DE102016215487A1

DE102016215487A1 - Driver assistance system, means of locomotion and method for checking a motor-assisted steering system

Info

Publication number: DE102016215487A1
Application number: DE102016215487.7A
Authority: DE
Inventors: Peter-Christoph Daur
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Es werden ein Fahrerassistenzsystem, ein Fortbewegungsmittel sowie ein Verfahren zur Überprüfung eines motorisch unterstützten Lenksystems vorgeschlagen. Das Lenksystem umfasst ein erstes Steuergerät (1), ein zweites Steuergerät (2) zur Erzeugung eines Lenksignals und ein drittes Steuergerät (3) zur Erzeugung eines Lenksignals. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Senden einer Aufforderung zur Reaktion – von dem ersten Steuergerät (1) an das zweite Steuergerät (2) und – von dem ersten Steuergerät (1) an das dritte Steuergerät (3) und Entscheiden anhand der empfangenen Reaktion bzw. Reaktionen, ob das Lenksystem durch das Lenksignal des zweiten Steuergerätes (2) oder durch das Lenksignal des dritten Steuergerätes (3) beeinflusst werden soll.A driver assistance system, a means of locomotion and a method for checking a motor-assisted steering system are proposed. The steering system comprises a first control unit (1), a second control unit (2) for generating a steering signal and a third control unit (3) for generating a steering signal. The method comprises the steps of: sending a request for the reaction from the first control device to the second control device and from the first control device to the third control device and deciding on the basis of the received reaction resp Reactions whether the steering system should be influenced by the steering signal of the second control unit (2) or by the steering signal of the third control unit (3).

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, ein Fortbewegungsmittel sowie ein Verfahren zur Überprüfung eines motorisch unterstützten Lenksystems. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine hardware-arme Bereitstellung eines auch in einem Fehlerfall fortwährend funktionstüchtigen Lenksystems (auch „fail-operational-safe-Architektur“). The present invention relates to a driver assistance system, a means of locomotion and a method for checking a motor-assisted steering system. In particular, the present invention relates to a low-hardware provision of a continuously functioning even in the event of a fault steering system (also "fail-operational-safe architecture").

Aktuelle elektrische Lenksysteme bilden nach dem Stand der Technik eine einkanalige fail-safe-Architektur ab. Diese beschreibt ein System, bei welchem ein Fehler in der Lenkkraftunterstützung sicher erkannt werden kann. Eine mögliche Reaktion des Systems besteht beispielsweise darin, die Lenkunterstützung vollständig abzuschalten, um zumindest keine die Fahrsicherheit gefährdenden Momente auf die Lenkung aufzubringen. Für die Bereitstellung einer Drive-by-Wire-Architektur ist eine ordnungsgemäße Arbeitsweise in einem Fehlerfall zu gewährleisten. Im Stand der Technik wird dies durch eine dreikanalige Architektur erzielt. Mit anderen Worten werden drei unabhängig voneinander funktionierende Steuergeräte daraufhin überprüft, ob eines der Steuergeräte Ausgabegrößen produziert, welche von den Ausgabegrößen zweier weiterer Steuergeräte erheblich abweichen. Sofern dies der Fall ist, wird die Ausgabegröße des abweichenden Steuergerätes als fehlerhaft bzw. das fragliche Steuergerät für „defekt“ erklärt und das Lenksystem mit der Ausgabegröße der übereinstimmende Funktionen liefernden Steuergeräte betrieben. Da keine gemeinsamen Fehlerursachen zwischen den verwendeten Teilsystemen existieren dürfen (englisch: „common cause“) müssen alle Kanäle eine eigene unabhängige Energieversorgung sowie Fahrzeugkommunikation aufweisen. Beim hochautomatisierten Fahren übernimmt ein Steuergerät außerhalb der Lenkung die Berechnung und die Vorgabe der Trajektionsvektoren für den Lenkwinkel im automatischen Modus. Da dieses eine ähnliche Sicherheitsrelevanz wie die Lenk(teil)-Systeme aufweist, hat es auch die gleichen Sicherheits- und Verfügbarkeitsziele, wie die Lenkung. Current electric steering systems form a single-channel fail-safe architecture according to the prior art. This describes a system in which a fault in the power steering can be reliably detected. One possible reaction of the system is, for example, to completely switch off the steering assistance, in order at least not to put driving safety endangering moments on the steering. To provide a drive-by-wire architecture, proper operation in the event of an error must be ensured. In the prior art, this is achieved by a three-channel architecture. In other words, three independently operating ECUs are checked as to whether one of the ECUs produces output quantities that differ significantly from the output of two other ECUs. If this is the case, the output variable of the deviating control device is declared defective or the control device in question is "defective" and the steering system is operated with the output variable of the matching functions supplying control devices. Since no common causes of error may exist between the subsystems used (English: "common cause"), all channels must have their own independent power supply and vehicle communication. In highly automated driving, a control unit outside the steering takes over the calculation and specification of the steering angle trajectory vectors in automatic mode. Since this has a similar safety relevance as the steering (part) systems, it also has the same safety and availability goals as the steering.

DE 10 2013 203 978 A1 offenbart ein Fahrzeug-Lenksystem, bei welchem zur Darstellung sicherheitstechnischer Redundanz zumindest zwei parallel arbeitende Steuereinheiten vorgesehen sind, die jeweils eine der funktional parallel geschalteten elektrischen Leitungen eines Elektromotors bedarfsgerecht mit elektrischem Strom beaufschlagen. Eine elektronische Steuereinheit zur Ansteuerung eines Elektromotors für die Bereitstellung eines Lenkunterstützungsmomentes erkennt einen Fehlerfall und schaltet den Elektromotor im Ansprechen auf dessen Eintreten stromlos, damit im Lenksystem kein unerwünschtes Gegenmoment erzeugt wird. DE 10 2013 203 978 A1 discloses a vehicle steering system in which at least two parallel-operating control units are provided for representing safety redundancy, each act on the functionally parallel connected electrical lines of an electric motor as needed with electric current. An electronic control unit for controlling an electric motor for the provision of a steering assist torque detects a fault and switches the electric motor in response to its occurrence de-energized so that no unwanted counter-torque is generated in the steering system.

DE 10 2012 021 436 A1 offenbart eine Vorrichtung zum assistierenden oder automatischen Führen eines Kraftfahrzeugs, bei welcher zwei Lenk-Aktoren oder zwei in Reihe geschaltete Statorwicklungen mit einem gemeinsamen Rotor und zwei Lenk-Steuergeräte vorgesehen sind. Dabei erhalten die beiden Lenk-Steuergeräte ihre Sollwerte über ein übergeordnetes Steuergerät für ein assistierendes oder automatisches Führen eines Kraftfahrzeugs. Die Datenverbindung zwischen dem übergeordneten Steuergerät und den beiden Lenk-Steuergeräten erfolgt über separate Bussysteme, so dass eine Redundanz zur Erkennung und Kompensation von Einfachfehlern vorgesehen ist. Außerdem wird vorgeschlagen, die beiden Lenk-Steuergeräte über ein weiteres Bussystem direkt miteinander zu verbinden, so dass bei einem Fehler eines Bussystems das dem Bussystem zugeordnete Lenksteuergerät seine Soll-Werte über das andere Bussystem und das weitere Bussystem erhalten kann, sowie über das weitere Bussystem und das andere Bussystem seine Ist-Werte an das übergeordnete Steuergerät übermitteln kann. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fail-operation-Architektur mit einem verringerten Aufwand zu realisieren. Insbesondere soll die erforderliche Hardware vereinfacht werden. DE 10 2012 021 436 A1 discloses a device for assisting or automatically guiding a motor vehicle, in which two steering actuators or two series-connected stator windings are provided with a common rotor and two steering control devices. In this case, the two steering control units receive their desired values via a higher-level control device for assisting or automatically guiding a motor vehicle. The data connection between the higher-level control unit and the two steering control units via separate bus systems, so that a redundancy for the detection and compensation of single errors is provided. It is also proposed to connect the two steering control units directly to one another via a further bus system, so that in the case of a fault of a bus system, the steering control unit associated with the bus system can obtain its setpoint values via the other bus system and the further bus system, as well as via the further bus system and the other bus system can transmit its actual values to the higher-level control unit. It is an object of the present invention to realize a fail-operation architecture with a reduced effort. In particular, the required hardware should be simplified.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überprüfung eines motorisch unterstützten Lenksystems gelöst. Dieses umfasst drei Steuergeräte. Das erste Steuergerät kann beispielsweise außerhalb des Lenksystems angeordnet sein. Beispielsweise kann es zur Vorgabe von Trajektionsvektoren für den Lenkwinkel in einem HAF (hochautomatisierte Fahren)-Modus vorgesehen und eingerichtet sein. Das zweite Steuergerät und das dritte Steuergerät dienen jeweils der Erzeugung eines Lenksignals zur Bereitstellung eines Lenkunterstützungsmoments bzw. eines Lenkmomentes zur automatischen Lenkung eines Fortbewegungsmittels. Um die ordnungsgemäße Funktion des zweiten Steuergerätes und/oder des dritten Steuergerätes festzustellen, sendet das erste Steuergerät in einem ersten Schritt eine Aufforderung zur Reaktion sowohl an das zweite Steuergerät als auch an das dritte Steuergerät. Während die Aufforderung an das zweite Steuergerät über ein erstes Informationsmedium gesendet wird, wird die Aufforderung an das dritte Steuergerät über ein zweites Informationsmedium gesendet. Das jeweilige Informationsmedium kann beispielsweise eine jeweilige Leitung, ein jeweiliges Bussystem o.ä. sein. Anhand der empfangenen Reaktion bzw. der empfangenen Reaktionen des zweiten Steuergerätes und/oder des dritten Steuergerätes entscheidet das erste Steuergerät anschließend, ob das Lenksystem durch das Lenksignal des zweiten Steuergerätes oder durch das Lenksignal des dritten Steuergerätes beeinflusst bzw. betrieben werden soll. Insbesondere für den Fall, dass das erste, das zweite und das dritte Steuergerät jeweils voneinander unabhängig mit elektrischer Energie versorgt werden, kann das erste Steuergerät eine ordnungsgemäße Funktion des zweiten und dritten Steuergerätes erkennen. Im Umkehrschluss kann das erste Steuergerät eine Fehlfunktion bzw. Minderverfügbarkeit des zweiten bzw. dritten Steuergerätes ermitteln und selbiges von der Einflussnahme auf das Lenkmoment entbinden. Gegenüber im Stand der Technik bekannten Ansätzen, welche für eine fail-operational-Architektur drei Steuergeräte zur Bereitstellung eines jeweiligen Lenksignals benötigen, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein (ohnehin für andere Funktionen erforderliches) erstes Steuergerät verwendet werden, um zu entscheiden, ob das Lenksignal eines zweiten und/oder eines dritten Steuergerätes zur Lenkmomenterzeugung verwendet werden soll bzw. sollen. Im Ergebnis vereinfacht sich die Architektur. Zudem verringert sich der erforderliche Hardwareaufwand. The object identified above is achieved according to the invention by a method for checking a motor-assisted steering system. This includes three control units. The first control unit may be arranged outside the steering system, for example. For example, it may be provided and configured to specify steering angle trajectory vectors in a HAF (Highly Automated Driving) mode. The second control unit and the third control unit are each used to generate a steering signal to provide a steering assist torque or a steering torque for automatic steering of a means of locomotion. In order to determine the proper functioning of the second control device and / or of the third control device, the first control device sends in a first step a request for the reaction both to the second control device and to the third control device. While the request is sent to the second controller via a first information medium, the request is sent to the third controller via a second information medium. The respective information medium can for example be a respective line, a respective bus system or the like. be. Based on the received reaction or the received reactions of the second control device and / or the third control device, the first control device then decides, Whether the steering system is to be influenced or operated by the steering signal of the second control unit or by the steering signal of the third control unit. In particular, for the case that the first, the second and the third control unit are each supplied independently of each other with electrical energy, the first control unit can recognize a proper function of the second and third control device. Conversely, the first control unit can determine a malfunction or inaccessibility of the second or third control unit and release the same from the influence on the steering torque. In contrast to approaches known in the art which require three controllers for providing a respective steering signal for a fail-operational architecture, according to the present invention a first control unit (required anyway for other functions) can be used to decide whether the steering signal a second and / or a third control device for steering torque generation should be used or should. As a result, the architecture is simplified. In addition, the required hardware costs are reduced.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Die Aufforderung, mittels welcher das erste Steuergerät die ordnungsgemäße Funktion bzw. die ordnungsgemäße Ansprechbarkeit des zweiten Steuergerätes und des dritten Steuergerätes überprüft, kann beispielsweise eine zyklisch gesendete Nachricht sein. Mit anderen Worten wird ein „alive“-Signal in zeitlich wiederkehrender Abfolge vom zweiten und dritten Steuergerät angefordert. Auf diese Weise wird z.B. zumindest sichergestellt, dass der jeweilige Busteilnehmer des zweiten/dritten Steuergerätes ordnungsgemäß funktioniert. The request by means of which the first control unit checks the proper functioning or proper responsiveness of the second control device and the third control device can be, for example, a cyclically transmitted message. In other words, an "alive" signal is requested in chronologically recurring sequence from the second and third control unit. In this way, e.g. at least ensured that the respective bus subscriber of the second / third control unit is working properly.

Auch die Reaktion des zweiten/dritten Steuergerätes kann vom ersten Steuergerät über einen Fahrzeugbus empfangen werden. Um eine besonders ausfallsichere Architektur bereitzustellen, ist es von Vorteil, die Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Steuergerät bzw. die Kommunikation zwischen dem ersten und dem dritten Steuergerät über jeweilige bzw. verschiedene Bussysteme abzuwickeln. Die Verwendung von Bussystemen ermöglicht eine Verwendung der erprobten und bewährten Busprotokolle und „alive“-Signale. The reaction of the second / third control unit can be received by the first control unit via a vehicle bus. In order to provide a particularly fail-safe architecture, it is advantageous to handle the communication between the first and the second control unit or the communication between the first and the third control unit via respective or different bus systems. The use of bus systems allows the use of proven and proven bus protocols and "alive" signals.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches ein erstes Steuergerät, ein zweites Steuergerät und ein drittes Steuergerät aufweist. Das zweite und das dritte Steuergerät sind zur Erzeugung eines jeweiligen Lenksignals zur Bereitstellung eines Lenkmomentes vorgesehen und eingerichtet. Das erste Steuergerät ist zur Aufforderung des zweiten/dritten Steuergerätes zur Ausgabe einer Reaktion/Antwort eingerichtet. Anhand der Reaktion bzw. der Reaktionen kann das erste Steuergerät entscheiden, ob das Lenksystem des Fortbewegungsmittels durch das Lenksignals des zweiten Steuergerätes oder durch das Lenksignal des dritten Steuergerätes beeinflusst/betrieben werden soll. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechender Weise zu verwirklichen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a second aspect of the present invention, a means of transportation is proposed which has a first control unit, a second control unit and a third control unit. The second and the third control unit are provided and configured to generate a respective steering signal for providing a steering torque. The first controller is configured to request the second / third controller to issue a response / response. Based on the reaction or the reactions, the first control unit can decide whether the steering system of the means of locomotion should be influenced / operated by the steering signal of the second control unit or by the steering signal of the third control unit. In other words, the driver assistance system according to the invention is set up to realize the features, feature combinations and the resulting advantages of the method according to the invention in a corresponding manner, so that reference is made to avoid repetition of the above statements.

Um hinreichend sicherzustellen, dass die Architektur tatsächlich fail-operational arbeitet, kann vorgesehen sein, dass eine jeweils unabhängige Stromversorgung für das erste, das zweite und das dritte Steuergerät vorgesehen ist. Eine solche Stromversorgungsarchitektur wird auch als „common cause-frei“ (zu Deutsch: „frei von gemeinsamen Ursachen“) bezeichnet. Um zusätzlich sicherzustellen, dass ein Fehler auf einem verwendeten Bussystem nicht zu einer Diagnose führt, gemäß welcher das erste Steuergerät sowohl das zweite Steuergerät als auch das dritte Steuergerät für die Lenkunterstützung als „untauglich“ einstuft, können die drei Steuergeräte separate Busteilnehmer darstellen und insbesondere zwei unterschiedliche Informationsbusse zwischen dem ersten Steuergerät und dem dritten Steuergerät bzw. zwischen dem ersten Steuergerät und dem dritten Steuergerät vorgesehen sein. In order to sufficiently ensure that the architecture actually works fail-operationally, it can be provided that a respective independent power supply is provided for the first, the second and the third control unit. Such a power architecture is also referred to as a "common cause-free". In addition, to ensure that a fault on a bus system being used does not result in a diagnosis according to which the first controller classifies both the second controller and the third steering assist controller as "disabled," the three controllers may be separate bus subscribers, and more particularly two be provided different information buses between the first control device and the third control device or between the first control device and the third control device.

Während das erste Steuergerät eine gewisse Sonderrolle bzw. „Entscheider“-Rolle gegenüber dem zweiten Steuergerät und dem dritten Steuergerät einnimmt, können das zweite Steuergerät und das dritte Steuergerät im Wesentlichen identisch aufgebaut sein und einen im Wesentlichen identischen Funktionsumfang aufweisen. Insbesondere ist das erste Steuergerät nicht eingerichtet, ein Sollmoment an einen Elektromotor des Lenksystems zur Erzeugung eines Lenkmomentes auszugeben. Vielmehr kann das erste Steuergerät eingerichtet sein, einen Sollwinkel für das Lenksystem zu errechnen und aus diesem ein Eingangssignal für das zweite Steuergerät und das dritte Steuergerät (zusätzlich zur Aufforderung zur Reaktion) zu senden. While the first control unit occupies a certain special role or "decider" role with respect to the second control unit and the third control unit, the second control unit and the third control unit can be constructed substantially identical and have a substantially identical range of functions. In particular, the first control unit is not set up to output a desired torque to an electric motor of the steering system for generating a steering torque. Rather, the first control device may be configured to calculate a desired angle for the steering system and to send from this an input signal for the second control device and the third control device (in addition to the request for the reaction).

Mit anderen Worten kann der Elektromotor zur Bereitstellung des Lenkmomentes eingerichtet sein, lediglich von dem zweiten und dem dritten Steuergerät, nicht jedoch von dem ersten Steuergerät angesteuert zu werden. In other words, the electric motor for providing the steering torque can be set up to be driven only by the second and the third control unit, but not by the first control unit.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches ein motorisch unterstütztes Lenksystems aufweist. Das Lenksystem umfasst ein Fahrerassistenzsystem gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt, wodurch auch das Fortbewegungsmittel die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile der vorgenannten Erfindungsaspekte verwirklicht. According to a third aspect of the present invention, a means of transportation is proposed which comprises a motor-assisted steering system. The steering system includes a Driver assistance system according to the second-mentioned aspect of the invention, whereby the means of transportation also realizes the features, feature combinations and the resulting advantages of the aforementioned aspects of the invention.

Um gemeinsame Fehlerursachen zwischen zwei bzw. drei Teilsystemen eines fail-operational-Architektur-Lenksystems auszuschließen, muss jedes Teilsystem eine eigene und unabhängige Energieversorgung und Kommunikationsschnittstelle mit hoher Integrität aufweisen. Durch die Integrität herkömmlicher Fahrzeugbussysteme, kann ein Entscheider (auch „Watchdog“) der Lenkung in ein anderes Steuergerät (erstes Steuergerät) verlegt werden. Bei hochautomatischem Fahren gibt es ein hierfür prädestiniertes Master-Steuergerät, welches auch als „FAS MASTER“ bezeichnet wird. Mittels eines erfindungsgemäßen intelligenten Frage-Antwort-Mechanismus‘ kann das FAS MASTER über den Fahrzeugbus die Integrität bzw. Funktionsbereitschaft jedes der beiden Teilsysteme (Steuergeräte) der Lenkungsarchitektur prüfen und gegebenenfalls die notwendigen Ersatzmaßnahmen einleiten. Der dritte Kanal im Stand der Technik üblicher Lenksysteme kann dadurch eingespart werden. To rule out common causes of failure between two or three subsystems of a fail-operational architecture steering system, each subsystem must have its own and independent high-integrity power supply and communications interface. Due to the integrity of conventional vehicle bus systems, a decision maker (also "watchdog") of the steering can be moved to another control unit (first control unit). For highly automatic driving, there is a master control unit that is predestined for this purpose, which is also referred to as the "FAS MASTER". By means of an intelligent question-and-answer mechanism according to the invention, the FAS MASTER can check via the vehicle bus the integrity or functional readiness of each of the two subsystems (control units) of the steering architecture and, if necessary, initiate the necessary replacement measures. The third channel in the prior art conventional steering systems can be saved.

Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren sind: Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings. In the figures are:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fortbewegungsmittels mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fahrerassistenzsystems; 1 a schematic representation of an embodiment of an inventively designed means of transport with an embodiment of an inventively designed driver assistance system;

2 eine schematische Darstellung einer einkanalig ausgeführten fail-safe-Architektur eines im Stand der Technik bekannten Lenksystems; 2 a schematic representation of a single-channel executed fail-safe architecture of a steering system known in the art;

3 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems; und 3 a schematic representation of components of an embodiment of a driver assistance system according to the invention; and

4 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt einen PKW 10 als Fortbewegungsmittel, welches ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems aufweist. Ein Lenkrad 9 zur Aufbringung eines Handmomentes steht in mechanischem Eingriff mit einer Zahnstange 7 zur Übertragung eines rein mechanisch erzeugten Lenkmomentes bzw. Lenkwinkels. Ein Sensor 8 überwacht die Bewegung und die Momente der Lenksäule und sendet korrespondierende Signale an eine erfindungsgemäß ausgestaltete Auswerteeinheit 5 eines elektromechanisch unterstützenden Lenksystems 4, in welchem die Auswerteeinheit 5 einen Elektromotor 6 zur Erzeugung einer unterstützenden Kraftwirkung auf die Zahnstange 7 vorgesehen und eingerichtet ist. 1 shows a car 10 as a means of transport, which has an embodiment of a driver assistance system according to the invention. A steering wheel 9 for applying a hand torque is in mechanical engagement with a rack 7 for transmitting a purely mechanically generated steering torque or steering angle. A sensor 8th monitors the movement and the moments of the steering column and sends corresponding signals to an evaluation unit designed according to the invention 5 an electromechanically assisting steering system 4 in which the evaluation unit 5 an electric motor 6 for generating a supporting force on the rack 7 is provided and set up.

2 zeigt der Einfachheit halber eine einkanalige fail-safe-Architektur eines im Stand der Technik grundsätzlich bekannten Ansatzes zur Bereitstellung einer Lenkunterstützungskraft mittels eines Motors 6. Eine Versorgungsspannung 11 und ein Informationsbus 12 versorgen einen Mikrocontroller 13 als Auswerteeinheit. Ein intelligenter Watchdog 14 überwacht die ordnungsgemäße Funktion des Mikrocontrollers 13 und vermeidet eine Einflussnahme des Mikrocontrollers 13 auf die Funktionsweise des Elektromotors 6 für den Fall, dass der Mikrocontroller 13 eine Fehlfunktion erkennen lässt. Zur Bereitstellung einer fail-operational-Architektur ist der in 2 dargestellte Ansatz jedoch nicht geeignet, da im Falle einer Fehlfunktion des Mikrocontrollers 13 der Watchdog 14 nicht ermitteln kann, durch welches elektrische Signal der Elektromotor 6 zur Bereitstellung eines aktuell erforderlichen Lenkmomentes anzusteuern ist. 2 shows for simplicity a single-channel fail-safe architecture of an approach basically known in the art for providing a steering assist force by means of a motor 6 , A supply voltage 11 and an information bus 12 supply a microcontroller 13 as an evaluation unit. An intelligent watchdog 14 monitors the proper functioning of the microcontroller 13 and avoids influencing the microcontroller 13 on the functioning of the electric motor 6 in the event that the microcontroller 13 indicates a malfunction. To provide a fail-operational architecture, the in 2 However, this approach is not suitable because in case of malfunction of the microcontroller 13 the watchdog 14 can not determine by which electrical signal the electric motor 6 to drive to provide a currently required steering torque is to control.

3 zeigt eine schematische Darstellung und Verschaltung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäße fail-operational-Architektur. Während im Stand der Technik zusätzlich zu den dargestellten Mikrocontrollern 2, 3 ein dritter (nicht dargestellter) Mikrocontroller, drei voneinander unabhängige Versorgungsspannungsleitungen 11 und drei voneinander unabhängige Informationsbusse 12 für eine fail-operational-Ansteuerung des Elektromotors 6 erforderlich wären, entfällt bei der erfindungsgemäßen Architektur ein Mikrocontroller, eine Versorgungsspannung und eine Busleitung. Zudem weist auch der Elektromotor 6 lediglich zwei elektrische Verbindungen zu den Mikrocontrollern 2, 3 auf. Während im Stand der Technik im Falle einer Fehlfunktion eines Mikrocontrollers zwei weitere Mikrocontroller nach wie vor plausible bzw. identische Signale an den Elektromotor 6 ausgeben würden, wodurch der defekte Mikrocontroller eindeutig identifiziert werden könnte, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der FAS MASTER 1 als Beispiel eines ersten Steuergerätes verwendet, um eine zyklische Aufforderung zur Reaktion an den zweiten und den dritten Mikrocontroller 2, 3 zu senden und in Abhängigkeit der Reaktion bzw. Reaktionen zu entscheiden, welcher Mikrocontroller 2, 3 fortwährend zur Ansteuerung des Elektromotors 6 verwendet werden soll. Um die Kommunikation zwischen dem FAS MASTER 1 und den Mikrocontrollern 2, 3 hinreichend redundant zu gestalten, ist für die Kommunikation eine jeweilige (nicht separat dargestellte) Busleitung zwischen dem FAS MASTER 1 und den Mikrocontrollern 2, 3 vorgesehen. Beispielsweise wird für die Kommunikation ein A-SIL D-Bus verwendet, welcher eine hinreichende Verfügbarkeit zur Bereitstellung einer fail-operational-Architektur aufweist. Die Verfügbarkeit derzeitiger elektrischer Lenksysteme (electric power steering, EPS) kann dabei von derzeit 800 bis 1000 Ausfällen (englisch: „failure in time, FIT“) auf für hochautomatisierten Fahrbetrieb erforderliche 10 FIT gesenkt werden. Die erfindungsgemäß vorgesehene intelligente Kommunikation zwischen dem FAS MASTER 1 und den Mikrocontrollern 2, 3 stellt eine hinreichend integre Fehlerüberwachung für den hochautomatisierten Fahrbetrieb und die hierzu erforderliche fail-operational-Architektur bereit. Ein Kerngedanke besteht hierbei darin, den außerhalb des Lenksystems 4 angeordneten FAS MASTER 1 für die Überwachung der lenksystem-eigenen Mikrocontroller 2, 3 zu verwenden. 3 shows a schematic representation and interconnection of components of an embodiment of a fail-operational architecture according to the invention. While in the prior art, in addition to the illustrated microcontrollers 2 . 3 a third (not shown) microcontroller, three independent supply voltage lines 11 and three independent information buses 12 for a fail-operational control of the electric motor 6 would be required to be omitted in the architecture of the invention, a microcontroller, a supply voltage and a bus line. In addition, also the electric motor 6 only two electrical connections to the microcontrollers 2 . 3 on. While in the prior art in case of malfunction of a microcontroller two more microcontroller still plausible or identical signals to the electric motor 6 output, whereby the defective microcontroller could be uniquely identified, according to the present invention, the FAS MASTER 1 used as an example of a first controller to provide a cyclic request to respond to the second and third microcontrollers 2 . 3 to send and depending on the reaction or reactions to decide which microcontroller 2 . 3 constantly to control the electric motor 6 should be used. To communicate between the FAS MASTER 1 and the microcontrollers 2 . 3 sufficiently redundant for communication is a respective (not separately shown) bus line between the FAS MASTER 1 and the microcontrollers 2 . 3 intended. For example, an A-SIL D bus is used for the communication, which has sufficient availability to provide a fail-operational architecture. The availability of current electric power steering (EPS) systems can currently require from 800 to 1000 failures ("failure in time, FIT") for highly automated driving 10 FIT be lowered. The inventively provided intelligent communication between the FAS MASTER 1 and the microcontrollers 2 . 3 Provides sufficiently integrated fault monitoring for highly automated driving and the required fail-operational architecture. A core idea here is that outside the steering system 4 arranged FAS MASTER 1 for the monitoring of the steering system's own microcontroller 2 . 3 to use.

4 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung eines motorisch unterstützten Lenksystems. In einem ersten Schritt wird eine jeweilige Aufforderung zur Reaktion von einem ersten Steuergerät an ein zweites Steuergerät und ein drittes Steuergerät in Schritt 100 gesendet. Dies erfolgt über jeweilige, common cause-freie Busleitungen. In Schritt 200 wird anhand der empfangenen Reaktion oder Reaktionen im ersten Steuergerät entschieden, ob das Lenksystem durch das Lenksignal des zweiten Steuergerätes oder durch das Lenksignal des dritten Steuergerätes beeinflusst werden soll. Der Hardwareaufwand zur Bereitstellung einer gewünschten maximalen Ausfallrate verringert sich hierdurch erheblich. 4 shows steps of an embodiment of a method according to the invention for checking a motor-assisted steering system. In a first step, a respective request for the response from a first controller to a second controller and a third controller in step 100 Posted. This is done via respective, common cause-free bus lines. In step 200 is decided based on the received reaction or reactions in the first control unit, whether the steering system should be influenced by the steering signal of the second controller or by the steering signal of the third controller. The hardware effort to provide a desired maximum failure rate is thereby significantly reduced.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawing figures, modifications and combinations of

Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird. Features of the illustrated embodiments possible without departing from the scope of the present invention, the scope of which is defined by the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: FAS MASTER FAS MASTER
2, 3 2, 3: Mikrocontroller microcontroller
4 4: Lenksystem steering system
5 5: Auswerteeinheit evaluation
6 6: Elektromotor electric motor
7 7: Zahnstange rack
8 8th: Sensor sensor
9 9: Lenkrad steering wheel
10 10: PKW car
11 11: Spannungsversorgung power supply
12 12: Informationsbus Information Bus
13 13: Mikrocontroller microcontroller
14 14: Watchdog Watchdog
100, 200 100, 200: Verfahrensschritte steps

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013203978 A1 [0003]
DE 102012021436 A1 [0004]

Claims

Method for checking a motor-assisted steering system with - a first control unit ( 1 ), - a second control device ( 2 ) for generating a steering signal and - a third control device ( 3 ) for generating a steering signal comprising the steps of: - transmitting ( 100 ) a request for reaction - from the first control device ( 1 ) to the second control device ( 2 ) and - from the first controller ( 1 ) to the third control device ( 3 ) and decide ( 200 ) based on the received reaction or reactions, whether the steering system by the steering signal of the second control device ( 2 ) or by the steering signal of the third control unit ( 3 ) should be influenced.

Method according to claim 1, wherein the request by the first control device ( 1 ) via a vehicle bus ( 12 ), in particular cyclically.

Method according to claim 1 or 2, wherein the reaction by the first control device ( 1 ) via a vehicle bus ( 12 ) Will be received.

Driver assistance system for a means of transportation ( 10 ) - a first control device ( 1 ), - a second control device ( 2 ) for generating a steering signal and - a third control device ( 3 ) for generating a steering signal, wherein the first control unit ( 1 ) is set up: - a request for reaction - to the second control device ( 2 ) and - to the third control unit ( 3 ) and to decide on the basis of the received reaction or reactions, whether a steering system of the means of transport ( 10 ) by the steering signal of the second control device ( 2 ) or by the steering signal of the third control unit ( 3 ) should be influenced.

Driver assistance system according to claim 4, wherein - the first control unit ( 1 ), - the second control device ( 2 ) and - the third control device ( 3 ) each have - an independent energy supply and / or - represent separate bus participants.

Driver assistance system according to claim 4 or 5, wherein the first control device ( 1 ) A driver assistance system for performing highly automated driving operations, in particular for the calculation and specification of trajectory vectors for a steering angle, is set up.

Driver assistance system according to one of claims 4 to 6, wherein the first control unit ( 1 ) is arranged to send the request cyclically.

Driver assistance system according to one of claims 4 to 7, wherein the first control device ( 1 ) is set to calculate target angle for the steering system, but in particular is not set up, a target torque to an electric motor ( 6 ) of the steering system.

Driver assistance system according to claim 8, wherein the electric motor ( 6 ) is set up, only by the second and the third control unit ( 3 ), but not from the first controller ( 1 ).

Means of transport comprising a motor-assisted steering system comprising a driver assistance system according to one of claims 4 to 9.