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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Reglerblocks zur Ansteuerung eines Stellantriebs, insbesondere eines Stellantriebs eines Lenksystems, ein verfahrensgemäßes Steuergerät sowie ein verfahrens- und/oder vorrichtungsgemäßes Lenksystem.
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Bekannt sind Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Stellantriebs eines Lenksystems. Es besteht die Möglichkeit, solche Lenksysteme in Kraftfahrzeugen zu verwenden, insbesondere in Kraftfahrzeugen, die über Lenkeingriffe vornehmende Assistenzsysteme verfügen. An derartig verwendete Lenksysteme werden besonders hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Dazu ist es beispielsweise bekannt, einen Regelkreis eines Stellantriebes eines Lenksystems zu überwachen und abhängig von der Überwachung in einen steuernden Betriebszustand umzuschalten.
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Ferner ist aus der
DE 100 64 673 A1 ein Verfahren zum Überwachen eines Reglerblocks zur Ansteuerung eines Stellantriebs eines Lenksystems bekannt, wobei eine auf einen Reglerblock wirkenden Sollgröße vorgegeben und eine an dem Stellantrieb auftretenden Istgröße ermittelt wird, und wobei ein Überwachungsglied in Form einer Vergleicher-Steuerung verwendet wird, um den Reglerblock zumindest in Abhängigkeit der Sollgröße und der Istgröße zu überwachen.
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Zudem offenbart die
DE 197 16 197 A1 ein Überwachungsverfahren für sicherheitskritische Regelungen umfassend ein Mikroprozessorsystem mit drei synchron betriebenen Zentraleinheiten, welche ein Datenverarbeitungsprogramm redundant bzw. parallel abarbeiten, wobei die Ausgangssignale der einzelnen Zentraleinheiten mittels Überwachungsgliedern jeweils auf Übereinstimmung überwacht werden.
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Weiter ist aus der
DE 195 02 484 A1 ein Verfahren zur Überwachung eines Hinterradlenkwinkelsensors bekannt, wobei mehrere Sensorüberwachungsvorrichtungen verwendet werden, um jeweils Festzustellen, ob ein Fehler im Hinterradlenkwinkelsensor aufgetreten ist, wobei im Fehlerfall eine entsprechende Warnvorrichtung angesteuert wird.
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Des Weiteren ist aus der
DE 197 17 686 A1 eine Schaltungsanordnung bekannt, welche aus zwei Kreisen besteht und jeder der Kreise eine Eingangsschaltung, ein Mikroprozessorsystem, einen Umschalter und eine Aktuatorik umfasst, wobei die Kreise im Normalbetrieb synchron bzw. parallel betrieben werden, und wobei im Fehlerfall von einem entsprechenden Mikroprozessorsystem ein Fehlererkennungssignal erzeugt und an den zugeordneten Umschalter übertragen wird, sodass eine Ansteuerung der Aktuatorik des defekten Kreises von dem intakten Kreis übernommen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Überwachen und gegebenenfalls autonomen Korrigieren von in einem zumindest halbautomatischen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs mittels eines Lenksystems gestellten Lenkbewegungen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 13 und des Anspruchs 14 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Überwachung eines Reglerblocks in Abhängigkeit einer Sollgröße, einer Istgröße und einer Steuergröße mittels eines dem Reglerblock des Lenksystems parallel geschalteten Überwachungsglieds. Das Überwachungsglied kann mittels einer Schaltgröße, insbesondere Schaltbefehls, ein Verhalten des Reglerblocks beeinflussen. Der Reglerblock kann mittels des Überwachungsgliedes, insbesondere mittels der von dem Überwachungsglied ausgebbaren Schaltgröße, von einem ersten Übertragungszustand in einen zweiten Übertragungszustand umgeschaltet werden. Dadurch kann ein Übertragungsglied des Reglerblocks, insbesondere ein Regler des Reglerblocks, dessen Ausgangsgröße, insbesondere anhand einer Plausibilitätsgröße, überwachbar ist, vorteilhaft aus dem Reglerblock herausgeschaltet und durch ein weiteres, insbesondere redundantes oder diversitäres, Übertragungsglied ersetzt werden. Dies erfolgt insbesondere falls das erste Übertragungsglied fehlerhaft ist oder eine fehlerhafte Steuergröße ausgibt. Das weitere Übertragungsglied ist insbesondere dem Übertragungsglied parallel geschaltet, wobei Ausgänge des Übertragungsgliedes und des weiteren Übertragungsgliedes mittels eines Wechselschalters, der von dem Übertragungsglied ansteuerbar ist, wahlweise auf ein nachgeschaltetes Übertragungsglied geschaltet werden können. Dadurch ist es möglich, gegebenenfalls unplausible Werte des überwachten Übertragungsgliedes durch Herausschalten desselben nicht mehr für nachfolgende Übertragungsglieder zu verwenden. Vielmehr kann stattdessen das weitere Übertragungsglied, bei dem es sich vorzugsweise ebenfalls um einen Regler handelt, für die Ansteuerung der nachfolgenden Übertragungsglieder verwendet werden. Dadurch können etwaige unplausible Ausgaben des Übertragungsgliedes mittels des Eingriffes des Überwachungsgliedes autonom korrigiert werden, nämlich durch die entsprechende Ausgabe des weiteren Übertragungsgliedes. Das weitere Übertragungsglied weist bevorzugt einen redundanten Algorithmus zu dem Übertragungsglied auf, ist insbesondere also redundant ausgelegt, insbesondere identisch zu dem Übertragungsglied ausgelegt und/oder programmiert. Besonders bevorzugt ermitteln das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied parallel entsprechende Ausgangsgrößen, wobei abhängig von dem Schaltzustand des von dem Überwachungsglied angesteuerten Wechselschalters lediglich einer der Werte zur weiteren Steuerung verwendet wird. Das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied können dazu parallel mit einer identischen Eingangsgröße angesteuert werden. Gemäß einer Alternative wird die Plausibilitätsgröße in Abhängigkeit der Sollgröße, der Istgröße und der Steuergröße mittels des den Reglerblock des Lenksystems beeinflussenden Überwachungsglieds ermittelt. Mittels der Plausibilitätsgröße kann der Reglerblock hinsichtlich eines vorgegebenen oder vorgebbaren Plausibilitätskriteriums überwacht werden. Dazu ist es möglich, das vorab beschriebene Umschalten dann vorzunehmen, falls die Plausibilitätsgröße das Plausibilitätskriterium nicht oder nicht mehr erfüllt beziehungsweise das Übertragungsglied solange eingeschaltet zu lassen wie die Plausibilitätsgröße das Plausibilitätskriterium erfüllt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgen ein Ermitteln einer erwarteten Reaktion des Stellantriebs auf eine von dem Übertragungsglied ausgegebene Änderung der Steuergröße mittels des Überwachungsglieds , ein Vorgeben einer maximalen Reaktionszeit, innerhalb der die Reaktion innerhalb einer Toleranz erfolgen soll, ein Ermitteln einer erwarteten Reaktionszeit der erwarteten Reaktion und ein Umschalten des Reglerblocks, falls die erwartete Reaktionszeit die maximale Reaktionszeit überschreitet. Dadurch kann ein mechanisches Übertragungsverhalten bzw. eine Folgegeschwindigkeit der den Übertragungsgliedern des Reglerblocks nachgeschalteten Übertragungsglieder berücksichtigt werden. Dabei handelt es sich insbesondere um den Stellantrieb sowie die von diesem angetriebenen Komponenten des Lenksystems, insbesondere ein Getriebe und eine Zahnstange. Es kann also plausibilisiert werden, ob mittels des Übertragungsgliedes, insbesondere des Reglers, ein derart schneller Regeleingriff generiert wird, dem die nachgeschalteten Übertragungsglieder mechanisch bzw. kinematisch nicht ausreichend schnell folgen könnten. Insbesondere ist die Programmierung des Übertragungsgliedes bzw. des weiteren Übertragungsgliedes so ausgelegt, dass die nachfolgenden Übertragungsglieder innerhalb einer gewissen Zeit und/oder Toleranz folgen können und/oder eine entsprechende zwischen einer Führungsgröße und einer Regelgröße an den nachfolgenden Übertragungsgliedern auftretende Differenz unterhalb einer Schwelle bleibt. Es ist möglich, mittels des Überwachungsgliedes genau dies zu plausibilisieren und bei einer Überschreitung auf einen systematischen Softwarefehler zu schließen. Um diesen zu korrigieren, kann vorteilhaft mittels der Beeinflussung beziehungsweise der Einwirkung des Überwachungsgliedes auf den Reglerblock von dem Übertragungsglied auf das weitere Übertragungsglied umgeschaltet werden. Die Plausibilitätsgröße kann die erwartete Reaktionszeit und/oder die Differenz und das Plausibilitätskriterium entsprechend die vorgegebene oder vorgebbare maximale Reaktionszeit und/oder die für die Differenz vorgegebene oder vorgebbare Schwelle aufweisen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die erwartete Reaktion ausgehend von der Istgröße im Vergleich zu der aktuell ausgegebenen Sollgröße des Übertragungsgliedes ermittelt. Ausgehend von der Istgröße kann insbesondere ein Abstand zu der zu stellenden Sollgröße und/oder sich daraus ergebende abgeleitete Größen in die Berechnungen des Überwachungsgliedes einfließen. Für den Fall, dass ein Abstand und/oder eine Zeit zur Überbrückung des Abstandes zu groß ist, um innerhalb einer vorgegebenen Toleranz und/oder Zeit den entsprechenden Stelleingriff durchzuführen, kann auf ein unplausibles Verhalten des Übertragungsgliedes, insbesondere des Reglers, geschlossen werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln der erwarteten Reaktion mittels eines mechanischen Modells des Stellantriebs und/oder des diesem nachgeschalteten übrigen Lenksystems. Es können also bekannte mechanische Größen des zugrundeliegenden Lenksystems in die Plausibilisierung eingehen. Vorzugsweise kann eine Berechnung mittels einer Bewegungsgleichung des Lenksystems erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch beliebige andere Methoden verwendet werden.
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Besonders bevorzugt erfolgt ein Ermitteln der erwarteten Reaktion als eine berechnete erwartete Verstellgeschwindigkeit des Stellantriebs. Die erwartete Verstellgeschwindigkeit kann vorzugsweise in Kenntnis von mechanischen Größen des Lenksystems, insbesondere einer Bewegungsgleichung des Lenksystems, ermittelt werden. Insbesondere kann dies durch eine Auswertung eines zeitlichen Verlaufs der Steuergröße, vorzugsweise eines Sollmoments der Steuergröße, des Stellantriebs erfolgen.
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Bei dem Verfahren werden bevorzugt eine Ist-Position des Stellantriebs in Abhängigkeit der Istgröße und eine Soll-Position des Stellantriebs in Abhängigkeit der Steuergröße des Übertragungsgliedes ermittelt. Darauf basierend wird die Reaktionszeit ausgehend von der Ist-Position zu der Soll-Position mit der erwarteten Verstellgeschwindigkeit ermittelt. Bei der Position des Stellantriebes kann es sich um eine translatorische Position einer Zahnstange und/oder eines Lenkwinkels des Lenksystems handeln. Entsprechend kann es sich bei der Verstellgeschwindigkeit um eine translatorische Geschwindigkeit oder eine Winkelgeschwindigkeit handeln.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird ein unterlagerter Regelkreis zum Regeln des Stellantriebs mittels der Steuergröße gesteuert. Die Steuergröße dient als Eingangsgröße beziehungsweise Führungsgröße des unterlagerten Regelkreises. Der Stellantrieb kann über einen eigenen Regelkreis verfügen, insbesondere über einen feldorientierten Regelkreis mit einer Raumzeigepulsweitenmodulation. Aufgrund der Überwachung mittels des Übertragungsgliedes kann die Eingangsgröße des unterlagerten Regelkreises plausibilisiert und gegebenenfalls durch das Umschalten autonom korrigiert werden.
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Bevorzugt erfolgt ein Ermitteln der Steuergröße als Soll-Moment des unterlagerten Regelkreises des Stellantriebs. Mittels des unterlagerten Regelkreises kann also plausibilisiert ein im Reglerblock ermitteltes und plausibilisiertes gewünschtes Moment gestellt werden. Der Stellantrieb kann auf ein entsprechendes Getriebe und diesem nachgeschaltet auf die Zahnstange des Lenksystems wirken.
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Außerdem erfolgt bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ein Ermitteln der Steuergröße nach dem Umschalten mittels eines zu dem Übertragungsglied redundanten Algorithmus des weiteren Übertragungsgliedes. Es ist denkbar, die Algorithmen des Übertragungsgliedes und des weiteren Übertragungsgliedes identisch auszulegen und parallel mit derselben Eingangsgröße zu betreiben. Vorteilhaft kann dadurch, falls ein systematischer Softwarefehler auftritt, dieser durch das Umschalten korrigiert werden. Alternativ ist es denkbar, den Algorithmus des weiteren Übertragungsgliedes zwar redundant, jedoch nicht identisch auszulegen. Dadurch ist es möglich, etwaige durch eine identische Programmierung auftretende systematische Softwarefehler auszuschließen. In diesem Fall ist es also nicht möglich, dass das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied durch identisches paralleles Rechnen in einen identischen Fehlerzustand gelangen. Ferner ist es alternativ möglich, das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied zwar redundant und identisch auszulegen, jedoch das in Reserve gehaltene weitere Übertragungsglied zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt und/oder regelmäßig in gewissen Zeitpunkten neu zu starten.
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Darüber hinaus wird bevorzugt die Änderung als ein zeitlicher Verlauf der Steuergröße ermittelt. Vorteilhaft kann kontinuierlich die Steuergröße in Form des zeitlichen Verlaufs überwacht werden. Insbesondere ist es denkbar, Ableitungen des zeitlichen Verlaufs und/oder eine Steigung des zeitlichen Verlaufs zu berücksichtigen, um darauf basierend Rückschlüsse für das mögliche Führungsverhalten des nachgeschalteten unterlagerten Regelkreises zu ziehen bzw. den zeitlichen Verlauf als solches hinsichtlich des Übertragungsverhaltens der nachgeschalteten Übertragungsglieder zu plausibilisieren.
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Außerdem erfolgt bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ein Überwachen des weiteren Übertragungsgliedes nach dem Umschalten mittels des Überwachungsgliedes. Der Reglerblock wird mittels des Wechselschalters in Abhängigkeit eines Signals des Überwachungsgliedes von dem Übertragungsglied auf das weitere Übertragungsglied umgeschaltet. Das Lenksystem befindet sich dadurch in einer Rückfallebene, die in jedem Fall ein Erreichen eines vorgeschriebenen Sollwinkels und/oder einer Soll-Position der nachgeschalteten Übertragungsglieder, insbesondere der Zahnstange des Lenksystems, sicherstellt. Vorteilhaft kann auch in der Rückfallebene analog des vorab Beschriebenen die Überwachung des Reglerblocks, also die Überwachung des weiteren Übertragungsgliedes mittels des Überwachungsgliedes erfolgen. Für den Fall, dass auch das weitere Übertragungsglied eine unplausible Ausgangsgröße liefert, ist es denkbar, falls das Übertragungsglied wieder eine plausible Ausgangsgröße liefert, auf dieses zurückzuschalten oder gegebenenfalls in eine weitere Rückfallebene bzw. Notfallebene zu wechseln, bei der das Lenksystem beispielsweise in einen manuellen Modus geschaltet wird, insbesondere sämtliche Regelkreise abgeschaltet werden und lediglich ein Lenken mittels eines mechanischen Durchgriffs möglich ist.
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Ferner erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Überwachung des unterlagerten Regelkreises. Diese kann mittels eines separaten Überwachungsgliedes oder gegebenenfalls mittels des Überwachungsgliedes ebenfalls durchgeführt werden. Vorteilhaft können also der Reglerblock sowie die diesem nachgeschalteten Übertragungsglieder bis zu der mechanischen Ausgangsgröße des Stellantriebes überwacht, plausibilisiert und/oder autonom korrigiert werden.
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Die Aufgabe ist außerdem durch ein Steuergerät zum Steuern eines vorab beschriebenen Stellantriebs gelöst. Das Steuergerät ist eingerichtet, programmiert und/oder ausgelegt zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Die Aufgabe ist schließlich durch ein Lenksystem mit einem vorab beschriebenen Steuergerät und/oder eingerichtet, programmiert, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit einem Lenksteuergerät,
- 2 ein Blockschaltbild eines überwachten Reglerblocks zur Ansteuerung eines Stellantriebs des in 1 gezeigten Lenksystems.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 dargestellte Lenksystem 1 für ein Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 2, eine Lenkspindel bzw. -welle 3, ein Lenk- bzw. Getriebegehäuse 4 und ein Lenkgestänge mit einer Lenkzahnstange 5, über die eine Lenkbewegung auf die lenkbaren Räder 6 des Fahrzeugs übertragen wird. Das Getriebegehäuse 4 nimmt ein Lenkgetriebe 8 mit einem Lenkritzel und der Lenkzahnstange 5 auf, wobei das Lenkritzel drehfest mit der Lenkwelle 3 verbunden ist und mit der Lenkzahnstange 5 kämmt.
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Der Fahrer gibt über das Lenkrad 2, mit dem die Lenkwelle 3 fest verbunden ist, einen Lenkwinkel δL vor, der im Lenkgetriebe 8 im Getriebegehäuse 4 auf die Lenkzahnstange 5 des Lenkgestänges übertragen wird, woraufhin sich an den lenkbaren Rädern 6 ein Radlenkwinkel δV einstellt.
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Zur Unterstützung des vom Fahrer aufgebrachten Handmoments dient ein elektrischer Servomotor 7, über den ein Servomoment in das Lenkgetriebe 8 eingespeist werden kann. Anstelle eines elektrischen Servomotors kann auch eine hydraulische Unterstützungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Hydraulikpumpe, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und ein hydraulisches Lenksystem speist.
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Der elektrische Servomotor 7 wird über Stellsignale eines Lenksteuergerätes 9 angesteuert, in dem Sensorsignale eines Lenkwinkelsensors verarbeitet werden. Des Weiteren können auch die Signale eines Lenkmomentsensors in dem Lenksteuergerät 9 verarbeitet werden.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines Reglerblocks 10 des in 1 gezeigten Lenksystems 1.
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Dem Reglerblock 10 ist ein elektrischer Servomotor 7 nachgeschaltet, der Teil eines Stellantriebs 11 ist. Der Stellantrieb 11 weist zur Ansteuerung des elektrischen Servomotors 7 einen unterlagerten Regelkreis 21 auf. Der unterlagerte Regelkreis 21 weist insbesondere eine feldorientierte Regelung mit einer Raumzeigerpulsweitenmodulation auf. Bevorzugt ist der unterlagerte Regelkreis 21 mittels in 2 nicht näher dargestellten Mitteln überwacht. Insbesondere kann dieser von einer feldorientierten Regelung auf eine feldorientierte Steuerung umgeschaltet werden, insbesondere für den Fall, dass unplausible Werte innerhalb des unterlagerten Regelkreises 21 auftreten.
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Der Reglerblock 10 erhält als Eingangsgröße eine Sollgröße 12. Diese Sollgröße 12 wird insbesondere von einem Fahrzeugbus 22 eines in 2 nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs, das das Lenksystem 1 aufweist, bereitgestellt. Die Sollgröße 12 wird einem Sollwert-Istwert-Vergleich 23 übergeben. Außerdem wird die Sollgröße 12 des Reglerblocks 10 einem dem Reglerblock 10 parallel bzw. nebengeschalteten Überwachungsglied 17 übergeben. Bei der Sollgröße 12 handelt es sich insbesondere um einen Sollwinkel des Lenksystems 1.
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Die Sollgröße 12 wird außerdem dem Überwachungsglied 17 als Eingangsgröße übergeben.
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Dem Sollwert-Istwert-Vergleich 23, der insbesondere eine Differenz zwischen einer an dem elektrischen Servomotor 7 abgreifbaren und/oder messbaren Istgröße und der Sollgröße 12 bildet, sind ein Übertragungsglied 15, vorzugsweise ein Regler, und ein weiteres Übertragungsglied 19, vorzugsweise ein weiterer Regler, nachgeschaltet. Die Übertragungsglieder 15 und 19 sind parallel geschaltet. Der Sollwert-Istwert-Vergleich 23 gibt eine Reglereingangsgröße 24 aus, die gleichermaßen als Eingangsgröße des Übertragungsgliedes 15 und des weiteren Übertragungsgliedes 19 dient. Bei der Istgröße 13 handelt es sich insbesondere um einen Ist-Winkel des Lenksystems 1, der auf bekannte Art und Weise an dem Stellantrieb 11 und/oder an dem elektrischen Servomotor 7 des Stellantriebs 11 und/oder an dem nachgeschalteten übrigen Lenksystem 1 gemessen und/oder ermittelt werden kann.
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Dem Übertragungsglied 15 und dem weiteren Übertragungsglied 19 ist als Teil des Reglerblocks 10 ein Wechselschalter 25 nachgeschaltet. Der Wechselschalter 25 gibt abhängig von einer Schaltgröße 18 wahlweise eine von dem Übertragungsglied 15 erzeugte Steuergröße 14 oder eine von dem weiteren Übertragungsglied 19 erzeugte weitere Steuergröße 14 an den unterlagerten Regelkreis 21 des Stellantriebs 11 weiter. Bei der Steuergröße 14 handelt es sich insbesondere um ein Soll-Moment zur Ansteuerung des Stellantriebs 11. Die Steuergröße 14 wird mittels des unterlagerten Regelkreises 21 gestellt, wobei der Stellantrieb 11 über das dem elektrischen Servomotor 7 nachgeschaltete Lenkgetriebe 8 des Lenksystems 1 auf die Lenkzahnstange 5 des Lenksystems 1 wirkt, insbesondere einen Winkel des Lenkgetriebes 8 und/oder eine Position der Lenkzahnstange 5 stellt.
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Das Überwachungsglied 17 erhält zumindest drei Eingangsgrößen, die Sollgröße 12, die Istgröße 13 und die Steuergröße 14. In Abhängigkeit zumindest dieser drei Größen kann das Überwachungsglied 17 eine Plausibilitätsgröße 16 ermitteln. Solange diese Plausibilitätsgröße 16 ein vorgegebenes oder vorgebbares Plausibilitätskriterium 20 erfüllt, ist mittels der von dem Überwachungsglied 17 ausgegebenen Schaltgröße 18 der Wechselschalter 25 so eingestellt, dass das Übertragungsglied 15 mittels der Steuergröße 14 die nachgeschalteten Übertragungsglieder steuert. Für den Fall, dass das Plausibilitätskriterium 20 nicht erfüllt ist, schaltet das Überwachungsglied 17 mittels der Schaltgröße 18 und dem dadurch angesteuerten Wechselschalter 25 den Reglerblock 10 von dem Übertragungsglied 15 auf das weitere Übertragungsglied 19 um. Das Überwachungsglied 17 steuert also mittels der Schaltgröße 18 den Wechselschalter 25 und beeinflusst dadurch den Reglerblock 10, insbesondere ein Übertragungsverhalten des Reglerblocks 10.
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Für den Fall einer nichtplausiblen Ausgabe des Übertragungsgliedes 15 kann dadurch diese nichtplausible Ausgabe autonom korrigiert werden, insbesondere durch eine entsprechende korrekte Ausgabe der weiteren Steuergröße 14 des weiteren Übertragungsgliedes 19. Vorteilhaft wird eine Güte der Ansteuerung bzw. der Steuergröße 14 im Hinblick auf eine Erreichbarkeit der Steuergröße 14, insbesondere einer daraus ableitbaren Soll-Position und/oder eines Soll-Winkels des Lenksystems 1 betrachtet, wobei bei Abweichungen durch systematische Softwarefehler rechtzeitig auf das redundante weitere Übertragungsglied 19 umgeschaltet werden kann, sodass im Sinne einer Rückfallebene in jedem Fall ein Erreichen des vorgegebenen Soll-Winkels bzw. der vorgegebenen Zahnstangenposition der Lenkzahnstange 5 sichergestellt werden kann.
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Als Eingangsgröße ist die Sollgröße 12 vorgesehen, die insbesondere die dem Reglerblock 10 nachgeschalteten Übertragungsglieder hinsichtlich eines Soll-Winkels und/oder einer Soll-Zahnstangenposition der Lenkzahnstange 5 steuert. Abhängig von einer aktuellen Lage wird in einem Regelmodul, insbesondere dem Übertragungsglied 15, die Steuergröße 14 zur Ansteuerung des Stellantriebs 11 berechnet, bei dem es sich insbesondere um ein Soll-Moment handelt, welches in dem unterlagerten Regelkreis 21 und/oder einem entsprechenden Ansteuermodul eingeregelt bzw. eingestellt wird. In dem dem Reglerblock 10 zugeordneten Überwachungsglied 17 wird insbesondere mittels einer Auswertung eines zeitlichen Verlaufs der Steuergröße 14, insbesondere des Soll-Moments, mit Kenntnis von mechanischen Größen des zugrundeliegenden Lenksystems 1 eine zu erwartende Verstellgeschwindigkeit berechnet. Dies geschieht vorzugsweise über eine Berechnung mittels einer Bewegungsgleichung, kann aber auch durch alternative Methoden erfolgen.
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Ausgehend von einer aktuellen Position, also der Istgröße 13, von der die aktuelle Position ableitbar ist, und der Soll-Position, die aus der Steuergröße 14 ableitbar ist, wird über die berechnete erwartete Verstellgeschwindigkeit in dem Überwachungsglied 17 geprüft, ob die Soll-Position innerhalb einer gegebenen Toleranz und/oder innerhalb einer notwendigen Zeit erreicht werden kann. Ist dies nicht der Fall, kann vorteilhaft von einem systematischen Softwarefehler ausgegangen werden und die im Reglerblock stattfindende Regelung an einen redundanten Algorithmus übergeben werden, insbesondere wie in 2 dargestellt mittels des Wechselschalters 25 an das weitere Übertragungsglied 19. Insbesondere wird dieses bzw. das weitere Übertragungsglied 19 in analoger Art und Weise überwacht. Dazu kann auch die weitere Steuergröße 14, was in 2 nicht dargestellt ist, an das weitere Übertragungsglied 19 übergeben werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine entsprechende Stellgröße des unterlagerten Regelkriese 21 für den Aktuator bzw. den Stellantrieb 11 des unterlagerten Regelkreises 21, im Regelfall ein Motormoment des elektrischen Servomotors 7, überwacht werden. Dies kann auf bekannte Art und Weise auf Basis einer Überwachung und gegebenenfalls Umschaltung auf ein redundantes Ansteuerkonzept erfolgen, insbesondere von einer feldorientierten Regelung im unplausiblen Fall hin zu einer feldorientierten Steuerung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksystem
- 2
- Lenkrad
- 3
- Lenkwelle
- 4
- Getriebegehäuse
- 5
- Lenkzahnstange
- 6
- Vorderrad
- 7
- elektrischer Servomotor
- 8
- Lenkgetriebe
- 9
- Steuergerät
- 10
- Reglerblock
- 11
- Stellantrieb
- 12
- Sollgröße
- 13
- Istgröße
- 14
- Steuergröße
- 15
- Übertragungsglied
- 16
- Plausibilitätsgröße
- 17
- Überwachungsglied
- 18
- Schaltgröße
- 19
- weiteres Übertragungsglied
- 20
- Plausibilitätskriterium
- 21
- unterlagerter Regelkreis
- 22
- Fahrzeugbus
- 23
- Sollwert-Istwert-Vergleich
- 24
- Reglereingangsgröße
- 25
- Wechselschalter
