DE102015121168B4

DE102015121168B4 - Steuersystem und Steuerverfahren für eine fehlersichere motorgetriebene Fremdkraftlenkung

Info

Publication number: DE102015121168B4
Application number: DE102015121168.8A
Authority: DE
Inventors: Yoon Kab Noh; Jong Ho Lee; Yang Soo NOH; Min Woo Han
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2035-12-05
Also published as: CN106184347B; DE102015121168A1; KR101655678B1; CN106184347A; US20160347351A1; US9669841B2

Abstract

Ein Steuersystem für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung (MDPS), wobei das Steuersystem aufweist:ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) zum Ermitteln, ob sich ein Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads, einem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit,ein Fehlerermittlungsmodul (30) zum Ermitteln, ob ein MDPS-Fehler auftritt, basierend auf dem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einem Motordrehmoment der MDPS, falls das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt,ein Fehlertyp-Ermittlungsmodul (40) zum Ermitteln eines Typs eines MDPS-Fehlers unter Verwendung einer Gierrate-Änderungsrate, falls das Fehlerermittlungsmodul (30) ermittelt, dass der MDPS-Fehler auftritt, undein Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul (20) zum Eingeben der Gierrate-Änderungsrate an das Fehlertyp-Ermittlungsmodul (40).

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem und ein Steuerverfahren für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung.
Beschreibung der bezogenen Technik
Eine motorgetriebene Fremdkraftlenkung ist in Fahrzeugen angebracht, welche unlängst erhältlich sind, um eine Lenkkraft eines Lenkrads gemäß einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu ändern.
Die MDPS ist eine fahrzeuggeschwindigkeitsadaptive Fremdkraftlenkvorrichtung und fungiert, um dem Fahrer ein optimales Lenkgefühl gemäß der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bereitzustellen, wobei eine ECU (z.B. eine elektronische Steuereinheit) der MDPS einen Lenkwinkel und eine Bewegung eines Motors (z.B. der Fremdkraftlenkvorrichtung) gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs steuert.
Weil Fahrzeugkomponenten elektronisch sind, hat ein Interesse an der Fehlersicherheit der Fahrzeuge zugenommen, und dementsprechend schreiten Forschung und Entwicklung zum Erfüllen der ISO 26262, welche eine internationale Norm ist, sogar auf dem Feld der MDPS fort.
Um die internationalen Normen zu erfüllen und die Fehlersicherheit des MDPS-Systems zu verbessern, wurde eine MDPS-Fehlersicherheitsmaßnahme verwendet.
Das herkömmliche MDPS-Fehlersicherheitsverfahren wird durch eine Fehlersicherheitslogik umgesetzt, welche sich auf ein Versagen konzentriert, bei dem ein MDPS-Ausfall bzw. MDPS-Fehler erwartet wird, wie beispielsweise ein Fehler, welcher ein Sensorsignal, das hauptsächlich der MDPS eingegeben wird, einen ECU-Innenschaltkreis und einen Motor betrifft, und ein (z.B. elektrischer) Strom für den Motor der MDPS wird unmittelbar unterbrochen, sodass der MDPS-Betrieb gestoppt wird, ohne einen Gesamtzustand des Fahrzeugs, welches die MDPS aufweist, zu berücksichtigen.
Da jedoch ein Fehlersicherheitsverfahren zum Überwachen einer Funktion, welche hinzukommt, wenn eine neue Funktion der MDPS hinzukommt, durch ein Verfahren entwickelt wird, welches für ASIL (engl. für: „automotive safety integrity level“, dt. z.B.: Automobilsicherheit-Integritätsniveau) geeignet ist, und eine Fehlersicherheitslogik hinzukommt, wann immer eine Funktion der MDPS hinzukommt, wird das MDPS-Fehlersicherheitssystem komplex.
Wenn zahlreiche Sensoren zum Umsetzen einer Fehlersicherheitslogik angefragt werden / notwendig sind, wann immer eine Funktion der MDPS hinzukommt, steigen die Herstellungskosten.
Dementsprechend, um akkurat einen MDPS-Fehler zu erfassen (z.B. ein Selbstlenken oder ein Nichtlenken), muss der Fehler unter Berücksichtigung eines Gesamtzustands des Fahrzeugs ohne ein Hinzufügen eines separaten Sensors erfasst werden.
Beispielsweise betrifft das Selbstlenken der MDPS ein Phänomen (ASIL: D (sehr gefährlich)), bei welchem ein großes Drehmoment in einem Motor für eine MDPS durch einen MDPS-Fehler in einer Situation erzeugt wird, in welcher durch den Fahrer keine Eingabe gemacht wird (geradlinige Bewegung, Kreisfahren oder dergleichen), und deshalb das Fahrzeug unbeabsichtigt von einem gegenwärtigen Fahrpfad abweicht.
Das Nichtlenken der MDPS betrifft ein Phänomen (ASIL: C (gefährlich)), bei welchem trotz einer Lenkeingabe des Fahrers das Lenken selbst nicht ausgeführt werden kann, wenn aufgrund einer Fehlfunktion der MDPS ein Motordrehmoment der MDPS entgegengesetzt (z.B. zu einem Lenkdrehmoment des Fahrers) wirkt, während es die gleiche Größe hat wie das Drehmoment des Fahrers.
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist. Beispielsweise ist aus DE 10 2006 040 443 A1 ein Steuersystem einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung bekannt, welches ein Steuergerät aufweist, das basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ein Geradeausfahren oder Abbiegen des Fahrzeugs ermittelt, und das, wenn z.B. ein Geradeausfahren des Fahrzeugs ermittelt wird, ermittelt, ob ein MDPS-Fehler auftritt, basierend auf einem Vergleich von zumindest einem von einem Lenkwinkel, Ritzelwinkel, Lenkradwinkel, Zusatzwinkel, Querbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate mit bekannten Sollwerten dieser Messgrößen. Weiter ist beispielsweise aus DE 198 15 470 A1 bekannt, einen Fehler einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung durch Vergleichen von Lenkwinkel, Querbeschleunigung oder Gierrate mit korrespondierenden Toleranzwerten zu ermitteln.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben getätigt, die oben genannten und/oder andere Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem und ein Steuerverfahren für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung (MDPS) bereitzustellen, mittels deren ein MDPS-Fehler bzw. ein MDPS-Ausfall (im Weiteren kur: MDPS-Fehler) primär (z.B. als erstes) ermittelt werden kann und nachfolgend sekundär (z.B. als zweites) der Typ des MDPS-Fehlers (z.B. eine Selbstlenksituation oder eine Nichtlenksituation) ermittelt werden kann unter Berücksichtigung eines Gesamtzustands des Fahrzeugs (z.B. Kraftfahrzeugs), ohne zusätzlich separate Sensoren hinzuzufügen, sodass die MDPS-Fehlersicherheit sichergestellt werden kann.
Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das heißt, in einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung (MDPS) bereit, wobei das Steuersystem aufweist: ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul zum Ermitteln, ob sich ein Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt bzw. sich mit einer Fahrpfadänderungsrate bewegt (im Weiteren kurz: abbiegt), basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads, einem Lenkdrehmoment des Lenkrads bzw. einem von einem Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachtes Lenkdrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Fehlerermittlungsmodul zum Ermitteln, ob ein MDPS-Fehler auftritt, basierend auf dem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einem Motordrehmoment der MDPS, falls das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, ein Fehlertyp-Ermittlungsmodul zum Ermitteln eines Typs eines MDPS-Fehlers unter Verwendung einer Gierrate-Änderungsrate (z.B. des Fahrzeugs), falls das Fehlerermittlungsmodul ermittelt, dass der MDPS-Fehler auftritt, und ein Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul zum Eingeben der Gierrate-Änderungsrate an das Fehlertyp-Ermittlungsmodul.
Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung kann weiter aufweisen: eine Motorsicherheitszustand-Übergangssteuereinheit (z.B. eine Einheit, welche den Motor der MDPS in einen sicheren Zustand überführt (z.B. in einen Freie-Bewegung-Zustand), wenn ein MDPS-Fehler ermittelt wird) zum Ausschalten eines MDPS-Motors gemäß Ermittlungsergebnissen des Fehlerermittlungsmoduls und des Fehlertyp-Ermittlungsmoduls.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, kann das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul ermitteln, ob sich das Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf Absolutgrößen des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels, welche eingegeben worden sind.
Das Fehlerermittlungsmodul kann: das Lenkdrehmoment mit dem Motordrehmoment multiplizieren, wenn sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, um einen berechneten Wert zu erhalten, den berechneten Wert über eine Zeitdauer integrieren, um einen integrierten Wert zu erhalten, und ermitteln, dass der MDPS-Fehler auftritt, wenn der integrierte Wert ein erster Schwellenwert oder mehr ist und gleichzeitig das Motordrehmoment der MDPS nicht-proportional auf einen zweiten Schwellenwert oder mehr ansteigt.
Das Fehlertyp-Ermittlungsmodul bzw. das Fehlerermittlungsmodul kann einen Selbstlenkzustand ermitteln, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein dritter Schwellenwert oder mehr ist, und kann einen Nichtlenkzustand ermitteln, wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der dritte Schwellenwert.
Das Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul schätzt die Gierrate-Änderungsrate unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels ab.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung bereit, wobei das Steuerverfahren aufweist: Ermitteln, ob sich ein Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads, einem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Ermitteln, ob ein MDPS-Fehler auftritt, unter Verwendung des Lenkdrehmoments des Lenkrads und eines Motordrehmoments der MDPS, falls ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, und Ermitteln eines Typs eines MDPS-Fehlers durch Erfassen einer Gierrate-Änderungsrate, falls ermittelt wird, dass der MDPS-Fehler auftritt.
Das Steuerverfahren kann weiter aufweisen: Ausschalten eines MDPS-Motors gemäß den ermittelten Ergebnissen der Fehlerermittlung und der Fehlertypermittlung, z.B. unter Verwendung einer Motorsicherheitszustand-Übergangssteuereinheit.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, kann ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf Absolutgrößen des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels.
Die Fehlerermittlung kann aufweisen: Multiplizieren des Lenkdrehmoments mit dem Motordrehmoment, wenn sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, um einen berechneten Wert zu erhalten, Integrieren des berechneten Werts über eine Zeitdauer, um einen integrierten Wert zu erhalten, und Ermitteln, dass der MDPS-Fehler auftritt, wenn der integrierte Wert ein erster Schwellenwert oder mehr ist und gleichzeitig das Motordrehmoment der MDPS nicht-proportional auf einen zweiten Schwellenwert oder mehr ansteigt.
Bei der Fehlertypermittlung kann ein Selbstlenkzustand ermittelt werden, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein dritter Schwellenwert oder mehr ist, und kann ein Nichtlenkzustand ermittelt werden, wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der dritte Schwellenwert. Eine Gierrate-Änderungsrate kann basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkelsignal berechnet werden unter Verwendung von $G i e r r a t e = \frac{V_{x}}{L + \frac{K_{U S} V_{x}^{2}}{g}} δ_{f},$
wobei V_x eine Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet, L einen Radstand bezeichnet, Kus, eine Untersteuerkonstante bezeichnet, g eine Gravitationsbeschleunigung bezeichnet und δ_f einen Lenkwinkel bezeichnet.
Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend beschrieben.
Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendwelche anderen, ähnliche Begriffe, welche hier verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, sowie z.B. Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, sowie auch z.B. Flugzeuge und dergleichen, und ferner auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden). Ein sogenanntes Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowie mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
Figurenliste
Die obigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden jetzt im Detail mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche durch die begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, die hier nur zum Zweck der Darstellung angegeben sind und deshalb für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, wobei:

1 eine schematische Darstellung ist, welche eine beispielhaftes Steuersystem für eine MDPS-Fehlersicherheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
2, 3 und 4 Flussdiagramme sind, welche ein beispielhaftes Steuerverfahren für eine MDPS-Fehlersicherheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
5 eine schematische Darstellung ist, welche eine Selbstlenksituation und eine Nichtlenksituation gemäß einem MDPS-Fehler zeigt, und
6 ein Graph ist, welcher einen MDPS-Fehler-Ermittlungszeitpunkt im Steuerverfahren für die MDPS-Fehlersicherheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche die Grundprinzipien der Erfindung aufzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
Durchgehend in den zahlreichen Figuren der Zeichnung bezeichnen Bezugszeichen in den Figuren die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken.
Die 1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Steuersystem für eine MDPS-Fehlersicherheit gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren für die MDPS-Fehlersicherheit gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Zuerst, wenn ein Lenkwinkel und ein Lenkdrehmoment, was auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, an ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul 10 eingegeben werden, ermittelt (S102) das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul 10 unter Verwendung des Lenkwinkels und des Lenkdrehmoments, ob sich das Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt.
Das heißt, wenn ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor des Fahrzeugs, ein Lenkwinkelsignal von einem Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads durch eine Fahrerbetätigung und ein Lenkdrehmomentsignal von einem Drehmomenterfassungssensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments des Lenkrads durch eine Fahrerbetätigung in das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul 10 eingegeben werden, ermittelt das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul 10 als erstes, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, wird die geradlinige Bewegung oder das Abbiegen des Fahrzeugs ermittelt basierend auf den Absolutgrößen des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels.
Zum Beispiel, wenn der Lenkwinkel sowohl ein Neutralzustand (Lenkwinkel gleich null) und ein Zustand ist, in welchem das Lenkdrehmoment null ist, wird der Zustand des Fahrzeugs als sich geradlinig bewegend (Geradlinige-Bewegung-Zustand) ermittelt, und, wenn der Lenkwinkel und das Lenkdrehmoment + Werte oder - Werte haben (d.h. von null abweichende Werte), wird der Zustand des Fahrzeugs als abbiegend (Abbiegezustand) ermittelt.
Als nächstes, wenn das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul 10 ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, wird mit einem Schritt (S103) eines primären Ermittelns, ob das MDPS versagt, unter Verwendung des Lenkdrehmoments des Lenkrads und des Motordrehmoments der MDPS in einem Fehlerermittlungsmodul 30 fortgefahren.
Bezugnehmend auf die 3, um primär einen MDPS-Fehler zu ermitteln, multipliziert das Fehlerermittlungsmodul 30 das Lenkdrehmoment vom Lenkdrehmomenterfassungssensor im Geradlinige-Bewegung-Zustand des Fahrzeugs mit dem Motordrehmoment vom Motordrehmomenterfassungssensor zum Erfassen des Drehmoments eines MDPS-Motors (S103-1) und integriert die berechneten Werte (S103-2).
Dann, da das Lenkdrehmoment und das Motordrehmoment zueinander proportional sind, wird ermittelt, ob der akkumulierte integrierte Wert, welcher durch das Multiplizieren und das Integrieren des Lenkdrehmoments und des Motordrehmoments erhalten wird, ein Schwellenwert oder mehr ist (S103-3).
Gleichzeitig wird ermittelt, ob die Größe des Motordrehmoments augenblicklich auf einen Schwellenwert oder mehr ansteigt (S103-4).
Dementsprechend, wenn der akkumulierte integrierte Wert, welcher durch das Multiplizieren des Lenkdrehmoments mit dem Motordrehmoment erhalten wird, ein Schwellenwert oder mehr ist und die Größe des Motordrehmoments, wenn verglichen mit dem Lenkdrehmoment, augenblicklich auf einen Schwellenwert oder mehr ansteigt, ohne proportional anzusteigen, wird der MDPS-Fehler ermittelt (S103-5).
Wie es in der 6 gezeigt ist, welche ein Beispiel des Integrierens der Werte zeigt, welche durch das Multiplizieren der Lenkdrehmomente mit den Motordrehmomenten über die Zeit hinweg erhalten werden, wenn eine Fläche des akkumulierten integrierten Werts eine vorbestimmte Fläche oder mehr ist, kann der MDPS-Fehler ermittelt werden.
Als nächstes, wenn das Fehlerermittlungsmodul 30 den MDPS-Fehler bestätigt, ermittelt ein Fehlertyp-Ermittlungsmodul 40 sekundär den Typ des MDPS-Fehlers unter Verwendung einer Gierrate-Änderungsrate (S104).
Das Ermitteln des Typs des MDPS-Fehlers dient, um eine Situation zu erfassen, in welcher ein Fahrzeugunfall im MDPS-Fehlerzustand auftreten kann und z.B. stabilere Folgemaßnahmen bzw. mehrere nachfolgende Stabilisierungsmaßnahmen für die MDPS-Fehlersituation ergriffen werden müssen durch Erfassen einer Selbstlenksituation und einer Nichtlenksituation.
Das Selbstlenken bezeichnet ein Phänomen, bei welchem ein Fahrzeug ungewollt von einem gegenwärtigen Fahrpfad abweicht aufgrund eines hohen Drehmoments, welches in einem MDPS-Motor erzeugt wird durch eine Fehlfunktion der MDPS, während das Fahrzeug ohne eine Eingabe des Fahrers geradlinig gefahren wird, und das Nichtlenken bezeichnet eine Situation, in welcher ein Lenken unmöglich ist, da das Motordrehmoment der MDPS aufgrund einer Fehlfunktion der MDPS gegensätzlich zu einer Eingabe des Fahrers wirkt, während das Fahrzeug geradlinig gefahren wird.
Dementsprechend, falls das Fehlerermittlungsmodul 30 den MDPS-Fehler bestätigt, empfängt das Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul 20 eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Lenkwinkel, schätzt die Gierrate-Änderungsrate unter Verwendung der Gleichung 1 ab und überträgt das Ergebnis an das Fehlertyp-Ermittlungsmodul 40. $G i e r r a t e = \frac{V_{x}}{L + \frac{K_{U S} V_{x}^{2}}{g}} δ_{f}$
In der Gleichung 1 bezeichnet V_x eine Fahrzeuggeschwindigkeit, bezeichnet L einen Radstand, bezeichnet Kus eine Untersteuerkonstante, bezeichnet g eine Gravitationsbeschleunigung (9,81 m/s²) und bezeichnet δ_f einen Lenkwinkel.
Nachfolgend ermittelt das Fehlertyp-Ermittlungsmodul 40 sekundär den Typ des MDPS-Fehlers unter Verwendung der Gierrate-Änderungsrate vom Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul 20 und ermittelt das Fehlertyp-Ermittlungsmodul 40 einen Selbstlenkzustand, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein Schwellenwert oder mehr ist, das heißt, exzessiv hoch ist (S104-1), und ermittelt einen Nichtlenkzustand, wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der Schwellenwert, das heißt, exzessiv niedrig ist (S104-2).
Das heißt, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein Schwellenwert oder mehr ist, kann ein Selbstlenkzustand ermittelt werden, wenn angenommen wird, dass das Fahrzeug ungewollt vom gegenwärtigen Fahrpfad abweicht, und wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der Schwellenwert, das heißt, exzessiv niedrig ist, kann ein Nichtlenkzustand ermittelt werden, in welchem das Lenken trotz einer Eingabe des Fahrers unmöglich ist.
Zuletzt, gemäß den Ermittlungsergebnissen des Fehlerermittlungsmoduls 30 und des Fehlertyp-Ermittlungsmoduls 40, führt eine Motorsicherheitszustand-Übergangssteuereinheit 50 ein Steuern aus, um den MDPS-Motor auszuschalten.
Das heißt, wenn das Fehlerermittlungsmodul 30 einen MDPS-Fehler ermittelt und das Fehlertyp-Ermittlungsmodul 40 den Typ des MDPS-Fehlers ermittelt, führt die Motorsicherheitszustand-Übergangssteuereinheit 50 ein Steuern aus, um den MDPS-Motor abzuschalten.
Auf diese Art, da der MDPS-Fehler primär ermittelt werden kann und der Typ des MDPS-Fehlers (z.B. eine Selbstlenksituation oder eine Nichtlenksituation) sekundär als eine problematische Situation erfasst werden kann, welche aufgrund einer Fehlfunktion der MDPS auftreten kann, kann die problematische Situation (der Typ des MDPS-Fehlers) des Fahrzeugs phänomenologisch durch eine Fahrzeugzustand-Überwachungsfunktion erfasst werden, und das Erfassungsergebnis kann verwendet werden, um eine Erfassungsabdeckung (z.B. eine Erfassungsfähigkeit) für einen MDPS-Fehler zu steigern und um gleichzeitig die Stabilität der MDPS-Funktion effizient sicherzustellen.
Durch die oben beschriebenen Problemlösungen stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Effekte bereit.
Als erstes kann ein MDPS-Fehler primär ermittelt werden und kann nachfolgend sekundär der Typ des MDPS-Fehlers (z.B. eine Selbstlenksituation oder eine Nichtlenksituation) erfasst werden, unter Berücksichtigung von Gesamtzustandsinformationen des Fahrzeugs, ohne separat Sensoren hinzuzufügen.
Als zweites, da der MDPS-Fehler ermittelt werden kann und ein Selbstlenken und ein Nichtlenken, welches Unfallsituationen aufgrund des MDPS-Fehlers sind, ermittelt werden können, kann eine stabilere Folgemaßnahme (z.B. Ausschalten des MDPS-Motors) gegen den MDPS-Fehler unternommen werden, und folglich kann eine funktionelle Stabilität der MDPS sichergestellt werden.

Claims

Ein Steuersystem für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung (MDPS), wobei das Steuersystem aufweist: ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) zum Ermitteln, ob sich ein Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads, einem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Fehlerermittlungsmodul (30) zum Ermitteln, ob ein MDPS-Fehler auftritt, basierend auf dem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einem Motordrehmoment der MDPS, falls das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, ein Fehlertyp-Ermittlungsmodul (40) zum Ermitteln eines Typs eines MDPS-Fehlers unter Verwendung einer Gierrate-Änderungsrate, falls das Fehlerermittlungsmodul (30) ermittelt, dass der MDPS-Fehler auftritt, und ein Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul (20) zum Eingeben der Gierrate-Änderungsrate an das Fehlertyp-Ermittlungsmodul (40).
Das Steuersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine Motorsicherheitszustand-Übergangssteuereinheit (50) zum Ausschalten eines MDPS-Motors gemäß Ermittlungsergebnissen des Fehlerermittlungsmoduls (30) und des Fehlertyp-Ermittlungsmoduls (40) aufweist.
Das Steuersystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, das Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) ermittelt, ob sich das Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf Absolutgrößen des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels, welche eingegeben worden sind.
Das Steuersystem gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerermittlungsmodul (30): das Lenkdrehmoment mit dem Motordrehmoment multipliziert, wenn sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, um einen berechneten Wert zu erhalten, den berechneten Wert über eine Zeitdauer integriert, um einen integrierten Wert zu erhalten, und ermittelt, dass der MDPS-Fehler auftritt, wenn der integrierte Wert ein erster Schwellenwert oder mehr ist und gleichzeitig das Motordrehmoment der MDPS nicht-proportional auf einen zweiten Schwellenwert oder mehr ansteigt.
Das Steuersystem gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlertyp-Ermittlungsmodul (40) einen Selbstlenkzustand ermittelt, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein dritter Schwellenwert oder mehr ist, und einen Nichtlenkzustand ermittelt, wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der dritte Schwellenwert.
Das Steuersystem gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gierrate-Änderungsrate-Erfassungsmodul (20) die Gierrate-Änderungsrate unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels abschätzt.
Ein Steuerverfahren für eine Fehlersicherheit einer motorgetriebenen Fremdkraftlenkung (MDPS), wobei das Steuerverfahren aufweist: Ermitteln (S102), ob sich ein Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf einem Lenkwinkel eines Lenkrads, einem Lenkdrehmoment des Lenkrads und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Ermitteln (S103), ob ein MDPS-Fehler auftritt, unter Verwendung des Lenkdrehmoments des Lenkrads und eines Motordrehmoments der MDPS, falls ein Geradlinige-Bewegung/Abbiegebewegung-Ermittlungsmodul (10) ermittelt, dass sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, und Ermitteln (S104) eines Typs eines MDPS-Fehlers durch Erfassen einer Gierrate-Änderungsrate, falls ermittelt wird, dass der MDPS-Fehler auftritt.
Das Steuerverfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter aufweist: Ausschalten (S105) eines MDPS-Motors gemäß den Ermittlungsergebnissen der Fehlerermittlung (S103) und der Fehlertypermittlung (S104).
Das Steuerverfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug geradlinig bewegt oder abbiegt, basierend auf Absolutgrößen des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels.
Das Steuerverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerermittlung (S103) aufweist: Multiplizieren (S103-1) des Lenkdrehmoments mit dem Motordrehmoment, wenn sich das Fahrzeug geradlinig bewegt, um einen berechneten Wert zu erhalten, Integrieren (103-2) des berechneten Werts über eine Zeitdauer, um einen integrierten Wert zu erhalten, und Ermitteln (S103-5), dass der MDPS-Fehler auftritt, wenn der integrierte Wert ein erster Schwellenwert oder mehr ist und gleichzeitig das Motordrehmoment der MDPS nicht-proportional auf einen zweiten Schwellenwert oder mehr ansteigt.
Das Steuerverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fehlertypermittlung (S104) ein Selbstlenkzustand ermittelt wird, wenn die Gierrate-Änderungsrate ein dritter Schwellenwert oder mehr ist, und der Nichtlenkzustand ermittelt wird, wenn die Gierrate-Änderungsrate geringer ist als der dritte Schwellenwert.
Das Steuerverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gierrate-Änderungsrate berechnet wird basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkelsignal unter Verwendung von $G i e r r a t e = \frac{V_{x,}}{L + \frac{K_{U S} V_{x}^{2}}{g}} δ_{f},$
wobei V_x eine Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet, L einen Radstand bezeichnet, Kus eine Untersteuerkonstante bezeichnet, g die Gravitationsbeschleunigung bezeichnet und δ_f einen Lenkwinkel bezeichnet.