DE102008036039B4 - Method for monitoring and controlling a position controller - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Überwachung und Ansteuerung eines Positions-Stellers insbesondere in einem gesteuerten oder geregelten Fahrdynamik-System eines Kraftfahrzeugs, wobei das zeitliche Istverhalten des Positionsstellers mit einem anhand eines Modells gebildeten zeitlichen Sollverhalten, dem eine obere und eine untere Verhaltensmodell-Grenze zugeordnet ist, verglichen wird, und wobei dann, wenn das Istverhalten des Positions-Stellers den durch die beiden Verhaltensmodell-Grenzen gebildeten Sollverhaltensbereich verlässt, der Positions-Steller unter zusätzlicher Berücksichtigung dieser Abweichung zwischen dem Istverhalten und dem Sollverhalten oder der Grenze des Sollverhaltensbereichs angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Angleichen des Istverhaltens an das Sollverhalten gewählte Verstellgeschwindigkeit des Positions-Stellers gegenüber der maximal möglichen Steller-Dynamik reduziert wird und dabei von der Größe der Abweichung und/oder von der seit dem Verlassen des Sollverhaltensbereichs vergangenen Zeit abhängig ist, derart, dass bei einer kleineren betragsmäßigen und/oder zeitlichen Abweichung eine höhere Dynamik gewählt wird als bei einer größeren betragsmäßigen und/oder zeitlichen Abweichung.Method for monitoring and controlling a position controller, in particular in a controlled or regulated vehicle dynamics system of a motor vehicle, wherein the temporal actual behavior of the position controller is compared with a model based on a desired time behavior, which is associated with an upper and a lower behavioral model boundary , and wherein, when the actual behavior of the position adjuster leaves the setpoint behavior range formed by the two behavioral model boundaries, the position adjuster is controlled with additional consideration of this deviation between the actual behavior and the desired behavior or the limit of the desired behavior range, characterized in that the adjustment speed of the position controller selected to match the actual behavior with respect to the desired behavior is reduced compared with the maximum possible actuator dynamics, and the size of the deviation and / or the difference since the time of departure from the sun In the case of a smaller magnitude and / or time deviation, a higher dynamic range is selected than with a larger magnitude and / or time deviation.
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Ansteuerung
eines Positions-Stellers insbesondere in einem gesteuerten oder
geregelten Fahrdynamik-System eines Kraftfahrzeugs, wobei das zeitliche
Istverhalten des Positions-Stellers mit einem anhand eines Modells
gebildeten zeitlichen Sollverhalten, dem eine obere und eine untere
Verhaltensmodell-Grenze zugeordnet ist, verglichen wird, und wobei
dann, wenn das Istverhalten des Positions-Stellers den durch die
beiden Verhaltensmodell-Grenzen gebildeten Sollverhaltensbereich
verlässt,
der Positions-Steller unter zusätzlicher
Berücksichtigung
dieser Abweichung zwischen dem Istverhalten und dem Sollverhalten
oder der Grenze des Sollverhaltensbereichs angesteuert wird. Zum
Stand der Technik wird neben der
Die
Ein Nachteil einer solchen Steller-Überwachung mit direkter, harter Abschaltung des Positions-Stellers bei Auftreten einer signifikanten Ist-Soll-Abweichung ist darin zu sehen, dass eine solche harte Abschaltung zu für den Nutzer des den Positions-Steller enthaltenden Systems unerwarteten Situationen führen kann. Im genannten Anwendungsfall eines solchen Positions-Stellers als Lenkwinkel-Steller in einem Hinterachs-Lenksystem eines Kraftfahrzeuges hat eine schlagartige Abschaltung des Lenkwinkel-Stellers im Falle eines an den Hinterrädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkels den Beibehalt dieses Lenkwinkels und somit eine Spurabwei chung von der Geradeaus-Stellung der Hinterräder zur Folge, was unerwünscht ist, da als Folge hiervon der Fahrer des Kraftfahrzeugs diese Spurabweichung andauernd mit seinem Lenkrad und dem davon angesteuerten Vorderachs-Lenksystem des Fahrzeugs ausgleichen muss, und zwar so lange, bis das Fahrzeug nach einem Abstellen desselben erneut in Betrieb genommen wird. Nachteiligerweise begrenzt eine harte und bis zu einem System-Neustart bleibende Abschaltung des Positions-Stellers dessen Verfügbarkeit in hohem Maße, so dass eine andernfalls in vielen mögliche sog. „Selbstheilung”, im Rahmen derer sich das Istverhalten des Positions-Stellers quasi selbsttätig oder zufällig wieder an dessen Sollverhalten annähert, ausgeschlossen ist.One Disadvantage of such a controller monitoring with direct, hard shutdown of the position controller when it occurs a significant actual-target deviation can be seen in the fact that such a hard shutdown too for the user of the positioner-containing system containing unexpected situations to lead can. In the mentioned application of such a position adjuster as a steering angle adjuster in a rear axle steering system of a motor vehicle has a sudden shutdown of the steering angle adjuster in the case of one on the rear wheels of the Vehicle set steering angle maintaining this steering angle and thus a Spurabwei monitoring of the straight-ahead position of the rear wheels to Consequence, which is undesirable is because, as a result, the driver of the motor vehicle this lane deviation constantly with his steering wheel and the driven it front-axle steering system of the vehicle, and that until the vehicle after a shutdown of the same is put into operation again. Disadvantageously limits hard and system reboot Permanent deactivation of the position controller whose availability to a great extent, so that otherwise in many possible so-called "self-healing", in the frame derer the actual behavior of the position adjuster quasi-automatic or fortuitously again approximates to its nominal behavior, is excluded.
Aber auch die alternative grundsätzlich bekannte Möglichkeit, im Falle eines Fehlverhaltens des Positions-Stellers, d. h. bei einer signifikanten Abweichung zwischen dem Istverhalten und dem Sollverhalten desselben keinen besonderen Eingriff vorzusehen, sondern den Steller der jeweiligen Soll-Anforderung möglichst schnell nacheilen zu lassen, oder alternativ das Verhalten des Positions-Stellers überhaupt nicht zu überwachen, ist ungünstig, da sich hieraus tatsächlich sicherheitskritische Situationen – und zwar nicht nur aufgrund eines „Überraschungseffektes” für den Nutzer des Systems – ergeben können.But also the alternative principle known possibility in case of a malfunction of the position adjuster, d. H. at a significant deviation between the actual behavior and the nominal behavior the same to provide no special intervention, but the controller the respective target requirement preferably to lane quickly, or alternatively the behavior of the position controller at all not to monitor is unfavorable because this actually safety-critical situations - and not only because of a "surprise effect" for the user of the system - result can.
Weiteren
bekannten Stand der Technik beschreibt die
Eine Abhilfemaßnahme für die weiter oben geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs dadurch gekennzeichnet, dass die zum Angleichen des Istverhaltens an das Sollverhalten gewählte Verstellgeschwindigkeit des Positions-Stellers gegenüber der maximal möglichen Steller-Dynamik reduziert wird und dabei von der Größe der Abweichung und/oder von der seit dem Verlassen des Sollverhaltensbereichs vergangenen Zeit abhängig ist, derart, dass bei einer kleineren betragsmäßigen und/oder zeitlichen Abweichung eine höhere Dynamik gewählt wird als bei einer größeren betragsmäßigen und/oder zeitlichen Abweichung.A Countermeasure for the To point out the problem described above is the task of present invention. The solution this task is for a method according to the preamble of the single claim characterized in that the for matching the actual behavior selected to the desired behavior Adjustment speed of the position controller with respect to maximum possible actuator dynamics reduced is determined by the size of the deviation and / or from the time since leaving the target behavior range dependent is such that at a smaller magnitude and / or time deviation a higher one Dynamics chosen is considered a larger amount and / or temporal deviation.
Grundsätzlich bekannt ist es, aus einem Verhaltensmodell und einem Offset hierzu oder aus oder mehreren unterschiedlichen Modellen eine obere und eine untere hier sog. Verhaltensmodellgrenze (über dem zeitlichen Verlauf) zu bilden, innerhalb derer sich der Positions-Steller (über der Zeit betrachtet) bewegen sollte, d. h. zwischen denen das Steller-Istverhalten liegt. Der Bereich zwischen diesen beiden Verhaltensmodellgrenzen stellt den sog. Sollverhaltensbereich dar, innerhalb dessen das Steller-Verhalten als „in Ordnung” eingestuft wird.Basically known is it from a behavioral model and an offset to this or from one or more different models one upper and one lower here called behavioral model limit (over the time course) within which the position adjuster (above the Time considered), d. H. between those the actual Steller behavior lies. The area between these two behavioral model boundaries represents the so-called nominal behavior range within which the Steller behavior as "in Classified " becomes.
Verlässt jedoch
der im Rahmen der Überwachung
festgestellte Istwert des Positions-Stellers diesen zulässigen Sollverhaltensbereich,
so wird erfindungsgemäß zu jedem
Zeitpunkt unter Berücksichtigung
der Differenz zwischen dem jeweiligen Ist-Positionswert (= Istverhalten)
und dem jeweiligen Soll-Positionswert (= Sollverhalten) oder der
Differenz zwischen dem jeweiligen Ist-Positionswert und dem zu diesem
Zeitpunkt nächstliegenden
Grenzwert des Sollverhaltensbereichs gezielt Einfluss auf die maximale
Verstellgeschwindigkeit des Positions-Stellers genommen. Alternativ
oder zusätzlich
kann diese besagte Einflussnahme auch in Abhängigkeit von der Zeitdauer,
welche seit dem Verlassen des Sollverhaltensbereichs vergangen ist,
vorgenommen werden. Stets wird dabei die Dynamik des Stellers, d.
h. die Verstellgeschwindigkeit des Positions-Stellers, gegenüber seiner
maximal möglichen
Verstellgeschwindigkeit beschränkt
bzw. herabgesetzt (= reduziert), d. h. es soll dann der Positions-Steller
mit reduzierter Dynamik betrieben werden. In diesem Zusammenhang
sei darauf hingewiesen, dass sog. Stellratenbegrenzer, welche die
Dynamik eines Stellers begrenzen, auch an einem Fahrzeug-Lenksystem
bereits grundsätzlich
bekannt sind, wozu beispielshalber auf die eingangs erstgenannte
Schrift (
Zur
Vervollständigung
der obigen Erläuterung
ist in der beigefügten
Erfindungsgemäß wird der
Positions-Steller von einer elektronischen Steuereinheit daraufhin
solchermaßen
angesteuert, dass dessen Istverhalten I mit dem Sollverhaltens-Verlauf
S in Übereinstimmung
kommt, was wie dargestellt zum Zeitpunkt t2 erfolgt.
Hierfür
wird jedoch der Positions-Steller nicht mit seiner maximal möglichen
Verstellgeschwindigkeit verfahren, sondern mit einer demgegenüber reduzierten
Verstellgeschwindigkeit bzw. Dynamik bewegt. Diese ergibt sich aus
einer in der besagten elektronischen Steuereinheit abgelegten Zuordnungsvorschrift
in Abhängigkeit
von der von der Größe der festgestellten
Ist-Soll-Abweichung und/oder von der seit dem Verlassen des Sollverhaltensbereichs
(zum Zeitpunkt t1) verstrichenen Zeit solchermaßen, dass
bei einer kleineren betragsmäßigen und/oder
zeitlichen Abweichung eine höhere
Dynamik gewählt
wird als bei einer größeren betragsmäßigen und/oder
zeitlichen Abweichung. Ein solcher beispielhafter Zusammenhang ist
im Diagramm der
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wie weiter oben erläutert wurde eine erhöhte Verfügbarkeit des Systems erreicht, da keine harte und bis zu einem neuerlichen Systemstart verbleibende Abschaltung vorgenommen wird. Durch den Verzicht auf eine harte Systemabschaltung ergibt sich zudem ein längeres Zeitfenster, in welchem der System-Nutzer über das festgestellte Fehlverhalten des Positions-Stellers informiert werden kann, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt des Patentanspruchs zu verlassen.With the method according to the invention will be explained as above was an increased Availability of the system, since no hard and to a renewed System start remaining shutdown is made. By the Waiving a hard system shutdown is also a longer Time window in which the system user about the detected misconduct the position adjuster can be informed, while still on it It should be noted that quite a variety of details deviate from above explanations can be designed without departing from the content of the claim.
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