des ersten Lenkaktua tors 12 an das Lenkgetriebe 10 und einen zweiten Zugmitteltrieb 20 zur Anbin dung des zweiten Lenkaktuators 14 an das Lenkgetriebe 10. Die Zugmitteltriebe 16, 20 sind getrennt voneinander ausgebildet. Die Zugmitteltriebe 16, 20 sind bei spielhaft baugleich zueinander ausgebildet und weisen folglich insbesondere die selbe Zugmittelübersetzung auf. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar Zugmit teltriebe 16, 20 unterschiedlich auszubilden. Die Zugmitteltriebe 16, 20 sind im vorliegenden Fall jeweils als Riementrieb ausgebildet. Ferner sind die Zugmittel triebe 16, 20 jeweils als formschlüssiger Zugmitteltrieb ausgebildet. Die Zugmit teltriebe 16, 20 sind jeweils dazu vorgesehen, das Lenkmoment des entspre chenden Lenkaktuators 12, 14 an das Lenkgetriebe 10 zu übertragen. Alternativ könnte wenigstens einer der Zugmitteltriebe 16, 20 jedoch auch als Kettentrieb und/oder kraftschlüssiger Zugmitteltrieb ausgebildet sein.
Der erste Zugmitteltrieb 16 umfasst ein dem ersten Lenkaktuator 12 zugeordne tes und als Antriebswelle ausgebildetes erstes Antriebselement 38. Das erste An triebselement 38 ist getrennt von dem ersten Lenkaktuator 12 ausgebildet und an diesem befestigt. Grundsätzlich könnte ein erstes Antriebselement jedoch auch einstückig mit einem ersten Lenkaktuator ausgebildet sein. Ferner umfasst der erste Zugmitteltrieb 16 ein dem Lenkgetriebe 10 zugeordnetes und als Abtriebs rad ausgebildetes Abtriebselement 26. Zudem weist der erste Zugmitteltrieb 16 ein erstes Zugmittel 18 auf. Das erste Zugmittel 18 ist als Riemen, im vorliegen den Fall insbesondere als Zahnriemen, ausgebildet. Das erste Zugmittel 18 ver bindet das erste Antriebselement 38 und das Abtriebselement 26 miteinander und dient zu einer Kraftübertragung zwischen dem ersten Antriebselement 38 und dem Abtriebselement 26.
Der zweite Zugmitteltrieb 20 umfasst ein dem zweiten Lenkaktuator 14 zugeord netes und als Antriebswelle ausgebildetes zweites Antriebselement 40. Das zweite Antriebselement 40 ist getrennt von dem zweiten Lenkaktuator 14 ausge bildet und an diesem befestigt. Grundsätzlich könnte ein zweites Antriebselement jedoch auch einstückig mit einem zweiten Lenkaktuator ausgebildet sein. Ein Ab triebselement des zweiten Zugmitteltriebs 20 ist mit dem Abtriebselement 26 des ersten Zugmitteltriebs 16 identisch. Zudem weist der zweite Zugmitteltrieb 20 ein zweites Zugmittel 22 auf. Das zweite Zugmittel 22 ist als Riemen, im vorliegen den Fall insbesondere als Zahnriemen, ausgebildet. Das zweite Zugmittel 22 ver bindet das zweite Antriebselement 40 und das Abtriebselement 26 miteinander und dient zu einer Kraftübertragung zwischen dem zweiten Antriebselement 40 und dem Abtriebselement 26. Alternativ ist auch denkbar, wenigstens eines der Zugmittel 18, 22 als Flachriemen, als Rundriemen, als Keilriemen und/oder als Keilrippenriemen auszubilden. Zudem könnte ein Abtriebselement eines ersten Zugmitteltriebs und ein Abtriebselement eines zweiten Zugmitteltriebs unter schiedlich und/oder getrennt voneinander ausgebildet sein.
Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung mehrere Lagesensoreinheiten 42, 44, insbesondere eine dem ersten Lenkaktuator 12 zugeordnete erste Lage sensoreinheit 42 und eine dem zweiten Lenkaktuator 14 zugeordnete zweite La gesensoreinheit 44. Die Lagesensoreinheiten 42, 44 sind baugleich zueinander und jeweils als Relativsensor ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die Lage sensoreinheiten 42, 44 jeweils als Rotorlagesensor ausgebildet. Die erste Lage sensoreinheit 42 ist dabei zur Erfassung einer ersten Lagekenngröße ou des ers ten Lenkaktuators 12 vorgesehen. Die erste Lagekenngröße ou entspricht im vor liegenden Fall einer Rotorlage und/oder Winkellage des ersten Lenkaktuators 12. Die zweite Lagesensoreinheit 44 ist zur Erfassung einer zweiten Lagekenngröße (X2 des zweiten Lenkaktuators 14 vorgesehen. Die zweite Lagekenngröße 012 ent spricht im vorliegenden Fall einer Rotorlage und/oder Winkellage des zweiten Lenkaktuators 14. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar auf wenigstens eine der La gesensoreinheiten 42, 44 zu verzichten. Zudem könnte eine Lagekenngröße auch einer von einer Rotorlage und/oder Winkellage abweichenden Größe eines entsprechenden Lenkaktuators entsprechen. Ferner ist denkbar, wenigstens eine Lagesensoreinheit als Absolutsensor auszubilden.
Des Weiteren weist die Lenkvorrichtung im vorliegenden Fall eine dem Lenkge triebe 10 zugeordnete Sensoreinheit 24 auf. Die Sensoreinheit 24 ist als Absolut sensor ausgebildet. Die Sensoreinheit 24 ist als kombinierter Drehmoment- und Drehwinkelsensor ausgebildet. Die Sensoreinheit 24 ist zur Erfassung einer, ins besondere mit dem Ausgangssignal und/oder dem Stellsignal des Lenkgetriebes 10 korrelierten, Stellkenngröße as der Lenkvorrichtung vorgesehen. Grundsätz lich könnte auf die Sensoreinheit 24 jedoch auch verzichtet werden. Zudem ist denkbar, eine Sensoreinheit als einen von einem kombinierten Drehmoment- und Drehwinkelsensor abweichenden Sensor, beispielsweise als reinen Drehmo mentsensor oder Drehwinkelsensor, und/oder als Absolutsensor auszubilden.
Weiter weist die Lenkvorrichtung wenigstens ein Steuergerät 28 auf. Das Steuer gerät 28 weist eine Wirkverbindung mit den Lenkaktuatoren 12, 14 und/oder den Lagesensoreinheiten 42, 44 auf. Zudem weist das Steuergerät 28 eine Wirkver bindung mit dem Lenkgetriebe 10 und/oder der Sensoreinheit 24 auf. Das Steu ergerät 28 ist zumindest dazu vorgesehen, die erste Lagekenngröße ou und die zweite Lagekenngröße 012 zu empfangen und auszuwerten. Zudem ist das Steu ergerät 28 im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, die Stellkenngröße as zu emp fangen und auszuwerten.
Dazu umfasst das Steuergerät 28 eine Recheneinheit 30. Die Recheneinheit 30 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form ei nes Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 30 zumindest ein im Betriebsspeicher hinter legtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest ei ner Steuerroutine und zumindest einer Auswerteroutine. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Steuergerät getrennt von einer Lenkvorrichtung auszubilden.
In diesem Zusammenhang könnte ein Fahrzeug beispielsweise ein einzelnes zentrales Steuergerät mit einer zentralen Recheneinheit aufweisen. Ferner könnte eine Lenkvorrichtung mehrere, insbesondere getrennte, Steuergeräte und/oder mehrere, insbesondere getrennte, Recheneinheiten umfassen, welche insbesondere kommunizierend miteinander verbunden sein können. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise denkbar, jedem Lenkaktuator ein eigenes Steuergerät zuzuordnen.
Bei der Verwendung von Zugmitteltrieben, wie beispielsweise der eingangs ge nannten Zugmitteltriebe 16, 20, besteht das Problem, dass im Betrieb und unter bestimmten Bedingungen ungewollte Lageänderungen der entsprechenden Zug mittel, im vorliegenden Fall insbesondere in Form eines Riemensprungs, auftre- ten können. Derartige ungewollte Lageänderungen können ohne hinreichend ge naue Detektion zu sicherheitskritischen Fahrsituationen führen. Ferner können insbesondere bei der Verwendung mehrerer Zugmitteltriebe Reparatur- und/oder Wartungskosten signifikant reduziert werden, wenn die ungewollten Lageände rungen eindeutig einem der Zugmitteltriebe zugeordnet werden können.
Zur Ermittlung und Zuordnung derartiger ungewollter Lageänderungen der Zug mittel 18, 22 der Zugmitteltriebe 16, 20, wird deshalb ein Verfahren zur Überwa chung der Lenkvorrichtung vorgeschlagen. Im vorliegenden Fall ist dabei insbe sondere die Recheneinheit 30 dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Be rechnungsroutine und/oder der Auswerteroutine, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Pro grammcodemitteln auf.
Erfindungsgemäß wird zur Überwachung der Lenkvorrichtung die erste La gekenngröße ai des ersten Lenkaktuators 12 und die zweite Lagekenngröße 02 des zweiten Lenkaktuators 14 ermittelt. Durch Auswertung der Lagekenngrößen ai, (X2 wird dann eine ungewollte Lageänderung, im vorliegenden Fall insbeson dere ein Riemensprung, des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmit tels 22 ermittelt und eindeutig einem der Zugmitteltriebe 16, 20 zugeordnet.
Die Auswertung der Lagekenngrößen ou, 012 kann im vorliegenden Fall zudem mittels zweier unterschiedlicher Auswertemethoden erfolgen, welche insbeson dere auch miteinander kombiniert werden können, wodurch insbesondere eine besonders sichere und/oder robuste Auswertung erreicht werden kann.
Gemäß einer ersten Auswertemethode wird, insbesondere zusätzlich zu den La gekenngrößen ai, 02, mittels der Sensoreinheit 24 die Stellkenngröße as der Lenkvorrichtung ermittelt. In diesem Fall umfasst die Auswertung der Lagekenn größen ai, 02 einen Abgleich der ersten Lagekenngröße ai mit der Stellkenn größe as und einen Abgleich der zweiten Lagekenngröße 02 mit der Stellkenn größe as. Hierzu werden die folgenden Ungleichungen verwendet:
Figure imgf000018_0001
mit 360
WS
n (6)
Die Größe iG beschreibt eine Übersetzung zwischen dem ersten Lenkaktuator 12 und der Sensoreinheit 24 und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator 14 und der Sensoreinheit 24 und definiert im vorliegenden Fall eine Übersetzungskenn größe zwischen dem ersten Lenkaktuator 12 und der Sensoreinheit 24 und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator 14 und der Sensoreinheit 24. Ferner be schreibt iz die Zugmittelübersetzung der beiden Zugmitteltriebe 16, 20, wobei im vorliegenden Fall zur Vereinfachung angenommen wird, dass die Zugmittelüber- setzung der Zugmitteltriebe 16, 20 identisch ist {izl = iZ2 = iz). Des Weiteren be schreibt iLG eine Übersetzung des Lenkgetriebes 10 und is eine Übersetzung der Sensoreinheit 24. Demzufolge wird bei der Auswertung der Lagekenngrößen ou , 0.2 wenigstens eine Übersetzungskenngröße zwischen dem ersten Lenkaktuator 12 und der Sensoreinheit 24 und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktuator 14 und der Sensoreinheit 24 berücksichtigt. Grundsätzlich können eine Zugmittel übersetzung eines ersten Zugmitteltriebs und eines zweiten Zugmitteltriebs auch voneinander abweichen, wodurch insbesondere auch eine Übersetzung zwi schen einem ersten Lenkaktuator und einer Sensoreinheit und zwischen einem zweiten Lenkaktuator und einer Sensoreinheit voneinander abweichen können.
Die Größe ALS1 beschreibt eine erste initiale Offsetkenngröße und wird in Abhän gigkeit der ersten Lagekenngröße ou und der Sensorkenngröße as ermittelt. Im vorliegenden Fall wird die erste initiale Offsetkenngröße ALS1 mittels einer Diffe renzbildung aus einer ersten initialen Lagekenngröße al init und einer initialen Stellkenngröße as init ermittelt, wobei die erste initiale Lagekenngröße al init und die initiale Stellkenngröße s init und folglich die erste initiale Offsetkenngröße ALS1 vorteilhaft bei jedem Systemstart ermittelt werden. Analoges gilt für die Größe ALS2 , welche eine zweite initiale Offsetkenngröße beschreibt und in Ab hängigkeit der zweiten Lagekenngröße 0.2 und der Sensorkenngröße as ermittelt wird. Die zweite initiale Offsetkenngröße ALS2 wird mittels einer Differenzbildung aus einer zweiten initialen Lagekenngröße a2 init und der initialen Stellkenngröße as,init ermittelt, wobei die zweite initiale Lagekenngröße a2 init und die initiale Stellkenngröße s init und folglich die zweite initiale Offsetkenngröße ALS2 vorteil haft bei jedem Systemstart ermittelt werden. Demzufolge wird bei der Auswer tung der Lagekenngrößen ou , 0.2 wenigstens eine initiale Offsetkenngröße, insbe sondere die erste initiale Offsetkenngröße l 51und die zweite initiale Offsetkenn größe ÄLS2 , berücksichtigt. Alternativ könnte wenigstens eine initiale Offsetkenn größe auch lediglich einmalig, insbesondere bei einer Herstellung und/oder Mon tage einer Lenkvorrichtung, ermittelt und beispielsweise bei einer Abschaltung und/oder einem Systemende der Lenkvorrichtung gespeichert werden. In diesem Zusammenhang könnte die Lenkvorrichtung und/oder eine Recheneinheit insbe sondere auch einen sogenannten„sleep mode counter“ umfassen, welcher dazu vorgesehen ist, Veränderungen einer ersten Lagekenngröße, einer zweiten La gekenngröße und/oder einer Stellkenngröße zumindest in einem inaktiven Zu stand und/oder einem abgeschalteten Zustand der Lenkvorrichtung zu überwa chen.
Die Größe WS definiert eine Winkelsegmentierung des Abtriebselements 26 und beschreibt folglich einen Winkel zwischen zwei Zähnen des Abtriebselements 26 und/oder eine Winkelauflösung des Abtriebselements 26. Dabei beschreibt n ins besondere eine Anzahl an Zähnen des Abtriebselements 26. Demzufolge wird bei der Auswertung der Lagekenngrößen ou , 0.2 wenigstens eine Winkelsegmen tierung des Abtriebselements 26 berücksichtigt. Alternativ ist jedoch auch denk bar, die Größe WS bzw. die entsprechenden Gleichungen auf die Antriebsele mente 38, 40 zu beziehen.
Des Weiteren definieren die Größen x und y vorab applizierte Werte und werden gemäß folgender Gleichungen einmalig ermittelt:
Figure imgf000020_0001
Dabei kennzeichnet
w = \z] = mi n{w e Ί\ w > zj (9) die sogenannte Aufrundungsfunktion. Zudem beschreibt ks eine Auflösung, ins besondere eine Winkelauflösung, der Sensoreinheit 24. Demzufolge wird bei der Auswertung der Lagekenngrößen ou , 0.2 wenigstens eine Auflösung der Sen soreinheit 24 berücksichtigt.
Beispielsweise gilt bei einer beispielhaften Auflösung der Sensoreinheit 24 von ks = 1 °, einem Übersetzungsverhältnis von— = 7 und einer Anzahl an Zähnen lz
des Abtriebselements 26 von n = 70: io, 02781 = 1
Figure imgf000021_0001
Die Anzahl an, insbesondere im Rahmen der Auflösung der Sensoreinheit 24 de- tektierbaren, übersprungenen Zähnen Nt, N2 kann anschließend im Rahmen der Auflösung der Sensoreinheit 24 als ganzzahliges Vielfaches von x und/oder y ab geschätzt werden und/oder anhand der folgenden Gleichungen berechnet wer den:
(10)
Figure imgf000021_0002
(1 1 )
Anhand der Ungleichungen (1 ) und (2) oder der Gleichungen (10) und (1 1 ) und/oder einem Vergleich der Ungleichungen (1 ) und (2) oder der Gleichungen (10) und (1 1 ) miteinander, kann die ungewollte Lageänderung eindeutig dem ers ten Zugmitteltrieb 16 oder dem zweiten Zugmitteltrieb 20 zugeordnet werden. Ferner kann zumindest bei der Verwendung eines als Zahnriemen ausgebildeten Zugmittels 18, 22 und im Rahmen der Auflösung der Sensoreinheit 24 die Anzahl an übersprungenen Zähnen Nl N2 angegeben werden. Gemäß einer zweiten Auswertemethode, welche insbesondere mit der ersten Auswertemethode kombiniert werden kann, umfasst die Auswertung der La gekenngrößen ai , (X2 einen Abgleich der ersten Lagekenngröße ou mit der zwei ten Lagekenngröße 012. Durch diese Auswertemethode kann eine Auswertung der Lagekenngrößen ou , 012 insbesondere auch dann erreicht werden, wenn die Sen soreinheit 24 eine zu geringe Auflösung, eine Störung und/oder einen Defekt auf weist und/oder wenn auf eine derartige Sensoreinheit verzichtet wird. Hierzu wird die folgende Ungleichung verwendet:
I at - a21 - ALL > WS (12) mit
Figure imgf000022_0001
Die Größe ALL beschreibt eine weitere initiale Offsetkenngröße und wird in Ab hängigkeit der ersten Lagekenngröße ou und der zweiten Lagekenngröße 012 er mittelt. Im vorliegenden Fall wird die weitere initiale Offsetkenngröße ALL mittels einer Differenzbildung aus der ersten initialen Lagekenngröße al init und der zweiten initialen Lagekenngröße a2 init ermittelt, wobei die erste initiale La gekenngröße al init und die zweite initiale Lagekenngröße a2 init und folglich die weitere initiale Offsetkenngröße ALL vorteilhaft bei jedem Systemstart ermittelt werden. Demzufolge wird auch in diesem Fall bei der Auswertung der Lagekenn größen ou , Ö2 wenigstens eine initiale Offsetkenngröße, insbesondere die weitere initiale Offsetkenngröße ALL, berücksichtigt. Alternativ könnte die weitere initiale Offsetkenngröße ALL auch lediglich einmalig, insbesondere bei einer Herstellung und/oder Montage einer Lenkvorrichtung, ermittelt und beispielsweise bei einer Abschaltung und/oder einem Systemende der Lenkvorrichtung gespeichert wer den. In diesem Zusammenhang könnte die Lenkvorrichtung und/oder eine Re cheneinheit insbesondere auch einen sogenannten„sleep mode counter“ umfas sen, welcher dazu vorgesehen ist, Veränderungen einer ersten Lagekenngröße und/oder einer zweiten Lagekenngröße zumindest in einem inaktiven Zustand und/oder einem abgeschalteten Zustand der Lenkvorrichtung zu überwachen. Die Größe WS definiert wiederum die Winkelsegmentierung des Abtriebsele ments 26. Demzufolge wird auch in diesem Fall bei der Auswertung der La gekenngrößen ai, (X2 wenigstens eine Winkelsegmentierung des Abtriebsele ments 26 berücksichtigt.
Durch die Ungleichung (12) kann das Vorliegen einer ungewollten Lageänderung des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 ermittelt werden.
Um ferner eine eindeutige Zuordnung der ungewollten Lageänderung zu dem ersten Zugmitteltrieb 16 oder dem zweiten Zugmitteltrieb 20 zu erreichen, erfolgt zudem ein Abgleich einer ersten Geschwindigkeitskenngröße vt des ersten Lenkaktuators 12 mit einer zweiten Geschwindigkeitskenngröße v2 des zweiten Lenkaktuators 14. Im vorliegenden Fall wird dabei eine Differenz zwischen einem Betrag der ersten Geschwindigkeitskenngröße vt und einem Betrag der zweiten Geschwindigkeitskenngröße v2 gebildet und mit einem vorab applizierten Schwellwert Tv verglichen, wobei der Schwellwert Tv insbesondere in Abhängig keit einer Ausgestaltung der Lenkvorrichtung angepasst und/oder ausgewählt wird. Dabei gilt: l - Kl ^ TV (14)
Kl - Kl < Tv (15)
Ist die Differenz zwischen dem Betrag der ersten Geschwindigkeitskenngröße v1 und dem Betrag der zweiten Geschwindigkeitskenngröße v2 größer oder gleich dem Schwellwert Tv bzw. ist die Ungleichung (14) erfüllt, kann daraus geschlos sen werden, dass die ungewollte Lageänderung in dem ersten Zugmitteltrieb 16 aufgetreten ist. Ist die Differenz zwischen dem Betrag der ersten Geschwindig keitskenngröße v1 und dem Betrag der zweiten Geschwindigkeitskenngröße v2 hingegen kleiner als der Schwellwert Tv bzw. ist die Ungleichung (15) erfüllt, kann daraus geschlossen werden, dass die ungewollte Lageänderung in dem zweiten Zugmitteltrieb 20 aufgetreten ist. Folglich kann durch die Auswertung der Ungleichungen (12), (14) und (15) die ungewollte Lageänderung eindeutig dem ersten Zugmitteltrieb 16 oder dem zwei ten Zugmitteltrieb 20 zugeordnet werden.
Die erste Geschwindigkeitskenngröße vt entspricht im vorliegenden Fall ferner einer Rotorgeschwindigkeit und/oder einer Winkelgeschwindigkeit des ersten Lenkaktuators 12. Analog entspricht die zweite Geschwindigkeitskenngröße v2 einer Rotorgeschwindigkeit und/oder einer Winkelgeschwindigkeit des zweiten Lenkaktuators 14. Vorzugsweise wird die erste Geschwindigkeitskenngröße v1 mittels einer Ableitung der ersten Lagekenngröße ai und die zweite Geschwindig keitskenngröße v2 mittels einer Ableitung der zweiten Lagekenngröße 012 ermit telt, wodurch vorteilhaft auf zusätzliche Geschwindigkeitssensoreinheiten verzich tet werden kann. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar wenigstens eine der Ge schwindigkeitskenngrößen vt, v2 mittels einer Geschwindigkeitssensoreinheit zu ermitteln.
Ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Überwachung der Lenk vorrichtung ist in Figur 2 dargestellt.
In einem Verfahrensschritt 50 wird die erste Lagekenngröße ai des ersten Lenkaktuators 12 und die zweite Lagekenngröße 0.2 des zweiten Lenkaktuators 14 ermittelt.
In einem Verfahrensschritt 52 wird, insbesondere zusätzlich zu den Lagekenn größen ai , (X2, mittels der Sensoreinheit 24 die Stellkenngröße as der Lenkvorrich tung ermittelt.
In einem Verfahrensschritt 54 wird unter Verwendung der ersten Auswerteme thode die erste Lagekenngröße ai mit der Stellkenngröße as und die zweite La gekenngröße (X2 mit der Stellkenngröße as abgeglichen. Wird dabei eine unge wollte Lageänderung, im vorliegenden Fall insbesondere ein Riemensprung, des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 ermittelt, so folgt ein Verfahrensschritt 56. Wird hingegen keine ungewollte Lageänderung des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 ermittelt, so folgt ein Verfah rensschritt 58. Im Verfahrensschritt 56 wird, insbesondere durch die Ungleichungen (1 ) und (2) oder die Gleichungen (10) und (1 1 ) und/oder einen Vergleich der Ungleichungen (1 ) und (2) oder der Gleichungen (10) und (1 1 ) miteinander, die ungewollte Lage änderung eindeutig dem ersten Zugmitteltrieb 16 oder dem zweiten Zugmitteltrieb 20 zugeordnet. Anschließend kann beispielsweise eine Warnmeldung erzeugt und/oder ein Notlauf des Fahrzeugs eingeleitet werden.
Im Verfahrensschritt 58 wird von der ersten Auswertemethode auf die zweite Auswertemethode gewechselt.
Im Verfahrensschritt 60 wird unter Verwendung der zweiten Auswertemethode die erste Lagekenngröße ou mit der zweite Lagekenngröße 012 abgeglichen. Hier durch kann eine Auswertung der Lagekenngrößen ou , 012 insbesondere auch dann erreicht werden, wenn die Sensoreinheit 24 eine zu geringe Auflösung, eine Stö rung und/oder einen Defekt aufweist. Wird dabei eine ungewollte Lageänderung, im vorliegenden Fall insbesondere ein Riemensprung, des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 ermittelt, so folgen ein Verfahrensschritt 62 und ein Verfahrensschritt 64. Wird hingegen keine ungewollte Lageänderung des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 ermittelt, so folgt ein Verfahrensschritt 66.
Im Verfahrensschritt 62 wird eine erste Geschwindigkeitskenngröße vt des ers ten Lenkaktuators 12, insbesondere durch Ableitung der ersten Lagekenngröße ou , und eine zweite Geschwindigkeitskenngröße v2 des zweiten Lenkaktuators 14, insbesondere durch Ableitung der zweiten Lagekenngröße 02, ermittelt.
Anschließend wird im Verfahrensschritt 64 die erste Geschwindigkeitskenngröße v1 mit der zweiten Geschwindigkeitskenngröße v2 abgeglichen, um, insbeson dere mittels der Ungleichungen (14) und (15), eine eindeutige Zuordnung der un gewollten Lageänderung zu dem ersten Zugmitteltrieb 16 oder dem zweiten Zug mitteltrieb 20 zu erreichen. Daraufhin kann beispielsweise eine Warnmeldung er zeugt und/oder ein Notlauf des Fahrzeugs eingeleitet werden. Im Verfahrensschritt 66 wird das Verfahren beendet und es wird festgestellt, dass zumindest im Rahmen der vorliegenden Auswertemethodik keine ungewollte La geänderung des ersten Zugmittels 18 und/oder des zweiten Zugmittels 22 erfolgt ist.
Das beispielhafte Ablaufdiagramm in Figur 2 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Überwachung der Lenkvorrichtung beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte und/oder eine Abfolge der Ver fahrensschritte auch variieren. Dabei ist insbesondere auch denkbar auf die Ver- fahrensschritte 52, 54 und 56 oder die Verfahrensschritte 58, 60, 62 und 64 zu verzichten. Ferner könnten weitere optionale Verfahrensschritte hinzukommen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Überwachung einer Lenkvorrichtung, wobei die Lenkvorrich tung ein Lenkgetriebe (10), zumindest einen ersten Lenkaktuator (12), zu mindest einen zweiten Lenkaktuator (14), zumindest einen ersten Zugmit teltrieb (16) mit wenigstens einem ersten Zugmittel (18) zur Anbindung des ersten Lenkaktuators (12) an das Lenkgetriebe (10) und zumindest einen zweiten Zugmitteltrieb (20) mit wenigstens einem zweiten Zugmittel (22) zur Anbindung des zweiten Lenkaktuators (14) an das Lenkgetriebe (10) um fasst, und wobei zumindest eine erste Lagekenngröße (ou) des ersten Lenkaktuators (12) und wenigstens eine zweite Lagekenngröße (02) des zweiten Lenkaktuators (14) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung der Lagekenngrößen (ou, 02) eine ungewollte Lageände rung des ersten Zugmittels (18) und/oder des zweiten Zugmittels (22) ermit telt und die ungewollte Lageänderung eindeutig einem der Zugmitteltriebe (16, 20) zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Zugmittel (18, 22) ein Zahnriemen verwendet wird und die ungewollte Lageänderung ein Riemensprung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens eine Stellkenngröße (as) der Lenkvorrichtung ermittelt wird und die Auswertung der Lagekenngrößen (ou, 02) einen Abgleich der ersten La gekenngröße (ou) und/oder der zweiten Lagekenngröße (02) mit der Stell kenngröße (as) umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stell kenngröße (as) mittels einer dem Lenkgetriebe (10) zugeordneten Sen soreinheit (24) ermittelt und eine Auflösung der Sensoreinheit (24) bei der Auswertung der Lagekenngrößen (ou, 02) berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens eine Übersetzungskenngröße zwischen dem ersten Lenkaktuator (12) und der Sensoreinheit (24) und/oder zwischen dem zweiten Lenkaktu ator (14) und der Sensoreinheit (24) bei der Auswertung der Lagekenngrö ßen (ai, 02) berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Abhängigkeit der ersten Lagekenngröße (ai) und der Sensorkenngröße (as) und/oder in Abhängigkeit der zweiten Lagekenn größe (02) und der Sensorkenngröße (as) wenigstens eine initiale Offset kenngröße ermittelt und die initiale Offsetkenngröße bei der Auswertung der Lagekenngrößen (ai, 02) berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Winkelsegmentierung wenigstens eines Abtriebsele ments (26) des ersten Zugmitteltriebs (16) und/oder des zweiten Zugmittel triebs (20) bei der Auswertung der Lagekenngrößen (ai, 02) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Lagekenngrößen (ai, 02) einen Ab gleich der ersten Lagekenngröße (ai) mit der zweiten Lagekenngröße (02) umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängig keit der ersten Lagekenngröße (ai) und der zweiten Lagekenngröße (02) wenigstens eine weitere initiale Offsetkenngröße ermittelt und die weitere initiale Offsetkenngröße bei der Auswertung der Lagekenngrößen (ai, 02) berücksichtigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindest eine Winkelsegmentierung wenigstens eines Abtriebselement (26) des ersten Zugmitteltriebs (16) und/oder des zweiten Zugmitteltriebs (20) bei der Auswertung der Lagekenngrößen (ai, 02) berücksichtigt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Lagekenngrößen (ou, 02) einen Abgleich einer ersten Geschwindigkeitskenngröße des ersten Lenkaktuators (12) mit einer zweiten Geschwindigkeitskenngröße des zweiten Lenkaktuators (14) um- fasst.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Geschwindigkeitskenngröße mittels einer Ableitung der ersten Lagekenn größe (ai) und die zweite Geschwindigkeitskenngröße mittels einer Ablei tung der zweiten Lagekenngröße (02) ermittelt wird.
13. Steuergerät (28) mit einer Recheneinheit (30) zur Durchführung eines Ver fahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Lenkvorrichtung mit einem Lenkgetriebe (10), mit zumindest einem ersten
Lenkaktuator (12), mit zumindest einem zweiten Lenkaktuator (14), mit zu mindest einem ersten Zugmitteltrieb (16), welcher wenigstens ein erstes Zugmittel (18) zur Anbindung des ersten Lenkaktuators (12) an das Lenk getriebe (10) umfasst, mit zumindest einem zweiten Zugmitteltrieb (20), welcher wenigstens ein zweites Zugmittel (22) zur Anbindung des zweiten
Lenkaktuators (14) an das Lenkgetriebe (10) umfasst, und mit einer Re cheneinheit (30) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 12.
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