DE10135736C1 - Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung einer Steer-by-Wire-Lenkanlage - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung zum Aktivieren einer mechanischen Rückfallebene einer Steer-by-Wire-Lenkanlage beschrieben. Dieses Verfahren arbeitet sehr zuverlässig und nützt die Redundanz von Rechnern und verschiedenen Bordspannungen aus, um in allen Fällen ein zuverlässiges Aktivieren der mechanischen Rückfallebene zu gewährleisten.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung einer Steer-by-Wire-Lenkanlage nach dem Ansprüch 1, ein Steuergerät nach dem nebengeordneten Anspruch 14, sowie eine Steer-by-Wire- Lenkanlage nach dem nebengordneten Anspruch 15.

Im Normalbetrieb ist bei Steer-by-Wire-Lenkanlagen keine direkte mechanische Verbindung zwischen Lenkrad, bzw. Lenkhandhabe, und den gelenkten Rädern vorhanden. Dadurch ergeben sich Vorteile bei der Adaption der Lenkanlage an verschiedene Fahrzeugtypen und außerdem können aktive Lenkeingriffe von einem Fahrzeugsteuergerät vorgenommen werden. Beispiele für einen Lenkeingriff sind die Seitenwindkompensation oder eine automatische Spurführung des Fahrzeugs.

Wenn die Steer-by-Wire-Lenkanlage teilweise oder vollständig ausfällt, muss eine sog. Rückfallebene aktiviert werden, die es dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht, die Fahrt ungefährdet zu beenden. Diese Rückfallebenen sind oftmals als mechanische Rückfallebene ausgebildet. Unter "mechanischer Rückfallebene" versteht man eine konventionelle Lenkanlage mit Lenksäule und einem mindestens mittelbar auf die gelenkten Räder wirkenden Lenkgetriebe. Im Normalbetrieb der Steer-by-Wire-Lenkanlage ist die direkte mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe durch eine geöffnete Kupplung in der Lenksäule unterbrochen. Die mechanische Rückfallebene wird dadurch aktiviert, dass diese Kupplung geschlossen wird. Eine solche Steer-by-Wire-Lenkanlage ist beispielsweise aus der DE 199 52 227 A1 bekannt.

Aus der 199 46 073 A1 ist eine Steer-by-Wire-Lenkanlage bekannt, bei der zur Funktionskontrolle mehrere redundante Steuergeräte vorhanden sind, wobei die Zahl der Steuergeräte ungerade ist. Die Ausgangssignale dieser Steuergeräte werden von einem sog. "Mehrheitsentscheider" verglichen und bei voneinander abweichenden Signalen der Steuergeräte werden das oder die in Unterzahl befindlichen Ausgangssignale unterdrückt.

Des Weiteren ist aus der 198 42 627 A1 eine Steer-by-Wire- Lenkanlage bekannt, bei der je ein Steuergerät für einen Radwinkelsteller und ein Steuergerät für die Simulation von Handmomenten an dem Lenkrad vorgesehen ist. Dabei sind beide Steuergeräte redundant ausgelegt, so dass sie Funktionen des jweils anderen Steuergerätes bei Bedarf mit übernehmen können. Aus der DE 198 34 870 A1 ist eine diversitär redundante Steer- by-Wire-Lenkanlage bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das beim Auftreten eines oder mehrerer Fehler in der Steer-by-Wire-Lenkanlage die Kupplung zum Aktivieren der mechanischen Rückfallebene in angemessener Zeit schließt und somit die mechanische Rückfallebene aktiviert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung zum Aktivieren einer mechanischen Rückfallebene einer Steer-by-Wire-Lenkanlage mit einem ersten Rechner, einem zweiten Rechner und einem dritten Rechner eines Lenkradaktuators, mit einem ersten Rechner, einem zweiten Rechner und einem dritten Rechner eines Lenkventilaktuators, wobei die Komponenten der Steer-by-Wire-Lenkanlage über eine erste Bordspannung und/oder eine zweite Bordspannung versorgt werden, bei welchem die Kupplung geöffnet wird solange alle Rechner ordnungsgemäß arbeiten und sowohl erste Bordspannung als auch zweite Bordspannung anliegen und die Kupplung geschlossen wird, wenn mindestens ein Rechner und eine Bordspannung oder mindestens zwei Rechner oder beide Bordspannungen ausfallen.

Vorteile der Erfindung

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden die rechnerseitig vorhandenen Redundanzen - es gibt drei Rechner zum Ansteuern des Lenkradaktuators und drei Rechner zum Ansteuern des Lenkventilaktuators sowie zwei Bordspannungen zur Versorgung der Steer-by-Wire-Lenkanlage mit elektrischer Energie - auch zum Ansteuern der Kupplung und damit zum Aktivieren der mechanischen Rückfallebene beim Auftreten eines oder mehrerer Fehler eingesetzt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist sichergestellt, dass beim Auftreten mehrerer Fehler die mechanische Rückfallebene sofort aktiviert wird und somit der Fahrer unabhängig von der Funktion der Steer-by-Wire-Lenkanlage das Fahrzeug in gewohnter Weise steuern kann.

Durch die Ausnutzung vorhandener Redundanzen ist das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteren zusätzlichen Aufwand in einem Steuergerät der Steer-by-Wire-Lenkanlage integrierbar.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung geschlossen wird, wenn ein Rechner oder eine Bordspannung ausfällt und ein zum Zeitpunkt des Ausfalls eines Rechners oder einer Bordspannung eingeleiteter Lenkeingriff beendet worden ist, so dass beim Auftreten nur eines Fehlers die Kupplung nicht sofort, sondern erst nach Beendigung des Lenkeingriffs geschlossen wird. Dadurch wird der Übergang vom Normalbetrieb der Steer-by-Wire-Lenkanlage auf den Betrieb der mechanischen Rückfallebene für den Fahrer des Fahrzeugs angenehmer und ist mit weniger Risiken behaftet.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren, bei welchem die Kupplung geschlossen wird, wenn ein Rechner oder eine Bordspannung ausfällt und ein zum Zeitpunkt des Ausfalls eines Rechners oder einer Bordspannung eingeleiteter Lenkeinriff beendet worden ist.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird schon beim Auftreten eines Fehlers in der Steer-by-Wire-Lenkanlage oder beim Ausfall einer Bordspannung auf die mechanische Rückfallebene umgeschaltet, allerdings erst, wenn ein zum Zeitpunkt des Ausfalls eines Rechners oder einer Bordspannung eingeleiteter Lenkeingriff beendet worden ist. Dadurch gestaltet sich der Übergang vom Normalbetrieb der Steer-by-Wire-Lenkanlage auf den Betrieb der mechanischen Rückfallebene weniger abrupt. Außerdem ist das Fahrzeug nach dem Übergang auf die mechanische Rückfallebene vom Fahrer desselben einfacher zu steuern.

In weiterer Ergänzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kupplung sofort geschlossen, wenn mindestens ein Rechner und eine Bordspannung oder mindestens zwei Rechner oder beide Bordspannungen ausfallen, so dass beim Auftreten von zwei Fehlern gleichzeitig, sofort auf den Betrieb der mechanischen Rückfallebene übergegangen wird und somit eine Gefährdung des Fahrers weitestgehend vermieden wird.

Die weiteren Unteransprüche betreffend die erfindungsgemäßen Verfahren sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen derselben gerichtet.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Steuergerät nach dem nebengeordneten Anspruch 14 und eine Steer- by-Wire-Lenkanlage nach dem nebengeordneten Anspruch 15.

Allen diesen nebengeordneten Ansprüchen gemeinsam ist, dass sie die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren aufweisen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Steer-by-Wire- Lenkanlage,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Strukturdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsansteuerung und

Fig. 4 eine Wahrheitstabelle des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsansteuerung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Steer-by-Wire- Lenkanlage vereinfacht dargestellt. Die Steer-by-Wire- Lenkanlage besteht aus einem Lenkrad 1 oder einer anderen Art der Lenkhandhabe. Über einen Lenkradaktuator LRA wird dem nicht dargestellten Fahrer des Fahrzeugs das sog. Lenkgefühl, d. h. die Rückwirkungen der Fahrbahn auf das Lenkrad, vermittelt. Ein Lenkventilaktuator LVA steuert die nicht dargestellten gelenkten Räder des Fahrzeugs über ein Lenkgetriebe 3, welches bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine hydraulische Servounterstützung aufweist. Zwischen Lenkradaktuator LRA und Lenkventilaktuator LVA ist eine Lenksäule 5 vorgesehen. Zwischen Lenksäule 5 und Lenkventilaktuator LVA ist eine elektromagnetisch betätigte Kupplung 7 vorgesehen.

Im Normalzustand der Steer-by-Wire-Lenkanlage, der in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Kupplung 7 geöffnet, so dass keine direkte mechanische Verbindung zwischen Lenkrad 1 und Lenkgetriebe 3 besteht. Sobald die Kupplung 7 geschlossen wird (nicht dargestellt), besteht eine direkte mechanische Verbindung zwischen Lenkrad 1 und Lenkgetriebe 3, d. h. die mechanische Rückfallebene ist aktiviert.

Im Normalbetrieb der Steer-by-Wire-Lenkanlage wird der Lenkradaktuator LRA von einem ersten Steuergerät SG LRA angesteuert. Der Lenkventilaktuator wird von einem zweiten Steuergerät SG LVA angesteuert. Erstes und zweites Steuergerät SG LRA und SG LVA werden von einem Versorgungsmodul 9 mit zwei verschiedenen Bordspannungen U₁ und U₂ mit elektrischer Energie versorgt.

Über einen Datenbus 1 und einen Datenbus 2 sind erstes und zweites Steuergerät SG LRA und SG LVA mit einer übergeordneten Fahrzeugsteuerung 11 verbunden.

In Fig. 2 ist die wirkungsmäßige Verknüpfung der Steuergeräte SG LRA und SG LVA mit dem Lenkradaktuator LRA bzw. dem Lenkventilaktuator LVA und dem Versorgungsmodul 9 etwas detaillierter dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht der Lenkradaktuator LRA aus einem Lenkradmotor LRM, zwei Rotorlagegebern Rola 1 und Rola 2 sowie zwei Endstufen E₁ und E₂.

Das erste Steuergerät SG LRA besteht aus einem ersten Rechner R_1L, einem zweiten Rechner R_2L und einem dritten Rechner R_3L. Erster bis dritter Rechner R_1L bis R_3L sollen eine Redundanz der Funkionen des Steuergeräts LRA ermöglichen. Das gleiche Konzept ist auch beim Lenkradaktuator mit zwei Rotorlagegebern Rola 1 und Rola 2 sowie zwei Endstufen E₁ und E₂ verwirklicht. Über ein Bündel von Kabeln, in Fig. 2 durch gestrichelte und durchgezogene Linien auszugsweise dargestellt, stehen der Lenkradaktuator LRA und das erste Steuergerät SG LRA miteinander in Verbindung. Über den Datenbus 1 und den Datenbus 2 ist das Steuergerät SG LRA mit der nicht dargestellten übergeordneten Fahrzeugsteuerung 11 (siehe Fig. 1) verbunden.

In ähnlicher Weise sind der Lenkventilaktuator LVA und das zweite Steuergerät SG LVA aufgebaut. Die drei Rechner des Steuergeräts SG LVA sind mit R_1V, R_2V, R_3V bezeichnet. Gleiche Bauteile sind beim Lenkradaktuator LRA und dem ersten Steuergerät SG LRA einerseits sowie dem Lenkventilaktuator LVA und dem zweiten Steuergerät SG LVA gleich bezeichnet. Beim Lenkventilaktuator LVA ist die Redundanz der Bauteile noch etwas weiter ausgebildet als beim Lenkradaktuator LRA, da der Lenkventilaktuator LVA einen ersten Lenkmotor LM₁ und einen zweiten Lenkmotor LM₂, die beide auf das Lenkgetriebe 3 wirken, aufweist. Nur angedeutet ist die Lenksäule 5, welche das Lenkrad 1 mit dem Lenkgetriebe 3 verbinden kann, vorausgesetzt, die Kupplung 7 ist geschlossen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liefert das Versorgungsmodul 9 eine erste Bordspannung U₁ und eine zweite Bordspannung U₂. In Fig. 2 ist nur die Versorgung von Lenkradaktuator LRA, erstem Steuergerät SG LRA, zweitem Steuergerät SG LVA und Lenkventilaktuator LVA mit der ersten Bordspannung U₁ dargestellt. Die zweite vom Versorgungsmodul 9 bereitgestellte Bordspannung U₂ wird in analoger Weise zur Versorgung der genannten Bauteile eingesetzt (nicht dargestellt), so dass auch beim Ausfall einer der beiden Bordspannungen U₂ oder U₂ die Steer-by-Wire-Lenkanlage betriebsbereit bleibt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angesteuerte Kupplung 7 soll geschlossen werden, wenn ein Fehler auftritt und sobald ein beim Auftreten des Fehlers angedeuteter Lenkeingriff, wie bspw. eine Seitenwindkompensation, beendet worden ist. Die Kupplung 7 soll gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sofort geschlossen werden, wenn zwei Fehler in der Steer-by-Wire-Lenkanlage auftreten, unabhängig davon ob ein Lenkeingriff vorgenommen wird oder nicht.

In Fig. 3 ist ein Strukturdiagramm der Ansteuerung der Kupplung 7 nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In Fig. 3 sind erster bis dritter Rechner R_1L bis R_3L des ersten Steuergeräts SG LRA sowie erster bis dritter Rechner R_1V bis R_3V des zweiten Steuergeräts SG LVA dargestellt. Es wird nachfolgend anhand der Rechner R_1L bis R_3L das Prinzip der erfindungsgemäßen Ansteuerung der Kupplung 7 erläutert. Für das zweite Steuergerät SG LVA mit den Rechnern R_1V bis R_3V gilt das betreffend dem ersten Steuergerät SG LRA Gesagte entsprechend. Es wird deswegen auf eine Wiederholung verzichtet.

Der erste Rechner des Lenkradaktuators LRA wird von der ersten Bordspannung U₁ mit Spannung versorgt. Somit ist auch im ersten Rechner R_1L die Information, ob die erste Bordspannung U₁ von bspw. 14 V anliegt. Wenn die erste Bordspannung U₁ am ersten Rechner R_1L anliegt, ist ein erstes Ausgangssignal A₁ dieses Rechners positiv.

Entsprechendes gilt für den zweiten Rechner R_2L, wenn der zweite Rechner R_2L mit der zweiten Bordspannung U₂ versorgt wird. In diesem Fall ist ein zweites Ausgangssignal A₂ des zweiten Rechners R_2L positiv. Der dritte Rechner R_3L wird sowohl von der ersten Bordspannung U₁ als auch der zweiten Bordspannung U₂ mit Strom versorgt, bzw. die erste Bordspannung und die zweite Bordspannung U₁ und U₂ liegen am dritten Rechner R_3L an. Wenn eine der beiden Bordspannungen U₁ oder U₂ am dritten Rechner R_3L anliegt, gibt dieser ein drittes Ausgangssignal A₃ ab.

In entsprechender Weise geben erster bis dritter Rechner R_1V bis R_3V des zweiten Steuergeräts LVA ein viertes Ausgangssignal B₁, ein fünftes Ausgangssignal B₂ und ein sechstes Ausgangssignal B₃ ab, wenn erste Bordspannung U₁ und/oder zweite Bordspannung U₂ an den Rechnern R_1V, R_2V und R_3V in der in Fig. 3 dargestellten Weise anliegen.

Das erste bis dritte Ausgangssignal A₁, A₂ und A₃ werden in einem ersten UND-Glied 13, einem zweiten UND-Glied 15, einem dritten UND-Glied 17 und einem vierten UND-Glied 19 zu einem siebten Ausgangssignal D₁, einem achten Ausgangssignal D₂, einem neunten Ausgangssignal C₁ und einem zehnten Ausgangssignal C₂ verarbeitet. Dabei ist zu beachten, dass erstes und zweites UND- Glied 13 und 15 von der zweiten Bordspannung U₂ mit elektrischer Energie versorgt werden, während drittes und viertes UND-Glied 17 und 19 von der ersten Bordspannung U₁ mit elektrischer Energie versorgt werden.

Beispielhaft soll nachfolgend anhand des zweiten UND-Glieds 15 die Verknüpfung von erstem Ausgangssignal A₁ und zweitem Ausgangssignal A₂ zum achten Ausgangssignal D₂ beschrieben werden. Wenn sowohl erstes Ausgangssignal A₁ als auch zweites Ausgangssignal A₂ positiv sind, ist auch das achte Ausgangssignal D₂ positiv. Wenn eines der Ausgangssignale A₁ oder A₂ null ist, ist auch das achte Ausgangssignal D₂ null. In gleicher Weise verarbeiten die anderen UND-Glieder 13, 15, 17 und 19 die Ausgangssignale A₁ bis A₃. Entsprechendes gilt auch für das fünfte UND-Glied 21, das sechste UND-Glied 23, das siebte UND-Glied 25 sowie das achte UND-Glied 27 im zweiten Steuergerät SG LVA. Das fünfte und sechste UND-Glied 21 und 23 werden von der zweiten Bordspannung U₂ versorgt, während das siebte und achte UND-Glied 25 und 27 von der ersten Bordspannung U₁ versorgt werden. Fünftes bis achtes UND-Glied 21 bis 27 verarbeiten das vierte Ausgangssignal B₁, das fünfte Ausgangssignal B₂ und das sechste Ausgangssignal B₃ zu einem elften Ausgangssignal D₃, einem zwölften Ausgangssignal D₄, einem dreizehnten Ausgangssignal C₃ und einem vierzehnten Ausgangssignal C₄. Die Wirkungsweise von UND-Gliedern ist dem einschlägigen Fachmann für Steuerungstechnik bekannt und wird deshalb nicht weiter erläutert.

Eine Ebene tiefer werden das siebte Ausgangssignal D₁ und das achte Ausgangssignal D₂ in einem ersten ODER-Glied 29 zu einem fünfzehnten Ausgangssignal F₃ verarbeitet.

Das neunte Ausgangssignal C₁ und das zehnte Ausgangssignal C₂ werden in einem zweiten ODER-Glied 31 zu einem sechzehnten Ausgangssignal F₁ verarbeitet.

Das elfte Ausgangssignal D₃ und das zwölfte Ausgangssignal D₄ werden in einem dritten ODER-Glied 33 zu einem siebzehnten Ausgangssignal F₄ verarbeitet.

Das dreizehnte Ausgangssignal C₃ und das vierzehnte Ausgangssignal C₄ werden in einem vierten ODER-Glied zu einem achtzehnten Ausgangssignal F₂ verarbeitet. Die Funktionsweise von ODER-Gliedern ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung auch der ODER-Glieder 29, 31, 33 und 35 verzichtet werden kann.

Die Spannungsversorgung von erstem bis viertem ODER-Glied 29, 31, 33, 35 ist in Fig. 3 nicht explizit dargestellt, jedoch werden manche der ODER-Glieder von der ersten Bordspannung U₁ versorgt, während andere ODER-Glieder von der zweiten Bordspannung U₂ versorgt werden.

Die Kupplung 7 weist eine erste Wicklung W₁ und eine zweite Wicklung W₂ auf. Die erste Wicklung W₁ und die zweite Wicklung W₂ wirken als Elektromagnete, wenn sie von Strom durchflossen werden. Durch die daraus resultierenden magnetischen Kräfte wird die Kupplung 7 offen gehalten, wenn mindestens eine der beiden Wicklungen von Strom durchflossen wird.

In Fig. 3 sind nur die erste Wicklung W₁ und die zweite Wicklung W₂ der Kupplung 7 dargestellt, da sie im Zusammenhang mit dem Strukturdiagramm von Fig. 3 von Bedeutung sind. Die übrigen Bauteile der Kupplung 7 sind in Fig. 3 nicht dargestellt.

Die erste Wicklung W₁ wird mit der ersten Bordspannung U₁ mit Strom versorgt, wenn ein erster Schalter 37 und ein zweiter Schalter 39 geschlossen sind. Die zweite Wicklung W₂ wird von der zweiten Bordspannung U₂ mit Strom versorgt, wenn ein dritter Schalter 41 und ein vierter Schalter 43 geschlossen sind. In Fig. 3 sind alle vier Schalter 37, 39, 41 und 43 geöffnet dargestellt, das bedeutet, dass kein Strom durch die erste Wicklung W₁ und die zweite Wicklung W₂ fließt und somit die Kupplung 7 geschlossen ist.

Der erste Schalter 37 wird geschlossen, wenn das sechzehnte Ausgangssignal F₁ positiv ist. Der zweite Schalter 39 wird geschlossen, wenn das achtzehnte Ausgangssignal F₂ positiv ist.

Der dritte Schalter 41 wird geschlossen, wenn das siebzehnte Ausgangssignal F₄ positviv ist und der vierte Schalter 43 wird geschlossen, wenn das fünfzehnte Ausgangssignal F₃ positiv ist.

Um eine größtmögliche Redundanz zu erreichen, wird der erste Schalter 37 von einem Ausgangssignal F₁ gesteuert, welches aus dem ersten Steuergerät des Lenkradaktuators SG LRA kommt, während der zweite Schalter 39 von einem Ausgangssignal F₂ angesteuert wird, welches aus dem Steuergerät des Lenkventilaktuators SG LVA kommt.

In entsprechender Weise wird der dritte Schalter 41 von einem Signal F₄ gesteuert, welches aus dem zweiten Steuergerät SG LVA des Lenkventilaktuators kommt, während der vierte Schalter 43 von dem Signal F₃ angesteuert wird, welches aus dem ersten Steuergerät SG LRA kommt.

In Fig. 4 wird anhand einer Wahrheitstabelle die Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsansteuerung ausführlich erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Kupplung 7 nur geschlossen, wenn zwei Fehler gleichzeitig auftreten. Nachfolgend werden beispielhaft verschiedene auftretende Fehler hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Zustand der Kupplung 7 - geschlossen oder offen - beschrieben.

In Zeile 1 wird unterstellt, dass die erste Bordspannung U₁ ausgefallen ist. Dies ist durch die 0 in dem unter U₁ stehenden Feld der Zeile 1 gekennzeichnet. Alle andere Werte U₂, R_1L, R_3L, R_2L, R_V, R_3V und V_2V sind positiv, d. h. die Bauteile funktionieren ordnungsgemäß.

Wenn die erste Bordspannung U₁ gleich 0 ist, dann ist das erste Ausgangssignal A₁, welches aus dem ersten Rechner des Lenkradaktuators R_1L kommt, ebenfalls gleich 0. Das dritte Ausgangssignal A₃, welches aus dem dritten Rechner R_3L des Lenkradaktuators kommt, ist positiv, weil U₂ am Rechner R_3L anliegt. In anderen Worten: das dritte Ausgangssignal A₃ ist immer positiv, wenn mindestens eine der Bordspannungen U₁ oder U₂ anliegt.

Das zweite Ausgangssignal A₂ ist ebenfalls positiv, da am zweiten Rechner des Lenkradaktuators R_2L die zweite Bordspannung U₂ anliegt. Wegen des symmetrischen Aufbaus des Steuergeräts SG LRA des Lenkradaktuators und des Lenkventilaktuators ist das vierte Ausgangssignal B₁ 0, während sechstes Ausgangssignal B₃ und fünftes Ausgangssignal B₂ positiv sind. Für das dritte UND-Glied 17 ergibt sich somit, dass das neunte Ausgangssignal C₁ gleich 0 ist. Gleiches gilt für das vierte UND-Glied 19 und das zehnte Ausgangssignal C₂. Wegen der bereits erwähnten Symmetrie von erstem Steuergerät SG LRA und zweitem Steuergerät SG LVA sind das dreizehnte Ausgangssignal C₃ und das vierzehnte Ausgangssignal C₄ ebenfalls gleich 0. Das siebte Ausgangssignal D₁ ist positiv, da sowohl zweites Ausgangssignal A₂ als auch drittes Ausgangssignal A₃ positiv sind.

Das achte Ausgangssignal D₂ ist 0, da das erste Ausgangssignal A₁ 0 ist. Entsprechendes gilt für das elfte Ausgangssignal D₃ und das zwölfte Ausgangssignal D₄: D₃ ist 1, D₄ ist 0. Infolgedessen sind das sechzehnte Ausgangssignal F₁ des zweiten ODER-Glieds 31 und das achtzehnte Ausgangssignal F₂ des vierten ODER-Glieds 35 0, während das fünfzehnte Ausgangssignal F₃ des ersten ODER- Glieds 29 und das siebzehnte Ausgangssignal F₄ des dritten ODER-Glieds 33 positiv sind. Bezüglich der ersten Wicklung 1 bedeutet dies, dass erster Schalter 37 und zweiter Schalter 39 geöffnet sind, so dass W₁ nicht bestromt ist, was in der Wahrheitstabelle durch eine 0 angedeutet ist. Die zweite Wicklung W₂ wird bestromt, da die zweite Bordspannung U₂ anliegt und der dritte Schalter 41 und der vierte Schalter 43 geschlossen sind. Deshalb ist die zweite Wicklung W₂ bestromt und hält die Kupplung 7 offen. Dies ist durch eine 1 in dem Feld unter der Spalte 7 in Zeile 1 dargestellt.

In entsprechender Weise kann das Verhalten des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ansteuerung der Kupplung 7 anhand der Zeilen 2-10 im Detail nachvollzogen werden. In Zeile 4 ist der Fall dargestellt, dass der erste Rechner R_1L des Lenkradaktuators defekt ist. Dies ist durch eine 0 in dem Feld in Zeile 4 in der Spalte R_1L gekennzeichnet. In dem Bereich der Wahrheitstabelle, der überschrieben ist "FEHLERQUELLE BEI" bedeuten leere Felder, dass die Signale positiv sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde darauf verzichtet, in die leeren Felder überall eine 1 einzutragen. Zusätzlich zu dem Fehler des ersten Rechners R_1L wird in Zeile 4 der Wahrheitstabelle unterstellt, dass das Signal A₁ fälschlicherweise nicht von 1 auf 0 zurückgesetzt wird, wie dies in Zeile 3 geschehen ist. In der Spalte "BEMERKUNG" der Wahrheitstabelle ist dies vermerkt. A₁ behält deswegen den Wert 1 bei und nimmt nicht, wie in Zeile 3, wo auch der erste Rechner R_1L defekt ist, den Wert 0 an. Durch den Vergleich der Zeilen 3 und 4 wird deutlich, dass sich am Ergebnis bezüglich der Kupplung 7 nichts ändert. In beiden Fällen ist die Kupplung 7 geöffnet.

Abschließend soll anhand der Zeile 10 gezeigt werden, dass beim Auftreten von zwei Fehlern die Kupplung 7 geschlossen wird. In Zeile 10 sind der Rechner R_1L und der Rechner R_3L defekt. Dies ist durch die 0 in den Feldern unter den Spalten R_1L und R_3L in Zeile 10 angedeutet. Diese beiden Fehler haben Auswirkungen auf erstes Ausgangssignal A₁ und drittes Ausgangssignal A₃. Das zweite Ausgangssignal A₂ sowie das vierte bis sechste Ausgangssignal B₁, B₂ und B₃ sind positiv. Infolgedessen ist das neunte Ausgangssignal C₁ des dritten UND-Glieds 17 gleich 0. Gleiches gilt für das zehnte Ausgangssignal C₂ des vierten UND- Glieds 19. Dreizehntes Ausgangssignal C₃ und vierzehntes Ausgangssignal C₄ sind positiv, da das zweite Steuergerät SG LVA ordnungsgemäß arbeitet. Das siebte Ausgangssignal D₁ des ersten UND-Glieds 13 sowie das achte Ausgangssignal D₂ des zweiten UND- Glieds 15 sind 0, während das elfte Ausgangssignal D₃ und das zwölfte Ausgangssignal D₄ des fünften UND-Glieds 21 und des sechsten UND-Glieds 23 positiv sind. Infolgedessen sind sowohl das fünfzehnte Ausgangssignal F₃ des ersten ODER-Glieds 29 und das sechzehnte Ausgangssignal F₁ des zweiten ODER-Glieds 31 gleich 0. Das siebzehnte Ausgangssignal F₄ des dritten ODER-Glieds 33 sowie das achzehnte Ausgangssignal F₂ des vierten ODER-Glieds 35 sind positiv. Da das fünfzehnte Ausgangssignal F₁ gleich 0 ist, ist der vierte Schalter 43 geöffnet, so dass die zweite Wicklung W₂ nicht bestromt wird. Da das sechzehnte Ausgangssignal F₁ ebenfalls 0 ist, wird der erste Schalter 37 nicht geschlossen und infolgedessen die erste Wicklung W₁ nicht bestromt. Deshalb ist die Kupplung 7 geschlossen.

In gleicher Weise kann für das Auftreten verschiedenster Fehlerkombinationen das Verhalten des in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsansteuerung anhand der Wahrheitstabelle nachvollzogen werden.

In entsprechender Weise kann auch die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden, das zu einem Schließen der Kupplung 7 führt, wenn nur ein Fehler auftritt.

Claims (15)

1. Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung zum Aktivieren einer mechanischen Rückfallebene einer Steer-by-Wire-Lenkanlage mit einem ersten Rechner (R_1L), einem zweiten Rechner (R_2L) und einem dritten Rechner (R_3L) eines Lenkradaktuators (LRA), mit einem ersten Rechner (R_1V), einem zweiten Rechner (R_2V) und einem dritten Rechner (R_3V) eines Lenkventilaktuators (LVA), wobei die Komponenten der Steer-by-Wire-Lenkanlage über eine erste Bordspannung (U₁) und/oder eine zweite Bordspannung (U₂) versorgt werden, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:

• - Öffnen der Kupplung (7) solange alle Rechner (R_1L, R_2L, R_3L, R_1V, R_2V, R_3V) ordnungsgemäß arbeiten und sowohl erste Bordspannung (U₁) als auch zweite Bordspannung (U₂) anliegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) geschlossen wird, wenn mindestens ein Rechner und eine Bordspannung oder mindestens zwei Rechner oder beide Bordspannungen ausfallen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) geschlossen wird, wenn ein Rechner (R_1L, R_2L, R_3L, R_1V, R_2V, R_3V) oder eine Bordspannung (U₁, U₂) ausfällt und ein zum Zeitpunkt des Ausfalls eines Rechners oder einer Bordspannung eingeleiteter Lenkeingriff beendet worden ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rechner (R_1L) des Lenkradaktuators (LRA) ein erstes Ausgangssignal (A₁) abgibt, wenn die erste Bordspannung (U₁) anliegt und der erste Rechner (R_1L) ordnungsgemäß arbeitet, dass der zweite Rechner (R_2L) des Lenkradaktuators (LRA) ein zweites Ausgangssignal (A₂) abgibt, wenn die zweite Bordspannung (U₂) anliegt und der zweite Rechner (R_2L) ordnungsgemäß arbeitet, dass der dritte Rechner (R_3L) des Lenkradaktuators (LRA) ein drittes Ausgangssignal (A₃) abgibt, wenn die erste Bordspannung (U₁) und die zweite Bordspannung (U₂) anliegen und der dritte Rechner (R_3L) ordnungsgemäß arbeitet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rechner (R_1V) des Lenkventilaktuators (LVA) ein viertes Ausgangssignal (B₁) abgibt, wenn die erste Bordspannung (U₁) anliegt und der erste Rechner (R_1V) ordnungsgemäß arbeitet, dass der zweite Rechner (R_2V) des Lenkventilaktuators (LVA) ein fünftes Ausgangssignal (B₂) abgibt, wenn die zweite Bordspannung (U₂) anliegt und der zweite Rechner (R_2V) ordnungsgemäß arbeitet, dass der dritte Rechner (R_3V) des Lenkventilaktuators (LVA) ein sechstes Ausgangssignal (B₃) abgibt, wenn die erste Bordspannung (U₁) und die zweite Bordspannung (U₂) anliegen und der dritte Rechner (R_3V) ordnungsgemäß arbeitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) in Abhängigkeit mindestens eines Ausgangssignals aus der von ersten bis sechsten Ausgangssignal (A₁, A₂, A₃, B₁, B₂, B₃) gebildeten Gruppe von Ausgangssignalen angesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zweites Ausgangssignal (A₂) und drittes Ausgangssignal (A₃) in einem ersten UND-Glied (13) zu einem siebten Ausgangssignal (D₁) verknüpft werden, dass erstes Ausgangssignal (A₁) und zweites Ausgangssignal (A₂) in einem zweiten UND-Glied (15) zu einem achten Ausgangssignal (D₂) verknüpft werden, dass erstes Ausgangssignal (A₁) und drittes Ausgangssignal (A₃) in einem dritten UND-Glied (17) zu einem neunten Ausgangssignal (C₁) verknüpft werden, dass erstes Ausgangssignal (A₁) und zweites Ausgangssignal (A₂) in einem vierten UND-Glied (19) zu einem zehnten Ausgangssignal (C₂) verknüpft werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass fünftes Ausgangssignal (B₂) und sechstes Ausgangssignal (B₃) in einem fünften UND-Glied (21) zu einem elften Ausgangssignal (D₃) verknüpft werden, dass viertes Ausgangssignal (B₁) und fünftes Ausgangssignal (B₂) in einem sechsten UND-Glied (23) zu einem zwölften Ausgangssignal (D₄) verknüpft werden, dass viertes Ausgangssignal (B₁) und sechstes Ausgangssignal (B₃) in einem siebten UND-Glied (25) zu einem dreizehnten Ausgangssignal (C₃) verknüpft werden, dass viertes Ausgangssignal (B₁) und fünftes Ausgangssignal (B₂) in einem achten UND-Glied (27) zu einem vierzehnten Ausgangssignal (C₄) verknüpft werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) in Abhängigkeit mindestens eines Ausgangssignals aus der von siebten bis vierzehnten Ausgangssignal (D₁, D₂, C₁, C₂, D₃, D₄, C₃, C₄) gebildeten Gruppe von Ausgangssignalen angesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass siebtes Ausgangssignal (D₁) und achtes Ausgangssignal (D₄) in einem ersten ODER-Glied (29) zu einem fünfzehnten Ausgangssignal (F₃) verknüpft werden, dass neuntes Ausgangssignal (C₁) und zehntes Ausgangssignal (C₂) in einem zweiten ODER-Glied (31) zu einem sechzehnten Ausgangssignal (F₁) verknüpft werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass elftes Ausgangssignal (D₃) und zwölftes Ausgangssignal (D₄) in einem dritten ODER-Glied (33) zu einem siebzehnten Ausgangssignal (F₄) verknüpft werden, dass dreizehntes Ausgangssignal (C₃) und vierzehntes Ausgangssignal (C₄) in einem vierten ODER-Glied (35) zu einem achtzehnten Ausgangssignal (F₂) verknüpft werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) in Abhängigkeit von mindesten einem Ausgangssignal der aus fünfzehnten bis achtzehnten Ausgangssignal (F₃, F₁, F₄, F₂) gebildeten Gruppe von Ausgangssignalen angesteuert wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) eine erste Wicklung (W₁) und eine zweite Wicklung (W₂) aufweist, dass die erste Wicklung (W₁) bestromt wird, wenn das sechzehnte Ausgangssignal (F₁) und das achtzehnte Ausgangssignal (F₂) vorhanden sind, dass die zweite Wicklung (W₂) bestromt wird, wenn das fünfzehnte Ausgangssignal (F₃) und das siebzehnte Ausgangssignal (F₄) vorhanden sind.

14. Steuergerät für eine Steer-by-Wire-Lenkanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die Kupplung nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ansteuert.

15. Steer-by-Wire-Lenkanlage, mit einer Kupplung (7) zum Aktivieren einer mechanischen Rückfallebene, mit einem ersten Rechner (R_1L), einem zweiten Rechner (R_2L) und einem dritten Rechner (R_3L) eines Lenkradaktuators (LRA), mit einem ersten Rechner (R_1V), einem zweiten Rechner (R_2V) und einem dritten Rechner (R_3V) eines Lenkventilaktuators (LVA), wobei die Komponenten der Steer-by-Wire-Lenkanlage über eine erste Bordspannung (U₁) und/oder eine zweite Bordspannung (U₂) versorgt werden und mit einem Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ein Steuergerät nach Anspruch 14 ist.