DE102016113616B4

DE102016113616B4 - Method for operating a steering system of a motor vehicle and steering system

Info

Publication number: DE102016113616B4
Application number: DE102016113616.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Weber; Florian Beer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: DE102016113616A1

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems (2) eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit (15) zur Lenkkraftunterstützung, wobei die Antriebseinheit (15) mittels einer Software auf einem Steuergerät (6) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (2) einen Kondensator (140) umfasst, der derart angeordnet ist, sodass eine an dem Kondensator (140) abfallende Kondensatorspannung (142) während des Betriebs des Steuergeräts (6) konstant ist, dass das Steuergerät (6) zu einem Neustart zumindest abschnittsweise stromlos geschaltet wird, dass bei einem Wiedereinschalten des Steuergeräts (6) die an dem Kondensator (140) abfallende Kondensatorspannung (142) ermittelt wird, und dass die Software in Abhängigkeit von der ermittelten Kondensatorspannung (142) aktiviert wird.A method for operating a steering system (2) of a motor vehicle with a drive unit (15) for steering power assistance, wherein the drive unit (15) is operated by means of software on a control unit (6), characterized in that the steering system (2) comprises a capacitor (140) which is arranged such that a capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) is constant during operation of the control unit (6), that the control unit (6) is at least partially de-energized for a restart, that when the control unit (6) is switched on again, the capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) is determined, and that the software is activated depending on the determined capacitor voltage (142).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 6, ein Steuergerät nach Anspruch 7, ein Speichermedium nach Anspruch 8 sowie ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 9.The invention relates to a method for operating a steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1, a computer program according to claim 6, a control device according to claim 7, a storage medium according to claim 8 and a steering system of a motor vehicle according to the preamble of the independent claim 9.

Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems, bei dem mehrere Systemzustände verwendet werden, sind bekannt. Diese Systemzustände umfassen beispielsweise das Initialisieren des Lenksystems, die teilweise Bereitstellung der Funktionalität der Nutzanwendungen des Lenksystems, eine Bereitstellung der Funktionalität von Nutzanwendungen des Lenksystems, einen Fehlermodus sowie eine Abschaltung. Beispielhaft wird auf die gattungsgemäße DE 10 2004 028 827 A1 verwiesen.Methods for operating a steering system in which several system states are used are known. These system states include, for example, initializing the steering system, partially providing the functionality of the useful applications of the steering system, providing the functionality of useful applications of the steering system, an error mode and a shutdown. As an example, reference is made to the generic EN 10 2004 028 827 A1 referred to.

Des Weiteren ist bekannt, dass die erhöhte Marktdurchdringung elektromechanischer Lenksysteme als auch die Verwendung dieser elektromechanischen Lenksysteme im Bereich des autonomen oder hochautonomen Fahrens auch erhöhte Anforderungen an die Verfügbarkeit dieser Lenksysteme mit sich bringt.Furthermore, it is known that the increased market penetration of electromechanical steering systems as well as the use of these electromechanical steering systems in the field of autonomous or highly autonomous driving also brings with it increased demands on the availability of these steering systems.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch die Merkmale der unabhänigen Anspürche 1, 6, 7, 8 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The problem underlying the invention is solved by the features of independent claims 1, 6, 7, 8 and 9. Advantageous further developments are specified in the subclaims.

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit zur Lenkkraftunterstützung vorgeschlagen, wobei die Antriebseinheit mittels einer Software auf einem Steuergerät betrieben wird. Das Lenksystem umfasst einen Kondensator, der derart angeordnet ist, sodass eine an dem Kondensator abfallende Kondensatorspannung während des Betriebs des Steuergeräts im Wesentlichen konstant ist. Das Steuergerät wird zu einem Neustart zumindest abschnittsweise stromlos geschaltet. Die Stromlosschaltung beinhaltet auch einen Verlust der Versorgungsspannung durch einen Fehler. Bei einem Wiedereinschalten des Steuergeräts wird die an dem Kondensator abfallende Kondensatorspannung ermittelt. Die Software wird in Abhängigkeit von der ermittelten Kondensatorspannung aktiviert.A method is proposed for operating a steering system of a motor vehicle with a drive unit for steering power assistance, wherein the drive unit is operated by means of software on a control unit. The steering system comprises a capacitor which is arranged in such a way that a capacitor voltage drop across the capacitor is essentially constant during operation of the control unit. The control unit is switched off at least in sections for a restart. The power-off also includes a loss of supply voltage due to an error. When the control unit is switched on again, the capacitor voltage drop across the capacitor is determined. The software is activated depending on the capacitor voltage determined.

Durch den Kondensator und die ermittelte Kondensatorspannung kann auf einfache Art und Weise die Zeitdauer, während derer das Steuergerät nicht mit Spannung versorgt ist, ermittelt werden bzw. auf diese Zeitdauer geschlossen werden. Somit kann bei kurzzeitig abgeschaltetem Steuergerät auf einfache Art und Weise auf die Abschaltzeitdauer geschlossen werden.The capacitor and the capacitor voltage determined can be used to easily determine the length of time during which the control unit is not supplied with voltage or to infer this length of time. This means that if the control unit is switched off for a short time, the length of time it will be switched off can be easily inferred.

So kann bei einem Wiedereinschalten des Steuergeräts im Fahrbetrieb vorteilhaft ein Schnellstart der Software eingeleitet werden. Alternativ ist auch eine Deaktivierung der Software oder Teilen davon denkbar. Alternativ ist auch ein schrittweises Wiedereinschalten des Normalbetriebs denkbar. Vorteilhaft wird neben der verfügbaren mechanischen Rückfallebene durch die so aktivierbare Software die Verfügbarkeit des Lenksystems insgesamt erhöht. Darüber hinaus kann ein zyklisches Ein- und Ausschalten der Lenkunterstützung verhindert werden. Insbesondere beim autonomen oder hochautonomen Fahren kann der komplette Verlust der Lenkunterstützung verhindert oder zumindest verzögert werden.This means that when the control unit is switched on again while driving, a quick start of the software can be initiated. Alternatively, deactivation of the software or parts of it is also conceivable. Alternatively, a gradual reactivation of normal operation is also conceivable. In addition to the available mechanical fallback level, the software that can be activated in this way also increases the availability of the steering system as a whole. In addition, cyclical switching on and off of the steering assistance can be prevented. In the case of autonomous or highly autonomous driving in particular, the complete loss of steering assistance can be prevented or at least delayed.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Software nach dem Wiedereinschalten aktiviert, wenn die ermittelte Kondensatorspannung oberhalb eines Schwellwerts liegt.In an advantageous embodiment, the software is activated after switching on again if the determined capacitor voltage is above a threshold value.

In einer vorteilhaften Weiterbildung bleibt die Lenkunterstützung durch die Antriebseinheit nach dem Wiedereinschalten während des Fahrbetriebs deaktiviert, wenn die ermittelte Kondensatorspannung unterhalb des Schwellwerts liegt.In an advantageous further development, the steering assistance by the drive unit remains deactivated after being switched on again during driving if the determined capacitor voltage is below the threshold value.

In einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt ein Start der Software nach dem Wiedereinschalten des Steuergeräts in Abhängigkeit von der ermittelten Kondensatorspannung eine kürzere Zeitdauer in Anspruch als ein Start der Software vor dem Wiedereinschalten des Steuergeräts.In an advantageous embodiment, starting the software after the control unit is switched on again takes a shorter period of time depending on the determined capacitor voltage than starting the software before the control unit is switched on again.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Es werden für funktionsäquivalente Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen teilweise die gleichen Bezugszeichen verwendet. Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 beispielhaft in schematischer Form ein Lenksystem;
2 ein schematisches Drehmoment-Zeit-Diagramm;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm;
4 eine Schaltanordnung;
5 ein schematisches Spannungs-Zeit-Diagramm; und
6 ein Zustands-Übergangs-Diagramm.

Further possible applications and advantages of the invention emerge from the following description of embodiments of the invention, which are shown in the figures of the drawing. The same reference numerals are used for functionally equivalent sizes in all figures, even in different embodiments. Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. In the drawing:

1 an example of a steering system in schematic form;
2 a schematic torque-time diagram;
3 a schematic flow diagram;
4 a switching arrangement;
5 a schematic voltage-time diagram; and
6 a state transition diagram.

In 1 ist eine als Steuergerät 6 bezeichnete Steuer- und/oder Regeleinrichtung dargestellt, die einem Lenksystem 2 zugeordnet ist. Das Lenksystem 2 wird auch als Lenkvorrichtung bezeichnet. In dem Steuergerät 6 ist ein Rechner (z. B. Mikrocomputer oder Mikrocontroller) mit einem Prozessor 3 angeordnet, wobei der Prozessor 3 über eine Datenleitung 3a, beispielsweise ein Bussystem, mit einem Speicherelement 5 verbunden ist. Die hier beschriebenen Verfahren können insbesondere als ein Computerprogramm für ein digitales Rechengerät wie den Prozessor 3 ausgeführt sein. Auf dem digitalen Rechengerät 3 ist ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens lauffähig. Des Weiteren kann das Computerprogramm auf dem Speicherelement 5 für das Steuergerät 6 des Lenksystems 2 abgespeichert sein. Über eine Leistungselektronik 28 ist das Steuergerät 6 mit einer elektrischen Antriebseinheit 15 einer Hilfskraftlenkung zur Lenkkraftunterstützung verbunden, wodurch eine Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Antriebseinheit 15 durch das Steuergerät 6 ermöglicht wird. Die elektrische Antriebseinheit 15 ist beispielsweise als Elektromotor ausgebildet und wirkt über ein Getriebe 16 auf eine Zahnstange 12b. An einem Drehstab 9 ist ein Lenkmittel 10, beispielsweise ein Lenkrad angeordnet, mittels dessen ein Drehmoment auf den Drehstab 9 durch Betätigen des Lenkmittels 10 durch einen Fahrer aufbringbar ist.In 1 a control and/or regulating device referred to as a control unit 6 is shown, which is assigned to a steering system 2. The steering system 2 is also referred to as a steering device. A computer (e.g. microcomputer or microcontroller) with a processor 3 is arranged in the control unit 6, the processor 3 being connected to a memory element 5 via a data line 3a, for example a bus system. The methods described here can be designed in particular as a computer program for a digital computing device such as the processor 3. A computer program for carrying out the method can run on the digital computing device 3. Furthermore, the computer program can be stored on the memory element 5 for the control unit 6 of the steering system 2. The control unit 6 is connected to an electric drive unit 15 of an auxiliary power steering system for steering power assistance via power electronics 28, which enables the electric drive unit 15 to be controlled and/or regulated by the control unit 6. The electric drive unit 15 is designed, for example, as an electric motor and acts on a rack 12b via a gear 16. A steering means 10, for example a steering wheel, is arranged on a torsion bar 9, by means of which a torque can be applied to the torsion bar 9 by actuating the steering means 10 by a driver.

Die Lenkvorrichtung 2 weist ferner ein Lenkgetriebe 11 auf, das beispielsweise als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildet ist. Das Lenkgetriebe 11 kann aber auch als Kugelumlaufgetriebe beziehungsweise als Kugelmuttergetriebe ausgebildet sein. Ebenso ist eine Steer-by-Wire-Lenkung und/oder eine automatisierte Winkelvorgabe denkbar. In der folgenden Beschreibung wird überwiegend von einer Zahnstangenlenkung ausgegangen, wobei das Lenkgetriebe ein Ritzel 12a und die Zahnstange 12b umfasst. Jedoch ist für die Erfindung die Art der Lenkung unerheblich. Die in 1 dargestellte Lenkvorrichtung 2 könnte statt als Zahnstangenlenkung beispielsweise als eine Kugelmutterlenkung oder eine Einzelradlenkung realisiert sein. Das Lenkgetriebe 11 ist über das Ritzel 12a und die Zahnstange 12b auf jeder Fahrzeugseite mit einem Lenkgestänge 13 verbunden, das mit einem Rad 14 zusammenwirkt. Selbstverständlich kann die elektrische Antriebseinheit 15 alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung des Getriebes 11 an dem Drehstab 9 auch einen weiteren Antrieb aufweisen, der mechanisch über ein weiteres Getriebe in mechanischer Wirkverbindung mit der Zahnstange 12b steht. Selbstverständlich kann die gezeigte Antriebseinheit 15 auch über das Ritzel 12a mit der Zahnstange 12b wirkverbunden sein.The steering device 2 also has a steering gear 11, which is designed, for example, as a rack and pinion steering gear. The steering gear 11 can also be designed as a recirculating ball gear or a ball nut gear. Steer-by-wire steering and/or automated angle setting are also conceivable. The following description mainly assumes a rack and pinion steering, with the steering gear comprising a pinion 12a and the rack 12b. However, the type of steering is irrelevant for the invention. The 1 The steering device 2 shown could be implemented as a ball nut steering or an individual wheel steering, for example, instead of a rack and pinion steering. The steering gear 11 is connected via the pinion 12a and the rack 12b on each side of the vehicle to a steering linkage 13 that interacts with a wheel 14. Of course, the electric drive unit 15 can, alternatively or in addition to the arrangement of the gear 11 on the torsion bar 9, also have a further drive that is mechanically operatively connected to the rack 12b via a further gear. Of course, the drive unit 15 shown can also be operatively connected to the rack 12b via the pinion 12a.

Die in 1 dargestellte Lenkvorrichtung 2 stellt somit eine von einer Vielzahl von möglichen Ausführungsformen von für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Lenkvorrichtungen dar. Demgemäß kann der Motor 15 der Hilfskraftlenkung auch derart angeordnet sein, dass er zusammen mit dem Drehstab 9 auf das in dem Lenkgetriebe 11 angeordnete Ritzel 12a wirkt oder aber direkt - mittels eines weiteren Ritzels - auf die Zahnstange 12b wirkt.In the 1 The steering device 2 shown thus represents one of a large number of possible embodiments of steering devices suitable for carrying out the method according to the invention. Accordingly, the motor 15 of the power steering can also be arranged such that it acts together with the torsion bar 9 on the pinion 12a arranged in the steering gear 11 or acts directly - by means of a further pinion - on the rack 12b.

Die elektrische Antriebseinheit 15 wird mit elektrischer Energie betrieben, die über eine drei Phasen umfassende Leitung 26 der elektrischen Antriebseinheit 15 zugeführt wird. Die Leistungselektronik 28 ist hierfür mit einer Energieversorgung mit der Versorgungsspannung Vs verbunden und wird über Signale 30 von dem Steuergerät 6 betrieben.The electric drive unit 15 is operated with electrical energy that is supplied to the electric drive unit 15 via a three-phase line 26. For this purpose, the power electronics 28 are connected to a power supply with the supply voltage Vs and are operated via signals 30 from the control unit 6.

Eine kurzzeitige Trennung des Steuergeräts 6 von der Versorgungsspannung Vs kann im Zuge eines Neustarts des Steuergeräts 6 erfolgen. Diese kurzzeitige Unterbrechung der Versorgungsspannung Vs ist auch als Hardware-Reset bezeichenbar. Zur Erkennung und Beurteilung der Dauer des Hardware-Resets ist eine Überwachungseinheit 200 vorgesehen.A brief disconnection of the control unit 6 from the supply voltage Vs can occur during a restart of the control unit 6. This brief interruption of the supply voltage Vs can also be referred to as a hardware reset. A monitoring unit 200 is provided to detect and assess the duration of the hardware reset.

Durch einen Abgriff 120 kann die Überwachungseinheit 200 eine Unterbrechung der Versorgungsspannung Vs beobachten. Auch das Steuergerät 6 kann einen Abgriff aufweisen, an dem eine Unterbrechung der Versorgungsspannung Vs im Sinne eines Hardware-Resets beobachtbar ist. Mittels einer Zuleitung 126 kann dem Steuergerät 6 eine Information über den Hardware-Reset, insbesondere über dessen Dauer zugeführt werden.The monitoring unit 200 can observe an interruption in the supply voltage Vs through a tap 120. The control unit 6 can also have a tap at which an interruption in the supply voltage Vs in the sense of a hardware reset can be observed. Information about the hardware reset, in particular about its duration, can be supplied to the control unit 6 through a supply line 126.

Des Weiteren umfasst das Lenksystem, 2 einen Sensor 18 an dem Drehstab 9, mittels dessen ein Messsignal T ermittelt und dem Steuergerät 6 zugeführt werden kann. Selbstverständlich können dem Steuergerät 6 noch weitere nicht gezeigte Messsignale zugeführt werden. In Abhängigkeit von diesen Messsignalen ermittelt das Steuergerät 6 das Signal 30 zur Lenkkraftunterstützung.Furthermore, the steering system 2 comprises a sensor 18 on the torsion bar 9, by means of which a measurement signal T can be determined and fed to the control unit 6. Of course, further measurement signals not shown can be fed to the control unit 6. Depending on these measurement signals, the control unit 6 determines the signal 30 for steering power assistance.

In 2 ist schematisch ein Drehmoment-Zeit-Diagramm 66 gezeigt. Während einer ersten Zeitdauer T1, die sich von dem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 erstreckt, wird ein Cold-Boot durchgeführt. Nach dem Zeitpunkt t1 wird in einen Normalbetrieb gewechselt. Während des Normalbetriebs 68 wird die elektrische Antriebseinheit 15 derart betrieben, dass gemäß dem Momentenverlauf im Normalbetrieb 68 stets 100% des der jeweiligen Antriebssituation entsprechenden Drehmoments M mittels der Antriebseinheit 15 in das Lenksystem 2 eingebracht werden können. Die 100 % des Drehmoments entsprechen beispielsweise einem Faktor von 1, der mit dem der Antriebssituation entsprechenden Drehmoment M multiplizierbar ist. Entsprechend wird für den Limp-Home-Betrieb ein applizierbarer Faktor X kleiner oder gleich Eins gewählt, der mit dem der Antriebssituation entsprechenden Drehmoment M multiplizierbar ist.In 2 a torque-time diagram 66 is shown schematically. During a first time period T1, which extends from the time t0 to a time t1, a cold boot is carried out. After the time t1, the system switches to normal operation. During normal operation 68, the electric drive unit 15 is operated in such a way that, according to the torque curve in normal operation 68, 100% of the torque M corresponding to the respective drive situation can always be introduced into the steering system 2 by means of the drive unit 15. The 100% of the torque corresponds, for example, to a factor of 1, which is multiplied by the torque M corresponding to the drive situation. torque M. Accordingly, an applicable factor X less than or equal to one is selected for limp-home operation, which can be multiplied by the torque M corresponding to the drive situation.

Zu dem Zeitpunkt t2 wird beispielsweise durch eine fehlerhafte Funktion der Hardware, beispielsweise durch ein Durchbrennen eines Zwischenkreiskondensators, ein Hardware-Reset eingeleitet, was einen unmittelbaren Wegfall der Lenkkraftunterstützung durch die elektrische Antriebseinheit 15 zur Folge hat. Mithin fällt die verfügbare Lenkkraftunterstützung gemäß dem Ende des Momentenverlaufs am Ende des Normalbetriebs 68 auf 0% ab.At time t2, a hardware reset is initiated, for example, due to a faulty function of the hardware, for example due to a burnout of an intermediate circuit capacitor, which results in an immediate loss of steering power assistance by the electric drive unit 15. The available steering power assistance therefore drops to 0% according to the end of the torque curve at the end of normal operation 68.

Während einer zweiten Zeitdauer T2, die auch als Ausfallzeitdauer bezeichnet wird, und die von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t3 reicht, ist das Lenksystem 2 ohne Lenkkraftunterstützung und das Steuergerät 6 zumindest abschnittsweise ohne Stromversorgung. Alternativ kann ein nicht von dem Hardware-Reset betroffenes, redundantes Teilsystem die Funktion des vom Hardware-Reset betroffenen Teilsystems zumindest teilweise übernehmen. Insbesondere ist eine Stromversorgung des Prozessors 3 während der Zeitdauer T2 unterbrochen. Das bedeutet, dass die mechanische Rückfallebene des Lenksystems 2 genutzt wird, um während der Zeitdauern T2 und T3 das Kraftfahrzeug zu lenken.During a second time period T2, which is also referred to as the downtime period and which extends from time t2 to time t3, the steering system 2 is without steering power assistance and the control unit 6 is at least partially without power supply. Alternatively, a redundant subsystem not affected by the hardware reset can at least partially take over the function of the subsystem affected by the hardware reset. In particular, a power supply to the processor 3 is interrupted during the time period T2. This means that the mechanical fallback level of the steering system 2 is used to steer the motor vehicle during the time periods T2 and T3.

Zu dem Zeitpunkt t3 wird das Steuergerät 6 wieder aktiviert, indem das Steuergerät 6 wiedereingeschaltet und mit Strom versorgt wird. Während einer Zeitdauer T3 wird die Software auf dem Steuergerät 6 gestartet. Mithin wird in dem schraffierten Bereich 121 kein von dem Steuergerät 6 mittels der Signale 30 veranlasstes Unterstützungsmoment in das Lenkgetriebe 11 eingebracht. Lediglich die Leistungselektronik 28 kann selbstständig und unabhängig von den Signalen 30 während der Zeitdauer T2 und T3 die Antriebseinheit 15 so ansteuern, dass ein Unterstützungsmoment in das Lenkgetriebe 11 eingebracht werden kann.At time t3, the control unit 6 is reactivated by switching the control unit 6 back on and supplying it with power. During a time period T3, the software on the control unit 6 is started. Consequently, in the hatched area 121, no assist torque initiated by the control unit 6 using the signals 30 is introduced into the steering gear 11. Only the power electronics 28 can independently and independently of the signals 30 during the time periods T2 and T3 control the drive unit 15 in such a way that an assist torque can be introduced into the steering gear 11.

Zu dem Zeitpunkt t4 kann in einen Limp-Home-Betrieb 70 gewechselt werden, der einen geringeren Funktionsumfang aufweist als der Normalbetrieb 68 des Lenksystems 2. Dieser gegenüber dem Normalbetrieb 68 reduzierte Funktionsumfang in dem Limp-Home-Betrieb 70 betrifft insbesondere die durch den Antrieb 15 zur Verfügung gestellte reduzierte Lenkleistung als auch im Limp-Home-Betrieb 70 nicht zur Verfügung gestellte Lenkfunktionen wie beispielsweise Staufolgefahren, Parkassistenz oder Ähnliches. Darüber hinaus wird in dem Limp-Home-Betrieb 70 das Drehmoment gegenüber dem Normalbetrieb reduziert. Während einer vierten Zeitdauer T4, ausgehend von dem Zeitpunkt t4 bis zu dem Zeitpunkt t5 findet ein Einrampen des Drehmoments statt, um plötzliche Drehmomentsprünge zu verhindern. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass ein Faktor von 0 bis 0,5 zu Multiplikation mit dem zu erzeugenden Drehmoment ab dem Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 erhöht wird. Der Verlauf des Lenkmoments M ab dem Zeitpunkt t4 stellt somit den Limp-Home-Betrieb 70 dar, der auch als Notbetrieb bezeichenbar ist. In dem Limp-Home-Betrieb 70 kann dem Fahrzeuglenker beispielsweise durch Aufleuchten einer Warnlampe zur Kenntnis gebracht werden, dass das Kraftfahrzeug zu einer Wartung in die Werkstatt gebracht werden muss.At time t4, it is possible to switch to limp-home operation 70, which has a smaller range of functions than normal operation 68 of the steering system 2. This reduced range of functions in limp-home operation 70 compared to normal operation 68 relates in particular to the reduced steering power provided by the drive 15 as well as steering functions not available in limp-home operation 70, such as traffic jam following, parking assistance or the like. In addition, in limp-home operation 70 the torque is reduced compared to normal operation. During a fourth time period T4, starting from time t4 to time t5, the torque is ramped up to prevent sudden torque jumps. This is done, for example, by increasing a factor of 0 to 0.5 to multiply by the torque to be generated from time t4 to time t5. The course of the steering torque M from time t4 thus represents the limp-home mode 70, which can also be referred to as emergency mode. In the limp-home mode 70, the driver of the vehicle can be informed, for example by a warning lamp lighting up, that the motor vehicle must be taken to the workshop for maintenance.

Alternativ ist es möglich nach dem Zeitpunkt t4 in den Normalbetrieb zurückzuwechseln. Ob nach dem Zeitpunkt t4 in den Normalbetrieb oder in den Limp-Home-Betrieb gewechselt wird, kann beispielsweise anhand eines Standes eines Fehlerzählers entschieden werden.Alternatively, it is possible to switch back to normal operation after time t4. Whether to switch to normal operation or limp-home operation after time t4 can be decided based on the status of an error counter, for example.

3 zeigt in einem schematischen Diagramm 80 den Start der Software auf dem Steuergerät 6. Ein Fahrbetrieb 82 wird im Rahmen eines Cold-Boots gemäß einem Pfeil 84 erst nach Durchlaufen der Blöcke 86, 88, 90 und 92 erreicht. Der Block 86 stellt eine Einsprungbedingung dar. Der Block 88 stellt einen Boot-Block dar, in dem überprüft wird, ob eine Aktualisierung der Software durch ein Nachflashen erforderlich ist, und falls die Aktualisierung der Software erforderlich ist, diese durchgeführt wird. Der Block 90 stellt einen Speicherintegritätstest dar und dient zur Initialisierung des Speichers 5. Der Block 92 stellt einen Test der Abschaltphase dar. Während des Fahrbetriebs 82 wird gemäß dem Kreis 94 das Steuergerät 6 gemäß einem Hardware-Reset neu gestartet. Selbstverständlich umfasst der Fahrbetrieb 82 sowohl den Normalbetrieb 68 als auch den Limp-Home-Betrieb 70. Tritt ein Hardware-Reset im Limp-Home-Betrieb 70 auf, so kann die Lenkkraftunterstützung nach einem Neustart abgeschaltet werden. 3 shows the start of the software on the control unit 6 in a schematic diagram 80. Driving mode 82 is only reached as part of a cold boot according to an arrow 84 after passing through blocks 86, 88, 90 and 92. Block 86 represents an entry condition. Block 88 represents a boot block in which it is checked whether an update of the software by re-flashing is required and, if the software update is required, this is carried out. Block 90 represents a memory integrity test and is used to initialize the memory 5. Block 92 represents a test of the shutdown phase. During driving mode 82, according to circuit 94, the control unit 6 is restarted according to a hardware reset. Of course, the driving mode 82 includes both the normal mode 68 and the limp-home mode 70. If a hardware reset occurs in the limp-home mode 70, the power steering can be switched off after a restart.

Nach dem Hardware-Reset wird das Steuergerät 6 im Rahmen eines Schnellstarts zunächst neu gestartet. Der Hardware-Reset wird beispielsweise durch einen Kurzschluss und/oder ein Auftrennen eines Zwischenkreiskondensators verursacht. Der Schnellstart umfasst einen Start der Hardware und der Software. Ausgehend von der Erkennung des Hardwarefehlers 94 wird gemäß dem Pfeil 96 und dem Pfeil 98 der Block 90 durchlaufen. Im Schritt 90 wird mittels der Schaltung 90 die am Kondensator 140 abfallende Kondensatorspannung und dadurch mittelbar die Ausschaltzeitdauer während eines Hardware-Resets ermittelt. Nach Durchlaufen des Blocks 90 wird gemäß dem Pfeil 100 wieder in den Fahrbetrieb 82 gewechselt. Durch das Auslassen der Blöcke 86, 88 und 92 ist die dritte Zeitdauer T3 kleiner als die erste Zeitdauer T1.After the hardware reset, the control unit 6 is restarted as part of a quick start. The hardware reset is caused, for example, by a short circuit and/or a break in an intermediate circuit capacitor. The quick start includes starting the hardware and the software. Starting from the detection of the hardware error 94, block 90 is run through according to arrow 96 and arrow 98. In step 90, the capacitor voltage dropping across the capacitor 140 and thus indirectly the switch-off time during a hardware reset is determined using the circuit 90. After running through block 90, the system switches back to driving mode 82 according to arrow 100. By omitting the In blocks 86, 88 and 92 the third time period T3 is smaller than the first time period T1.

4 zeigt eine Schaltanordnung im Sinne der Überwachungseinheit 200, bei der ein Spannungsteiler 130 umfassend einen ersten Widerstand 132 und einen zweiten Widerstand 134 zwischen dem Abgriff 120 und Erde GND angeordnet ist. Zwischen einem Mittenabgriff des Spannungsteiles 130 und Erde GND ist ein Kondensator 140 angeordnet, an dem während des Normalbetriebs 68 eine im Wesentlichen konstante Kondensatorspannung 142 abfällt. 4 shows a switching arrangement in the sense of the monitoring unit 200, in which a voltage divider 130 comprising a first resistor 132 and a second resistor 134 is arranged between the tap 120 and ground GND. A capacitor 140 is arranged between a center tap of the voltage part 130 and ground GND, across which a substantially constant capacitor voltage 142 drops during normal operation 68.

Des Weiteren wird der Mittenabgriff des Spannungsteilers 130 der Zuleitung 126 zugeführt, um im Steuergerät 6 die Kondensatorspannung 142 mittels einer Analog-Digital-Wandlers zu ermitteln. Mithin ist der Kondensator 140 zwischen Erde GND und der Zuleitung 126 angeordnet.Furthermore, the center tap of the voltage divider 130 is fed to the supply line 126 in order to determine the capacitor voltage 142 in the control unit 6 by means of an analog-digital converter. The capacitor 140 is therefore arranged between earth GND and the supply line 126.

In einer alternativen Ausführungsform wird der Mittenabgriffs des Spannungsteilers 130 einer weiteren Schaltanordnung zugeführt, welche als Teil der Überwachungseinheit 200 in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung 142 ein Logiksignal der Zuleitung 126 zuführt. Dieses Logiksignal hat beispielsweise den Pegel 1 für einen Hardware-Reset, der sich unterhalb einer bestimmten Zeitdauer befindet und beispielsweise einen Schnellstart der Software erlaubt. Bezüglich des Pegels 1 wird auf das Bezugszeichen 146 in der 5 verwiesen. Das Logiksignal hat dementsprechend nach Ablauf der Zeitdauer einen Pegel 0. Bezüglich des Pegels 0 wird auf das Bezugszeichen 149 verwiesen.In an alternative embodiment, the center tap of the voltage divider 130 is fed to a further switching arrangement, which as part of the monitoring unit 200 feeds a logic signal to the supply line 126 depending on the capacitor voltage 142. This logic signal has, for example, the level 1 for a hardware reset, which is below a certain time period and allows, for example, a quick start of the software. With regard to the level 1, reference is made to the reference number 146 in the 5 Accordingly, the logic signal has a level of 0 after the time period has elapsed. Regarding the level 0, reference is made to reference number 149.

Während des Normalbetriebs 68 des Lenksystems 2 stellt der Abgriff 120 eine im Wesentlichen konstante Spannung bereit, womit sich auch die Kondensatorspannung 142 während des Normalbetriebs 68 auf einem konstanten Niveau befindet. Wird das Steuergerät 6 insbesondere bei einem Hardware-Reset stromlos geschaltet, so fällt die an dem Abgriff 120 anliegende Spannung abrupt ab, was zur Folge hat, dass sich der Kondensator 140 beispielsweise über den Widerstand 134 entlädt. Eine Kapazität des Kondensator 140 und die Werte der Widerstände 132 und 134 sind so gewählt und aufeinander abgestimmt, dass der Kondensator 140 bei einem Wiedereinschalten im Rahmen des Hardware-Resets, der zu dem Limp-Home-Betrieb 70 führt, noch geladen ist, womit an dem Kondensator 142 noch eine Kondensatorspannung 142 größer Null abfällt.During normal operation 68 of the steering system 2, the tap 120 provides a substantially constant voltage, whereby the capacitor voltage 142 is also at a constant level during normal operation 68. If the control unit 6 is de-energized, in particular during a hardware reset, the voltage applied to the tap 120 drops abruptly, which results in the capacitor 140 discharging, for example, via the resistor 134. A capacitance of the capacitor 140 and the values of the resistors 132 and 134 are selected and coordinated with one another such that the capacitor 140 is still charged when switched on again as part of the hardware reset, which leads to the limp-home operation 70, whereby a capacitor voltage 142 greater than zero still drops across the capacitor 142.

Der Hardware-Reset umfasst beispielsweise eine Stromlosschaltung des Steuergeräts 8 während einer maximalen Zeitdauer Tmax von beispielsweise 200-300 ms. Nach dem Wiedereinschalten des Steuergeräts 6 wird die an dem Kondensator 140 abfallende Kondensatorspannung 142 durch das Steuergerät 6 ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Kondensatorspannung wird der Limp-Home-Betrieb 70 aktiviert oder die Lenkunterstützung komplett abgeschaltet. Alternativ zu dem unmittelbar einschaltbaren Limp-Home-Betrieb oder der Komplettabschaltung ist auch ein schrittweises Wiedereinschalten des Normalbetriebs des Lenksystems 2 denkbar.The hardware reset includes, for example, switching off the power to the control unit 8 for a maximum period of time Tmax of, for example, 200-300 ms. After the control unit 6 is switched on again, the capacitor voltage 142 dropping across the capacitor 140 is determined by the control unit 6. Depending on the determined capacitor voltage, the limp-home mode 70 is activated or the steering assistance is switched off completely. As an alternative to the immediately switchable limp-home mode or the complete switch-off, a gradual re-activation of the normal operation of the steering system 2 is also conceivable.

Selbstverständlich sind auch andere Schaltanordnungen als die gezeigte Schaltanordnung 200 denkbar, um die Kondensatorspannung 142 dem Steuergerät 6 zur Verfügung zu stellen. Die Schaltanordnung 200 ist Teil des Lenksystems 2, womit das Lenksystem 2 den Kondensator 140 umfasst.Of course, other switching arrangements than the switching arrangement 200 shown are also conceivable in order to make the capacitor voltage 142 available to the control unit 6. The switching arrangement 200 is part of the steering system 2, whereby the steering system 2 comprises the capacitor 140.

5 zeigt ein schematisches Spannungs-Zeit-Diagramm 144 mit einem Verlauf 145 der Kondensatorspannung 142. Während des Normalbetriebs 68 verläuft die Kondensatorspannung 142 an dem Kondensator 140 im Wesentlichen konstant. Zu dem Zeitpunkt t2 wird der Hardware-Reset gestartet, was mit einer Stromlosschaltung des Steuergeräts 6 und damit mit einem abrupten Abfallen der Spannung an dem Abgriff 120 einhergeht. Ab dem Zeitpunkt t2 wird deshalb der Kondensator 140 entladen und die Kondensatorspannung 142 fällt gemäß dem Verlauf 145 ab dem Zeitpunkt t2 exponentiell ab. 5 shows a schematic voltage-time diagram 144 with a curve 145 of the capacitor voltage 142. During normal operation 68, the capacitor voltage 142 on the capacitor 140 is essentially constant. At time t2, the hardware reset is started, which is accompanied by a power-off of the control unit 6 and thus with an abrupt drop in the voltage at the tap 120. From time t2, the capacitor 140 is therefore discharged and the capacitor voltage 142 drops exponentially according to the curve 145 from time t2.

Bei dem Wiedereinschalten des Steuergeräts 6 bzw. des Prozessors 3 kann zu dem Zeitpunkt t3 ein Spannungswert 146 ermittelt werden. Liegt dieser Spannungswert 146 oberhalb eines Schwellwerts 148, so kann darauf geschlossen werden, dass die Ausfallzeitdauer T2 unterhalb einer maximalen Ausfallzeitdauer Tmax liegt, die sich aus einer zeitlichen Differenz eines Zeitpunkts t6 du des Zeitpunkts t2 ergibt.When the control unit 6 or the processor 3 is switched on again, a voltage value 146 can be determined at the time t3. If this voltage value 146 is above a threshold value 148, it can be concluded that the downtime period T2 is below a maximum downtime period Tmax, which results from a time difference between a time t6 and the time t2.

Liegt die Ausfallzeitdauer T2 oberhalb oder bei der maximalen Ausfallzeitdauer Tmax, d.h. ein weiterer Spannungswert 149 befindet sich zu einem Zeitpunkt t7 unterhalb oder bei dem Schwellwert 148, dann wird die Lenkunterstützung durch die Antriebseinheit 15 von dem Steuergerät 6 dauerhaft abgeschaltet.If the downtime duration T2 is above or at the maximum downtime duration Tmax, i.e. another voltage value 149 is below or at the threshold value 148 at a time t7, then the steering assistance by the drive unit 15 is permanently switched off by the control unit 6.

6 zeigt ein Zustands-Übergangs-Diagramm 110. In einem Zustand 112 wird der Cold-Boot durchgeführt. Nach dem Starten der Software wird der Normalbetrieb gemäß einem Zustand 114 ausgeführt. Beim einem Auftreten eines Hardware-Resets wird in einen Zustand 116 gewechselt, in dem während der zweiten Zeitdauer T2 das Steuergerät 6, insbesondere der Prozessor 3, stromlos geschaltet ist und in dem während der dritten Zeitdauer T3 die Software neu gestartet wird. Nach dem Neustart der Software wird, wenn die beim Wiedereinschalten des Steuergeräts 6 ermittelte Kondensatorspannung 142 oberhalb des Schwellwerts 148 liegt, in einen Zustand 118 gewechselt, der dem Limp-Home-Betrieb 70 entspricht. Wenn die beim Wiedereinschalten des Steuergeräts 6 ermittelte Kondensatorspannung 142 bei oder unterhalb des Schwellwerts 148 liegt, so wird in einen Zustand 150 gewechselt, in dem die Lenkunterstützung dauerhaft deaktiviert bleibt. Diese Deaktivierung der Lenkunterstützung wird ebenfalls dem Fahrer zur Kenntnis gebracht. 6 shows a state transition diagram 110. In a state 112, the cold boot is carried out. After starting the software, normal operation is carried out according to a state 114. When a hardware reset occurs, a change is made to a state 116 in which the control unit 6, in particular the processor 3, is switched off during the second time period T2 and in which the software is restarted during the third time period T3. After restarting the software, if the capacitor voltage 142 determined when the control unit 6 is switched on again is above the threshold value 148, a state 118 is entered which corresponds to the limp-home mode 70. If the capacitor voltage 142 determined when the control unit 6 is switched on again is at or below the threshold value 148, a state 150 is entered in which the steering assistance remains permanently deactivated. The driver is also informed of this deactivation of the steering assistance.

Der Start der Software während der ersten Zeitdauer T1 ist der Cold-Boot. Der Neustart der Software während der dritten Zeitdauer T3 ist ein Fast-Boot. Der Cold-Boot umfasst einen Hardware-Integritätstest und/oder eine Software-Update-Prüfung. Der Fast-Boot sowie der Neustart der Software umfasst weder den Hardware-Integritätstest noch die Software-Update-Prüfung.Starting the software during the first period T1 is the cold boot. Restarting the software during the third period T3 is a fast boot. The cold boot includes a hardware integrity test and/or a software update check. The fast boot and restarting the software do not include the hardware integrity test or the software update check.

Claims

A method for operating a steering system (2) of a motor vehicle with a drive unit (15) for steering power assistance, wherein the drive unit (15) is operated by means of software on a control unit (6), characterized in that the steering system (2) comprises a capacitor (140) which is arranged such that a capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) is constant during operation of the control unit (6), that the control unit (6) is at least partially de-energized for a restart, that when the control unit (6) is switched on again, the capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) is determined, and that the software is activated depending on the determined capacitor voltage (142).

The procedure according to the Claim 1 , wherein the software is activated after restarting if the determined capacitor voltage (142) is above a threshold value (148).

The procedure according to the Claim 1 or 2 , wherein in an emergency mode (70) a steering assistance is available which comprises a reduced range of functions compared to the steering assistance in normal mode (68), wherein the emergency mode (70) is activated depending on the determined capacitor voltage (142)

The method according to one of the preceding claims, wherein the steering assistance by the drive unit (15) remains deactivated after being switched on again during driving operation (82) if the determined capacitor voltage (142) is below the threshold value (148).

The method according to one of the preceding claims, wherein starting the software after the control unit (6) is switched on again takes a shorter period of time (T3) depending on the determined capacitor voltage (142) than starting the software before the control unit (6) is switched on again.

A computer program for a digital computing device (3) which is designed to carry out the method according to one of the preceding claims.

A control device (6) for operating a steering system (2) of a motor vehicle, which is provided with a digital computing device (3), in particular a microprocessor, on which a computer program according to the Claim 6 is executable.

A storage medium for a control unit (6) according to Claim 7 on which the computer program is based Claim 6 is saved.

A steering system (2) of a motor vehicle with a drive unit (15) for steering power assistance, wherein the drive unit (15) can be operated by means of software on a control unit (6), wherein steering assistance is available in normal operation (68), characterized in that the steering system (2) comprises a capacitor (140) which is arranged in such a way that a capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) is constant during normal operation (68), that the control unit (6) can be switched off at least in sections for a restart, that when the control unit (6) is switched on again, the capacitor voltage (142) dropping across the capacitor (140) can be determined, and that the software can be activated depending on the determined capacitor voltage (142).

The steering system (2) according to the preceding claim, which is designed to perform the functions according to one of the Claims 1 until 5 is trained.