DE102015122012A1

DE102015122012A1 - Fehlererfassungsvorrichtung eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems und Verfahren davon

Info

Publication number: DE102015122012A1
Application number: DE102015122012.1A
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: 2015-06-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2016-12-22
Also published as: JP2017007645A; US9865100B2; CN106256653B; CN106256653A; KR101704213B1; KR20160148186A; US20160371898A1; JP6644535B2

Abstract

Eine Fehlererfassungsvorrichtung und ein Verfahren eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems können eine Konfiguration aufweisen, welche ein Versagen des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems in Übereinstimmung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Lenkmoment, einem Lenkwinkel, einem Motormoment und einer abgeschätzten Gierrate ermittelt, und, wenn ermittelt wird, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, zusätzliches den Fehlertyp ermittelt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fehlererfassungsvorrichtung eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems (im Weiteren auch kurz: MDPS). Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Erfassungsvorrichtung und ein Erfassungsverfahren, um einen Fehler und einen Fehlertyp des MDPS zu erfassen durch Überwachen eines Gesamtzustands eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs).
Beschreibung der bezogenen Technik
Da Fahrzeugteile digitalisierte Fahrzeugteile sind, steigen Bedenken bezüglich der funktionalen Sicherheit eines Fahrzeugs, und die internationale Norm ISO 26262 über die funktionale Sicherheit von Fahrzeugen zieht Aufmerksamkeit von fahrzeugbezogenen Herstellern auf sich.
Hinsichtlich eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems wurden weitere Anstrengungen unternommen, um eine Lenkvorrichtung bereitzustellen, welche die ISO 26262 erfüllt. Als Beschränkungen/Fehler, welche in einem MDPS auftreten können, gibt es das Übersteuern und das Falsche-Richtung-Steuern. Das Übersteuern bezeichnet ein Phänomen, dass sich das Fahrzeug verglichen mit dem Lenkwinkel exzessiv dreht, und bezeichnet ein Phänomen, welches auftreten kann, wenn ein Hinterrad durch Nach-außen-Wegrutschen eine Greifkraft/Haftkraft verliert. Das Falsche-Richtung-Steuern bezeichnet ein Phänomen, dass das Fahrzeug in eine Richtung fährt, welche zum Lenkwinkel eines Lenkrads verschieden ist, und bezeichnet ein Phänomen, dass das Fahrzeug in eine Abbiegerichtung fährt, welche von der eines Fahrers geforderten verschieden ist.
1 und 2 zeigen ein Übersteuern und ein Falsche-Richtung-Steuern während eines Abbiegens eines Fahrzeugs.
In den Zeichnungen beginnt ein Fahrzeug zu fahren und beginnt abzubiegen. Wenn ein Fehler im MDPS auftritt, kann ein Fahrzeug nicht normal um eine Ecke fahren / abbiegen und fährt auf einem abnormalen Pfad.
Dementsprechend, wenn ein Fehler im MDPS während des Fahrens auftritt, kann ein Fahrzeug nicht gemäß einer Anforderung eines Nutzers um eine Ecke fahren / abbiegen, und kommt einwärts oder auswärts (z.B. kurveneinwärts oder -auswärts) von der Straße ab.
Als bezogene Technik offenbart die koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2012-0092310 (nachfolgend als Dokument 1 bezeichnet) eine Technik des Sicherstellens einer Geradlinigkeit (z.B. eines Geradeausfahrens) eines Fahrzeugs, sogar falls eine Hinterradlenkvorrichtung eines Fahrzeugs versagt, durch Lenken des Vorderrads des Fahrzeugs in die gleiche Richtung wie das Hinterrad unter Verwendung einer Vorderradlenkvorrichtung des Fahrzeugs.
Da jedoch eine Technik zum Erfassen eines Fehlers einer elektronischen Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs in einem frühen Zustand und ein Anwendungsunterbrechen eines (z.B. elektrischen) Stroms für einen Motor, um die manuelle Betätigung der Lenkvorrichtung zu ermöglichen, im Dokument 1 nicht offenbart ist, kann die Fahrbarkeit des Fahrzeugs nicht beibehalten werden, wenn die Lenkvorrichtung versagt.
Ebenfalls muss die Lenkvorrichtung zurückgesetzt werden und wiederbetrieben (z.B. neu gestartet) werden aufgrund des Fehlers des MDPS, und ein Verfahren des Verhinderns des Auftretens eines Fehlers ist nicht bereitgestellt.
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.
Erläuterung
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum frühen Erfassen eines Fehlers bzw. eines Ausfalls eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems bereitzustellen und eine Technik bereitzustellen, welche in der Lage sind, eine Trotz-Fehler-Sicher Funktion ohne Hinzufügen einer separaten Funktion zu dem MDPS durch phänomenologisches Ermitteln des Gesamtzustands eines Fahrzeugs auszuführen und zu ermitteln, ob das MDPS versagt.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren des Ermöglichens einer manuellen Betätigung des MDPS durch Anwendungsunterbrechen eines (z.B. elektrischen) Stroms für einen Motor des MDPS bereitzustellen, wenn ein Fehler im MDPS auftritt.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren des Verhinderns des Auftretens eines Fehlers durch Zurücksetzen und Wiederstarten des MDPS bereitzustellen, wenn das MDPS versagt.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Fehlererfassungsverfahren eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems (MDPS) bereit, aufweisend: Ermitteln, ob oder ob nicht eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert (auch als 1. vorbestimmter Wert bezeichnet), wenn ein Fahrzeug abbiegt / eine Kurve fährt, Ausführen einer Multiplikation eines Lenkmoments und eines Motormoments und Ermitteln, ob oder ob nicht ein akkumulierter Wert, welcher durch eine Integration über eine vorbestimmte Zeitdauer ermittelt (z.B. berechnet) wird, gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert (auch als 2. vorbestimmter Wert bezeichnet), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, Ermitteln, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als ein dritter vorbestimmter Wert (auch als 3. vorbestimmter Wert bezeichnet), Ermitteln einer Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel und Ermitteln, ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als ein vierter vorbestimmter Geschwindigkeitswert (auch als 4. vorbestimmter Wert bezeichnet), und Ermitteln, dass das MDPS versagt, wenn der akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert, wenn das Motormoment gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert und wenn die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert, und Ermitteln, dass das MDPS normal arbeitet, wenn der akkumulierte Wert nicht gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert, wenn das Motormoment nicht gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert oder wenn die Gierrate-Änderungsrate nicht gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert.
In einer beispielhaften Ausführungsform, wenn ermittelt wird, dass das MDPS versagt, kann das Fehlererfassungsverfahren weiter ein Ermitteln des Fehlertyps aufweisen, wobei das Ermitteln des Fehlertyps aufweist: Ermitteln, ob oder ob nicht Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und Ermitteln, dass der Fehler des MDPS ein Übersteuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und Ermitteln, dass der Fehler des MDPS ein Falsche-Richtung-Steuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander nicht gleich sind.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wenn ermittelt wird, dass das MDPS versagt, kann das Fehlererfassungsverfahren weiter aufweisen: Unterbrechen eines (z.B. elektrischen) Stroms, welcher auf einen Motor des MDPS angewendet wird.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform, nach dem Unterbrechen des Stroms, welcher auf den Motor angewendet wird, kann das Fehlererfassungsverfahren weiter aufweisen: Zurücksetzten und Wiederstarten/Neustarten des MDPS.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform können die Ermittlungsvorgänge der Reihe nach wiederholt werden.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Fehlererfassungsverfahren beim Ermitteln, ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, aufweisen: Ermitteln eines Abbiegens / Kurvenfahrens des Fahrzeugs unter Verwendung einer Eingabe des Lenkwinkels und des Lenkmoments.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Gierrate-Änderungsrate berechnet werden durch Abschätzen einer Gierrate basierend auf der Eingabe des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit, Differenzieren bzw. Ändern (im Weiteren kurz: Ändern) der abgeschätzten Gierrate und Verwenden eines Tiefpassfilters.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Erfassungsvorrichtung eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems (MDPS) bereit, aufweisend: ein Vorbedingungsermittlungsmodul, welches gemäß einem Lenkmoment eines Fahrzeugs und einer Eingabe eines Lenkwinkels ermittelt, ob oder ob nicht das Fahrzeug abbiegt / ein Kurve fährt, und welches, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, einen Befehl zum Ermitteln, ob oder ob nicht das MDPS versagt, überträgt, und ein Fehlerermittlungsmodul, welches den Befehl zum Ermitteln, ob oder ob nicht das MDPS versagt, vom Vorbedingungsermittlungsmodul empfängt, um zu ermitteln, ob oder ob nicht das MDPS versagt, wobei das Fehlerermittlungsmodul aufweist: ein integrationsbasiertes Erfassungsmodul, welches eine Multiplikation des Lenkmoments und eines Motormoments ausführt und welches ermittelt, ob oder ob nicht ein akkumulierter Wert, welcher durch eine Integration über eine vorbestimmte Zeitdauer ermittelt (z.B. berechnet) wird, gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, ein motormomentbasiertes Erfassungsmodul, welches ermittelt, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als ein dritter vorbestimmter Wert, und ein gierrate-änderungsratenbasiertes Erfassungsmodul, welches eine Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel ermittelt und ermittelt, ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als ein vierter vorbestimmter Wert, und wobei das Fehlerermittlungsmodul ermittelt, dass das MDPS versagt, wenn Bedingungen des integrationsbasierten Erfassungsmoduls, des motorbasierten Erfassungsmoduls und des gierrate-änderungsratebasierten Erfassungsmoduls alle erfüllt sind.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Fehlererfassungsvorrichtung weiter ein Fehlertypermittlungsmodul aufweisen, welches, wenn das Fehlerermittlungsmodul ermittelt, dass das MDPS versagt, ermittelt, ob oder ob nicht Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, ermittelt, dass der Fehler des MDPS ein Übersteuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und ermittelt, dass der Fehler des MDPS ein Falsche-Richtung-Steuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander nicht gleich sind.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Fehlererfassungsvorrichtung weiter ein Motorsteuermodul aufweisen, welches, wenn das Fehlerermittlungsmodul ermittelt, dass das MDPS versagt, einen (z.B. elektrischen) Strom unterbricht, der auf einen Motor des MDPS angewendet wird.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform, wenn das Motorsteuermodul den Strom unterbricht, welcher auf den Motor des MDPS angewendet wird, kann die Fehlererfassungsvorrichtung das MDPS zurücksetzen und wiederstarten/neustarten.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Gierrate-Änderungsrate berechnet werden durch Abschätzen einer Gierrate basierend auf der Eingabe des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit und durch Differenzieren bzw. Ändern der abgeschätzten Gierrate-Änderungsrate, um diese auf ein Tiefpassfilter anzuwenden.
Andere Aspekte und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend erläutert.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, welche eine Simulation einer Übersteuerbedingung eines Fahrzeugs zeigt, wenn ein Fehler in einem motorgetriebenen Fremdkraftlenksystem auftritt.
2 ist eine Ansicht, welche eine Simulation einer Falsche-Richtung-Steuern-Bedingung eines Fahrzeugs zeigt, wenn in einem motorgetriebenen Fremdkraftlenksystem ein Fehler auftritt.
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Fehlererfassungsvorrichtung eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, welches Module zeigt, die ein Fehlerermittlungsmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden.
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Fehlererfassungsverfahren eines MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fehlerermittlung unter Verwendung eines Erfassungsverfahrens eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang des Ermittelns des Fehlertyps zeigt, wenn ein Versagen des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems ermittelt wird.
Bezugszeichen, welche in den Zeichnungen verwendet werden, beinhalten Bezüge auf die folgenden Elemente, welche nachfolgend erörtert werden.
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 Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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 obigen und anderen Merkmale der Erfindung werden nachfolgend erörtert.
Nachfolgend sind beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in zahlreichen Arten modifiziert werden, und der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht als auf die nachfolgenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Diese Ausführungsformen werden bereitgestellt, um dem Fachmann die Erfindung weiter zu erläutern.
Wenn ein Lenkrad eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems (MDPS) während eines Fahrens eines Fahrzeugs betrieben wird, kann ein Motor (z.B. ein Elektromotor) innerhalb des MDPS gemäß einer Winkeländerung oder einer Momentänderung (z.B. einer Drehmomentänderung) des Lenkrads betrieben werden und kann deshalb die Fahrrichtung des Fahrzeugs geändert werden. Beim MDPS, wenn ein Fahrer ein Lenkrad betätigt, welches er/sie mit seinen/ihren Händen ergreift, kann ein Drehmomentsensor die Betätigung des Fahrers erfassen und gibt eine elektronische Steuereinheit (ECU) einen Befehl korrespondierend zur Lenkrichtung und zum Drehmoment des Lenkrads an den Motor innerhalb des MDPS aus. Dementsprechend kann der Motor betrieben werden, um eine Achse des Vorderrads des Fahrzeugs zu bewegen, und so kann die Fahrrichtung des Fahrzeugs geändert werden.
Jedoch kann solch ein MDPS, welches direkt das Fahren des Fahrzeugs betrifft, direkt die Sicherheit betreffen. In den vergangen Jahren hat die internationale Norm ISO 26262 über die funktionale Sicherheit eines Fahrzeugs Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Die vorliegende Erfindung kann eine Technik bereitstellen des Analysierens der Funktionen und Fehler des MDPS, welche den internationalen Normen genügt und welche früh einen Fehler des MDPS erfasst, um Unfälle zu verhindern.
Deshalb stellt die vorliegende Erfindung eine Fehlererfassungsvorrichtung und ein Erfassungsverfahren des MDPS bereit und betrifft das MDPS, welches die Bewegung der Vorderradachse korrespondierend zum Lenkrad unter Verwendung des Motors ausführt.
Die 1 ist eine Ansicht, welche eine Simulation eines Übersteuerns eines Fahrzeugs zeigt, wenn ein Fehler im MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt.
Wie es in der 1 gezeigt ist, wenn ein Fahrer versucht, ein Fahrzeug abbiegen zu lassen, kann ein Motormoment in der gleichen Richtung wie die Lenkrichtung des Fahrers erzeugt werden, und das Fahrzeug kann sich verglichen mit dem Lenkwinkel exzessiv drehen.
Im Fall der Übersteuersituation, da ein Drehmoment der Lenkvorrichtung des Fahrers konstant beibehalten wird und das Motormoment in der gleichen Richtung wie die Lenkrichtung des Fahrers erzeugt wird, können das Lenkmoment des Fahrers und das Motormoment in der gleichen Richtung erzeugt werden.
Die 2 zeigt eine Simulation eines Falsche-Richtung-Steuerns eines Fahrzeugs, wenn ein Fehler im MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt.
Im Gegensatz zur Übersteuersituation wird das Motormoment in die zur Steuerrichtung des Fahrers entgegengesetzte Richtung erzeugt, wobei das Lenkmoment des Fahrers und das Motormoment in zueinander entgegengesetzte Richtungen erzeugt werden können.
Die 3 ist eine Ansicht, welche eine Fehlererfassungsvorrichtung des MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Vor dem Ermitteln eines Versagens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Vorbedingungsermittlungsmodul 10 eingerichtet sein, um zu ermitteln, ob oder ob nicht ein Fahrzeug abbiegt, und um die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Wert zu vergleichen, um zu ermitteln, ob oder ob nicht die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der vorbestimmte Wert.
Das Abbiegefahren eines Fahrzeugs kann ermittelt werden durch Ausführen einer Erfassungslogik gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und dem Lenkmoment. Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass ein Fahrzeug das Abbiegefahren ausführt, wird ermittelt, ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Abbiegefahrens eines Fahrzeugs gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, kann ein Fehlerermittlungsbefehl übertragen werden.
Wie oben beschrieben kann der erste vorbestimmte Wert durch Ermitteln eines Geschwindigkeitspunktes beliebig ausgewählt werden, bei welchem die Fehlererfassung des MDPS eines Fahrzeugs sensitiver arbeiten muss. Da der Fehler des MDPS, welcher bei einer geringen Geschwindigkeit ignoriert werden kann, die Fahrsicherheit bei einem Hochgeschwindigkeitsfahren schwerwiegend beeinflussen kann, kann die Fehlererfassungssensitivität ermittelt werden durch Einstellen des ersten vorbestimmten Werts.
Die 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Fehlerermittlungsmoduls 11 darstellt.
Das Fehlerermittlungsmodul 11, welches den Fehlerermittlungsbefehl eines Fahrzeugs empfängt und einen Fehler des Fahrzeugs ermittelt, kann aufweisen: ein integrationsbasiertes Erfassungsmodul 21, ein motormomentbasiertes Erfassungsmodul 22 und ein gierrate-änderungsratenbasiertes Erfassungsmodul 23. Das integrationsbasierte Erfassungsmodul 21 kann eine Multiplikation des Lenkmoments und des Motormoments ausführen, um zu ermitteln, ob oder ob nicht ein akkumulierter Wert, welcher über eine vorbestimmte Zeitdauer integriert wird, gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert. Das motormomentbasierte Erfassungsmodul 22 kann ermitteln, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als ein dritter vorbestimmter Wert. Das gierrate-änderungsratenbasierte Erfassungsmodul 23 kann ermitteln, ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel gleich oder größer ist als ein vierter vorbestimmter Wert.
Wie es oben beschrieben ist, kann das Fehlerermittlungsmodul 11 das integrationsbasierte Erfassungsmodul 21 aufweisen. Im Allgemeinen, wenn das MDPS normal arbeitet, können das Lenkmoment und das Motormoment zueinander entgegengesetzte Vorzeichen haben. Wenn jedoch das MDPS versagt, können das Lenkmoment und das Motormoment die gleichen Vorzeichen haben.
Dementsprechend kann das Produkt aus dem Lenkmoment und dem Motormoment berechnet werden, und das berechnete Produkt des Lenkmoments und des Motormoments kann über eine vorbestimmte Zeitdauer integriert werden, um einen akkumulierten Wert zu berechnen. Deshalb, da das integrationsbasierte Erfassungsmodul 21 die Integration des Produktes des Motormoments und des Lenkmoments ausführen kann, kann das Festlegen der Erfassungszeit einfach sein.
In dieser Ausführungsform kann es ermittelt werden, ob oder ob nicht der berechnete akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert. Wenn der berechnete akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert, kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt.
Der Grund, weshalb das Versagen des MDPS durch Vergleichen des akkumulierten Wertes, welcher über eine bestimmte Zeitdauer integriert wurde, mit dem zweiten vorbestimmten Wert ermittelt wird, kann sein, da, wenn das MDPS unmittelbar in einen Normalzustand zurückkehrt, sogar falls ein Fahrzeug zeitweise auf einem falschen Pfad während des Betriebs des MDPS fährt, es durch Ermitteln, dass das MDPS versagt, nicht notwendig ist, Maßnahmen zu ergreifen, wie Unterbrechen eines Stroms für den Motor.
Da jedoch ein Fahrzeug kontinuierlich auf dem Fehlerpfad für eine bestimmte Zeit aufgrund des Fehlers des MDPS fährt, wenn der akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert, müssen Maßnahmen ergriffen werden. Dementsprechend kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt, und ein Trotz-Fehler-Sicher-Vorgang, wie beispielsweise Unterbrechen eines Stroms für den Motor, kann durch ein Motorsteuermodul 13 ausgeführt werden.
Zweitens kann das Fehlerermittlungsmodul 11 weiter das motormomentbasierte Erfassungsmodul 22 aufweisen. Wenn das Motormoment gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert, kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt.
Wie oben beschrieben, wenn das Motormoment gleich oder geringer ist als der dritte vorbestimmte Wert, ist ein Unterschied zwischen der Fahrrichtung gemäß einer Fahreranforderung und der (z.B. tatsächlichen) Abbiegerichtung eines Fahrzeugs gering, sogar falls das MDPS des Fahrzeugs versagt. Dementsprechend ist es nicht notwendig, einen separaten Trotz-Fehler-Sicher-Vorgang auszuführen, und wenn das Motormoment des MDPS gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert, kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt.
Als drittes kann das Fehlerermittlungsmodul 11 weiter das gierrate-änderungsratenbasierte Erfassungsmodul 23 aufweisen. Das gierrate-änderungsratenbasierte Erfassungsmodul 23 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss keinen Gierratensensor verwenden und kann den Gierratenwert ausgehend vom Lenkwinkel und von der Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein Gierrate-Änderungsrateberechnungsmodul 14 abschätzen und verwenden.
Deshalb muss die vorliegende Erfindung Informationen eines Steuersystems für ein Fahrzeug durch den Gierratensensor nicht verwenden. Stattdessen kann ein Vorgang des Abschätzens der Gierrate ausgehend von Faktoren, wie beispielsweise vom Lenkwinkel und von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, ausgeführt werden und kann das Berechnen der Gierrate-Änderungsrate durch Abschätzen der Gierrate ausgeführt werden. Wenn die berechnete Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert, kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt.
Wie es oben beschrieben ist, kann das Gierrate-Änderungsrateberechnungsmodul 14 die Gierrate durch Faktoren abschätzen, wie beispielsweise den Lenkwinkel, der dem Fahrzeug eingegeben wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die abgeschätzte Gierrate-Änderungsrate berechnet ist, kann der Gesamtzustand des Fahrzeugs phänomenologisch ermittelt werden. Das heißt, wenn der Fehler des MDPS unter Verwendung des Gierratensensors ermittelt wird, kann ein Fehler-unmittelbar-Erfassen aufgrund einer Verzögerung des Gierratensensors selbst schwierig sein. Dementsprechend kann in dieser Ausführungsform gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs, da der Gierratenwert basierend auf dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt wird, schnell erfasst werden, ob oder ob nicht das MDPS versagt.
Die abgeschätzte Gierrate, welche notwendig ist, um die geänderte Gierrate zu ermitteln, kann ausgehend von der folgenden Gleichung 1 abgeschätzt werden.
Hier bezeichnet V_x eine Fahrzeuggeschwindigkeit, bezeichnet L einen Radstand, bezeichnet K_US eine Untersteuerkonstante, bezeichnet g die Gravitationsbeschleunigung und bezeichnet δ_f den Lenkwinkel.
Wie es oben beschrieben ist, beim Erfassen des Fehlers des MDPS eines Fahrzeugs, wenn alle Bedingungen das integrationsbasierte Erfassungsmodul 21, das motormomentbasierte Erfassungsmodul 22 und das gierrate-änderungsratenbasierte Erfassungsmodul 23 betreffend erfüllt sind, kann ermittelt werden, dass das MDPS versagt.
Die 5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Fehlererfassungsverfahren des MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß dem Fehlererfassungsverfahren des MDPS kann die Fahrzeuggeschwindigkeit empfangen werden (S110) und kann dann ein Abbiegen des Fahrzeugs ermittelt werden (S120). Beim Ermitteln des Abbiegens des Fahrzeugs können der Lenkwinkel, welcher eingegeben wird, und das Lenkmoment verwendet werden. Wenn es ermittelt wird, dass das Fahrzeug abbiegt, kann ermittelt werden, ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich ist oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert (S130). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, kann ermittelt werden, ob oder ob nicht das MDPS versagt (S140). Darüber hinaus kann der Fehlertyp durch ein Fehlertypermittlungsmodul 12 ermittelt werden (S150), und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als der erste vorbestimmte Wert, kann die Logik beendet werden.
Wenn es durch das Ermitteln, ob oder ob nicht das MDPS versagt, ermittelt wird, dass das MDPS versagt, kann eine Trotz-Fehler-Sicher-Logik angewendet werden, um bei einem Fehler einen Sicherheitszustandsmodus auszuführen, und ein (z.B. elektrischer) Strom, welcher auf den Motor angewendet wird, kann unterbrochen werden (S160). Da der Motor, welchem kein Strom zugeführt wird, zurückgesetzt und wiedergestartet wird, kann ebenfalls sichergestellt werden, dass das MDPS korrekt arbeitet.
In der 6, beim Ausführen der Fehlerermittlung, kann die Multiplikation des Lenkmoments und des Motormoments ausgeführt werden (S210) und kann der akkumulierte Wert berechnet werden durch Integrieren des berechneten Werts über eine vorbestimmte Zeitdauer (S220). Danach kann ermittelt werden, ob oder ob nicht der akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert (S230). Die Integration kann durch das integrationsbasierte Erfassungsmodul 21 ausgeführt werden.
Darüber hinaus, gleichzeitig mit dem integrierten Berechnungsvorgang bzw. dem Integration-Berechnungsvorgang, kann ermittelt werden, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert (S240), und kann die Gierrate-Änderungsrate ermittelt werden in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel, um zu ermitteln, ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert (S250).
Die Berechnung des Motormoments kann ausgeführt werden durch das motormomentbasierte Erfassungsmodul 22, und das Ermitteln der Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel kann durch das gierrate-änderungsratenbasiertes Erfassungsmodul 23 ausgeführt werden.
Darüber hinaus kann die Gierrate des Fahrzeugs abgeschätzt werden, um die Gierrate-Änderungsrate zu berechnen, und die Gierrate kann in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel abgeschätzt werden. Die Gierrate-Änderungsrate kann durch das Gierrate-Änderungsrateberechnungsmodul 14 ausgeführt (z.B. berechnet und ausgegeben) werden.
Wie es oben beschrieben ist, wenn die Motormomentbedingung, die Integrierter-Akkumulierter-Wert-Bedingung durch die Multiplikation des Motormoments und des Lenkmoments und die Gierrate-Änderungsrate-Bedingung alle erfüllt werden/sind (S260), kann ermittelt werden, dass da MDPS versagt (S270).
Die 7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang des Ermittelns des Fehlertyps zeigt, wenn ermittelt wird, dass das MDPS versagt.
Wie es in der 7 gezeigt ist, kann ermittelt werden, ob oder ob nicht das MDPS versagt (S310). Wenn ermittelt wird, dass das MDPS versagt, können das Produkt aus dem Lenkwinkel und der Gierrate-Änderungsrate berechnet werden und kann das Vorzeichen des berechneten Werts ermittelt werden (S320).
Wenn das Vorzeichen des berechneten Werts positiv ist, kann ermittelt werden, dass der Fehler des MDPS das Übersteuern (S330) ist. Andererseits, wenn das Vorzeichen des berechneten Werts negativ ist, kann ermittelt werden, dass der Fehler des MDPS das Falsche-Richtung-Steuern (S340) ist.
Wenn jedoch ermittelt wird, dass das MDPS nicht versagt, kann die Ermittlung des MDPS-Fehlertyps verschoben werden.
Wie es oben beschrieben ist, haben eine Fehlererfassungsvorrichtung und ein Fehlererfassungsverfahren des MDPS gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte.
Als erstes ist es möglich, mit einer Notfallsituation zurechtzukommen durch effektives Erfassen des Fehlers des MDPS.
Als zweites hat die vorliegende Erfindung einen Effekt des sicheren Ausführens einer Trotz-Fehler-Sicher-Funktion ohne Hinzufügen einer separaten Funktion zum MDPS durch phänomenologisches Ermitteln des Gesamtzustands eines Fahrzeugs und des Ermittelns, ob das MDPS versagt.
Als drittes ist es möglich, das MDPS manuell zu betreiben durch Unterbrechen eines Stroms, welcher auf einen Motor des MDPS angewendet wird, wenn ein Fehler des MDPS erfasst wird.
Als viertes kann das MDPS korrekt betrieben werden durch Unterbrechen eines Stroms, welcher auf einen Motor des MDPS angewendet wird, und durch gleichzeitiges Zurückstellen und Wiederstarten des MDPS, wenn ein Fehler des MDPS erfasst wird.
Zur Erleichterung der Beschreibung und zur genauen Definition in den anhängigen Ansprüchen werden die Begriff „ober(e)“, „unter(e)“, „inner(e)“ und „äußer(e)“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen der in den Figuren gezeigten Merkmale zu beschreiben.
Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zweck der Darstellung und Erläuterung getätigt. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2012-0092310 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 26262 [0002]
ISO 26262 [0003]
Norm ISO 26262 [0043]

Claims

Ein Fehlererfassungsverfahren eines motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems, aufweisend: Ermitteln (S110), durch eine elektronische Steuereinheit, ob oder ob nicht eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, wenn ein Fahrzeug abbiegt, Ausführen (S210), durch die elektronische Steuereinheit, einer Multiplikation eines Lenkmoments und eines Motormoments und Ermitteln, ob oder ob nicht ein akkumulierter Wert, welcher durch eine Integration für eine vorbestimmte Zeitdauer ermittelt wird, gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, Ermitteln (S240), durch die elektronische Steuereinheit, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als ein dritter vorbestimmter Wert, Ermitteln, durch die elektronische Steuereinheit, einer Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel und Ermitteln (S250), ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als ein vierter vorbestimmter Wert, Ermitteln (S270), durch die elektronische Steuereinheit, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, wenn der akkumulierte Wert gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert und das Motormoment gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert und die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert, und Ermitteln, durch die elektronische Steuereinheit, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem normal arbeitet, wenn der akkumulierte Wert nicht gleich oder größer ist als der zweite vorbestimmte Wert oder das Motormoment nicht gleich oder größer ist als der dritte vorbestimmte Wert oder die Gierrate-Änderungsrate nicht gleich oder größer ist als der vierte vorbestimmte Wert.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, wenn ermittelt wird, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, weiter ein Ermitteln (S310) eines Fehlertyps aufweisend, wobei das Ermitteln des Fehlertyps aufweist: Ermitteln (S320), ob oder ob nicht Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und Ermitteln (S330), dass der Fehler des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems ein Übersteuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und Ermitteln (S340), dass der Fehler des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems ein Falsche-Richtung-Steuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander nicht gleich sind.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wenn ermittelt wird, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, weiter aufweisend: ein Unterbrechen (S160) eines Stroms, welcher auf einen Motor des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems angewendet wird.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß Anspruch 3, nach dem Unterbrechen das auf den Motor angewendeten Stroms, weiter aufweisend: Zurücksetzen und Wiederstarten des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ermittlungsvorgänge der Reihe nach wiederholt werden.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, beim Ermitteln (S110), ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert, aufweisend: Ermitteln eines Abbiegens des Fahrzeugs unter Verwendung einer Eingabe des Lenkwinkels und des Lenkmoments.
Das Fehlererfassungsverfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gierrate-Änderungsrate ermittelt wird durch Abschätzen einer Gierrate basierend auf der Eingabe des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit, Ändern der abgeschätzten Gierrate und Verwenden eines Tiefpassfilters.
Eine Fehlererfassungsvorrichtung eines motorgetriebenen Fremdlenkkraftsystems, aufweisend: ein Vorbedingungsermittlungsmodul (10), welches gemäß einem Lenkmoment eines Fahrzeugs und einer Eingabe eines Lenkwinkels ermittelt, ob oder ob nicht das Fahrzeug abbiegt, und welcher, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, einen Befehl zum Ermitteln, ob oder ob nicht das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, überträgt, und ein Fehlermittlungsmodul (11), welches den Befehl zum Ermitteln, ob oder ob nicht das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, vom Vorbedingungsermittlungsmodul (10) empfängt, um zu ermitteln, ob oder ob nicht das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, wobei das Fehlerermittlungsmodul (11) aufweist: ein integrationsbasiertes Erfassungsmodul (21), welches eine Multiplikation des Lenkmoments und eines Motormoments ausführt und ermittelt, ob oder ob nicht ein akkumulierter Wert, welcher durch eine Integration über eine vorbestimmte Zeitdauer ermittelt wird, gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, ein motormomentbasiertes Erfassungsmodul (22), welches ermittelt, ob oder ob nicht das Motormoment gleich oder größer ist als ein dritter vorbestimmter Wert, und ein gierrate-änderungsratenbasiertes Erfassungsmodul (23), welches eine Gierrate-Änderungsrate gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel ermittelt und welches ermittelt, ob oder ob nicht die Gierrate-Änderungsrate gleich oder größer ist als ein vierter vorbestimmter Wert, und welches ermittelt, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, wenn Bedingungen des integrationsbasierten Erfassungsmoduls (21), des motormomentbasierten Erfassungsmoduls (22) und des gierrate-änderungsratenbasierten Erfassungsmoduls (23) alle zutreffen.
Die Fehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, weiter ein Fehlertypermittlungsmodul (12) aufweisend, welches, wenn das Fehlerermittlungsmodul (11) ermittelt, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt: ermittelt, ob oder ob nicht Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, ermittelt, dass ein Fehler des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems ein Übersteuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander gleich sind, und ermittelt, dass der Fehler des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems ein Falsche-Richtung-Steuern ist, wenn die Vorzeichen des Lenkwinkels und der Gierrate-Änderungsrate zueinander nicht gleich sind.
Die Fehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, weiter ein Motorsteuermodul (13) aufweisend, welches, wenn das Fehlerermittlungsmodul ermittelt, dass das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem versagt, einen Strom unterbricht, der auf einen Motor des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems angewendet wird.
Die Fehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, welche, wenn das Motorsteuermodul (13) den Strom unterbricht, der auf den Motor des motorgetriebenen Fremdkraftlenksystems angewendet wird, das motorgetriebene Fremdkraftlenksystem zurücksetzt und wiederstartet.
Die Fehlererfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Gierrate-Änderungsrate ermittelt wird durch Abschätzen einer Gierrate basierend auf der Eingabe des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit und durch Ändern der abgeschätzten Gierrate, um sie auf ein Tiefpassfilter anzuwenden.