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Die Erfindung betrifft ein System zur Detektion möglicher Beschädigungen von Komponenten eines EPS-Systems sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.
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HINTERGRUND
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Bei elektrischen Servolenkungssystemen („EPS“-Systemen) treibt ein Elektromotor ein Getriebe dahingehend an, eine Lenkungszahnstange mit zusätzlichem Drehmoment zur Unterstützung beim Drehen der Räder eines Fahrzeugs zu versorgen. Im Allgemeinen umfassen EPS-Systeme viele mechanisch und elektrisch verbundene Komponenten. Diese Komponenten können beschädigt werden, wenn das Fahrzeug mit externen Objekten (beispielsweise Bordsteinen, Schlaglöchern, anderen Fahrzeugen) kollidiert. Oftmals ist sich ein Benutzer des Fahrzeugs möglicherweise nicht bewusst, dass ein EPS-System nach einer Kollision mit einem externen Objekt beschädigt ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 043 069 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs. In einer linken Spurstange und in einer rechten Spurstange einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs werden auftretende Kräfte erfasst und miteinander verglichen, wobei ein Spurversatz des Kraftfahrzeugs erkannt wird, falls sich die in der linken Spurstange und der rechten Spurstange auftretenden Kräfte wenigstens über eine vorgegebene Zeitspanne in Betrag und/oder Richtung wenigstens um einen vorgegebenen Schwellwert voneinander unterscheiden.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 008 337 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion eines Fehlers in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung und Auswertung eines Unterstützungsmoments umfasst, wobei mindestens ein zeitlicher Verlauf des Unterstützungsmoments über eine Anzahl von Fahrzyklen erfasst und ausgewertet wird. Ein Fehler wird festgestellt, falls in allen Fahrzyklen ein Betrag eines neutralen Unterstützungsmoments um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert von einem Referenzmoment abweicht oder in allen Fahrzyklen ein zeitlicher Verlauf eines Unterstützungsmoments in einem vorbestimmten Lenkmanöver um mehr als ein vorbestimmtes Maß von einem Referenzverlauf abweicht.
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KURZDARSTELLUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mögliche Beschädigung von Komponenten des EPS-Systems basierend auf Betriebsparametern der Komponenten zu detektieren. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Beispielsweise können Komponenten, wie nachstehend genauer erläutert wird, Aufprallkräfte von externen Objekten ausgesetzt werden. Diese Kräfte können von Sensoren detektiert und mit bekannten Kennlinien von Kräften, die zu Beschädigungen an Komponenten des EPS-Systems führen können, verglichen werden. Durch Detektieren dieser Kräfte und Vergleichen dieser mit den Kennlinien kann das System bestimmen, ob Komponenten möglicherweise beschädigt sind.
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Hier beschriebene Ausführungsformen beziehen sich somit auf ein elektrisches Servolenkungssystem.
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Weitere Aspekte und Ausführungsformen werden bei Betrachtung der detaillierten Beschreibung und beiliegenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 stellt ein elektrisches Servolenkungssystem gemäß einer Ausführungsform dar.
- 2 stellt einen Elastomerdämpfer gemäß einer Ausführungsform dar.
- 3 stellt eine elektronische Steuerung gemäß einer Ausführungsform dar.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen einer möglichen Beschädigung an einem elektrischen Servolenkungssystem gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 5 stellt eine Kraftkennkurve gemäß einer Ausführungsform dar.
- 6 stellt eine Positionskennkurve gemäß einer Ausführungsform dar.
- 7 stellt eine Winkelgeschwindigkeitskennkurve gemäß einer Ausführungsform dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bevor irgendwelche Ausführungsformen genauer erläutert werden, versteht sich, dass diese Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführten oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt werden, beschränkt sein soll. Ausführungsformen können andere Konfigurationen aufweisen und können verschiedenartig in die Praxis umgesetzt oder durchgeführt werden.
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Mehrere hardware- und softwarebasierte Vorrichtungen sowie mehrere verschiedene Strukturkomponenten können zur Implementierung verschiedener Ausführungsformen verwendet werden. Darüber hinaus können Ausführungsformen Hardware, Software und elektronische Komponenten oder Module umfassen, die zum Zwecke der Erörterung so dargestellt und beschrieben werden, als wäre der Großteil der Komponenten lediglich in Hardware implementiert. Für einen Durchschnittsfachmann und auf Basis der Lektüre dieser detaillierten Beschreibung ist erkenntlich, dass die auf Elektronik basierenden Aspekte der Erfindung zumindest bei einer Ausführungsform in Software (beispielsweise auf nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gespeichert), die durch eine oder mehrere elektronische Steuerungen ausführbar ist, implementiert sein können. Beispielsweise können „Steuereinheiten“ und „Steuerungen“, die in der Patentschrift beschrieben werden, eine oder mehrere elektronische Steuerungen, elektronische Prozessoren oder ähnliche Vorrichtungen, einen oder mehrere Speicher, darunter nichtflüchtige computerlesbare Medien, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen einen oder mehrere ASICs und andere Schaltkreise und verschiedene Verbindungen (beispielsweise Kabel, Leiterbahnen und Busse), die die verschiedenen Komponenten verbinden, umfassen.
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1 stellt ein elektrisches Servolenkungssystem (im folgenden auch EPS-System oder auch System genannt) 100 eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dar. Das EPS-System 100 umfasst eine Lenksteuerung 105 (beispielsweise ein Lenkrad), die über eine Lenkwelle 110 mit einem Lenkungsritzel 115 verbunden ist. Jedoch kann bei Ausführungsformen, bei denen das Fahrzeug ein „Steer-by-Wire“-System umfasst, die Lenkwelle 110 nicht vorliegen. Stattdessen detektiert ein Sensor ein Ausmaß an angeforderter Lenkung von der Lenksteuerung 105, und basierend auf dem detektierten Ausmaß an angeforderter Lenkung betreibt eine Steuerung das Lenkungsritzel 115 wie nachstehend beschrieben.
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Das Lenkungsritzel 115 kann beispielsweise ein Lenkgetriebe sein. Wenn ein Benutzer die Lenksteuerung 105 betätigt, dreht das Lenkungsritzel 115 eine Lenkungszahnstange 120 und bewegt sie in einer gewünschten Lenkrichtung. Durch die Bewegung der Lenkungszahnstange 120 werden dann die Räder 125 und 126 dahingehend gedreht, das Fahrzeug in die gewünschte Lenkrichtung zu drehen. Bei einigen Ausführungsformen sind die Räder 125 und 126 Vorderräder des Fahrzeugs; bei anderen Ausführungsformen sind die Räder 125 und 126 Hinterräder des Fahrzeugs.
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Die Räder 125 und 126 sind durch Kugelgelenke 130 und 131 mit der Lenkungszahnstange 120 verbunden. Wenn die Lenkungszahnstange 120 von dem Lenkungsritzel 115 bewegt wird, bewegen die Kugelgelenke 130 und 131 die Räder 126 und 126 (drehen die Räder beispielsweise in die gewünschte Lenkrichtung). Wenn sich die Lenkungszahnstange 120 einem maximalen Lenkungszahnstangenverlagerungsweg (beispielsweise wie weit nach links oder nach rechts die Lenkungszahnstange 120 von dem Lenkungsritzel 115 bewegt werden kann) nähert, treffen die Kugelgelenke 130 und 131 auf Dämpfer 135 bzw. 136 auf. Die Dämpfer 135 und 136 sind an beiden Enden der Lenkungszahnstange 120 zur Verhinderung einer Beschädigung der Lenkungszahnstange 120, falls die Kugelgelenke 130 und 131 die Räder 125 und 126 zu weit drehen oder falls über die Kugelgelenke 130 und 131 von außen einwirkende Kräfte an die Lenkungszahnstange 120 angelegt werden, vorgesehen, wie nachstehend genauer dargestellt wird.
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Die Dämpfer 135 und 136 können aus verschiedenartigen Materialien hergestellt sein. Bei einer Ausführungsform können die Dämpfer 135 und 136 aus Elastomer hergestellt sein. Elastomerdämpfer können gestaucht werden, wenn mehr Kraft durch die Kugelgelenke 130 und 131 an die Lenkungszahnstange 120 angelegt wird. Beispielsweise stellt 2 verschiedene Stauchungsgrade für einen Elastomerdämpfer dar.
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Wenn Kraft von den Kugelgelenken 130 und 131 an die Lenkungszahnstange 120 angelegt wird, werden die Dämpfer 135 und 136 gestaucht. Beispielsweise werden die Dämpfer 135 und 136 gestaucht, wenn sich die Lenkungszahnstange 120 ihrem maximalen Lenkungszahnstangenverlagerungsweg nähert. Mit Zunahme der Kraft (beispielsweise basierend auf einem vom Benutzer eingegebenen Drehmoment von der Lenksteuerung 105 und der elektrischen Servolenkungsunterstützung von einem Elektromotor wie nachstehend beschrieben) werden die Dämpfer 135 und 136 weiter auf einen ersten Punkt oder Grad, der als „A“ dargestellt wird, gestaucht. Der Stauchungsgrad der Dämpfer 135 und 136 kann basierend auf einer derzeitigen Stellung der Lenkungszahnstange 120, einer bekannten Dämpfersteifigkeit, einer bekannten Dämpferposition und einer erfassten Kraft, die an die Lenkungszahnstange 120 angelegt wird, bestimmt werden.
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Mit Abnutzung der Dämpfer 135 und 136 oder wenn sie nicht kritischen Kraftereignissen ausgesetzt werden (wenn beispielsweise die Räder 125 und 126 über ein Schlagloch fahren oder leicht auf ein Objekt, wie z. B. einen Bordstein, auftreffen, während sich die Lenkungszahnstange 120 nicht dem maximalen Lenkungszahnstangenverlagerungsweg nähert), können die Dämpfer 135 und 136 auf einen zweiten Punkt oder Grad, der als „B“ dargestellt wird, gestaucht werden. B wird als nicht kritische Stauchung angesehen, da keine Gefahr einer Beschädigung des EPS-Systems 100 durch die Kraft, die zur Erzeugung der Stauchung der Dämpfer 135 und 136 auf B erforderlich ist, besteht.
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Wenn die Dämpfer 135 und 136 kritisch hohen Zahnstangenkräften (beispielsweise Kräften, die hoch genug sind, um die Lenkungszahnstange 120 oder andere Komponenten des EPS-Systems 100 zu beschädigen) ausgesetzt werden, werden die Dämpfer 135 und 136 auf einen dritten Punkt oder Grad, der als „C“ dargestellt wird, gestaucht. Wenn beispielsweise die Räder 125 und 126 auf einem Bordstein treffen, während sich die Lenkungszahnstange 120 bei dem maximalen Lenkungszahnstangenverlagerungsweg befindet, werden die Dämpfer 135 und 136 durch die auftretenden Kräfte auf C gestaucht und die Lenkungszahnstange 120 oder andere Komponenten des EPS-Systems 100 (insbesondere das Lenkungsritzel 115) können durch die Kräfte beschädigt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Dämpfer 135 und 136 aus Kunststoff hergestellt. Die Dämpfer 135 und 136 aus Kunststoff sind so konstruiert, dass sie zerstört werden, wenn die Dämpfer 135 und 136 aus Kunststoff kritisch hohen Zahnstangenkräften (beispielsweise Kräften, die hoch genug sind, um Elastomerdämpfer 136 und 136 auf C zu stauchen, wie in 2 gezeigt wird) ausgesetzt werden. Ein höherer Lenkwinkel (beispielsweise der Winkel, in dem die Räder 125 und 126 gedreht werden können) ist möglich, sobald die Dämpfer 135 und 136 zerstört wurden. Somit kann ein Benutzer des Fahrzeugs bemerken, dass sich die Räder 125 und 126 weiter drehen, was eine Beschädigung des EPS-Systems 100 anzeigt. Bei einigen Ausführungsformen weist jedes der Räder 125 und 126 einen Sensor auf, der bestimmt, wie weit sich jedes der Räder 125 und 126 dreht, und dann den Drehwinkel zu einer elektronischen Steuerung überträgt (wie nachstehend erörtert wird). Der Drehwinkel kann dann mit einem Winkelschwellenwert verglichen werden. Wenn der Winkel größer als der Winkelschwellenwert ist, zeigt die elektronische Steuerung dem Benutzer an, dass die Dämpfer 135 und 136 aus Kunststoff zerstört wurden.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst das EPS-System 100 des Weiteren einen Elektromotor 140. Der Elektromotor 140 wird dazu verwendet, ein zusätzliches Drehmoment zum Bewegen der Lenkungszahnstange 120 (zusätzlich zu dem Drehmoment von dem Lenkungsritzel 115) zur Unterstützung des Drehens der Räder 125 und 126 bereitzustellen. Die Höhe an zusätzlichem Drehmoment, die von dem Elektromotor 140 angelegt wird, wird basierend auf einer Benutzereingabe (beispielsweise einem Ausmaß, in dem ein Benutzer die Lenksteuerung 105 dreht) bestimmt.
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Das EPS-System 100 umfasst des Weiteren eine elektronische Steuerung 150. 3 ist ein veranschaulichendes Beispiel für die elektronische Steuerung 150. Die elektronische Steuerung 150 umfasst mehrere elektrische und elektronische Komponenten, die Strom, Betriebssteuerung und Schutz für die Komponenten und Module in der elektronischen Steuerung 150 bereitstellen. In dem dargestellten Beispiel umfasst die elektronische Steuerung 150 einen elektronischen Prozessor 305 (beispielsweise eine/n programmierbare/n elektronische/n Mikroprozessor, Mikrosteuerung oder ähnliche Vorrichtung), einen Speicher 310 (beispielsweise einen nicht flüchtigen maschinenlesbaren Speicher) und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 315. Der elektronische Prozessor 305 ist kommunikativ mit dem Speicher 310 und der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 315 verbunden. Der elektronische Prozessor 305 ist dazu konfiguriert, in Koordination mit in dem Speicher 310 gespeicherter Software und der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 315 unter anderem die hier beschriebenen Verfahren zu implementieren.
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Die elektronische Steuerung 150 kann bei einigen Ausführungsformen in verschiedene unabhängige Steuerungen (beispielsweise programmierbare elektronische Steuereinheiten), die jeweils zur Durchführung spezifischer Funktionen oder Unterfunktionen konfiguriert sind, implementiert sein. Darüber hinaus kann die elektronische Steuerung 150 Untermodule enthalten, die zusätzliche elektronische Prozessoren, Speicher oder ASICs zur Erfüllung von Eingabe-/Ausgabe-Funktionen, Verarbeitung von Signalen und Anwendung der nachstehend aufgeführten Verfahren umfassen. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die elektronische Steuerung 150 zusätzliche, weniger oder andere Komponenten.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist die elektronische Steuerung 150 mit mehreren Sensoren elektrisch verbunden. In einem Beispiel ist die elektronische Steuerung 150 mit Kraftsensoren 160 und 161, einem Linearsensor 165, einem Winkelsensor 170, einem Beschleunigungssensor 175 und anderen externen EPS-Sensoren 180 verbunden.
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Die Kraftsensoren 160 und 161 bestimmen eine auf die Kugelgelenke 130 und 131 ausgeübte Kraft (beispielsweise dadurch, dass die Räder 125 und 126 auf ein Objekt auftreffen). Der Linearsensor 165 bestimmt eine Richtung und ein Ausmaß einer Bewegung der Lenkungszahnstange 120, wenn das Lenkungsritzel 115 (und der Elektromotor 140) die Lenkungszahnstange 120 als Reaktion darauf, dass ein Benutzer die Lenksteuerung 105 dreht, bewegt. Der Winkelsensor 170 detektiert eine Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 140, wenn der Elektromotor 140 das zusätzliche Drehmoment für die Lenkungszahnstange 120 bereitstellt. Bei einigen Ausführungsformen detektiert der Winkelsensor 170 stattdessen eine Winkelgeschwindigkeit des Lenkungsritzels 115.
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Der Beschleunigungssensor 175 kann einer oder mehrere Sensoren, die verschiedene Beschleunigungen des EPS-Systems 100 messen, sein. Beispielsweise kann der Beschleunigungssensor 175 die Beschleunigung der Drehung der Lenkwelle 110, die Beschleunigung der Lenkungszahnstange 120, während sie (durch das Lenkungsritzel 115 oder durch externe Kräfte) bewegt wird, und dergleichen messen. Die externen EPS-Sensoren 180 sind verschiedene andere Sensoren, die dem EPS-System 100 zugeordnet sind. Beispielsweise können die externen EPS-Sensoren 180 einen Temperatursensor, einen Stromsensor, einen Spannungssensor und dergleichen umfassen.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 400 zur Bestimmung einer möglichen Beschädigung des EPS-Systems 100 gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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Das Verfahren 400 umfasst Empfangen mit der elektronischen Steuerung 150 von Daten von mindestens einem Sensor (bei Block 405). Beispielsweise empfängt die elektronische Steuerung 150 Daten, die eine Kraft an der Lenkungszahnstange 120 anzeigen, von einem der Kraftsensoren 160 und 161, wenn Kraft von einem externen Objekt an die Räder 125 und 126 angelegt wird (und somit Kraft an die Kugelgelenke 130 und 131 angelegt wird). In einem weiteren Beispiel empfängt die elektronische Steuerung 150 Daten, die ein Ausmaß einer lateralen Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 und/oder eine Lateralgeschwindigkeit anzeigen, von dem Linearsensor 165 (beispielsweise eine Verlagerung entweder in einer Richtung nach links oder nach rechts und/oder eine Geschwindigkeit in beiden Richtungen). In noch einem weiteren Beispiel empfängt die elektronische Steuerung Daten, die eine Winkelgeschwindigkeit (und/oder Umdrehungen pro Minute) des Elektromotors 140, wenn der Elektromotor 140 ein zusätzliches Drehmoment zur lateralen Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 bereitstellt, anzeigen. Die von der elektronischen Steuerung 150 empfangenen Daten sind im Allgemeinen ein Betriebsparameter der Lenkungszahnstange 120 (beispielsweise die laterale Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 oder die an die Lenkungszahnstange 120 angelegte Kraft) und/oder des Elektromotors 140 (beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 140).
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Das Verfahren 400 umfasst bei einigen Ausführungsformen des Weiteren Bestimmen mit der elektronischen Steuerung 150 eines abgeleiteten Werts aus den empfangenen Daten. Beispielsweise ist die elektronische Steuerung bei einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert, einen Messwinkelgradienten basierend auf der empfangenen Winkelgeschwindigkeit zu bestimmen, wenn die elektronische Steuerung 150 eine Winkelgeschwindigkeit von dem Winkelsensor 170 empfängt. In einem weiteren Beispiel ist die elektronische Steuerung 150 ferner dazu konfiguriert, einen Geschwindigkeitsgradienten der Lenkungszahnstange 120 während ihrer lateralen Verlagerung zu bestimmen, wenn die elektronische Steuerung 150 ein Ausmaß der lateralen Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 von dem Linearsensor 165 empfängt. Die elektronische Steuerung 150 kann des Weiteren dazu konfiguriert sein, einen Geschwindigkeitsgradienten basierend auf einer von dem Linearsensor 165 empfangenen Lateralgeschwindigkeit der Lenkungszahnstange 120 zu bestimmen.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren 400 des Weiteren Bestimmen mit der elektronischen Steuerung 150, ob die empfangenen Daten mit einer bekannten Kennkurve, die eine mögliche Beschädigung einer Komponente des EPS-Systems 100 anzeigt, übereinstimmen, (bei Block 410). Die bekannten Kennkurven sind bei einigen Ausführungsformen in dem Speicher 310 gespeichert.
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Beispielsweise stellt 5 eine bekannte Kraftkennkurve 500 dar.
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In dem in 5 gezeigten Beispiel kann die an die Lenkungszahnstange 120 mit der Zeit angelegte Kraft, die durch die Kraftsensoren 160 und 161 gemessen wird, mit der bekannten Kraftkennkurve 500 verglichen werden, um die Art eines Ereignisses, das aufgetreten ist, zu bestimmen. Wenn der empfangene Wert beispielsweise unter einem ersten Schwellenwert 510 liegt und mit der Zeit nur nach und nach zunimmt und abnimmt (beispielsweise bei einem ersten Wendepunkt 515), bestimmt die elektronische Steuerung 150, dass das Fahrzeug ein normales Manöver durchgeführt hat, beispielsweise ein Benutzer des Fahrzeugs das Fahrzeug in eine bestimmte Richtung gelenkt hat. Wenn die gemessene Kraft zwischen dem ersten Schwellenwert 510 und einem zweiten Schwellenwert 520 liegt und schneller als ein normales Manöver zunimmt und abnimmt (beispielsweise bei einem zweiten Wendepunkt 525), bestimmt die elektronische Steuerung 150, dass das Fahrzeug ein dynamischeres Manöver durchgeführt hat (beispielsweise das Fahrzeug in ein Schlagloch gefahren ist oder eine scharfe Kurve gefahren ist).
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Wenn die gemessene Kraft über dem zweiten Schwellenwert 520 liegt und schneller als das dynamische Manöver zunimmt und abnimmt (beispielsweise bei einem dritten Wendepunkt 530), bestimmt die elektronische Steuerung 150, dass die an die Lenkungszahnstange 120 angelegten Kräfte eine mögliche Beschädigung einer oder mehrerer Komponenten des EPS-Systems 100 verursacht haben kann. Beispielsweise können die bei dem dritten Wendepunkt 530 aufgetretenen Kräfte das Lenkungsritzel 115, die Kugelgelenke 130 und 131, die Dämpfer 135 und 136, die Lenkungszahnstange 120 oder andere Komponenten des EPS-Systems 100 beschädigt haben.
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In einem weiteren Beispiel vergleicht die elektronische Steuerung 150, wenn die elektronische Steuerung 150 Daten zur lateralen Verlagerung von dem Linearsensor 165 empfängt, die Daten mit einer bekannten Positionskennkurve 600 (wie in 6 dargestellt wird).
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Die Lenkungszahnstange 120 muss zum Wenden des Fahrzeugs von dem Lenkungsritzel 115 lateral bewegt werden. Der Linearsensor 165 detektiert und misst die laterale Verlagerung und die Lateralgeschwindigkeit der Lenkungszahnstange 120, während sie (durch das Lenkungsritzel 115 oder eine andere externe Kraft, beispielsweise Auftreffen auf einen Bordstein) bewegt wird.
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Beispielsweise nimmt die Lineargeschwindigkeit (oder lineare Verlagerung) während eines normalen Wendemanövers (bei einem ersten Wendepunkt 610) nach und nach zu und nimmt dann wieder auf null ab. Wie die Kräfte, die während eines dynamischen Manövers (beispielsweise Auftreffen auf ein Schlagloch) auf die Lenkungszahnstange 120 ausgeübt werden, nimmt die Lineargeschwindigkeit (oder die lineare Verlagerung) der Lenkungszahnstange 120 viel schneller zu und ab und weist eine höhere Amplitude als ein normales Manöver auf (beispielsweise bei einem zweiten Wendepunkt 620).
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Wenn die Lineargeschwindigkeit oder die lineare Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 sogar noch schneller als ein dynamisches Manöver mit einer höheren Amplitude zunimmt und abnimmt (beispielsweise bei einem dritten Wendepunkt 630), kann die elektronische Steuerung 150 bestimmen, dass ein oder mehrere Komponenten des EPS-Systems 100 eine mögliche Beschädigung erlitten haben. Weiterhin kann die Lineargeschwindigkeit oder die lineare Position schrittweise abnehmen, während sich das Fahrzeug aus dem Kontakt mit einem Aufprallobjekt bewegt.
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In noch einem weiteren Beispiel kann die elektronische Steuerung 150 eine empfangene Winkelgeschwindigkeit (in Radianten pro Sekunde oder Umdrehungen pro Minute) mit einer bekannten Winkelgeschwindigkeitskennkurve 700 vergleichen (wie in 7 dargestellt wird).
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Der Winkelsensor 170 überwacht die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 140, während er die Bereitstellung eines zusätzlichen Drehmoments für die Lenkungszahnstange 120 unterstützt. Wie bei der linearen Verlagerung der Lenkungszahnstange 120 während eines normalen Manövers stellt der Elektromotor 140 (bei einem ersten Wendepunkt 710) eine allmähliche Zunahme und Abnahme des zusätzlichen Drehmoments bereit, was sich in der Abnahme und Zunahme der Umdrehungen pro Minute (U/min) widerspiegelt. Während eines dynamischen Manövers (beispielsweise Auftreffen auf ein Schlagloch) können die U/min auf eine höhere Amplitude als ein normales Manöver zunehmen, um die eingebrachten zusätzlichen Kräfte auszugleichen, und können schneller zunehmen und abnehmen (beispielsweise bei einem zweiten Wendepunkt 720).
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Wenn das EPS-System 100 eine mögliche Beschädigung erlitten hat, ist die Winkelgeschwindigkeitsamplitude viel höher und nimmt viel schneller zu und ab (beispielsweise bei einem dritten Wendepunkt 730). Wie bei der Positionskennkurve nimmt auch eine von dem Winkelsensor 170 empfangene Kurve, die eine mögliche Beschädigung anzeigt, schrittweise ab.
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Es versteht sich, dass die elektronische Steuerung 150 Daten von mehr als einem Sensor empfangen und jeden Satz empfangener Daten mit seiner jeweiligen Kennkurve vergleichen kann, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere Komponenten des EPS-Systems 100 eine mögliche Beschädigung erfahren haben. Beispielsweise kann die elektronische Steuerung 150 eine beliebige Kombination aus Kraftdaten, Daten zur linearen Verlagerung und Winkelgeschwindigkeitsdaten von den jeweiligen Sensoren empfangen und jeweils mit ihrer jeweiligen Kennkurve vergleichen.
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Nach der Bestimmung, dass die empfangenen Daten mit einer bekannten Kurve übereinstimmen, gibt die elektronische Steuerung 150 eine Anzeige für einem Benutzer des Fahrzeugs, dass eine mögliche Beschädigung aufgetreten ist, aus (bei Block 415). Beispielsweise kann die elektronische Steuerung 150 mit einer Benachrichtigungsanzeige, beispielsweise einem Anzeigeschirm, einer LED, einem Lautsprecher oder einer anderen Anzeigenform elektrisch verbunden sein. Die elektronische Steuerung 150 erzeugt eine Benachrichtigung, beispielsweise eine visuelle oder Textnachricht oder eine Sprachnachricht, die die mögliche Beschädigung des EPS-Systems 100 anzeigt, und gibt diese für den Benutzer aus.
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Hier beschriebene Ausführungsformen beschreiben also ein elektrisches Servolenkungssystem.
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Verschiedene Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen werden in den folgenden Ansprüchen angeführt.
