DE10361931A1

DE10361931A1 - Fehlertolerante Fahrstabilitätsregelung

Info

Publication number: DE10361931A1
Application number: DE10361931A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre San Jose Hathout; Wolfgang Grimm; Jasim Palo Alto Ahmed; Aleksandar Cupertino Kojic; Christopher Martin; Stefan Kueperkoch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2004-09-02
Also published as: JP2004249980A; US20040162650A1; US7877177B2; US7245995B2; US20080059018A1

Abstract

Es wird ein System und Verfahren zum Bereitstellen einer fehlertoleranten Fahrzeugdynamikregelung (FDR) beschrieben. Dieses System enthält ein Fehlertoleranzmodul, das eine Anzeige eines Fehlers in mindestens einem der Aktoren des FDR empfängt und einen Fehlerkompensationsmodus auswählt, um die Stabilität des Kraftfahrzeugs angesichts der empfangenen Fehleranzeige aufrechtzuerhalten. Das Fehlertoleranzmodul diagnostiziert daraufhin mindestens einen Fehler in mindestens einem der Aktoren, wobei es auf der Basis des erfaßten mindestens einen Fehlers und der Fahrbedingung einen Fehlerkompensationsmodus auswählt und den mindestens einen Fehler kompensiert, indem es die verbleibenden funktionsfähigen Aktoren gemäß dem Fehlerkompensationsmodus optimal steuert.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Steuersysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und System zum Erweitern der Fähigkeit existierender Fahrzeugdynamikregler (FDR) und/oder elektronischer Stabilitätsprogramme (ESP) zum Erfassen und Kompensieren von Fehlern in einem der verschiedenen Aktoren, mit denen die Stabilität des Fahrzeugs in einem FDR-System aufrechterhalten wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gegenwärtig sind viele Kraftfahrzeuge mit einem FDR-System wie etwa einem ESP ausgestattet, um die Fahrsicherheit zu fördern. Die Aufgabe eines FDR-Systems besteht darin, die seitliche Stabilität des Kraftfahrzeugs aufrechtzuerhalten und dadurch zu verhindern, daß ein Fahrer bei schwierigen Fahrbedingungen ausbricht, rutscht oder schlenkert. Die meisten FDR-Systeme erreichen dies durch Erweitern der Funktionalität des Antiblockiersystems (ABS) über eine Steuerstrategie, die bei jedem Einzelrad moduliert bremst, um ein Giermoment zu induzieren und/oder die seitliche Beschleunigung bei jedem Rad nachzustellen. Bei einigen neueren Systemen wird auch eine aktive Lenkung verwendet, um die Steuereingabe des Fahrers am Lenkrad zu modulieren, was die Effekte der Überreaktion (oder Unterreaktion) von seiten des Fahrers beim Auftreten von störenden Giermomenten und auch beim normalen Fahren mildert. Die aktive Lenkung funktioniert über einen zusätzlichen Aktor, der an das Lenksystem gekoppelt ist und sofort reagiert, indem er in Situationen, in denen unerwartete Giermomente auftreten, in ein Lenksteuersignal ein Signal einführt.
Das FDR-System bestimmt in der Regel aktuelle Fahrbedingungen unter Verwendung erfaßter Parameter und vergleicht dann die vorbestimmten Bedingungen mit Fahrereingaben. Der FDR korrigiert anhand dieser Informationen die Bahn des Fahrzeugs in kritischen Situationen. Mehrere direkt gemessene Parameter werden als Eingaben zum System geliefert, einschließlich Radgeschwindigkeit (v_wh), Lenkwinkel (d), Fahrzeuggierrate ( .), seitliche Beschleunigung (a_y) und Bremsdruck (P_br) neben anderen gemessenen Dynamikparametern. Aus diesen Eingaben werden mehrere zusätzliche Dynamikparameter abgeleitet und berechnet und dann mit Nennwerten, d.h. einer von der Fahrereingabe abgeleiteten erwünschten Seitendynamik, verglichen. Zu diesen Variablen können neben anderen Fahrzeugdynamikparametern die Gierrate und der Schwimmwinkel (β) zählen. Immer wenn eine Diskrepanz zwischen einer anhand tatsächlicher Fahrbedingungen bestimmten Variablen und einem Nennwert erfaßt wird, werden einzelne Radschräglaufaktoren, wie etwa Hydraulikbremsventile, betätigt, um durch Modifizieren der Fahrzeugdynamik die Diskrepanz zu kompensieren, was das gefahrene Fahrzeug allgemein zurück auf die gewünschte Bahn bringt (zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität können auch andere Arten von Aktoren verwendet werden). Wenn beispielsweise ein Fahrzeug übersteuert oder schlenkert, können das oder die Außenräder gebremst werden, um ein Giermoment zu induzieren, das der Diskrepanz entgegenwirken würde. Beim Untersteuern oder Ausbrechen kann das innere Hinterrad gebremst werden, damit man den entgegengesetzten Effekt erzielt. Je nach der Version des FDR-Systems und der Fahrsituation können andere Kombinationen aus Rädern aktiviert werden.
Da das FDR-System ein komplexes integriertes System ist, zur Bereitstellung von Flexibilität und Sicherheit in einem großen Bereich gefährlicher Fahrsituationen, wie sie in Echtzeit auftreten, auf der Integrität jeder der Aktorkomponenten basiert, fällt in der Regel der FDR ganz aus, wenn irgendeiner der Aktoren ausfällt, und wird automatisch abgeschaltet. Es gibt bisher noch kein alternatives Steuersystem, das im Fall eines derartigen Ausfalls aktiviert werden könnte und das den Funktionsverlust bei einem oder mehreren der FDR-Aktoren kompensieren kann. Dies ist ein erheblicher funktioneller Nachteil bei jedem FDR-System, und es stellt eine besonders große Schwierigkeit bei denjenigen FDR-Systemen dar, die elektromechanische Bremsen (EMB) enthalten, von denen erwartet wird, daß sie in bestimmten Kraftfahrzeugen die Hydraulikbremsen ersetzen werden. Da diese Bremsen auf keiner „rein" mechanischen Grundlage arbeiten, kann kein mechanisches Reservesystem eingesetzt werden, falls in einer oder mehreren dieser Bremsen ein Ausfall auftritt. Diese Bremsen verwendenden Systeme erfordern deshalb einen hohen Grad an Fehlertoleranz und müssen bei Ausfall weiterarbeiten.
Es wäre deshalb vorteilhaft, ein fehlertolerantes FDR-System bereitzustellen, das trotz des Ausfalls von einem oder mehreren FDR-Aktorkomponenten aktiv bleibt und das die Fähigkeit besitzt, einen derartigen Ausfall zu kompensieren. und die Fahrzeugsicherheit in gefährlichen Fahrsituationen aufrechtzuerhalten.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung eines fehlertoleranten FDR-Systems für ein Kraftfahrzeug.
Gemäß einer Ausführungsform enthält ein fehlertolerantes FDR-System FDR-Aktoren (Aktoren, die Teil des FDR-Systems sind) und ein Fehlertoleranzmodul, das so konfiguriert ist, daß es eine Anzeige über einen Fehler in mindestens einem der FDR-Aktoren und -Sensoren empfängt und einen Fehlerkompensationsmodus auswählt, um die Stabilität des Kraftfahrzeugs angesichts der empfangenen Fehleranzeige aufrechtzuerhalten. Gemäß einer besonderen Implementierung enthält das fehlertolerante FDR-System gemäß der vorliegenden Erfindung auch einen erweiterten FDR-Regler, der Algorithmen speichert, die Fehlerkompensationsmoden entsprechen, und die verbleibenden funktionsfähigen FDR-Aktoren auf der Basis des vom Fehlertoleranzmodul ausgewählten Fehlerkompensationsmodusalgorithmus steuert.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren bereit zum Bereitstellen einer Fehlertoleranz für ein FDR-System, das mehrere Aktoren steuert, um die Stabilität eines Kraftfahrzeugs während schwieriger Fahrbedingungen aufrechtzuerhalten. Das Verfahren beinhaltet das Diagnostizieren eines Fehlers in mindestens einem der Aktoren, das Auswählen eines Fehlerkompensationsmodus oder Optimieren eines Steueralgorithmus auf der Basis des erfaßten mindestens einen Fehlers und der Fahrbedingung und das Kompensieren des mindestens einen Fehlers durch Steuern verbleibender funktionsfähiger Aktoren gemäß dem Fehlerkompensationsmodus oder optimierten Steueralgorithmus. Gemäß einer Implementierung verwendet das Verfahren einen regelbasierten Entscheidungsprozeß zum Auswählen des Fehlerkompensationsmodus.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Ausführungsform des fehlertoleranten FDR-Systems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit selbstdiagnostizierenden Aktorsensoren.
2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des FDR-Systems 1 der vorliegenden Erfindung mit einem Fehlerisolierungsmodul.
3 veranschaulicht eine Ausführungsform des Fehlerisolierungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 veranschaulicht ein Beispiel eines Abschnitts einer Fehlerbaumstruktur zum Diagnostizieren von Ausfällen an einem oder mehreren der im FDR-System verwendeten Aktoren, die im Kontext des erweiterten FDR-Systems der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
5 veranschaulicht einen beispielhaften Prozeß zum Auswählen eines entsprechenden Fehlerkompensationsmodus gemäß der vorliegenden Erfindung.
6A veranschaulicht ein Beispiel des Untersteuerns während eines Wendemanövers des Kraftfahrzeugs nach links.
6B veranschaulicht eine von einem herkömmlichen FDR-System verwendete Technik zum Korrigieren des Untersteuerns durch Betätigung einer Radbremse.
6C veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines fehlertoleranten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Korrigieren des Untersteuerungszustands.
7A veranschaulicht ein Beispiel des Übersteuerns während eines Wendemanövers des Kraftfahrzeugs nach links.
7B veranschaulicht eine von einem herkömmlichen FDR-System verwendete Technik zum Korrigieren des Übersteuerns durch Betätigung einer Radbremse.
7C veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines fehlertoleranten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Korrigieren des Übersteuerungszustands.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine Ausführungsform des fehlertoleranten FDR-Systems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs steuert ein Lenkrad und ein Gaspedal. Signale von diesen Einrichtungen, die zusammen als Fahrereingabesignale 3 bezeichnet werden, werden einem erweiterten FDR-System 5 (im weiteren als der „FDR" bezeichnet) zugeführt, der einen Mikroprozessor oder eine elektronische Steuereinheit zum Ausführen eines ESP und etwaige Speicherressourcen wie etwa DRAM-, SRAM- und/oder ROM-Einheiten enthält, die die Durchführung des FDR ermöglicht oder erleichtert. Wie weiter beschrieben wird, enthält der FDR 5 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Reihe getrennter Steueralgorithmen zum Kompensieren eines Ausfalls oder Fehlers in einem oder mehreren der von dem herkömmlichen FDR verwendeten Aktoren unter Verwendung der verbleibenden funktionsfähigen Aktoren. Bei Erfassen eines Fehlers wird ein Steueralgorithmus, der darauf zugeschnitten ist, dem jeweiligen erfaßten Fehler entgegenzuwirken, zur Durchführung ausgewählt.
Der FDR 5 leitet mit den Fahrersignalen 3 für bestimmte Fahrzeugdynamikparameter Nennwerte oder „gewünschte" Werte ab. Der FDR 5 empfängt außerdem eine Eingabe von Fahrzeugsensoren 14, wie etwa Sensoren beispielsweise für die Raddrehzahl, die Gierrate, den Lenkwinkel, die seitliche Beschleunigung, den Bremsdruck und den Radnabenmotorstrom (zur Drehzahlsteuerung), die in mechanischen Elementen 10 des Kraftfahrzeugs positioniert sind, wie etwa den Rädern, der Kraftübertragung und dem Lenkrad. Wie bei herkömmlichen FDR-Systemen verarbeitet der FDR 5 die Eingaben von dem Fahrer 3 und den Fahrzeugsensoren 14 und überträgt Signale an Fahrzeugaktoren 12 wie etwa Radbremsventile und Lenkradnachstellaktoren über einen beliebigen eingebetteten Steuernetzbus, wie etwa ein Steuerbereichsnetz (CAN = Control Area Network), damit die Fahrzeugdynamik je nachdem, ob die empfangene Eingabe angibt, daß ein Eingriff durch den FDR notwendig ist, nachgestellt wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des FDR-Systems 1 der vorliegenden Erfindung beinhalten die Fahrzeugaktoren 12 ein elektrohydraulisches (EHB), elektromechanisches (EMB) oder ein beliebiges anderes Bremssystem, das mit selbstdiagnostizierenden Fehlererfassungsaktorsensoren ausgestattet ist. Die Fahrzeugaktoren können zusätzlich Elektromotor-Radbeschleuniger mit einer Selbstdiagnosefähigkeit enthalten, die in Fahrzeugen auf der Grundlage von Verbrennungsmotoren unter Verwendung von an die Welle gekoppelten Elektromotoren implementiert werden können. Bei derartigen selbstdiagnostizierenden Aktorsensoren können diese Aktoren erfassen, wann ein Fehler in den Bremsen auftritt, und ein „Ausfallsignal" erzeugen und an den FDR 5 senden, das den FDR alarmiert, daß in dem jeweiligen Aktor ein Fehler aufgetreten ist, wie etwa ein Bremsdruckverlust.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des FDR-Systems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, das auf überlieferte Systeme angewendet werden kann, die keine selbstdiagnostizierenden Aktoren enthalten. In 2 empfängt ein Fehlerisolierungsmodul 25, das über einen Mikroprozessor oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung mit einem digitalen Signalprozessor implementiert sein kann, Signale von den Fahrzeugsensoren 14, schätzt verschiedene Fahrzeugdynamikparameter anhand der Sensoreingabe, erfaßt, ob eine oder mehrere Diskrepanzen vorliegen, und führt dann eine Fehlerdiagnose aus, d.h., falls eine signifikante Diskrepanz vorliegt, bestimmt das Fehlerisolierungsmodul, ob einer oder mehrere der Aktoren, die Teil des FDR sind („FDR-Aktoren") fehlerhaft sind. Wie unten ausführlicher erörtert wird, kann die durchgeführte Fehlerdiagnose auf dem Entscheidungsprozeß basieren, wie etwa einem auf hierarchischen Regeln basierenden System unter Verwendung eines „Fehlerbaums", oder anderen automatisierten Entscheidungsprozessen.
Die von den selbstdiagnostizierenden Aktorsensoren 14 erzeugten Ausfallerfassungssignale oder die vom Fehlerisolierungsmodul 25 erzeugten Fehlerdiagnoseinformationen werden an ein Fehlertoleranzmodul 20 weitergegeben. Das Fehlertoleranzmodul 20, das entweder in den FDR-Prozessor integriert oder als ein getrennter elektronischer Prozessor implementiert sein kann, wählt einen FDR-Steueralgorithmus oder einen Kompensationsmodus aus, der angesichts der Einschränkungen der FDR-Funktionalität, die durch den diagnostizierten Ausfall von einem oder mehreren der Aktoren, die Teil des FDR-Systems sind, auferlegt werden.
3 veranschaulicht eine Ausführungsform des Fehlerisolierungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie oben erwähnt, werden Fahrereingaben als elektrische Signale an die Aktoren 12 in einem elektronikfähigen Fahrzeug geschickt, und der resultierende Betrieb der Aktoren bewirkt dynamische Prozesse 40, die solche Prozesse wie etwa das pumpenartige Bremsen einer oder mehrerer Räder, das Drehen der Vorderräder, das Ändern der Position eines Drosselventils usw. beinhalten. Wie oben angemerkt, können elektrische Aktoren auch Diagnosesignale ausgeben, die ihren Zustand anzeigen. Jedenfalls kann der normale Betrieb eines oder mehrerer der Aktoren durch Fehler gestört werden. Während das Kraftfahrzeug gefahren wird, wird eine zeitliche Folge von Fahrzeugdynamikparametern von Sensoren 14 erfaßt, die den erfaßten Parametern entsprechende Ausgangssignale Y erzeugen. Die Ausgabe Y kann durch eine gewisse Menge an Rauschen N verunreinigt sein. Die Sensorausgangssignale Y werden sowohl in ein modellbasiertes Fehlererfassungsmodul 50 als auch ein signalbasiertes Fehlererfassungsmodul 60 des Fehlerisolierungsmoduls 25 eingegeben. Mit jedem dieser Module kann das Auftreten eines Fehlers an einem oder mehreren der Aktoren erfaßt werden. Diese Fehlererfassungsverfahren können auch dazu verwendet werden, gegebenenfalls zusätzlich zu Ausfällen bei den Aktoren auch Ausfälle bei mechanischen Kraftübertragungssystemen des Fahrzeugs und/oder den Sensoren 14 zu erfassen.
Das signalbasierte Fehlererfassungsmodul 60 nimmt an einzelnen Signalen, die von einem bestimmten Sensor erzeugt werden, Prüfungen vor. Die signalbasierten Prüfungen beinhalten eine Grenzwertprüfung von Schwellwerten oder Toleranzen 61, um festzustellen, ob ein erfaßtes Signal eine gegebene Grenze überschritten hat, Bereichsplausibilitätsprüfungen 63 der Signalwertbereiche (zum Beispiel Änderungen, die den Physikgesetzen zuwiderlaufen) und auch auf dem Signalverarbeitungsmodell basierende Prüfungen 62, bei denen mit Techniken wie etwa Schnellen Fourier-Transformationen und Korrelationsfunktionen Abnormalitäten in der Signalform erfaßt werden. Das signalbasierte Fehlererfassungsmodul ist mit den Vorteilen verbunden, daß es leicht umgesetzt werden kann, jeweils zur Analyse nur ein Eingabemaß verwendet und daß, wenngleich die von ihm bereitgestellte Fehlerabdeckung begrenzt sein kann, seine Ergebnisse höchst zuverlässig sind.
Das modellbasierte Fehlererfassungsmodul 50 setzt die Eingabe 3 zu den Aktoren und die Ausgabe Y von den Sensoren zueinander in Beziehung. Die von diesem modellbasierten Fehlererfassungsmodul 50 verwendeten mathematischen Techniken gestatten, unter Verwendung von nur einigen wenigen gemessenen Variablen eine Vielfalt verschiedener Fehlerarten zu erfassen. Diese Techniken beinhalten allgemein die Erzeugung von Metriken oder Parametern wie etwa Resten, Zustandsabschätzungen und modellierten Größen.
Bestimmte Parameter entsprechen möglicherweise keiner einzigen gemessenen physikalischen Motordynamikvariablen, können aber dennoch als Schlüsselmetriken beim Bestimmen von Abweichungen von üblichen Fahrbedingungen dienen.
Wie in dem Artikel „Diagnosis Methods for Electronic Controlled Vehicles" von R. Isermann in Vehicles Systems Dynamics (2001) erörtert, existieren drei Hauptarten von modellbasierten Fehlererfassungstechniken: Parameterabschätzung, Zustandsabschätzung und Paritätsgleichungen. Das modellbasierte Fehlererfassungsmodul kann eine beliebige Art oder eine beliebige Kombination der drei Arten beim Erfassen eines Fehlers verwenden. Bei der Parameterabschätzung werden zunächst verschiedene Referenzparameter gemäß dem (durch Block 55 dargestellten) Eingabe-Ausgabe-Prozeßmodul erzeugt (Block 52). Die berechneten Modellparameter werden dann mit tatsächlichen gemessenen Parameter vom Sensorausgang Y verglichen. Der Vergleich kann auf das Erscheinen und manchmal auf die Größe von Fehlern hinweisen. Parameterabschätztechniken sind mit dem Vorteil verbunden, daß selbst aus einer kleinen Anzahl von modellierten Eingabe-Ausgabe-Prozessen eine große Informationsmenge hinsichtlich Parameterabweichungen erhalten werden kann. Außerdem sind Parameterabschätztechniken weniger anfällig für Rauschen, als einige der anderen Fehlererfassungsverfahren.
Bei der Zustandsabschätzung wird eine Zustandsraumformulierung des Fahrzeugdynamiksystems x . (t) = Ax (t) + Bu (t) y (t) = Cx(t) + Du (t) (1)verwendet, um Fehler von Eingabe-/Ausgabesystemen (insbesondere Mehrfacheingabe-/Mehrfachausgabe-Systemen) zu modellieren. A, B, C und D stellen Parametermatrizen dar, zum Beispiel [a₁, a₂, a₃ . . . a_n], brauchen aber keine Konstanten zu sein. In diesem System zeigen sich Fehler als additive Fehler zur Ausgabe y(t) und auch als Schwankungen in den Systemmatrizen A, B, C und D, zum Beispiel A _faulty = A + ?A. Eine Bank aus Ausgangssignal-(Zustands)-„Beobachtern" (nicht mit den Sensoren zu verwechseln) werden durch Änderungen in einem oder mehreren Ausgangssignalen angeregt; die verbleibenden Ausgangssignale werden dann rekonstruiert und mit gemessenen Ausgangssignalen Y verglichen, um das Vorliegen von Aktorfehlern zu bestimmen. Paritätsgleichungen vergleichen ein Referenzmodell eines gemessenen Verhaltens auf der Basis eines linearen Modells mit festen Parametern mit Ausgaben Y, um als Reste bezeichnete abgeleitete Parameter zu erhalten, mit denen sich Fehler anzeigen lassen. Bei jeder dieser Techniken können Filter so ausgelegt werden, daß sie bestimmte Charakteristiken von Resten und Parametern zur Fehlererfassung heraussuchen. Sowohl Zustandsbeobachter als auch Paritätsgleichungen eignen sich besonders zur Erkennung von additiven Fehlern wie etwa Offsets, wohingegen sich Parameterabschätztechniken oftmals besser für die Erkennung von multiplikativen (parametrischen) Fehlern eignen. Eine Kombination aus modellbasierten Fehlererfassungstechniken ist deshalb möglicherweise optimal für eine vollständige Fehlererfassungsabdeckung.
Sowohl das signalbasierte Fehlererfassungsmodul als auch das modellbasierte Fehlererfassungsmodul 50, 60 geben Parameterinformationen an ein Fehler- und Symptomerfassungsmodul aus, das diese Informationen verarbeitet und „Fehlersymptome" an ein Fehlerdiagnosemodul 70 ausgibt. Das Fehlerdiagnosemodul bestimmt mit den Symptomen „Attribute" eines auftretenden Fehlers, einschließlich seiner Stelle, Art, Größe, seines Zeitpunkts und seiner Dauer. Außerdem kann die Fehlerdiagnose durch die Größe des Fehlers feststellen, ob es zu einem Ausfall bei einer der Aktorkomponenten gekommen ist, d.h. zu einem Verlust der funktionellen Integrität dieser Komponenten. Eine der Techniken, die bei der Fehlerdiagnose verwendet werden kann, ist die statische Fehlerbaumanalyse, bei der es sich um ein auf hierarchischen Regeln basierendes System zur Entscheidungsfindung handelt. Beim Fehlerbaum können die von den Fehlererfassungsmodulen 50, 60 erzeugten Symptome als die „Blätter" des Baums verwendet werden. Die Blätter werden in verschiedenen If-Then-Aussagen auf höheren Ebenen des Fehlerbaums kombiniert. Falls beispielsweise sowohl ein Parameter (Zustand) X und Y oder Parameter Z existieren, dann wird festgestellt, daß ein Zwischenzustand C₁ oder ein Fehler F₁ aufgetreten ist.
4 zeigt ein Beispiel eines Abschnitts einer Fehlerbaumstruktur zum Diagnostizieren von Ausfällen bei einem oder mehreren der im FDR verwendeten Aktoren, der im Kontext des erweiterten FDR-Systems der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das modellbasierte Fehlererfassungsmodul 50 kann wie oben erörtert Restparameter als eine zeitliche Folge erzeugen, die zusammen analysiert werden können, um einen dynamischen Zustand der FDR-Aktoren zu bestimmen. Wie in 4 gezeigt, umfassen Miniaturkurven 101, 102, 103, 104, 105, 106, die Zeitreihendaten für sechs jeweilige Restparameter r1, r2, r3, r4, r5, r6 darstellen, die Blätter eines Abschnitts des Fehlerbaums. Jeder der Restparameter kann zu den Dynamikparametern in Beziehung stehen und Informationen über diese enthalten, einschließlich beispielsweise: die Differenz zwischen Vorderraddrehzahlen (._f), die Differenz zwischen Hinterraddrehzahlen (._r), Radschräglaufwinkel (a), den Steuerwinkel (d), Seitenkraftbeiwerte der Vorderräder (c_fs) und Hinterräder (c_rs), die Geschwindigkeitsgierrate ( .), die Fahrzeugvorwärtsgeschwindigkeit (V) und die seitliche Kraft auf den Rädern (F_y). Mit der zeitlichen Änderung dieser Dynamikvariablen variieren auch die Reste in einem gewissen Ausmaß. Wenn sich eine oder mehrere der Variablen aufgrund eines Aktorfehlers abrupt ändert, kann sich diese Änderung in einem oder mehreren der Restparameter widerspiegeln, was dann für den Aktorfehler „symptomatisch" ist.
Bei dem gezeigten beispielhaften Fehlerbaumabschnitt geben die Kurven 101, 102 eine abrupte Erhöhung der Reste r1, r2 an, was auf eine Diskrepanz hinweist. In jeder Kurve ist ein Schwellwertpegel gezeigt, so daß, falls der Schwellwert überstiegen wird, ein Diskrepanzflag oder -alarm gesetzt werden kann. Es können jedoch auch andere Metriken wie etwa die Form der Kurve des Restparameters und/oder seine Frequenz analysiert werden, um ein Diskrepanzflag zu analysieren. Es ist gezeigt, daß die Kurven 101, 102 über ein „AND-Gatter" an eine dazwischengeschaltete Ereignisanzeige „Keine Bremsleistung auf vorderer linker Bremse" gekoppelt sind. Falls in diesem Fall Flags sowohl für r1 als auch r2 aufgrund der Überschreitung eines Schwellwerts oder anderweitig gesetzt worden sind, bestimmt das Fehlerdiagnosemodul, daß an der vorderen linken Bremse gegenwärtig keine Bremsleistung anliegt. Es wird angemerkt, daß die „AND-Gatter"-Kopplung der Restbedingungen im Fehlerbaum bedeutet, daß der Zwischenzustand, nämlich die Feststellung, daß die linke vordere Bremse keine Bremsleistung aufweist, erst dann eintritt, wenn die Zeitreihen sowohl des Rests r1 als auch des Rests r2 ein ausreichendes Fehlersymptom anzeigen. Dementsprechend reicht ein Fehlersymptom in der einen und nicht in der anderen nicht aus, um eine Diagnose eines vollständigen Bremsleistungsverlusts in der vorderen linken Bremse auszulösen.
Analog wäre ein Fehlersymptom in den Zeitreihen sowohl von r3 als auch r4 erforderlich, damit das Fehlerdiagnosemodul feststellt, daß die linke vordere Bremse blockiert hat. Andererseits werden die Reste r2 und r3 durch ein „OR-Gatter" mit dem Zustand „Teilbremsleistung an der vorderen linken Bremse" gekoppelt. Dieser Zwischenzustand zeigt ein Symptom an, das weniger schwerwiegend ist als eine Bremsblockierung oder ein vollständiger Bremsleistungsverlust, und die bedingten Anforderungen sind entsprechend weniger schwerwiegend, da eine Diskrepanz bei einer der beiden Zeitreihen von r2 oder r3 eine Feststellung eines Zustands der Teilbremsleistung am linken vorderen Bremsaktor herbeiführt.
Da jeder der Zwischenzustände hinsichtlich der vorderen linken Bremse, d.h. vollständiger Leistungsverlust, teilweiser Leistungsverlust und Blockieren, die Effektivität des FDR-Steuersystems bei ungewöhnlichen oder unsicheren Fahrbedingungen beeinträchtigen kann, wird jeder dieser Zustände über ein „OR-Gatter" mit einer letzten Fehlerbestimmung verknüpft. Jeder dieser Zustände bewirkt somit, daß das Fehlerdiagnosemodul feststellt, daß beim vorderen linken Bremsaktor ein erheblicher Fehler existiert.
Auf der rechten Seite des Fehlerbaums werden die Reste r5 und r6 über ein „AND-Gatter" mit einem Zustand „Teilbremsleistung an der rechten hinteren Bremse" verknüpft. Der Zustand wird in diesem Fall deshalb nur erkannt, falls Diskrepanzflags sowohl bezüglich r5 als auch r6 gesetzt sind. Dieser Zustand reicht für das Feststellen eines Fehlers in der hinteren rechten Bremse aus, und die gepunkteten Linien zeigen, daß auch andere Zustände (nicht gezeigt) eine Diagnose eines erheblichen Fehlers in der hinteren rechten Bremse auslösen.
Es versteht sich, daß zahlreiche andere Reste und Zwischenzustände in Betracht gezogen werden und daß Fehler in den anderen Radbremsen, dem aktiven Lenkaktor oder den Elektromotor-Radbeschleunigern auf ähnliche Weise entsprechend dem Vorliegen von einem oder mehreren, auf einen Fehler hinweisenden Symptomen bestimmt werden können.
Nach der Diagnose eines Fehlers ruft der FDR das fehlertolerante Modul auf, einen gegenwärtig ablaufenden Steuermechanismus zu modifizieren oder einen Fehlerkompensationsmodus (FCM) auszuwählen, der angesichts des diagnostizierten Fehlers für einen bestimmten Fahrzustand angemessen ist. 5 zeigt schematisch einen Prozeß zum Auswählen eines entsprechenden FCM. Kasten 140 stellt einen sich einstellenden unsicheren Fahrzustand dar, der einen Eingriff durch den FDR auslöst. In der Darstellung führt der Kasten 140 den Zustand „Ausbrechen nach rechts" auf. Dieser Zustand wird lediglich als Beispiel für eine von mehreren gefährlichen Fahrbedingungen verwendet, die einen FDR-Eingriff auslösen könnten. Für jede Art von Zustand 140 speichert der erweiterte FDR gemäß der vorliegenden Erfindung einen endlichen Satz von FCMs, die sich dafür eignen, die Stabilität des Fahrzeugs angesichts einer oder mehrerer FDR-Aktorfehler aufrechtzuerhalten.
Die Kästen 151, 152, 153, 154 und 155 stellen Fehlerdiagnosen bei den Bremsaktoren der vorderen linken Radbremse, der vorderen rechten Radbremse, der hinteren linken Radbremse, der hinteren rechten Radbremse bzw. der aktiven Lenkung dar. Fehler können auch an den einzelnen Elektromotor-Beschleunigeraktoren auftreten, die an jedem Rad angeordnet sind (nicht gezeigt). Der Kasten für das vordere linke Rad ist an die ersten Eingänge der AND-Gatter 161 und 162 und auch an einen ersten Eingang des „XOR-Gatters" 163 gekoppelt. Der Kasten für das vordere rechte Rad ist an den rechten Eingang des „XOR-Gatters" 163, an den zweiten Eingang des AND-Gatters 164 und an den zweiten Eingang des „AND-Gatters" 162 gekoppelt. Über die Kopplungen der Logikgatter werden Fehlerzustände kombiniert. Das „XOR-Gatter" 163 gibt wie gezeigt einen Zustand „Wahr" aus, falls von dem Aktor des vorderen linken Rads oder dem Aktor des vorderen rechten Rads einer als fehlerhaft diagnostiziert worden ist, gibt aber, was wichtig ist, ein „Falsch" aus, falls der Aktor sowohl des vorderen linken als auch des vorderen rechten Rads einen Fehler aufweist.
Bei dieser Konfiguration ist die Ausgabe des „AND-Gatters" 161 immer nur dann wahr, falls der Aktor des vorderen linken Rads fehlerhaft ist und der Aktor des vorderen rechten Rads nicht fehlerhaft ist (Fehlerzustand 1). Analog ist die Ausgabe des „AND-Gatters" 164 nur dann Wahr, falls der Aktor des vorderen rechten Rads fehlerhaft ist und der Aktor des vorderen linken Rads nicht fehlerhaft ist (Fehlerzustand 2). Beim Fehlerzustand 1 wählt das Fehlertoleranzmodul einen Fehlerkompensationsmodus FCM 1 und beim Fehlerzustand 2 den Fehlerkompensationsmodus FCM 2 aus. Wie unten erörtert, können Fehlerkompensationsmodi solche Operationen beinhalten, wie etwa das Erhöhen oder Reduzieren des Bremsdrucks an einem oder mehreren der verbleibenden nicht fehlerhaften Aktoren, das Betätigen einzelner Elektromotor-Radbeschleuniger in einem Vorwärts- oder Rückwärtsmodus oder Modifizieren der aktiven Lenkung des Fahrzeugs.
Es wird außerdem angemerkt, daß der fehlertolerante FDR gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fehlertoleranz bereitstellen kann, indem er entweder eine Fehlerdiagnose einem arbeitenden FDR-Steueralgorithmus bereitstellt, der dann verschiedenen Steuerparameter auf der Basis der Fehlerdiagnose „laufend" adaptiert oder modifiziert, oder alternativ kann der fehlertolerante FDR eine angemessene vorprogrammierte Kompensationsmodussteuerstrategie, die einer gegebenen Fehlerdiagnose entspricht, in einer Bibliothek aus derartigen vorprogrammierten Steuerstrategien auswählen. Der Vorgang des Auswählens eines „Fehlerkompensationsmodus" soll diese beiden Techniken beinhalten, da in beiden Fällen der fehlertolerante FDR verschiedene Steuerparameter zur Modifikation auswählt, damit die diagnostizierten Fehlerzustände kompensiert werden.
Wieder unter Bezugnahme auf 5 wird, während FCM 1 und FCM 2 Fehler in einem einzelnen Aktor kompensieren, FCM 3 ausgeführt, wenn die Ausgabe vom „AND-Gatter" 162 Wahr ist, d.h., wenn sowohl das vordere linke Rad als auch das vordere rechte Rad einen Fehler aufweisen. Es ist wichtig, zwischen dem Fehlerkompensationsmodus FCM 3, der Fehler bei beiden Aktoren involviert, von Fehlern zu unterscheiden, die nur einen einzelnen Fehler an einem der Aktoren involvieren, da sich der für einen einzelnen Fehler angemessene Kompensationsmodus oftmals erheblich von einem Kompensationsmodus unterscheidet, der zusätzliche Fehler involviert. Beispielsweise könnte ein Fehler beim Bremsaktor am vorderen linken Rad (FCM 1) in einer gegebenen Fahrsituation beispielsweise durch eine Modifizierung des Bremsens am Aktor des vorderen rechten Rads korrigierbar sein. Dies wäre natürlich unmöglich, falls auch der Aktor am vorderen rechten Rad fehlerhaft ist. Deshalb wird der Funktionszustand aller Aktoren bei der Auswahl eines Fehlerkompensationsmodus berücksichtigt. Dementsprechend wird die Logikgatterstruktur zum Auswählen eines Fehlerkompensationsmodus auf die anderen Aktoren erweitert. Wie in 5 auf der rechten Seite gezeigt ist, werden Fehlerzustände des Bremsaktors 152 am vorderen rechten Rad und des Bremsaktors 153 am hinteren linken Rad auf analoge Weise über ein „OR-Gatter" 167 und „AND-Gatter" 168, 169 verknüpft, damit man Fehlerkompensationsmoden dafür erhält, wenn der Bremsaktor des hinteren linken Rads ausfällt, während der vordere rechte Bremsaktor nicht fehlerhaft ist (FCM 5), und dafür, wenn die Bremsaktoren sowohl des vorderen rechten Rads als auch des hinteren linken Rads fehlerhaft sind (FCM 4). Diese Methodik. wird auf jede Permutation und Kombination von Aktorfehlern erweitert, die auftreten kann, zum Beispiel Fehler sowohl am vorderen linken Rad als auch am hinteren linken Rad, gleichzeitige Fehler an den Bremsaktoren am vorderen linken Rad, vorderen rechten Rad und hinteren rechten Rad (3 Fehler), gleichzeitige Fehler am Bremsaktor des hinteren linken Rads und der aktiven Lenkung, gleichzeitige Fehler bei Bremsaktoren und Elektromotor-Radbeschleunigern usw. Gemäß diesem Verfahren kann das Fehlertoleranzmodul einen Steueralgorithmus ausführen, der sowohl einen Bereich unsicherer Fahrbedingungen als auch alle Ausfalleventualitäten abdeckt, in die das Kraftfahrzeug geraten kann.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Elektromotor-Radbeschleunigern besonders vorteilhaft, und zwar wegen ihrer Fähigkeit, sowohl eine robuste Fehlertoleranz als auch einen größeren Steuergrad bei normalen Fahrsituationen bereitzustellen. Die Elektromotor-Radbeschleuniger können für eine extrem schnelle und effiziente Drehmomentsteuerung sorgen, da das dem Rad von jedem Elektromotor-Beschleuniger bereitgestellte Drehmoment proportional zu dem dem Motor gelieferten Strom ist. Da der Strom zu dem Motor präzise gesteuert werden kann, kann dadurch auch das durch die Elektromotor-Radbeschleuniger bereitgestellte resultierende Drehmoment ebenfalls präzise gesteuert werden. Das Drehmoment kann entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung angewendet werden, so daß die Elektromotor-Beschleuniger Redundanz für Bremsfunktionen bereitstellen können, wenn das Drehmoment gegen den Vorwärtsschwung des Fahrzeugs aufgebracht wird. Außerdem können Radnaben-Elektromotor-Beschleuniger dieser Art auf alle Fahrzeugplattformen angewendet werden, einschließlich Verbrennungsmotor-, Hybrid- und ganzelektrische Fahrzeuge.
Es wird in diesem Zusammenhang angemerkt, daß bei einem verbesserten FDR-System mit Fehlertoleranz gemäß der vorliegenden Erfindung die Dynamiksteueralgorithmen Elektromotor-Beschleuniger verwenden können, um die Fahrzeugleistung zu verbessern oder eine einsetzende Instabilität zu verhindern.
Die Elektromotor-Radbeschleuniger können somit zusätzlich dazu, daß sie für herkömmliche Stabilitätssteueraktoren Redundanz und zusätzliche Optionen für Fehlerkompensationsmodi bereitstellen, allgemein auch die FDR-Funktionalität verbessern.
Die 6A, 6B und 6C und 7A, 7B und 7C liefern Beispiele für Untersteuerungs- (6A – C) und Übersteuerungssituationen (7A – C), die einen Eingriff durch den FDR aktivieren würden, Maßnahmen, die zum Korrigieren der Situation durch ein herkömmliches FDR-System ergriffen werden, und ein fehlertolerantes FDR-System gemäß der vorliegenden Erfindung. 6A veranschaulicht ein Beispiel eines Untersteuerungszustands, bei dem ein Fahrzeug 200 sich in der durch die Richtung der Vorderräder w1, w2 (nach links) angezeigten beabsichtigten Richtung nicht ausreichend dreht. Einer der Parameter, durch den dieser Zustand diagnostiziert werden könnte, sind die großen Schräglaufwinkel a, die sich zwischen der Richtung des linken und rechten Vorderrads w1, w2 und der Schwungrichtung des Fahrzeugs ergeben.
6B veranschaulicht, wie ein herkömmliches FDR-System oder ESP der Untersteuerungssituation entgegenwirken kann, indem es das innere Hinterrad w3 bremst. Die Betätigung der Bremse beim inneren Hinterrad w3 hat den Effekt, daß ein Giermoment induziert wird, das den Schräglaufwinkel bei den Vorderrädern w1, w2 reduziert. 6C veranschaulicht die Anwendung der vorliegenden Erfindung in einem fehlertoleranten Verfahren, um der Untersteuerungssituation entgegenzuwirken. In diesem Fall wird zusätzlich zum Abbremsen des inneren Rads w3 das Rad w4 mit einem Elektromotor-Radbeschleuniger beschleunigt, und falls diese Maßnahme das Untersteuern nicht vollständig kompensiert, wird danach Rad w2 beschleunigt (die bereitgestellte Beschleunigung wird durch die nach vorne gerichteten Pfeile in den Rädern w2, w4 angezeigt). Durch Aktivieren der Beschleuniger bei w2 (und wahlweise w4) wird die Korrekturgeschwindigkeit erhöht, da mehr gegenwirkende Kraft auf das Fahrzeug ausgeübt wird, um den Schräglaufwinkel zu reduzieren. Was jedoch wesentlicher ist, ist die Tatsache, daß die in 6C gezeigte Korrekturtechnik fehlertolerant ist, da das zusätzliche Mittel zum Korrigieren des Untersteuerungszustands, das durch die Elektromotor-Radbeschleuniger an den Rädern w2, w4 bereitgestellt wird, im Fall eines Ausfalls der hinteren Bremse für Rad w3 weiterhin den Untersteuerungszustand korrigieren würde. Das herkömmliche FDR-System wäre nicht in der Lage, in diesem Fall den Zustand zu korrigieren, da die Aktivierung der Bremsen an den verbleibenden Rädern w1, w2 und w4 nicht dabei helfen würde, dem Zustand entgegenzuwirken. Es wird in diesem Zusammenhang angemerkt, daß die Aktivierung des Elektromotor-Radbeschleunigers in diesem Fall nicht gleichzeitig mit der Aktivierung der Bremse erfolgen muß, sondern daß statt dessen die Radnabenbeschleuniger auch als „Reserve" verwendet und in einem Fehlerkompensationsmodus aktiviert werden können, wenn ein Fehlerzustand an der Bremse bei w3 diagnostiziert wird.
7A veranschaulicht ein Beispiel eines Übersteuerungszustands, bei dem sich das Fahrzeug 200 zu sehr dreht, da die Hinterachse des Fahrzeugs keine ausreichende seitliche Kraft ausübt, was zu einem Giermoment entgegen dem Uhrzeigersinn führt. Wie in 7A gezeigt, ist jedes Rad w1, w2, w3, w4 mit einem Kreis mit einem Radius dargestellt, der proportional ist zu einem größten Kraftpegel, der potentiell in einer beliebigen gegebenen Richtung am jeweiligen Rad ausgeübt werden kann. Beim Fahren nach links ist die potentielle Seitenkraft der äußeren Räder w2, w4 aufgrund einer dynamischen Gewichtsverlagerung größer als die potentielle Seitenkraft bei den inneren Rädern w1, w3. Dementsprechend sind die Radien der bei den äußeren Rädern w2, w4 dargestellten Kreise größer als die der inneren Räder w1, w3. Unter normalen Fahrbedingungen jedoch werden die potentiellen Kräfte an den Rädern w1, w2 der Vorderachse durch die potentielle Kraft der Räder w3, w4 der Hinterachse ausgeglichen, so daß kein Drehmoment erzeugt wird. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Radius des Kreises beim inneren hinteren Rad w3 kleiner als der des inneren vorderen Rads w1, und analog ist der Radius des Kreises am äußeren hinteren Rad w4 kleiner als der des äußeren vorderen Rads w2, was einen Übersteuerungszustand anzeigt.
7B veranschaulicht, wie ein herkömmliches FDR-System oder ESP durch Bremsen des äußeren vorderen Rads w2 der Übersteuerungssituation entgegenwirken kann. Wie durch das Vektordiagramm in w2 in 7B gezeigt, übt das bremsende Rad w2 eine Kraft aus, die in einer Richtung nach hinten wirkt und die seitliche Kraft am Rad reduziert, die nach links wirkt, wodurch das Gesamtmoment auf das Fahrzeug 2 reduziert wird. Diese Strategie leidet unter der Tatsache, daß das bremsende Rad w2 die Last auf die Hinterachse weiter senkt (wozu der Radius der Kreise bei w3, w4 reduziert wird, was als gepunktete Linien gezeigt ist), was zu weiterer Instabilität führen kann, und ist außerdem intolerant gegenüber einem Fehler an der Bremse von Rad w2.
7C veranschaulicht die Anwendung der vorliegenden Erfindung in einem fehlertoleranten Verfahren, um der Übersteuerungssituation entgegenzuwirken. In diesem Fall wird ein Radnabenmotorbeschleuniger am inneren vorderen Rad w1 aktiviert. Wie bei der Untersteuerungssituation kann der Radnabenbeschleuniger bei w1 gleichzeitig mit dem Bremsen des Rads w2 aktiviert werden, um die Leistung zu verbessern, oder er kann in einem Fehlerkompensationsmodus eingesetzt werden, falls an der Bremse von Rad w2 ein Fehler diagnostiziert wird. Wie im Vektordiagramm in Rad w1 gezeigt wird, erzeugt das Beschleunigen des vorderen Rads eine Vorwärtskraft, die die resultierende Kraft bei w1 von nach links in eine diagonale Richtung verschiebt. Dies wirkt dem Effekt der nach hinten wirkenden Kraft der Bremse bei w2 durch Reduzieren der Last auf die Hinterachse entgegen und trägt auch dazu bei, das Gesamtdrehmoment auf das Fahrzeug zu reduzieren, indem die seitliche Beschleunigung bei Rad w1 reduziert wird. Fehlertoleranz wird in dem Fall des Ausfalls der Bremse bei w2 bereitgestellt, da der allein wirkende Radnabenmotorbeschleuniger bei w1 in einem gewissen Ausmaß die Effekte der Bremse bei w2 substituieren kann.
Bei der obigen Beschreibung sind das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf eine Reihe von Beispielen beschrieben worden, die nicht als beschränkend betrachtet werden sollen. Es versteht sich jedoch vielmehr und wird erwartet, daß der Fachmann Veränderungen an den Grundlagen des Verfahrens und der Vorrichtung, die hier offenbart sind, vornehmen kann, und alle derartigen Modifikationen, Änderungen und/oder Substitutionen sollen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten sein, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird. Beispielsweise kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden, wobei zusätzlich zu Radnabenmotorbeschleunigern andere Drehmomentverteilungssystems verwendet werden, und es kann auch in Fahrzeugen angewendet werden, die einen unabhängigen Vierradantrieb verwenden.

Claims

Fehlertolerantes FDR-System für ein Kraftfahrzeug, das folgendes umfaßt: FDR-Aktoren und ein Fehlertoleranzmodul, das so konfiguriert ist, daß es eine Anzeige eines Fehlers in mindestens einem der FDR-Aktoren empfängt und einen Fehlerkompensationsmodus auswählt, um die Stabilität des Kraftfahrzeugs angesichts der empfangenen Fehleranzeige aufrechtzuerhalten.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: einen erweiterten FDR-Regler, der Algorithmen speichert, die Fehlerkompensationsmoden entsprechen, und verbleibende funktionsfähige FDR-Aktoren auf der Basis des vom Fehlertoleranzmodul ausgewählten Fehlerkompensationsmodusalgorithmus steuert.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 2, das weiterhin folgendes umfaßt: selbstdiagnostizierende Aktorsensoren, die jedem der FDR-Aktoren zugeordnet sind und einen Fehler in den FDR-Aktoren erfassen, wobei jeder selbstdiagnostizierende Aktorsensor eine Fehleranzeige an das Fehlertoleranzmodul liefert, wenn ein Fehler erfaßt wird.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 2, das weiterhin folgendes umfaßt: mindestens einen Sensor zum Erfassen mindestens eines Fahrzeugdynamikparameters des Kraftfahrzeugs und ein Fehlerisolierungsmodul, das: a)Fahrzeugdynamikinformationen von den Sensoren und Fahrereingabebefehlsinformationen empfängt; b)anhand des mindestens einen Fahrzeugdynamikparameters und Fahrereingabebefehlsinformationen bestimmt, ob bei den FDR-Aktoren Fehlersymptome vorliegen; c)diagnostiziert, welche der FDR-Aktoren fehlerhaft sind; und d) eine Anzeige darüber, welche FDR-Aktoren fehlerhaft sind, zum Fehlertoleranzmodul sendet.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 4, wobei das Fehlerisolierungsmodul ein modellbasiertes Fehlererfassungsmodul und ein signalbasiertes Fehlererfassungsmodul enthält.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 5, wobei das signalbasierte Fehlererfassungsmodul mindestens eine Schwellwertprüfung, eine Bereichsplausibilitätsprüfung und eine auf einem Schwingungssignalmodell basierende Prüfung bezüglich eines erfaßten Fahrzeugdynamikparameters durchführt, um ein Fehlersymptom zu erfassen.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 5, wobei das modellbasierte Fehlererfassungsmodul mindestens eine Parameterabschätztechnik, eine Zustandsabschätztechnik und Paritätsgleichung verwendet, um ein Fehlersymptom zu erfassen.
Fehlertolerantes FDR-System nach Anspruch 4, das weiterhin folgendes umfaßt: Elektromotor-Radbeschleuniger, die durch den erweiterten FDR-Regler während der Ausführung eines ausgewählten Fehlerkompensationsmodus aktiviert werden können.
Verfahren zur Bereitstellung von Fehlertoleranz für ein FDR-System, das mehrere Aktoren steuert, um die Stabilität eines Kraftfahrzeugs während schwieriger Fahrbedingungen aufrechtzuerhalten, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Diagnostizieren mindestens eines Fehlers in mindestens einem der Aktoren; Auswählen eines Fehlerkompensationsmodus auf der Basis des erfaßten mindestens einen Fehlers und der Fahrbedingung und Kompensieren des mindestens einen Fehlers durch Steuern verbleibender funktionsfähiger Aktoren gemäß dem Fehlerkompensationsmodus.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes umfaßt: Verwenden eines regelbasierten Entscheidungsprozesses zum Auswählen des Fehlerkompensationsmodus.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin folgendes umfaßt: Durchführen einer statischen Baumanalyse zum Auswählen des Fehlerkompensationsmodus.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin folgendes umfaßt: Verwenden des regelbasierten Entscheidungsprozesses zum Diagnostizieren des mindestens einen Fehlers.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin folgendes umfaßt: Erzeugen eines statischen Fehlerbaums zum Bereitstellen des regelbasierten Entscheidungsprozesses.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes umfaßt: direktes Messen von Fahrzeugdynamikparametern; Berechnen weiterer Fahrzeugdynamikparameter und Erfassen von Fehlersymptomen auf der Basis der direkt gemessenen und der weiteren Fahrzeug dynamikparameter.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Fehlersymptome unter Verwendung einer signalbasierten Fehlererfassungstechnik erfaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Fehlersymptome unter Verwendung einer modellbasierten Fehlererfassungstechnik erfaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Fehlersymptome unter Verwendung sowohl einer signalbasierten Fehlererfassungstechnik als auch einer modellbasierten Fehlererfassungstechnik erfaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Aktor mindestens einen der Radbremsaktoren, einen aktiven Lenkaktor und Elektromotor-Radbeschleuniger enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes umfaßt: Optimieren einer bereits implementierten Steuerstrategie zum Kompensieren mindestens eines Aktorfehlers in Echtzeit auf der Basis des mindestens einen diagnostizierten Fehlers und der Fahrbedingung.