DE102007050730B4 - Elektromechanische Lenkung und Verfahren zum Betreiben einer elektromechanischen Lenkung - Google Patents
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Abstract
Elektromechanische Lenkung, umfassend mindestens ein Steuergerät (2) und mindestens einen Servomotor (3), wobei in dem Steuergerät (2) Algorithmen zur Umsetzung von mindestens zwei Lenkfunktionen abgelegt sind, die Signale von Sensoren in Ansteuersignale für den Servomotor (3) mittels eines Mikroprozessors (5) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkfunktionen in mindestens eine Kernfunktion und mindestens eine Komfortfunktion unterteilt werden, wobei dem Steuergerät (2) eine Überwachungseinrichtung (8) zugeordnet ist und/oder eine Überwachungseinrichtung (8) eine Auslastung des Mikroprozessors (5) und/oder die Funktionsfähigkeit der Lenkfunktionen überwacht wird, wobei bei einer Auslastung des Mikroprozessors (5) über einer Grenzauslastung Komfortfunktionen temporär deaktiviert werden und/oder bei Fehlern in Komfortfunktionen diese fehlerhaften Komfortfunktionen deaktiviert werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Lenkung gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer elektromechanischen Lenkung gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 6.
- In modernen Kraftfahrzeugen werden vermehrt elektromechanische Lenkungen eingesetzt. Das Grundprinzip dieser Lenksysteme ist, dass zusätzlich zu einem Handmoment eines Kraftfahrzeugführers ein zusätzliches Lenkmoment über einen elektrischen Servomotor aufgebracht werden kann, wobei die beiden Momente über ein Getriebe zusammengeführt werden. Das Getriebe ist beispielsweise als Zahnstange mit zwei Ritzeln ausgebildet, wobei ein Ritzel durch die Lenkstange und das andere Ritzel durch den Servomotor beaufschlagt wird. Andere Ausführungsformen wie beispielsweise Überlagerungsgetriebe für das Getriebe sind möglich und kommen zum Einsatz. Dem Servomotor ist ein Steuergerät zugeordnet, das die Bestromung des Servomotors steuert. In dem Steuergerät werden die verschiedenen Funktionen der Lenkunterstützung in ein elektrisches Ansteuersignal für den Servomotor umgesetzt. Neben der klassischen Lenkkraftunterstützung werden zunehmend auch weitere Funktionen wie beispielsweise Spurhalteassistenzfunktionen oder elektronische Stabilitätsprogramme umgesetzt. Bei einem Fehler im Steuergerät des Servomotors wird dieser abgeschaltet, so dass dann jedoch die Lenkfunktionalität über die mechanische Lenkstange weiter erfolgen kann.
- Aus der
DE 10 2005 044 629 A1 ist eine Motorsteuereinrichtung bekannt, umfassend einen Sensor zum Ausgeben von Sensordaten, eine Kontrolleinrichtung zum Bestimmen eines Sollzustandes des Motors, abhängig von den Sensordaten und zum Erzeugen eines Motorsteuersignals zum Steuern des Motors, abhängig von einer Abweichung eines aktuellen Zustands des Motors von dem Sollzustand, um den aktuellen Zustand des Motors dem Sollzustand anzunähern, eine Überwachungseinrichtung zum Ausgeben eines Störsignals bei einer Störung des Sensors oder der Kontrolleinrichtung und eine Sicherheitseinrichtung zum Erzeugen eines alternativen Motorsteuersignals bei Auftreten des Störsignals, das geeignet ist, den Motor kontrolliert in einen Ruhezustand zu überführen. - Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine elektromechanische Lenkung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektromechanischen Lenkung zu schaffen, bei der die Verfügbarkeit der elektromechanischen Lenkung erhöht wird.
- Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren nach Anspruch 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Hierzu umfasst die elektromechanische Lenkung mindestens ein Steuergerät und mindestens einen Servomotor, wobei in dem Steuergerät Algorithmen zur Umsetzung von mindestens zwei Lenkfunktionen abgelegt sind, die Signale von Sensoren in Ansteuersignale für den Servomotor mittels eines Mikroprozessors umsetzen, wobei die Lenkfunktionen in mindestens eine Kernfunktion und mindestens eine Komfortfunktion unterteilt werden, wobei dem Steuergerät eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist und/oder eine Überwachungseinrichtung in dem Steuergerät integriert ist, wobei mittels der Überwachungseinrichtung eine Auslastung des Mikroprozessors und/oder die Funktionsfähigkeit der Lenkfunktionen überwacht wird, wobei bei einer Auslastung des Mikroprozessors über einer Grenzauslastung Komfortfunktionen temporär deaktiviert werden und/oder bei Fehlern in Komfortfunktionen diese fehlerhaften Komfortfunktionen deaktiviert werden. Hierdurch wird jeweils die Verfügbarkeit der elektromechanischen Lenkung erhöht, da bei Problemen in Komfortfunktionen oder Auslastungsproblemen die Kernfunktionen erhalten bleiben, d. h. nicht jeder Fehler führt zu einer Gesamtabschaltung des Systems. Bei der temporären Deaktivierung von Komfortfunktionen sind verschiedene Ausbildungen denkbar. Beispielsweise können alle Komfortfunktionen zunächst deaktiviert werden und nach Unterschreitung der Grenzauslastung sukzessive wieder zugeschaltet werden. Alternativ können die Komfortfunktionen sukzessive abgeschaltet werden, bis die Grenzauslastung unterschritten wird. Dabei können die Komfortfunktionen priorisiert werden und nach Prioritäten abgeschaltet werden. Die Prioritäten können nach Relevanz und/oder nach Rechenleistung vergeben werden. Bei einem Fehler in einer Komfortfunktion wird hingegen die Komfortfunktion nicht nur temporär abgeschaltet, sondern solange, bis der Fehler behoben ist. Die Fehlerursache kann dabei sehr unterschiedlich sein, beispielsweise ein Fehler des Sensors, dessen Daten für die Komfortfunktion benötigt werden, oder ein Fehler im Programmspeicher, wo der Algorithmus für diese Komfortfunktion abgelegt ist.
- Als Kernfunktionen werden vorzugsweise eine Lenkkraftunterstützungsfunktion und/oder eine Lenkstabilisierungsfunktion eingeteilt. Bei Fehlern in den Kernfunktionen wird dann vorzugsweise die elektromechanische Lenkung insgesamt abgeschaltet, da ohne die Kernfunktionen die verbleibenden Komfortfunktionen nicht sinnvoll umgesetzt werden können.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden eine Spurhalteassistenzfunktion und/oder eine elektronische Stabilitätsregelung als Komfortfunktionen eingeteilt.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bestimmung der Auslastung des Mikroprozessors durch eine Software-Laufzeitmessung. Überschreitet dann die Laufzeit einen vorgegebenen Wert, so werden Komfortfunktionen temporär deaktiviert.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Deaktivierung der Komfortfunktionen aufgezeichnet und/oder signalisiert. Durch die Aufzeichnung insbesondere der temporären Deaktivierungen kann nachträglich analysiert werden, ob beispielsweise der Mikroprozessor von der Rechenleistung her unterdimensioniert ist, da es häufig zu temporären Deaktivierungen gekommen ist. Die Signalisierung der Deaktivierung kann optisch und/oder akustisch oder anderweitig erfolgen. Dabei kann beispielsweise eine Signalisierung der konkret deaktivierten Lenkfunktionen erfolgen oder aber eine pauschale Signalisierung, dass Komfortfunktionen deaktiviert werden. Beispielsweise kann eine Gesamtabschaltung der elektromechanischen Lenkung mit einer roten LED und die Abschaltung nur von Komfortfunktionen mit einer gelben LED signalisiert werden. Selbstverständlich sind auch komplexere Signalisierungen mittels Piktrogrammen und/oder Textangaben möglich.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer elektromechanischen Lenkung.
- Die elektromechanische Lenkung
1 umfasst ein Steuergerät2 , einen Servomotor3 und ein Getriebe4 . Das Steuergerät2 umfasst einen Mikroprozessor5 , einen Programmspeicher6 , einen weiteren Speicher7 und eine Überwachungseinrichtung8 . Das Steuergerät2 ist mit einem Bussystem9 des Kraftfahrzeuges verbunden. Das Bussystem9 ist beispielsweise ein CAN-Bus oder ein Flex-Ray-Bus. Über das Bussystem9 werden Daten von verschiedenen Sensoren an das Steuergerät2 übertragen, die dieses zur Durchführung von Lenkfunktionen benötigt. Die Algorithmen zur Berechnung von benötigten Zusatzlenkmomenten sind in dem Programmspeicher6 abgelegt, der vorzugsweise als ROM, beispielsweise als EEPROM, ausgebildet ist. - Die berechneten Zusatzlenkmomente werden dann in elektrische Steuersignale für den Servomotor
3 umgesetzt, der dann die Zusatzlenkmomente τZ erzeugt. Über das Getriebe4 werden dann das Lenkhandmoment τH und das Zusatzlenkmoment τZ addiert und als Gesamtlenkmoment τG ausgegeben. Über die Überwachungseinrichtung8 wird der Mikroprozessor5 überwacht. Diese Überwachung schließt vorzugsweise eine Auswertung der empfangenen bzw. nicht empfangenen Busbotschaften mit ein. Die Lenkfunktionen im Programmspeicher6 sind in Kernfunktionen und Komfortfunktionen unterteilt. Erfasst nun die Überwachungseinrichtung8 , dass Sensorsignale für eine oder mehrere Komfortfunktionen nicht mehr oder nur fehlerhaft über das Bussystem9 übertragen werden, so werden diese betroffenen Komfortfunktionen deaktiviert. Gleiches gilt, wenn beispielsweise Teile des Programmspeichers6 defekt sind, wo die Programmstelle bzw. Algorithmen der Komfortfunktionen abgelegt sind. Die Kernfunktion und die verbleibenden Komfortfunktionen werden hingegen weiter durchgeführt. Zusätzlich erfolgt eine Software-Laufzeitmessung über die Überwachungseinrichtung8 . So kann sich beispielsweise die Softwarelaufzeit durch eine erhöhte Interrupt Last auf dem Bussystem9 erhöhen (z. B. Bubbling Idiot). In diesen Fällen werden bestimmte oder alle Komfortfunktionen temporär deaktiviert, bis die Auslastung des Mikroprozessors5 wieder unter einem definierten Grenzwert liegt. Diese temporären Deaktivierungen werden dann im Speicher7 abgespeichert und stehen für spätere Diagnosezwecke zur Verfügung.
Claims (10)
- Elektromechanische Lenkung, umfassend mindestens ein Steuergerät (
2 ) und mindestens einen Servomotor (3 ), wobei in dem Steuergerät (2 ) Algorithmen zur Umsetzung von mindestens zwei Lenkfunktionen abgelegt sind, die Signale von Sensoren in Ansteuersignale für den Servomotor (3 ) mittels eines Mikroprozessors (5 ) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkfunktionen in mindestens eine Kernfunktion und mindestens eine Komfortfunktion unterteilt werden, wobei dem Steuergerät (2 ) eine Überwachungseinrichtung (8 ) zugeordnet ist und/oder eine Überwachungseinrichtung (8 ) eine Auslastung des Mikroprozessors (5 ) und/oder die Funktionsfähigkeit der Lenkfunktionen überwacht wird, wobei bei einer Auslastung des Mikroprozessors (5 ) über einer Grenzauslastung Komfortfunktionen temporär deaktiviert werden und/oder bei Fehlern in Komfortfunktionen diese fehlerhaften Komfortfunktionen deaktiviert werden. - Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lenkkraftunterstützungsfunktion und/oder eine Lenkstabilisierungsfunktion als Kernfunktionen eingeteilt sind.
- Elektromechanische Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spurhalteassistenzfunktion und/oder eine elektronische Stabilitätsregelung als Komfortfunktionen eingeteilt sind.
- Elektromechanische Lenkung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Auslastung des Mikroprozessors (
5 ) durch eine Software-Laufzeitmessung erfolgt. - Elektromechanische Lenkung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung der Komfortfunktionen aufgezeichnet und/oder signalisiert wird.
- Verfahren zum Betreiben einer elektromechanischen Lenkung, mittels mindestens eines Steuergerätes (
2 ) und mindestens eines Servomotors (3 ), wobei in dem Steuergerät (2 ) Algorithmen zur Umsetzung von mindestens zwei Lenkfunktionen abgelegt sind, die Signale von Sensoren in Ansteuersignale für den Servomotor (3 ) mittels eines Mikroprozessors (5 ) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkfunktionen in mindestens eine Kernfunktion und mindestens eine Komfortfunktion unterteilt werden, wobei dem Steuergerät (2 ) eine Überwachungseinrichtung (8 ) zugeordnet ist und/oder eine Überwachungseinrichtung (8 ) in dem Steuergerät (2 ) integriert ist, wobei mittels der Überwachungseinrichtung (8 ) eine Auslastung des Mikroprozessors (5 ) und/oder die Funktionsfähigkeit der Lenkfunktionen überwacht wird, wobei bei einer Auslastung des Mikroprozessors (5 ) über einer Grenzbelastung Komfortfunktionen temporär deaktiviert werden und/oder bei Fehlern in Komfortfunktionen diese fehlerhaften Komfortfunktionen deaktiviert werden. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lenkkraftunterstützungsfunktion und/oder eine Lenkstabilisierungsfunktion als Kernfunktionen eingeteilt werden.
- Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spurhalteassistenzfunktion und/oder eine elektronische Stabilitätsregelung als Komfortfunktionen eingeteilt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Auslastung des Mikroprozessors (
5 ) durch eine Software-Laufzeitmessung erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung der Komfortfunktionen aufgezeichnet und/oder signalisiert wird.
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