DE102020203622A1

DE102020203622A1 - Vehicle and method for handing over a steering function to a driver of a vehicle

Info

Publication number: DE102020203622A1
Application number: DE102020203622.5A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Heilig; Markus Weber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug (10), insbesondere einem Kraftfahrzeug, mit einem Lenksystem (12), welches wenigstens einen Lenkmotor (14) umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Lenkfunktion bereitzustellen, mit wenigstens einer primären Recheneinheit (16), welche zumindest dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Normalbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug (10) in einem automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, einen primären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an einen Fahrer durchzuführen, und mit wenigstens einer sekundären Recheneinheit (18).Es wird vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit (18) als Notlaufrechner ausgebildet und dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug (10) im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet und ein Fehler und/oder eine Störung der primären Recheneinheit (16) auftritt, einen sekundären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer durchzuführen.The invention is based on a vehicle (10), in particular a motor vehicle, with a steering system (12) which comprises at least one steering motor (14) and is intended to provide a steering function, with at least one primary processing unit (16) which at least provision is made to carry out a primary transfer process for transferring the steering function to a driver in at least one normal operating state in which the vehicle (10) is in an automated driving mode, and with at least one secondary processing unit (18). It is proposed that the secondary arithmetic unit (18) is designed as an emergency computer and is provided to carry out a secondary transfer process in at least one error operating state in which the vehicle (10) is in the automated driving mode and an error and / or malfunction of the primary arithmetic unit (16) occurs to hand over the steering function to the driver.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer eines solchen Fahrzeugs.The invention is based on a vehicle according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a method for handing over a steering function to a driver of such a vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind automatisiert fahrende Fahrzeuge bekannt, bei welchen sicherheitsrelevante Systeme, wie beispielsweise ein Lenksystem, vollredundant aufgebaut sind. Eine derartige Auslegung wird dabei insbesondere für das automatisierte Fahren nach SAE Level 3 (Assistenzsystem kontrolliert Umgebung) eingesetzt, um auch bei einem Fehler in einem der sicherheitsrelevanten Systeme einen beherrschbaren und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Eine derartige vollredundante Auslegung ist jedoch relativ teuer und wird für das automatisierte Fahren nicht zwingend benötigt, sofern noch ein Fahrer als Rückfallebene existiert.Automated driving vehicles are known from the prior art in which safety-relevant systems, such as a steering system, have a fully redundant structure. Such a design is used in particular for automated driving according to SAE Level 3 (assistance system controls environment) in order to ensure controllable and safe operation even in the event of a fault in one of the safety-relevant systems. However, such a fully redundant design is relatively expensive and is not absolutely necessary for automated driving if a driver still exists as a fall-back level.

Ferner sind aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der US 2014/0303827 A1 , verschiedene Verfahren zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer eines Fahrzeugs bekannt. Unklar bleibt jedoch, wie ohne vollredundante Auslegung der Komponenten die Übergabe an den Fahrer im Fehlerfall vonstattengehen soll, wobei insbesondere zu jeder Zeit sichergestellt werden muss, dass eine Übernahme der Lenkfunktion durch den Fahrer erfolgen kann. Furthermore, from the prior art, such as the US 2014/0303827 A1 Known various methods for handing over a steering function to a driver of a vehicle. However, it remains unclear how the handover to the driver in the event of a fault should take place without a fully redundant design of the components, whereby it must be ensured at all times that the driver can take over the steering function.

Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend davon insbesondere darin, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer eines Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Kosteneffizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.Based on this, the object of the invention is in particular to provide a vehicle and a method for handing over a steering function to a driver of a vehicle with improved properties with regard to cost efficiency. The object is achieved by the features of claims 1 and 12, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, mit einem Lenksystem, welches wenigstens einen Lenkmotor umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Lenkfunktion bereitzustellen, mit wenigstens einer primären Recheneinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Normalbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug in einem automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, einen primären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an einen Fahrer durchzuführen, und mit wenigstens einer sekundären Recheneinheit.The invention is based on a vehicle, in particular a motor vehicle, with a steering system which comprises at least one steering motor and is provided to provide a steering function, with at least one primary computing unit which is provided at least in at least one normal operating state in which the vehicle is in an automated driving mode, to carry out a primary handover process for handing over the steering function to a driver, and with at least one secondary processing unit.

Es wird vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit als Notlaufrechner ausgebildet und dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet und ein Fehler und/oder eine Störung der primären Recheneinheit auftritt, einen sekundären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer durchzuführen. Insbesondere kann der primären Recheneinheit in diesem Zusammenhang eine erste Übergabestrategie und der sekundären Recheneinheit eine von der ersten Übergabestrategie abweichende zweite Übergabestrategie zugeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine vorteilhaft kosteneffiziente und gleichzeitig sichere Lösung zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer im Fehlerfall bereitgestellt werden. Zudem kann insbesondere ein Lenkgefühl, insbesondere bei einem plötzlichen Verlassen des automatisierten Fahrbetriebsmodus, vorteilhaft verbessert werden.It is proposed that the secondary arithmetic unit is designed as a fail-safe computer and is intended to carry out a secondary handover process for handing over the steering function in at least one error operating state in which the vehicle is in the automated driving mode and an error and / or a malfunction of the primary arithmetic unit occurs to carry out to the driver. In particular, a first transfer strategy can be assigned to the primary processing unit in this connection and a second transfer strategy that deviates from the first transfer strategy can be assigned to the secondary processing unit. This configuration can in particular provide an advantageously cost-efficient and at the same time safe solution for handing over a steering function to a driver in the event of a fault. In addition, a steering feel, in particular when the automated driving operating mode is suddenly exited, can advantageously be improved.

Unter einem „Lenksystem“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, insbesondere mit lenkbaren Fahrzeugrädern des Fahrzeugs in Wirkverbindung stehendes, System des Fahrzeugs verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, eine Lenkfunktionalität zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs bereitzustellen. Dazu kann das Lenksystem wenigstens eine, beispielsweise als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe und/oder ein Lenkgetriebe umfassen. Zudem kann das Lenksystem eine, insbesondere mit der Lenkhandhabe wirkverbundene, Erfassungseinheit, beispielsweise einen Lenksensor, zur Erfassung eines Fahrereingriffs in einem automatisierten Fahrbetriebsmodus umfassen. Das Lenksystem ist dabei vorteilhaft als konventionelles Lenksystem, insbesondere mit einem mechanischen Durchgriff, ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.In this context, a “steering system” is to be understood in particular as a system of the vehicle which is in particular operatively connected to steerable vehicle wheels of the vehicle and which is provided to provide a steering functionality for influencing a direction of travel of the vehicle. For this purpose, the steering system can include at least one steering handle, for example designed as a steering wheel, and / or a steering gear. In addition, the steering system can include a detection unit that is in particular operatively connected to the steering handle, for example a steering sensor, for detecting driver intervention in an automated driving mode. The steering system is advantageously designed as a conventional steering system, in particular with a mechanical penetration. “Provided” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.

Ferner soll unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit, insbesondere die primäre Recheneinheit und/oder die sekundäre Recheneinheit, ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine und/oder zumindest eine Verarbeitungsroutine auf. Vorzugsweise ist die primäre Recheneinheit im Normalbetriebszustand zum Betrieb des Lenkmotors und bevorzugt zur automatischen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Die primäre Recheneinheit weist dabei vorteilhaft eine Fahrerassistenzfunktion und/oder Highlevel-Software zur Ansteuerung des Lenkmotors auf, welche insbesondere dazu geeignet ist, einen automatisierten Fahrvorgang durchzuführen. Die primäre Recheneinheit ist ferner vorteilhaft als Mikrocontroller und/oder Mikroprozessor ausgebildet. Die sekundäre Recheneinheit weist insbesondere eine Wirkverbindung mit der primären Recheneinheit auf und ist insbesondere dazu vorgesehen, die primäre Recheneinheit in dem Fehlerbetriebszustand zumindest teilweise zu ersetzen und eine Ansteuerung des Lenkmotors zu übernehmen. Die sekundäre Recheneinheit weist dabei vorteilhaft eine Lowlevel-Software zur Ansteuerung des Lenkmotors auf, welche insbesondere dazu geeignet ist, einen, insbesondere von einem automatisierten Fahrvorgang verschiedenen, Notlauf und/oder Notbetrieb einzuleiten und/oder durchzuführen. Insbesondere kann die sekundäre Recheneinheit in dem Notlauf und/oder Notbetrieb auch durch Ansteuerung des Lenkmotors zur Bereitstellung einer Lenkunterstützung und/oder einer degradierten Lenkfunktionalität vorgesehen sein. Des Weiteren ist eine Rechenleistung der sekundären Recheneinheit vorzugsweise geringer als eine Rechenleistung der primären Recheneinheit. Bevorzugt ist die Rechenleistung der sekundären Recheneinheit um zumindest 25 %, vorteilhaft um zumindest 50 % und besonders bevorzugt um zumindest 75 % geringer als die Rechenleistung der primären Recheneinheit. Die sekundäre Recheneinheit kann dabei insbesondere als Mikrocontroller und/oder Mikroprozessor ausgebildet sein. Vorteilhaft ist die sekundäre Recheneinheit jedoch als integrierter Schaltkreis, insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder als Field Programmable Gate Array (FPGA), ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die sekundäre Recheneinheit als System-in-Package (SiP) ausgebildet. Darüber hinaus ist die primäre Recheneinheit und/oder die sekundäre Recheneinheit vorteilhaft in ein Steuergerät des Fahrzeugs und besonders bevorzugt ein Lenkungssteuergerät des Lenksystems integriert. Ferner soll unter „einer Störung und/oder einem Ausfall der primären Recheneinheit“ insbesondere eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Recheneinheit selbst, insbesondere einer Hardwarefunktion und/oder einer Softwarefunktion der primären Recheneinheit, und/oder einer mit der primären Recheneinheit zusammenwirkenden Ansteuersoftware und/oder Peripherie-Baugruppe, wie beispielsweise einer Energieversorgung, und eine hierdurch bewirkte Störung der primären Recheneinheit verstanden werden. Darüber hinaus soll unter einem „Übergabevorgang“ insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei welchem ein Verlassen des automatisierten Fahrbetriebsmodus und ein Übergang in einen manuellen Fahrbetriebsmodus, in welchem insbesondere der Fahrer das Fahrzeug manuell steuert und/oder lenkt, insbesondere durch Betätigung der Lenkhandhabe, erfolgt.Furthermore, a “computing unit” is to be understood in particular as an electrical and / or electronic unit which has an information input, information processing and information output. The computing unit, in particular the primary computing unit and / or the secondary computing unit, also advantageously has at least one processor, at least one operating memory, at least one input and / or output means, at least one operating program, at least one control routine, at least one control routine, at least one calculation routine and / or at least one processing routine. The primary processing unit is preferably im Normal operating state for operating the steering motor and preferably provided for automatic control of a direction of travel of the vehicle. The primary computing unit advantageously has a driver assistance function and / or high-level software for controlling the steering motor, which is particularly suitable for performing an automated driving process. The primary processing unit is also advantageously designed as a microcontroller and / or microprocessor. The secondary arithmetic unit has, in particular, an operative connection with the primary arithmetic unit and is provided in particular to at least partially replace the primary arithmetic unit in the faulty operating state and to take over control of the steering motor. The secondary arithmetic unit advantageously has low-level software for controlling the steering motor, which is particularly suitable for initiating and / or carrying out an emergency operation and / or emergency operation that is different from an automated driving process. In particular, the secondary processing unit can also be provided in emergency operation and / or emergency operation by activating the steering motor to provide steering assistance and / or degraded steering functionality. Furthermore, a computing power of the secondary computing unit is preferably less than a computing power of the primary computing unit. The computing power of the secondary computing unit is preferably at least 25%, advantageously at least 50% and particularly preferably at least 75% less than the computing power of the primary computing unit. The secondary processing unit can in particular be designed as a microcontroller and / or microprocessor. However, the secondary processing unit is advantageously designed as an integrated circuit, in particular as an application-specific integrated circuit (ASIC) or as a field programmable gate array (FPGA). The secondary processing unit is particularly advantageously designed as a system-in-package (SiP). In addition, the primary processing unit and / or the secondary processing unit is advantageously integrated into a control device of the vehicle and particularly preferably a steering control device of the steering system. Furthermore, “a malfunction and / or failure of the primary processing unit” should in particular mean a malfunction and / or failure of the primary processing unit itself, in particular a hardware function and / or a software function of the primary processing unit, and / or control software that interacts with the primary processing unit and / or peripheral assembly, such as an energy supply, and a malfunction of the primary processing unit caused by this can be understood. In addition, a “transfer process” is to be understood as meaning in particular a process in which the automated driving mode is exited and a transition to a manual driving mode, in which the driver in particular controls and / or steers the vehicle manually, in particular by actuating the steering handle, takes place .

Die sekundäre Recheneinheit könnte insbesondere in dem Normalbetriebszustand zur Überwachung der primären Recheneinheit und/oder zur Ausführung einer anderen mit einem Betrieb des Fahrzeugs verknüpften Funktion vorgesehen sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit ausschließlich zur Durchführung des sekundären Übergabevorgangs vorgesehen ist, und sich in dem Normalbetriebszustand in einem standby-Betriebsmodus befindet. Unter einem „standby-Betriebsmodus“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, insbesondere energiesparender, Ruhebetriebsmodus und/oder ein, insbesondere energiesparender, Bereitschaftsbetriebsmodus verstanden werden, in welchem die sekundäre Recheneinheit insbesondere unbetrieben und/oder inaktiv ist und insbesondere keine aktive Funktion wahrnimmt. Hierdurch kann insbesondere eine Kosteneffizienz weiter verbessert und ein Steueralgorithmus der sekundären Recheneinheit vereinfacht werden.The secondary arithmetic unit could in particular be provided in the normal operating state for monitoring the primary arithmetic unit and / or for executing another function linked to operation of the vehicle. According to a particularly preferred embodiment, however, it is proposed that the secondary processing unit is provided exclusively for carrying out the secondary transfer process and is in a standby operating mode in the normal operating state. In this context, a “standby operating mode” is to be understood as meaning, in particular, an, in particular, energy-saving, idle operating mode and / or an, in particular, energy-saving, standby operating mode in which the secondary arithmetic unit is in particular not operated and / or inactive and in particular does not perceive any active function. In this way, in particular, cost efficiency can be further improved and a control algorithm of the secondary processing unit can be simplified.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die primäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, in dem Normalbetriebszustand ein Betriebssignal bereitzustellen und an die sekundäre Recheneinheit zu übertragen. Die sekundäre Recheneinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, das Betriebssignal zu erfassen und/oder auszuwerten. Hierdurch kann ein Betriebsstatus der primären Recheneinheit vorteilhaft einfach an die sekundäre Recheneinheit übertragen werden.It is further proposed that the primary processing unit is provided to provide an operating signal in the normal operating state and to transmit it to the secondary processing unit. The secondary processing unit is provided in particular to detect and / or evaluate the operating signal. As a result, an operating status of the primary processing unit can advantageously be easily transmitted to the secondary processing unit.

Das Betriebssignal könnte beispielsweise ein kontinuierliches Signal sein. Eine besonders hohe Energieeffizienz kann jedoch insbesondere erreicht werden, wenn das Betriebssignal ein diskontinuierliches Signal ist und die primäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, das Betriebssignal in regelmäßigen zeitlichen Abständen, vorteilhaft zyklisch, an die sekundäre Recheneinheit zu übertragen. Bevorzugt ist die primäre Recheneinheit dazu vorgesehen, das Betriebssignal in zeitlichen Abständen von zumindest 0,5 ms und vorteilhaft von zumindest 0,8 ms und/oder von höchstens 10 ms, vorteilhaft von höchstens 5 ms und besonders bevorzugt von höchstens 2 ms, bereitzustellen und an die sekundäre Recheneinheit zu übertragen.The operating signal could, for example, be a continuous signal. However, particularly high energy efficiency can be achieved in particular if the operating signal is a discontinuous signal and the primary processing unit is provided to transmit the operating signal to the secondary processing unit at regular time intervals, advantageously cyclically. The primary processing unit is preferably provided to provide the operating signal at time intervals of at least 0.5 ms and advantageously at least 0.8 ms and / or at most 10 ms, advantageously at most 5 ms and particularly preferably at most 2 ms to be transmitted to the secondary processing unit.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Ausbleiben des Betriebssignals die Störung und/oder den Ausfall der primären Recheneinheit zu ermitteln und insbesondere einen mit dem Fehlerbetriebszustand verknüpften Fehlerbetriebsmodus zu initiieren, in welchem die sekundäre Recheneinheit zur Durchführung des sekundären Übergabevorgangs zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer und/oder zur Ansteuerung des Lenkmotors vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft einfach ein Fehlerbetriebszustand erfasst werden, insbesondere auch in einem Betriebszustand, in welchem sich die sekundäre Recheneinheit im standby-Betriebsmodus befindet. Zudem kann vorteilhaft auf eine rechenintensive Überwachung der primären Recheneinheit verzichtet werden.It is also proposed that the secondary arithmetic unit be provided to determine the malfunction and / or failure of the primary arithmetic unit as a function of the absence of the operating signal and, in particular, to initiate an error operating mode linked to the error operating state, in which the secondary arithmetic unit performs of the secondary Transfer process for transferring the steering function to the driver and / or for controlling the steering motor is provided. As a result, an error operating state can advantageously be detected in a simple manner, in particular also in an operating state in which the secondary arithmetic unit is in the standby operating mode. In addition, computationally intensive monitoring of the primary processing unit can advantageously be dispensed with.

Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, das Betriebssignal bei der Durchführung des sekundären Übergabevorgangs zu verwenden, wodurch eine besonders einfache und/oder effiziente Ansteuerung des Lenkmotors erreicht werden kann.It is also preferably proposed that the secondary processing unit is provided to use the operating signal when performing the secondary transfer process, whereby a particularly simple and / or efficient control of the steering motor can be achieved.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die primäre Recheneinheit in dem Normalbetriebszustand zur Ansteuerung des Lenkmotors vorgesehen ist und das Betriebssignal eine aktuelle Soll-Vorgabe, insbesondere ein aktuelles Soll-Motormoment, für den Lenkmotor ist. Hierdurch kann vorteilhaft auch im Fehlerbetriebszustand eine gleichförmige Ansteuerung des Lenkmotors erreicht und ein Lenkgefühl verbessert werden.In one embodiment of the invention, it is proposed that the primary arithmetic unit is provided in the normal operating state to control the steering motor and the operating signal is a current target specification, in particular a current target engine torque, for the steering motor. As a result, uniform control of the steering motor can advantageously be achieved even in the faulty operating state and a steering feel can be improved.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die sekundäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, den Lenkmotor, insbesondere in Abhängigkeit des Betriebssignals und/oder unter Verwendung des Betriebssignals, bei dem sekundären Übergabevorgang derart zu betreiben, dass ein Ausrampen eines Motormoments des Lenkmotors erreicht wird. Das Ausrampen erfolgt vorzugsweise unter Verwendung des Betriebssignals und insbesondere über ein vorgegebenes und/oder vorgebbares Zeitintervall, bevorzugt von wenigen Sekunden. Besonders vorteilhaft ist die sekundäre Recheneinheit dabei dazu vorgesehen, den Lenkmotor in dem Fehlerbetriebszustand und insbesondere bei dem sekundären Übergabevorgang derart zu betreiben, dass das Motormoment des Lenkmotors kontinuierlich und insbesondere nicht schlagartig reduziert wird. Bevorzugt wird das Motormoment des Lenkmotors somit kontinuierlich reduziert, wodurch insbesondere ein vorteilhaft sanfter und/oder unauffälliger Wechsel in den manuellen Fahrbetriebsmodus erreicht werden kann. Zudem kann vorteilhaft anhand des Betriebssignals und ohne weitere Signale eine sichere Übergabe an den Fahrer erreicht werden.According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the secondary arithmetic unit is provided to operate the steering motor, in particular as a function of the operating signal and / or using the operating signal, in the secondary transfer process in such a way that an engine torque of the steering motor is ramped down . The ramp-down is preferably carried out using the operating signal and in particular over a predefined and / or predefinable time interval, preferably of a few seconds. The secondary arithmetic unit is particularly advantageously provided to operate the steering motor in the faulty operating state and in particular during the secondary transfer process in such a way that the motor torque of the steering motor is reduced continuously and, in particular, not suddenly. The engine torque of the steering motor is thus preferably continuously reduced, whereby in particular an advantageously gentle and / or inconspicuous change to the manual driving mode can be achieved. In addition, a secure handover to the driver can advantageously be achieved on the basis of the operating signal and without further signals.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die primäre Recheneinheit in dem Normalbetriebszustand zur Durchführung des primären Übergabevorgangs und die sekundäre Recheneinheit in dem Fehlerbetriebszustand zur Durchführung des sekundären Übergabevorgangs dieselben Baugruppen und Verbindungsleitungen verwendet. Hierdurch können vorteilhaft Kosten minimiert werden, da im Fehlerbetriebszustand abgesehen von der sekundären Recheneinheit keine weiteren Versorgungs-, Steuer- und/oder Kommunikationskanäle benötigt werden.It is also proposed that the primary arithmetic unit use the same assemblies and connecting lines in the normal operating state to carry out the primary handover process and the secondary arithmetic unit in the faulty operating state to carry out the secondary handover process. In this way, costs can advantageously be minimized, since in the faulty operating state, apart from the secondary processing unit, no further supply, control and / or communication channels are required.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Lenksystem eine Erfassungseinheit, insbesondere die bereits zuvor genannte Erfassungseinheit, zur Erfassung eines Fahrereingriffs im automatisierten Fahrbetriebsmodus umfasst und die sekundäre Recheneinheit dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines erfassten Fahrereingriffs den sekundären Übergabevorgang vorzeitig zu beenden und/oder abzubrechen, vorteilhaft durch Beenden und/oder Abbrechen des Ausrampens des Motormoments des Lenkmotors. Hierdurch kann insbesondere ein Lenkgefühl bei einer Übernahme durch den Fahrer verbessert werden.In addition, it is proposed that the steering system comprises a detection unit, in particular the above-mentioned detection unit, for detecting driver intervention in the automated driving mode, and the secondary computing unit is provided to prematurely end and / or abort the secondary transfer process as a function of a detected driver intervention, advantageously by ending and / or canceling the ramping down of the engine torque of the steering motor. In this way, a steering feel can be improved in particular when the driver takes over.

Zudem wird ein Verfahren zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem in einem Normalbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug in einem automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, mittels einer primären Recheneinheit ein primärer Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer und in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet und ein Fehler und/oder eine Störung der primären Recheneinheit auftritt, mittels einer als Notlaufrechner ausgebildeten sekundären Recheneinheit ein sekundärer Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer durchgeführt wird. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann dabei eine vorteilhaft kosteneffiziente und gleichzeitig sichere Lösung zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer im Fehlerfall bereitgestellt werden. Zudem kann insbesondere ein Lenkgefühl, insbesondere bei einem plötzlichen Verlassen des automatisierten Fahrbetriebsmodus, vorteilhaft verbessert werden.In addition, a method for handing over a steering function to a driver of a vehicle is proposed, in which, in a normal operating state in which the vehicle is in an automated driving mode, a primary handover process for handing over the steering function to the driver and in at least one is carried out by means of a primary processing unit Error operating state in which the vehicle is in the automated driving mode and an error and / or a malfunction of the primary arithmetic unit occurs, a secondary arithmetic unit designed as an emergency computer is used to carry out a secondary handover process for handing over the steering function to the driver. In this way, the advantages already mentioned can be achieved in particular. In particular, an advantageously cost-efficient and at the same time safe solution for handing over a steering function to a driver in the event of a fault can be provided. In addition, a steering feel, in particular when the automated driving operating mode is suddenly exited, can advantageously be improved.

Das Fahrzeug und das Verfahren zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Fahrzeug und das Verfahren zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The vehicle and the method for handing over the steering function to the driver should not be restricted to the application and embodiment described above. In particular, the vehicle and the method for handing over the steering function to the driver can have a number of individual elements, components and units that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a mode of operation described herein.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.Further advantages emerge from the following description of the drawings. In the drawings, an embodiment of the invention is shown.

Es zeigen:

1a-b ein Fahrzeug mit einem Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
2a-b beispielhafte Schaubilder eines Ausrampens eines Motormoments eines Lenkmotors des Lenksystems in einem Fehlerbetriebszustand und
3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer des Fahrzeugs.

Show it:

1a-b a vehicle with a steering system in a simplified representation,
2a-b exemplary diagrams of a ramp-down of an engine torque of a steering motor of the steering system in a fault operating state and
3 an exemplary flow chart with main method steps of a method for handing over a steering function to a driver of the vehicle.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 28 und mit einem Lenksystem 12 in einer vereinfachten Darstellung. Das Lenksystem 12 ist zur Bereitstellung einer Lenkfunktion vorgesehen. Das Lenksystem 12 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 28 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist das Lenksystem 12 als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet. Ferner ist das Lenksystem 12 als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist im vorliegenden Fall insbesondere eine elektrische Hilfskraftlenkung in Form einer Servolenkung auf. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 10 im vorliegenden Fall beispielhaft zumindest zwei unterschiedliche Fahrbetriebsmodi, insbesondere einen manuellen Fahrbetriebsmodus und einen automatisierten, vorteilhaft teilautomatisierten und/oder hochautomatisierten, Fahrbetriebsmodus. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem als hydraulisch unterstütztes Lenksystem, insbesondere mit einer hydraulischen Hilfskraftunterstützung, auszubilden. Zudem könnte ein Lenksystem prinzipiell auch als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet sein.the 1a and 1b show a vehicle embodied as a passenger vehicle by way of example 10 with multiple vehicle wheels 28 and with a steering system 12th in a simplified representation. The steering system 12th is intended to provide a steering function. The steering system 12th has an operative connection with the vehicle wheels 28 on and is to influence a direction of travel of the vehicle 10 intended. In the present case it is the steering system 12th designed as a conventional steering system with a mechanical penetration. Further is the steering system 12th designed as an electrically assisted steering system and in the present case has in particular an electric power steering system in the form of a power steering system. It also includes the vehicle 10 in the present case, for example, at least two different driving operating modes, in particular a manual driving operating mode and an automated, advantageously partially automated and / or highly automated driving operating mode. In principle, however, it is also conceivable to design a steering system as a hydraulically assisted steering system, in particular with hydraulic power assistance. In addition, a steering system could in principle also be designed as a steer-by-wire steering system.

Das Lenksystem 12 umfasst eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 30 zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments, ein beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildetes Lenkgetriebe 32, welches wenigstens ein Lenkungsstellelement 34 in Form einer Zahnstange aufweist und dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der, im vorliegenden Fall insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 28 umzusetzen, und eine Lenkwelle 36 zur, insbesondere mechanischen, Verbindung der Lenkhandhabe 30 mit dem Lenkgetriebe 32. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Lenkhebel und/oder Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Zudem könnte eine Lenkwelle auch lediglich zeitweise eine Lenkhandhabe mit einem Lenkgetriebe verbinden und/oder eine mechanische Trennung aufweisen, wie beispielsweise bei einem Steer-by-Wire-Lenksystem.The steering system 12th comprises a steering handle, which in the present case is designed as a steering wheel by way of example 30th for applying a manual steering torque, a steering gear designed as a rack and pinion steering gear 32 , which is at least one steering actuator 34 in the form of a rack and is provided to convert a steering specification into a steering movement of the vehicle wheels, in the present case in particular designed as front wheels 28 implement, and a steering shaft 36 for, in particular mechanical, connection of the steering handle 30th with the steering gear 32 . Alternatively, a steering handle could also be designed as a steering lever and / or steering ball or the like. In addition, a steering shaft could only temporarily connect a steering handle to a steering gear and / or have a mechanical separation, for example in the case of a steer-by-wire steering system.

Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 12 wenigstens einen Lenkmotor 14. Der Lenkmotor 14 ist als Servomotor, im vorliegenden Fall insbesondere als permanenterregter Synchronmotor, ausgebildet und mit dem Lenkungsstellelement 34 gekoppelt. Der Lenkmotor 14 ist dazu vorgesehen, ein Motormoment 24 bereitzustellen und in das Lenkgetriebe 32 einzubringen. Im vorliegenden Fall ist der Lenkmotor 14 zumindest bei einem normalen Betrieb dazu vorgesehen, im manuellen Fahrbetriebsmodus ein Motormoment in Form eines Unterstützungsmoments zur Unterstützung eines von einem Fahrer aufgebrachten manuellen Lenkmoments und im automatisierten Fahrbetriebsmodus ein Motormoment zur direkten Verstellung der, insbesondere als Vorderräder ausgebildeten, Fahrzeugräder 28 und hierdurch insbesondere zur selbsttätigen und/oder autonomen Steuerung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem auch mehrere Lenkmotoren aufweisen.It also includes the steering system 12th at least one steering motor 14th . The steering motor 14th is designed as a servomotor, in the present case in particular as a permanent-magnet synchronous motor, and with the steering actuator 34 coupled. The steering motor 14th is provided for an engine torque 24 provide and in the steering gear 32 bring in. In the present case, the steering motor is 14th Provided at least in normal operation to provide an engine torque in the manual driving mode in the form of an assist torque to support a manual steering torque applied by a driver, and in the automated driving mode an engine torque for direct adjustment of the vehicle wheels, in particular designed as front wheels 28 and thereby in particular for the automatic and / or autonomous control of a direction of travel of the vehicle 10 provide. In principle, a steering system could also have several steering motors.

Zudem umfasst das Lenksystem 12 eine Erfassungseinheit 26. Die Erfassungseinheit 26 ist an der Lenkwelle 36 angeordnet und weist eine Wirkverbindung mit der Lenkhandhabe 30 auf. Die Erfassungseinheit 26 ist im vorliegenden Fall als Lenksensor ausgebildet. Die Erfassungseinheit 26 ist dazu vorgesehen, eine mit einer Betätigung der Lenkhandhabe 30 korrelierte Lenkinformation, insbesondere ein an der Lenkhandhabe 30 aufgebrachtes manuelles Lenkmoment und/oder Drehmoment, zu erfassen und ein mit der Lenkinformation korreliertes Erfassungssignal 38 bereitzustellen. Im automatisierten Fahrbetriebsmodus ist die Lenkinformation dabei zumindest mit einem Fahrereingriff, insbesondere in Form einer Betätigung und/oder eines Ergreifens der Lenkhandhabe 30 durch einen Fahrer, verknüpft. Die Erfassungseinheit 26 ist folglich zumindest im automatisierten Fahrbetriebsmodus zur Erfassung eines Fahrereingriffs vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Erfassungseinheit auch wenigstens einen von einem Lenksensor abweichenden Sensor, wie beispielsweise einen in eine Lenkhandhabe integrierten kapazitiven Sensor, zur Erfassung eines Fahrereingriffs umfassen.The steering system also includes 12th a registration unit 26th . The registration unit 26th is on the steering shaft 36 arranged and has an operative connection with the steering handle 30th on. The registration unit 26th is designed as a steering sensor in the present case. The registration unit 26th is provided for one with an actuation of the steering handle 30th Correlated steering information, in particular one on the steering handle 30th applied manual steering torque and / or torque, and a detection signal correlated with the steering information 38 provide. In the automated driving mode, the steering information is provided at least with driver intervention, in particular in the form of actuation and / or grasping of the steering handle 30th linked by a driver. The registration unit 26th is consequently provided at least in the automated driving mode for detecting driver intervention. As an alternative or in addition, a detection unit could also include at least one sensor that differs from a steering sensor, such as a capacitive sensor integrated in a steering handle, for detecting driver intervention.

Des Weiteren weist das Fahrzeug 10 ein Steuergerät 40 auf. Das Steuergerät 40 ist beispielhaft als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 12. Das Steuergerät 40 weist eine Wirkverbindung mit der Erfassungseinheit 26 auf. Zudem weist das Steuergerät 40 eine Wirkverbindung mit dem Lenkmotor 14 auf. Das Steuergerät 40 ist dazu vorgesehen, das Erfassungssignal 38 zu empfangen und den Lenkmotor 14 zumindest zeitweise in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal 38 anzusteuern. Alternativ könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden sein und beispielsweise als zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein.Furthermore, the vehicle has 10 a control unit 40 on. The control unit 40 is designed, for example, as a steering control unit and is therefore part of the steering system 12th . The control unit 40 has an operative connection with the detection unit 26th on. In addition, the control unit 40 an operative connection with the steering motor 14th on. The control unit 40 is intended for the detection signal 38 to receive and the steering motor 14th at least temporarily as a function of the detection signal 38 head for. Alternatively, a control device could also be different from a steering control device and, for example, be designed as a central control device of a vehicle.

Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine primäre Recheneinheit 16. Die primäre Recheneinheit 16 ist Teil des Lenksystems 12 und im vorliegenden Fall in das Steuergerät 40 integriert. Prinzipiell könnte eine primäre Recheneinheit jedoch auch separat von einem Steuergerät ausgebildet sein. Die primäre Recheneinheit 16 ist als Mikrocontroller und/oder Mikroprozessor ausgebildet. Die primäre Recheneinheit 16 weist eine elektrische Verbindung mit der Erfassungseinheit 26 auf. Zudem weist die primäre Recheneinheit 16 eine elektrische Verbindung mit dem Lenkmotor 14 auf. Die primäre Recheneinheit 16 ist zur Ansteuerung des Lenkmotors 14 vorgesehen. Die primäre Recheneinheit 16 ist dabei sowohl im manuellen Fahrbetriebsmodus als auch im automatisierten Fahrbetriebsmodus zur Ansteuerung des Lenkmotors 14 vorgesehen. Dabei ist die primäre Recheneinheit 16 dazu vorgesehen, das Erfassungssignal 38 zu empfangen und in Abhängigkeit des Erfassungssignals 38 eine Soll-Vorgabe 22, im vorliegenden Fall insbesondere in Form eines Soll-Motormoments, für den Lenkmotor 14 bereitzustellen. Dazu weist die primäre Recheneinheit 16 eine Highlevel-Software auf, welche insbesondere dazu geeignet ist, einen automatisierten Fahrvorgang durchzuführen. Darüber hinaus ist die primäre Recheneinheit 16 dazu vorgesehen, in einem Normalbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug 10 im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, einen an sich bekannten primären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an einen Fahrer durchzuführen. Dazu ist der primären Recheneinheit 16 eine erste Übergabestrategie zugeordnet. Alternativ ist denkbar, eine primäre Recheneinheit ausschließlich zur Durchführung eines primären Übergabevorgangs zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer zu verwenden und für eine Ansteuerung eines Lenkmotors in einem manuellen Fahrbetriebsmodus und/oder einem automatisierten Fahrbetriebsmodus eine separate, weitere Recheneinheit zu verwenden.The vehicle 10 furthermore comprises a primary processing unit 16 . The primary processing unit 16 is part of the steering system 12th and in the present case in the control unit 40 integrated. In principle, however, a primary processing unit could also be designed separately from a control device. The primary processing unit 16 is designed as a microcontroller and / or microprocessor. The primary processing unit 16 has an electrical connection with the detection unit 26th on. In addition, the primary processing unit 16 an electrical connection with the steering motor 14th on. The primary processing unit 16 is to control the steering motor 14th intended. The primary processing unit 16 is both in the manual driving mode and in the automated driving mode to control the steering motor 14th intended. Here is the primary processing unit 16 provided for the detection signal 38 to receive and depending on the detection signal 38 a target 22nd , in the present case in particular in the form of a target engine torque for the steering motor 14th provide. The primary processing unit 16 high-level software, which is particularly suitable for performing an automated driving process. It is also the primary processing unit 16 provided in a normal operating state in which the vehicle is 10 is in the automated driving mode to perform a known primary handover process for handing over the steering function to a driver. This is the primary processing unit 16 assigned a first transfer strategy. Alternatively, it is conceivable to use a primary processing unit exclusively to carry out a primary transfer process for handing over a steering function to a driver and to use a separate, additional processing unit to control a steering motor in a manual driving mode and / or an automated driving mode.

Da es sich bei dem Lenksystem 12 um eine sicherheitsrelevante Fahrzeugkomponente mit direktem Einfluss auf eine Fahrzeugführung handelt, wird in einem Fehlerbetriebszustand, in welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Recheneinheit 16 selbst und/oder einer mit der primären Recheneinheit 16 zusammenwirkenden Ansteuersoftware und/oder Peripherie-Baugruppe, wie beispielsweise einer Energieversorgung, und eine hierdurch bewirkte Störung der primären Recheneinheit 16 auftritt, ein entsprechendes Sicherheitskonzept benötigt. Insbesondere im Fall, dass sich das Fahrzeug 10 im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, muss dabei sichergestellt werden, dass eine Übernahme der Lenkfunktion durch den Fahrer erfolgen kann.Since the steering system 12th is a safety-relevant vehicle component with a direct influence on vehicle guidance, is in an error operating state in which a malfunction and / or failure of the primary processing unit 16 itself and / or one with the primary processing unit 16 interacting control software and / or peripheral assembly, such as an energy supply, and a malfunction of the primary processing unit caused by this 16 occurs, a corresponding security concept is required. Especially in the event that the vehicle 10 is in the automated driving mode, it must be ensured that the driver can take over the steering function.

Insbesondere um in einem derartigen Fall eine Betriebssicherheit zu erhöhen, umfasst das Fahrzeug 10 eine sekundäre Recheneinheit 18. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist Teil des Lenksystems 12 und im vorliegenden Fall in das Steuergerät 40 integriert. Prinzipiell könnte eine sekundäre Recheneinheit jedoch auch separat von einem Steuergerät ausgebildet sein. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist getrennt von der primären Recheneinheit 16 ausgebildet. Ferner ist die sekundäre Recheneinheit 18 baulich verschieden von der primären Recheneinheit 16. Eine Rechenleistung der sekundären Recheneinheit 18 ist um zumindest 50 % geringer als eine Rechenleistung der primären Recheneinheit 16. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist als integrierter Schaltkreis, im vorliegenden Fall insbesondere als System-in-Package (SiP), ausgebildet. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist als Notlaufrechner ausgebildet. Die sekundäre Recheneinheit 16 weist dabei eine Lowlevel-Software auf, welche insbesondere dazu geeignet ist, einen Notlauf und/oder Notbetrieb durchzuführen. Ferner weist die sekundäre Recheneinheit 18 eine elektrische Verbindung mit der primären Recheneinheit 16 auf. Zudem weist die sekundäre Recheneinheit 18 eine elektrische Verbindung mit der Erfassungseinheit 26 und dem Lenkmotor 14 auf.In particular, in order to increase operational reliability in such a case, the vehicle includes 10 a secondary processing unit 18th . The secondary arithmetic unit 18th is part of the steering system 12th and in the present case in the control unit 40 integrated. In principle, however, a secondary processing unit could also be designed separately from a control device. The secondary arithmetic unit 18th is separate from the primary processing unit 16 educated. Furthermore, is the secondary processing unit 18th structurally different from the primary arithmetic unit 16 . A computing power of the secondary computing unit 18th is at least 50% less than a computing power of the primary computing unit 16 . The secondary arithmetic unit 18th is designed as an integrated circuit, in the present case in particular as a system-in-package (SiP). The secondary arithmetic unit 18th is designed as a fail-safe computer. The secondary arithmetic unit 16 has low-level software which is particularly suitable for performing an emergency run and / or emergency operation. Furthermore, the secondary processing unit 18th an electrical connection to the primary computing unit 16 on. In addition, the secondary processing unit 18th an electrical connection with the registration unit 26th and the steering motor 14th on.

Die sekundäre Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, den Lenkmotor 14 in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug 10 im automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet und ein Fehler und/oder eine Störung der primären Recheneinheit 16 auftritt, anzusteuern. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist dabei zumindest dazu vorgesehen, in dem Fehlerbetriebszustand einen sekundären Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer durchzuführen. Dazu ist der sekundären Recheneinheit 18 eine zweite Übergabestrategie zugeordnet. Ferner befindet sich die sekundären Recheneinheit 18 im Normalbetriebszustand in einem standby-Betriebsmodus und ist ausschließlich in dem Fehlerbetriebszustand zur Ansteuerung des Lenkmotors 14 vorgesehen. Die sekundäre Recheneinheit 18 ist somit dazu vorgesehen, die primäre Recheneinheit 16 in dem Fehlerbetriebszustand zu ersetzen und eine Ansteuerung des Lenkmotors 14 zu übernehmen, um einen Notlauf und/oder einen Notbetrieb durchzuführen.The secondary arithmetic unit 18th is provided for the steering motor 14th in at least one fault operating state in which the vehicle is 10 is in the automated driving mode and an error and / or a malfunction of the primary processing unit 16 occurs to control. The secondary arithmetic unit 18th is provided at least to carry out a secondary handover process for handing over the steering function to the driver in the faulty operating state. To do this is the secondary arithmetic unit 18th assigned a second transfer strategy. The secondary processing unit is also located 18th in the normal operating state in a standby operating mode and is exclusively in the error operating state for controlling the steering motor 14th intended. The secondary arithmetic unit 18th is therefore intended to be the primary processing unit 16 to replace in the faulty operating state and a control of the steering motor 14th to take over to carry out an emergency operation and / or an emergency operation.

Zur Ermittlung der Störung und/oder des Ausfalls der primären Recheneinheit 16 und/oder zur Durchführung des sekundären Übergabevorgangs zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer ist die primäre Recheneinheit 16 dazu vorgesehen, in dem Normalbetriebszustand ein Betriebssignal 20 bereitzustellen und insbesondere an die sekundäre Recheneinheit 18 zu übermitteln. Das Betriebssignal 20 entspricht im vorliegenden Fall der aktuellen Soll-Vorgabe 22 für den Lenkmotor 14. Das Betriebssignal 20 wird dabei in regelmäßigen zeitlichen Abständen, im vorliegenden Fall insbesondere alle 1 ms, von der primären Recheneinheit 16 an die sekundäre Recheneinheit 18 übermittelt. Bei dem Betriebssignal 20 handelt es sich folglich um ein diskontinuierliches Signal. Die, in dem Normalbetriebszustand insbesondere inaktive, sekundäre Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, das Betriebssignal 20 zu erfassen. Im Falle einer Störung und/oder eines Ausfalls der primären Recheneinheit 16 wird das Betriebssignal 20 nicht mehr von der primären Recheneinheit 16 erzeugt, sodass die sekundäre Recheneinheit 18 anhand eines Ausbleibens des Betriebssignals 20 die Störung und/oder den Ausfall der primären Recheneinheit 16 ermitteln und insbesondere einen mit dem Fehlerbetriebszustand verknüpften Fehlerbetriebsmodus initiieren kann, in welchem die sekundäre Recheneinheit 18 die Ansteuerung des Lenkmotors 14 übernimmt. Grundsätzlich könnte ein Betriebssignal jedoch auch einem kontinuierlichen Signal und/oder einem von einer aktuellen Soll-Vorgabe für einen Lenkmotor abweichenden Signal entsprechen.To determine the malfunction and / or the failure of the primary processing unit 16 and / or to carry out the secondary transfer process for transferring the steering function to the driver is the primary processing unit 16 provided for an operating signal in the normal operating state 20th provide and in particular to the secondary processing unit 18th to submit. The operating signal 20th in the present case corresponds to the current target specification 22nd for the steering motor 14th . The operating signal 20th is at regular time intervals, in the present case in particular every 1 ms, from the primary processing unit 16 to the secondary Arithmetic unit 18th transmitted. At the operating signal 20th it is therefore a discontinuous signal. The secondary processing unit, which is particularly inactive in the normal operating state 18th is provided for the purpose of the operating signal 20th capture. In the event of a malfunction and / or failure of the primary processing unit 16 becomes the operating signal 20th no longer from the primary processing unit 16 generated so that the secondary arithmetic unit 18th based on an absence of the operating signal 20th the malfunction and / or failure of the primary processing unit 16 determine and in particular can initiate an error operating mode linked to the error operating state, in which the secondary arithmetic unit 18th the control of the steering motor 14th takes over. In principle, however, an operating signal could also correspond to a continuous signal and / or a signal that deviates from a current target specification for a steering motor.

Die sekundäre Recheneinheit 18 ist ferner dazu vorgesehen, das Betriebssignal 20 bei der Durchführung des sekundären Übergabevorgangs zu verwenden. Im vorliegenden Fall ist die sekundäre Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, den Lenkmotor 14 in Abhängigkeit des Betriebssignals 20 bei dem sekundären Übergabevorgang derart zu betreiben, dass ein Ausrampen des Motormoments 24 des Lenkmotors 14 erreicht wird. Das Ausrampen erfolgt somit unter Verwendung des Betriebssignals 20 und insbesondere über ein vorgegebenes und/oder vorgebbares Zeitintervall von wenigen Sekunden. Im vorliegenden Fall ist die sekundäre Recheneinheit 18 folglich dazu vorgesehen, durch Verwendung der zuletzt von der primären Recheneinheit 16 bereitgestellten Soll-Vorgabe 22 das damit korrelierte Motormoment 24 des Lenkmotors 14 langsam auf null zu reduzieren. Dabei wird das Motormoment 24 des Lenkmotors 14 durch die sekundäre Recheneinheit 18 kontinuierlich und insbesondere nicht schlagartig reduziert, wodurch insbesondere ein vorteilhafter Wechsel in den manuellen Fahrbetriebsmodus erreicht werden kann. Zudem kann vorteilhaft anhand des Betriebssignals 20 und ohne weitere Signale eine sichere Übergabe an den Fahrer erreicht werden. Wird während des Ausrampens des Motormoments 24 des Lenkmotors 14 ein Fahrereingriff erkannt, insbesondere mittels der Erfassungseinheit 26, ist die sekundäre Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, in Abhängigkeit des erfassten Fahrereingriffs den sekundären Übergabevorgang vorzeitig zu beenden und/oder abzubrechen, insbesondere durch Beenden und/oder Abbrechen des Ausrampens des Motormoments 24 des Lenkmotors 14. In dem manuellen Fahrbetriebsmodus kann die sekundäre Recheneinheit 18 ferner durch Ansteuerung des Lenkmotors 14 zur Bereitstellung einer Lenkunterstützung vorgesehen sein.The secondary arithmetic unit 18th is also provided to the operating signal 20th to be used when performing the secondary handover process. In the present case is the secondary arithmetic unit 18th provided for the steering motor 14th depending on the operating signal 20th to operate in the secondary transfer process in such a way that the engine torque is ramped out 24 of the steering motor 14th is achieved. The ramp-down is thus carried out using the operating signal 20th and in particular over a predefined and / or predefinable time interval of a few seconds. In the present case is the secondary arithmetic unit 18th consequently provided by using the last from the primary processing unit 16 provided target specification 22nd the correlated engine torque 24 of the steering motor 14th slowly reduce to zero. The engine torque is 24 of the steering motor 14th by the secondary processing unit 18th continuously and in particular not suddenly reduced, whereby in particular an advantageous change to the manual driving mode can be achieved. In addition, it can be advantageous on the basis of the operating signal 20th and a safe handover to the driver can be achieved without further signals. Used while the engine torque is ramping down 24 of the steering motor 14th a driver intervention detected, in particular by means of the detection unit 26th , is the secondary arithmetic unit 18th provided to prematurely end and / or abort the secondary transfer process as a function of the detected driver intervention, in particular by ending and / or aborting the ramp-down of the engine torque 24 of the steering motor 14th . In the manual driving mode, the secondary processing unit 18th also by controlling the steering motor 14th be provided to provide steering assistance.

Des Weiteren ist die sekundäre Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, zur Ansteuerung des Lenkmotors 14 dieselben und/oder die identischen, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen zu verwenden und dieselben Phasen des Lenkmotors 14 zu betreiben wie die primäre Recheneinheit 16, wodurch vorteilhaft Kosten minimiert werden, da im Fehlerbetriebszustand abgesehen von der sekundären Recheneinheit keine weiteren Versorgungs-, Steuer- und/oder Kommunikationskanäle benötigt werden.Furthermore is the secondary arithmetic unit 18th provided to control the steering motor 14th the same and / or the identical, in particular existing, assemblies and connecting lines to use and the same phases of the steering motor 14th to operate like the primary processing unit 16 , whereby costs are advantageously minimized, since in the faulty operating state, apart from the secondary processing unit, no further supply, control and / or communication channels are required.

Die 2a und 2b zeigen zwei beispielhafte Verläufe des Motormoments 24 des Lenkmotors 14. Eine Ordinatenachse 42 ist jeweils als Größenachse ausgebildet. Eine Abszissenachse 44 ist jeweils als Zeitachse ausgebildet. Ein Kurve 46 zeigt jeweils das Motormoment 24 des Lenkmotors 14.the 2a and 2 B show two exemplary engine torque curves 24 of the steering motor 14th . An ordinate axis 42 is designed as a size axis. An axis of abscissas 44 is designed as a time axis. One curve 46 shows the engine torque 24 of the steering motor 14th .

In 2a tritt zu einem Zeitpunkt t1 eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Recheneinheit 16 auf. Anschließend ist die sekundäre Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, den Lenkmotor 14 derart zu betreiben, dass ein Ausrampen des Motormoments 24 erreicht wird. Eine Zeitdauer T1, welche das Ausrampen des Motormoments 24 charakterisiert, beträgt dabei zwischen 0,5 s und 5 s.In 2a a malfunction and / or failure of the primary processing unit occurs at a point in time t1 16 on. Then is the secondary arithmetic unit 18th provided for the steering motor 14th to operate in such a way that a ramp-down of the engine torque 24 is achieved. A length of time T1 , which the ramping out of the engine torque 24 characterized, is between 0.5 s and 5 s.

2b zeigt eine alternative Ausführungsform. Dabei tritt zu einem Zeitpunkt t2 eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Recheneinheit 16 auf. Anschließend wird zunächst für eine Zeitdauer T2 das Motormoment 24 konstant gehalten und hierdurch insbesondere ein Ausrampen des Motormoments 24 verzögert. Zu einem Zeitpunkt t3 ist die sekundäre Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, den Lenkmotor 14 derart zu betreiben, dass ein Ausrampen des Motormoments 24 erreicht wird. 2 B shows an alternative embodiment. In this case, a malfunction and / or failure of the primary processing unit occurs at a point in time t2 16 on. Then initially for a period of time T2 the engine torque 24 kept constant and thereby in particular a ramp-down of the engine torque 24 delayed. The secondary arithmetic unit is at a point in time t3 18th provided for the steering motor 14th to operate in such a way that a ramp-down of the engine torque 24 is achieved.

3 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer des Fahrzeugs 10. 3 Finally, FIG. 3 shows an exemplary flowchart with main method steps of a method for handing over a steering function to a driver of the vehicle 10 .

Ein Verfahrensschritt 50 entspricht einem Normalbetriebszustand, in welchem sich das Fahrzeug 10 in einem automatisierten Fahrbetriebsmodus befindet, und der Lenkmotor 14 durch die primäre Recheneinheit 16 angesteuert wird. Zudem wird durch die primäre Recheneinheit 16 das Betriebssignal 20 bereitgestellt und an die sekundäre Recheneinheit 18 übertragen. In einem Normalbetriebszustand, in welchem kein Fehler und/oder keine Störung der primären Recheneinheit 16 auftritt, erfolgt eine Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer bei Verlassen des automatisierten Fahrbetriebsmodus mittels der primären Recheneinheit 16 und insbesondere einem primären Übergabevorgang.One procedural step 50 corresponds to a normal operating state in which the vehicle is 10 is in an automated driving mode, and the steering motor 14th by the primary processing unit 16 is controlled. In addition, the primary processing unit 16 the operating signal 20th provided and to the secondary processing unit 18th transfer. In a normal operating state in which there is no error and / or no malfunction of the primary processing unit 16 occurs, the steering function is transferred to the driver when the automated driving mode is exited by means of the primary processing unit 16 and in particular a primary handover process.

In einem Verfahrensschritt 52 tritt ein Fehler und/oder eine Störung der primären Recheneinheit 16 auf, sodass der automatisierte Fahrbetriebsmodus verlassen werden muss.In one process step 52 an error and / or a malfunction of the primary processing unit occurs 16 so that the automated driving mode must be exited.

In einem Verfahrensschritt 54 ermittelt die sekundäre Recheneinheit 18 anhand eines Ausbleibens des Betriebssignals 20 die Störung und/oder den Ausfall der primären Recheneinheit 16 und initiiert einen mit dem Fehlerbetriebszustand verknüpften Fehlerbetriebsmodus, in welchem die sekundäre Recheneinheit 18 die Ansteuerung des Lenkmotors 14 übernimmt.In one process step 54 determines the secondary processing unit 18th based on an absence of the operating signal 20th the malfunction and / or failure of the primary processing unit 16 and initiates an error operating mode linked to the error operating state, in which the secondary arithmetic unit 18th the control of the steering motor 14th takes over.

In einem Verfahrensschritt 56 wird mittels der sekundären Recheneinheit 18 ein sekundärer Übergabevorgang zur Übergabe der Lenkfunktion an den Fahrer durchgeführt. Dabei wird der Lenkmotor 14 in Abhängigkeit des Betriebssignals 20 derart betrieben, dass ein Ausrampen des Motormoments 24 des Lenkmotors 14 erreicht wird.In one process step 56 is by means of the secondary processing unit 18th a secondary handover process for handing over the steering function to the driver is carried out. The steering motor is thereby 14th depending on the operating signal 20th operated in such a way that the engine torque is ramped out 24 of the steering motor 14th is achieved.

Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 3 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Übergabe einer Lenkfunktion an einen Fahrer des Fahrzeugs 10 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen. So kann beispielsweise in einem weiteren Verfahrensschritt der sekundäre Übergabevorgang vorzeitig beendet und/oder abgebrochen werden, falls während des Ausrampens des Motormoments 24 des Lenkmotors 14 ein Fahrereingriff erkannt wird.The exemplary flow chart in 3 in particular, a method for handing over a steering function to a driver of the vehicle is intended merely as an example 10 describe. In particular, individual process steps can also vary or additional process steps can be added. For example, in a further method step, the secondary transfer process can be ended prematurely and / or aborted if the engine torque is ramping down 24 of the steering motor 14th driver intervention is detected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2014/0303827 A1 [0003]

Claims

Vehicle (10), in particular a motor vehicle, with a steering system (12) which comprises at least one steering motor (14) and is provided to provide a steering function, with at least one primary computing unit (16) which is provided at least in at least one Normal operating state in which the vehicle (10) is in an automated driving mode to carry out a primary handover process for handing over the steering function to a driver, and with at least one secondary computing unit (18), characterized in that the secondary computing unit (18) is used as an emergency running computer designed and provided to carry out a secondary transfer process to transfer the steering function to the driver in at least one error operating state in which the vehicle (10) is in the automated driving mode and an error and / or a malfunction of the primary processing unit (16) occurs .

Vehicle (10) after Claim 1 , characterized in that the secondary processing unit (18) is provided exclusively for carrying out the secondary transfer process, and is in a standby operating mode in the normal operating state.

Vehicle (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the primary computing unit (16) is designed as a microcontroller and / or microprocessor and the secondary computing unit (18) is designed as an integrated circuit.

Vehicle (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary processing unit (16) is provided to provide an operating signal (20) in the normal operating state and to transmit it to the secondary processing unit (18).

Vehicle (10) after Claim 4 , characterized in that the operating signal (20) is a discontinuous signal and the primary computing unit (16) is provided to generate the operating signal (20) at regular time intervals, in particular at least 0.5 ms and / or at most 10 ms, to be transmitted to the secondary processing unit (18).

Vehicle (10) after Claim 4 or 5 , characterized in that the secondary processing unit (18) is provided to determine the malfunction and / or failure of the primary processing unit (16) as a function of the absence of the operating signal (20).

Vehicle (10) according to one of the Claims 4 until 6th , characterized in that the secondary processing unit (18) is provided to use the operating signal (20) when performing the secondary transfer process.

Vehicle (10) according to one of the Claims 4 until 7th , characterized in that the primary computing unit (16) is provided in the normal operating state to control the steering motor (14) and the operating signal (20) is a current target value (22) for the steering motor (14).

Vehicle (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary arithmetic unit (18) is provided to operate the steering motor (14) during the secondary transfer process in such a way that an engine torque (24) of the steering motor (14) is ramped out is achieved.

Vehicle (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary processing unit (16) in the normal operating state to carry out the primary transfer process and the secondary processing unit (18) in the error operating state to implement the secondary transfer process uses the same assemblies and connecting lines.

Vehicle (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system (12) comprises a detection unit (26) for detecting a driver intervention in the automated driving mode and the secondary computing unit (18) is provided for this purpose, depending on a detected driver intervention the secondary End and / or cancel the transfer process prematurely.

Method for handing over a steering function to a driver of a vehicle (10), in particular according to one of the preceding claims, in which, in a normal operating state in which the vehicle (10) is in an automated driving mode, a primary processing unit (16) is used to generate a primary Handover process for handing over the steering function to the driver and in at least one error operating state in which the vehicle (10) is in the automated driving mode and an error and / or a malfunction of the primary arithmetic unit (16) occurs, by means of a secondary arithmetic unit ( 18) a secondary handover process for handing over the steering function to the driver is carried out.