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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine solche Hilfskraftlenkung sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Hilfskraft- bzw. Servolenkungen (z.B. EPS: Electric Power Steering) werden eingesetzt, wenn eine Reduzierung der Kraft, die zur Betätigung des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs beim Lenken im Stand, beim Rangieren oder bei Fahrt erforderlich ist, erreicht werden soll. Bei elektrischen bzw. elektromechanischen Hilfskraftlenkungen wird funktional abhängig von verschiedenen Komponenten ein Soll-Motormoment für den EPS-Motor berechnet und durch eine Motorstromregelung eingestellt.
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Dabei ist es bekannt, Hilfskraftlenkungen mit Steuergeräten, die über einen Rechner verfügen, mit einem intelligenten Sicherheitsrechner, der auch als Watchdog bezeichnet wird, zu verwenden. Zur Plausibilisierung des Rechners wird bspw. das 3 Ebenen Konzept eingesetzt.
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Darüber hinaus gibt es Rechnerkonzepte mit redundanten Mikroprozessor- bzw. Rechnerarchitekturen. Ziel aller Konzepte ist es, Rechenfehler sicher zu erkennen. Das Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung kann in allen Konzepten eingesetzt werden und unterscheidet sich lediglich in der Überprüfung, ob der Rechner die Sicherheitsmaßnahme korrekt ausgeführt hat. Das Ausführungsbeispiel wird anhand des 3 Ebenen Konzepts erklärt.
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Zur Begrenzung möglicher Fehlerauswirkungen in EPS-Systemen sind Zusatzmaßnahmen, die in weiteren Sicherheitsmaßnahmen genannt werden, erforderlich. Dazu können durch die Beobachtung der Kombinationen von Hand- und Motormoment sicherheitsrelevante Betriebspunkte verhindert werden, indem eine Begrenzung auf zulässige Kombinationen im Funktionspfad erfolgt.
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Aus der gattungsbildenden Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung und eine Hilfskraftlenkung, die zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist, bekannt. Bei dem beschriebenen Verfahren wird mit einer elektronischen Recheneinheit ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt. Dabei wird eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments im Rahmen eines 3 Ebenen Konzepts durchgeführt. Es wird eine Integration eines Anteils außerhalb einer Motormoment-Grenzkurve und eine Dekrementierung eines Integrators mit Anteil innerhalb der Motormoment-Grenzkurve erläutert. Das Soll-Motormoment wird in Ebene 1 bei einer ersten Integrationsschwelle begrenzt. In Ebene 2 erfolgt eine Überwachung der Begrenzung. Dabei wird eine eigensichere Motormoment-Grenzkurve in Abhängigkeit eines Ist-Moments herangezogen.
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Ferner ist aus der
DE 10 2009 048 092 A1 eine Sicherheitseinrichtung für elektrische Servolenkungen bekannt, wobei überprüft wird, wie häufig ein Grenzwert erreicht wird, jedoch eine Überprüfung einer Dauer des Überschreitens nicht erfolgt.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2007 011 509 A1 ein Verfahren, bei welchem bei einem Lenksystem ein Fehler in Abhängigkeit von der Zeitdauer, während derer ein Momentgrenzwert überschritten wird, bewertet und davon abhängig eine entsprechende Informationen an einen Fahrer weitergeleitet wird.
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Zudem offenbart die
DE 10 2004 022 450 A1 ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Servolenkung, bei welchem im Falle einer Fehlfunktion eines Momentsensors das Motormoment über eine Übergangsfunktion reduziert wird.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, bekannte Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung fortzuentwickeln, so dass diese umfassender eingesetzt werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Hilfskraftlenkung nach Anspruch 12, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 13 und ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Es wurde erkannt, dass beim Betrieb des vorstehend dargestellten Verfahrens zwei Zustände hervorzuheben sind, welche nachfolgend erläutert werden. Diese beiden Zustände sind:
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Parkierbetrieb
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Die Leistungsauslegung einer EPS erfolgt im wesentlichen aus den Anforderungen an den Parkierbetrieb des Kraftfahrzeugs. Hierfür ist die volle Leistung der EPS erforderlich.
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Eine Begrenzung der EPS-Motormomente auf die Applikationswerte des Fahrbetriebs, wie sie in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschrieben ist, ist daher ggf. nicht möglich.
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Die in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschriebene Sicherheitsmaßnahme ist im Parkiervorgang aus Sicht der funktionalen Sicherheit nicht zwingend erforderlich, da das Gefahrenpotential gering ist, einerseits aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit und andererseits aufgrund der Möglichkeit zur Gefahrenabwehr durch Betätigung der Fahrzeugbremse.
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Aus Qualitäts- und Komfortsicht ist es jedoch angeraten, auch hierfür eine Schutzfunktion vorzusehen.
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Grundsätzlich kann das hierin vorgestellte Verfahren, bei dem ein Parkierbetrieb erkannt wird, auch unabhängig von einem Plausibilisierungsverfahren, wie dies bspw. in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschrieben ist, durchgeführt werden.
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Verhalten der Sicherheitsfunktion im Fehlerfall
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Bei länger andauernden Fehlern, bspw. bei einem permanenten Hardware-Fehler im Mikroprozessor, können ohne Sicherheitsmaßnahmen Motormomente angefordert werden, die für den Fahrer unter Umständen nicht beherrschbar sind.
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Durch zusätzliche Maßnahmen, wie sie in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschrieben sind, können die Motormomente auf beherrschbare, eigensichere Werte begrenzt werden.
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Die resultierende Lenkunterstützung kann jedoch länger andauernd unstetig und unsymmetrisch sein und damit den Fahrer irritieren.
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Aus Qualitäts- und Komfortsicht ist es deshalb empfehlenswert, dem Fahrer in diesen Fällen eine zusätzliche funktionale Unterstützungsmaßnahme zu bieten.
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Insbesondere unter Berücksichtigung des zweiten Zustands wird ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung vorgestellt, bei dem mit einer elektronischen Recheneinheit ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt wird, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments in Abhängigkeit eines Handmoments und eines Motormoments durchgeführt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Strategie zur Behandlung von insbesondere permanenten oder zeitlich länger andauernden Fehlern festgelegt wird, wobei in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer der Fehler das zulässige Motormoment mit Hilfe einer Funktion über der Zeit reduziert wird. Weiterhin können in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer der Reduzierung des Motormoments Systemreaktionen zugeordnet werden, um einen Kompromiss zwischen funktionaler Robustheit und Sicherheit darzustellen.
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Somit können dem Fahrer bei länger andauernden Fehlerfällen zusätzliche Unterstützungsmaßnahmen zur Verbesserung des Fehlerverhaltens bereitgestellt werden.
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Die Plausibilisierung kann bspw. im Rahmen eines 3 Ebenen Konzepts durchgeführt werden, wobei eine Integration eines Anteils außerhalb eines zulässigen Motormomentbereichs, welcher durch eine obere und untere Motormoment-Grenzkurve festgelegt wird, und eine Dekrementierung eines Integrators mit Anteil innerhalb eines zulässigen Motormomentbereichs, welcher durch eine obere und untere Motormoment-Grenzkurve festgelegt wird, durchgeführt wird. Weiterhin kann das Soll-Motormoment in Ebene 1 bei einer ersten Integrationsschwelle begrenzt werden und in Ebene 2 eine Überwachung der Begrenzung erfolgen, wobei eine eigensichere Motormoment-Grenzkurve in Abhängigkeit eines Ist-Moments herangezogen wird.
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Weiterhin muss die Überwachung der Begrenzung aus Ebene 1 durch eine Ebene 2 nicht durchgeführt werden, da diese ggf. nicht erforderlich ist, wenn Fehler im Mikroprozessor durch eine entsprechende Steuergeräte-Hardware sicher erkannt werden und somit die korrekte Ausführung des Algorithmus aus Ebene 1 gewährleistet ist.
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Für den Fall. dass das Motormoment in Folge der Plausibilisierung für eine einstellbare Zeitdauer begrenzt wurde, kann das Motormoment über eine applizierbare Rampenfunktion auf einen einstellbaren Wert von bspw. 0 Nm überführt werden.
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Dabei kann über die Applikation der Rampenfunktion zwischen kurzzeitigen und länger andauernden Begrenzungen unterschieden werden, indem das Motormoment über eine einstellbare, zeitlich abhängige Funktion ausgeblendet wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach einer einstellbaren Zeitdauer ein Fehlereintrag erfolgt. Zur Fehlerbehandlung können Systemreaktionen zugeordnet werden. Systemreaktionen können sein: Betätigen einer Fehlerlampe, degradierter EPS-Notauf, sicherer Zustand usw.
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In Ausgestaltung kann die Begrenzung des Motormoments zur Maximierung der Verfügbarkeit wieder eingeblendet werden, wenn sich das angeforderte Motormoment wieder innerhalb der zulässigen Motormoment-Grenzkurve befindet und sich somit das System wieder normal verhält.
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Weiterhin kann durch geeignete Formung der zeitlich abhängigen Funktion ein Kompromiss zwischen Robustheit und Sicherheit eingestellt werden.
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Es kann weiterhin ein Parkierbetrieb erkannt werden und in diesem die Plausibilisierung ausgeblendet werden.
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Es wird außerdem eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs vorgestellt, die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens der vorstehend beschrieben Art geeignet ist. Diese weist einen Elektromotor zur Einleitung eines vorgegebenen Zusatzmoments zur Erzielung einer freien Lenkmomentbeeinflussung, eine Einrichtung zur Erfassung eines aktuellen Handmoments und eine Einrichtung zur Erfassung von elektrischen Größen des Elektromotors auf. Weiterhin ist ein elektronisches Steuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors vorgesehen, das geeignet ist, ein Sollmotormoment zu berechnen, so dass sich ein gewünschtes Betätigungsmoment an einer Lenkhandhabe einstellt, wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, anhand des Handmoments und des Motormoments eine Plausibilisierung durchzuführen. Das Steuergerät ist außerdem dazu ausgelegt, eine Strategie zur Behandlung von Fehlern festzulegen, wobei in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer der Fehler das zulässige Motormoment mit Hilfe einer Funktion über der Zeit reduziert wird.
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Das vorgestellte Verfahren bietet, zumindest in einigen der Ausgestaltungen, eine Reihe von Vorteilen. So wird das Qualitätsniveau für den Endkunden erhöht. Weiterhin wird der Fahrer im ungünstigsten bzw. worst case EPS-Fehlerfall auch im Parkierbetrieb bzw. im Übergang zwischen Fahrbetrieb und Parkierbetrieb geschützt. Dadurch können größere Momentensprünge am Lenkrad vermieden werden. Außerdem erfährt der Fahrer bei länger andauernden Fehlern in der EPS-Lenkung ein deterministisches Verhalten.
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Das Verfahren eignet sich insbesondere für den Einsatz in EPS-Systemen mit Mitteln zur Erfassung des aktuellen Handmoments, Mitteln zur Erfassung von elektrischen Größen des Elektromotors und Mitteln zur Erfassung der Rotorposition bzw. der Rotorgeschwindigkeit des Elektromotors.
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Das eingesetzte Regelsystem, das zur Regelung des Lenkgefühls geeignet ist, erfasst das Ist-Moment (Betätigungsmoment) und berechnet mit diesem Signal und ggf. weiteren Signalen, wie z.B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, das erforderliche Motor-Sollmoment, um das gewünschte Betätigungsmoment am Lenkrad einzustellen.
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Das berechnete Motor-Sollmoment kann durch eine Stromregelung eingestellt werden, welche die Regelabweichung zwischen Soll- und Ist-Motormoment reduziert.
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Um die volle Leistung der EPS im Parkierbetrieb nutzen zu können, muss die Sicherheitsmaßnahme des Fahrbetriebs für den Parkierbetrieb ausgeblendet werden Dazu muss zunächst der Parkierbetrieb, d.h. ein Geschwindigkeitsbereich, dessen Beträge kleiner sind als ein einstellbarer Wert (z.B. 12 km/h), sicher erkannt werden. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten, von denen nachfolgend zwei erörtert werden:
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Als erste Möglichkeit kann eine Parkierinformation bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit mit entsprechender ASIL-Integrität, was u.a. auch die Absicherung der Kommunikationsstrecke von Sender zu Empfangsmikroprozessor erfordert, von einem externen Steuergerät, z.B. vom ESP-Steuergerät, empfangen werden.
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Als zweite Möglichkeit kann eine EPS interne Absicherung des Geschwindigkeitssignals, bspw. durch Berechnung einer abgesicherten Fahrzeuggeschwindigkeit durch Maximalwertfindung aus allen Radgeschwindigkeiten (Radimpulsen, Raddrehzahlen oder Radgeschwindigkeiten) und der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt werden.
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Im Zweifelsfall muss immer vom Fahrbetrieb, nämlich der höchsten Geschwindigkeit aller Signale, ausgegangen werden, um einen sicheren Zustand zu erhalten.
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Belässt man die EPS im Parkierbetrieb mit der ausgeblendeten Sicherheitsfunktion, ist es bei einem worst case Fehlerfall vorstellbar, dass die EPS unerwünschte Motormomente stellt. Dabei können größere Momentensprünge am Lenkrad auftreten.
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Es ist zudem vorstellbar, dass während des Fahrbetriebs ein länger andauernder bzw. permanenter, kritischer EPS-Fehler auftritt, dessen Auswirkungen durch die in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschriebene Sicherheitsmaßnahme beherrschbar begrenzt werden. Die normale Reaktion bei einem unplausiblen Verhalten des Fahrzeugs bzw. der Lenkung ist das Bremsen und Anhalten am Straßenrand. Sobald der Parkierbetrieb erreicht wird, würde das zuvor beherrschbar begrenzte Motormoment in voller Ausprägung freigegeben werden, da der Fehler in diesem Beispiel weiterhin anliegt. Dadurch können bei Unterschreitung der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle am Lenkrad für den Fahrer unerwartet größere Momentensprünge auftreten.
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Deswegen wurde eine zusätzliche Strategie zur Absicherung des Parkierbetriebs entwickelt.
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Das vorgestellte Computerprogramm umfasst Programmcodemittel, um alle Schritte eines Verfahrens, wie dies voranstehend beschrieben ist, durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.
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Das Computerprogrammprodukt umfasst diese Programmcodemittel, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.
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Dieses Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger, wie beispielsweise einer Diskette, CD, DVD, Festplatte, einen USB-Memory-Stick oder ähnlichem, oder einem Internetserver als Computerprogramm gespeichert sein. Von dort kann das Computerprogramm in ein Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung.
- 2 zeigt in einem Graphen den Verlauf der Motormoment-Grenzkurve zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 3 zeigt eine Kennlinie L1
- 4 zeigt eine Kennlinie L2.
- 5 zeigt eine Kennlinie L3a.
- 6 zeigt eine Kennlinie L3b.
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In 1 ist eine Ausführungsform der Hilfskraftlenkung, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt. Die Darstellung zeigt eine Lenkhandhabe 12, eine Vorderachse 14 mit zwei angelenkten Rädern 16, einen Elektromotor 18 und ein Steuergerät 20.
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In 2 ist in einem Graphen ein Verlauf 30 der Motormoment-Grenzkurve für den Fahrbetrieb dargestellt. Dabei ist an einer Abszisse 32 das Ist-Handmoment und an einer Ordinate 34 das Motormoment aufgetragen. Diese Motormoment-Grenzkurve 30 ist punktsymmetrisch zum Koordinatenursprung aufgebaut.
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Die Darstellung zeigt eine obere Motormoment-Grenzkurve 30a und eine untere Motormoment-Grenzkurve 30b. Da die Motormoment-Grenzkurven 30a und 30b fahrzeugabhängig sind, sollte die Applikation durch Fahrversuche ermittelt werden. Ziel ist, dass alle Betriebszustände innerhalb der beiden Kurven 30a und 30b eigensicher sind, d.h. für den Normalfahrer beherrschbar bleiben. Da man sowohl rechts als auch links lenken kann, ist die Motormoment-Grenzkurve 30 punktsymmetrisch zum Koordinatensystem zu sehen.
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Erreicht das Motormoment den schraffierten Bereich, wird der Anteil im schraffierten Bereich, nämlich oberhalb der oberen Grenzkurve 30a und unterhalb der unteren Grenzkurve 30b, aufintegriert. Erreicht der Wert des Integrators einen einstellbaren Betrag A, so wird in Ebene 1 das Motormoment auf die Grenzkurve 30 begrenzt.
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Durch das Sicherheitskonzept des Rechners muss sichergestellt werden, dass die Begrenzung korrekt erfolgt. Wenn im Ausführungsbeispiel eines Single-Controllers-Konzepts mit 3-Ebenen-Sicherheitskonzept aufgrund eines Rechnerfehlers die Begrenzung in Ebene 1 nicht korrekt erfolgen sollte, so erkennt dies der diversitäre Algorithmus in Ebene 2 bei einem Betrag B und kann das System abschalten. Es gilt |B| > |A|.
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Bei der Verwendung eines alternativen Sicherheitskonzepts, welches Fehler im Mikroprozessor durch eine entsprechende Steuergeräte-Hardware, bspw. unter Verwendung von Hardware-Redundanzen, sicher detektieren kann, ist die Überwachung der Begrenzung aus Ebene 1 durch eine Ebene 2 im Rahmen des 3-Ebenen-Sicherheitskonzepts nicht zwingend erforderlich, weil die korrekte Ausführung des Algorithmus aus Ebene 1 gewährleistet ist.
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Allerdings kann die Verwendung des 3-Ebenenkonzepts selbst in diesem Fall sinnvoll sein, denn auf Grund der Überwachung durch einen diversitär ausgeführten Algorithmus der Ebene 2 können auch SW-Fehler beherrscht werden.
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Der nicht schraffierte Bereich wird somit als innerhalb der Motormoment-Grenzkurve 30 bezeichnet, was zulässige, eigensichere Betriebspunkte der Kombination aus Motormoment und Handmoment darstellt.
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Wie zuvor ausgeführt wurde, sollte eine zusätzliche Strategie zur Absicherung des Parkierbetriebes entwickelt werden. Hierzu werden die Begrenzungskennlinien des Fahrbetriebs mit zusätzlichen Bedingungen für den Parkierbetrieb nach folgendem Verfahren verknüpft.
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3 zeigt in einem Graphen den Verlauf einer Kennlinie L1. Hierzu ist an einer Abszisse 100 der Betrag einer sicheren Fahrzeuggeschwindigkeit, z.B. in km/h, und an einer Ordinate 102 ein Motormoment in Nm aufgetragen. Die Kennlinie L1 gibt das zulässige Motormoment in Abhängigkeit der abgesicherten Fahrzeuggeschwindigkeit vor. Dabei wird berücksichtigt, dass das maximale Motormoment, das an der Ordinate 102 mit Bezugsziffer 104 angezeigt ist, nur im Stand benötigt wird. Sobald das Fahrzeug rollt, ist ein deutlich geringeres Motormoment ausreichend. Weiterhin ist an der Abszisse 100, durch die Kennlinie L1 verdeutlicht, ein Parkierbereich 106 und ein Fahrbereich 108 zu erkennen.
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In 4 ist eine Kennlinie L2 wiedergegeben. Dabei ist an einer Abszisse 120 der Betrag des Lenkwinkels in Grad und an einer Ordinate 122 das Motormoment in Nm aufgetragen. Die Kennlinie L2 gibt das zulässige Motormoment in Abhängigkeit des Lenkradwinkels vor, der z.B. auf Basis der internen Winkelsensorik bzw. Rotorlagensensorik bestimmt werden kann. Dabei wird berücksichtigt, dass das maximale Motormoment nur in der Nähe des Lenkradanschlags berücksichtigt wird. In der Nähe der Geradeausstellung der Räder sind deutlich geringere Motormomente ausreichend.
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Aus der Kennlinie L1 und L2 wird im aktuellen Betriebspunkt das Minimum berechnet.
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Damit wird ein zu hohes zulässiges Motormoment zum einen über die Geschwindigkeit und zum anderen über den Lenkradwinkel verhindert, da bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten bei Normalfahrt nur noch sehr kleine Lenkwinkel auftreten.
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In 5 ist eine Kennlinie L3a gezeigt. Dabei ist an einer Abszisse 140 ein Handmoment in Nm, welches z.B. durch den abgesicherten, internen Drehmomentsensor gemessen wird, und an einer Ordinate 142 ein Motormoment in Nm aufgetragen.
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In 6 ist eine Kennlinie L3b gezeigt, welche punktsymmetrisch zu 5 zum Koordinatenursprung aufgebaut ist. An einer Abszisse 160 ist ein Handmoment in Nm, welches z.B. durch den abgesicherten, internen Drehmomentsensor gemessen wird, und an einer Ordinate 162 ein Motormoment in Nm aufgetragen.
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Die Kennlinien L3a und L3b geben das zulässige Motormoment (schraffierter Bereich) in Abhängigkeit des gemessenen Handmoments vor. Es werden dabei die Vorzeichen berücksichtigt, indem z.B. Motormomente im zweiten und vierten Quadranten ausgeschlossen werden. Durch einen geschlossenen Regelkreis ist damit ein unerwünschtes Auslenken durch einen schwerwiegenden Fehler der EPS ausgeschlossen, da der Fahrer automatisch gegenhält, wenn er bei seinem Lenkwunsch „überholt“ wird. Ein plötzliches dynamisches Beschleunigen des Lenkrads ist damit nicht möglich, wenn der Fahrer die Hände am Lenkrad hat. In diesem Fall wird das EPS-Motormoment auf einen einstellbaren Wert von bspw. 0 Nm begrenzt.
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Es gilt für den Parkierbetrieb:
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Obere Grenze:
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Untere Grenze:
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Damit werden die vorstehend genannten Bedingungen vorzeichenrichtig zu einer oberen und unteren Grenze für das zulässige Motormoment für den Parkierbetrieb verknüpft.
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In Ausgestaltung werden die Begrenzungskennlinien für den Parkierbetrieb mit den Begrenzungskennlinien für den Fahrbetrieb verknüpft.
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Es gilt für die Kombination aus Parkier- und Fahrbetrieb:
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Auf Grundlage von Kennlinie L1 bzw. L2 entspricht ParkingLimitPos bzw. ParkingLimNeg im Fahrbetrieb näherungsweise 0 Nm und somit wirken ausschließlich DriveLimitPos bzw. DriveLimitNeg, welche die zulässigen, eigensicheren Motormomente, wie diese bspw. in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschrieben sind, darstellen. Damit ist eine Überblendung vom Fahrbetrieb zum Parkierbetrieb und umgekehrt sichergestellt.
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Durch Begrenzung der Motormomente im Fehlerfall der EPS durch die in der Druckschrift
DE 10 2009 000 165 A1 beschriebene Sicherheitsfunktion ist es möglich, dass der Fahrer in eine Richtung eine höhere Unterstützung und in die andere Richtung eine geringere oder keine Unterstützung erhält. Bei einer Begrenzung auf Grund von transienten Fehlerereignissen wird der Fahrer davon kaum mehr mitbekommen als er bspw. beim Überfahren einer starken Spurrille kennt. Wenn allerdings der EPS-Fehler länger anliegen sollte, ist dieses Verhalten u.U. unkomfortabel und aus Qualitätssicht zu verbessern.
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Daher wurde folgende Strategie entwickelt:
- 1) wenn das Motormoment für eine einstellbare Zeitdauer A durch die Sicherheitsmaßnahme begrenzt wurde, wird das Motormoment über eine applizierbare Rampenfunktion auf einen einstellbaren Wert, bspw. 0 Nm, reduziert. Im Falle von 0 Nm bedeutet das, dass der Fahrer mit der Lenkungsmechanik weiterhin lenken kann, jedoch dabei keine Servounterstützung durch die EPS erhält, d.h. der Fahrer muss ein erhöhtes Handmomentniveau aufbringen, um Lenkbewegungen ausführen zu können.
- 2) Über die Applikation der Rampenfunktion kann zwischen kurzzeitigen und länger andauernden Begrenzungen unterschiedlich reagiert werden, indem die Unterstützung bspw. progressiv ausgeblendet wird. Damit ist es möglich, einen Kompromiss zwischen funktionaler Robustheit und Sicherheit einzustellen.
- 3) Hält dieser Zustand für eine einstellbare Zeitdauer B an, d.h. die Unterstützung der EPS wird aufgrund eines Fehlers für eine gewisse Zeit auf einen einstellbaren Wert, bspw. 0 Nm, gehalten, kann eine Reaktion, z.B. ein Fehlereintrag, erfolgen.
- 4) Diesem Fehlereintrag können Systemreaktionen zugeordnet werden, die je nach Vorstellung des Kunden festgelegt werden können. Bspw. kann der Fahrer mit Hilfe einer Fehlerlampe informiert werden und/oder die EPS kann in einem vereinfachten, signalreduzierten Basismodus betrieben werden, um die Verfügbarkeit zu erhöhen und/oder die EPS kann in der weiteren zeitlichen Abfolge in den sicheren Zustand überführt werden.
- 5) Sollte das angeforderte Motormoment innerhalb der Zeitdauer B allerdings wieder normale, fehlerfreie Werte annehmen, kann die Unterstützung über eine applizierbare Rampenfunktion wieder eingeblendet werden, d.h. die Servounterstützung der EPS wird dem Fahrer wieder freigegeben, um die Verfügbarkeit der EPS-Funktionalität maximal zu halten.
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Zur Erläuterung:
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Zeitdauer A: parametrierbare maximale Zeitspanne, innerhalb derer fehlerhafte Motormomente durch die Sicherheitsfunktion auf beherrschbare, eigensichere Werte begrenzt werden dürfen. Nach Überschreitung der Zeitdauer wird das Motormoment auf 0 Nm überführt.
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Zeitdauer B: parametrierbare maximale Zeitspanne, innerhalb derer das Motormoment auf 0 Nm gehalten werden darf. Nach Überschreitung der Zeitdauer erfolgt ein Fehlereintrag.
