DE112020000491T5

DE112020000491T5 - Redundanzschaltung eines elektrischen servolenkungssystems

Info

Publication number: DE112020000491T5
Application number: DE112020000491.0T
Authority: DE
Inventors: Jong Chun WON
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-11-04
Also published as: KR102637909B1; KR20200091651A; CN113329931B; CN113329931A; WO2020153686A1; US20220135116A1; US11820442B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems, wobei die Redundanzschaltung umfasst: eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten zum Überprüfen, ob ein Ausfall auftritt, durch wechselseitiges Gegenprüfen, und Anpassen eines Steuerverhältnisses entsprechend dem Auftreten des Ausfalls; und eine Auswahlsteuereinheit zum Empfangen einer Eingabe des Steuerverhältnisses sowie von Steuergrößeninformationen der Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten, um Steuergrößen der jeweiligen Motoren zu bestimmen, die in derselben Anzahl wie die Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten vorgesehen sind.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems und, genauer gesagt, eine Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems, das in einem autonomen Fahrzeug anwendbar ist.
[Stand der Technik]
Im Allgemeinen werden Servolenkungssysteme in Fahrzeugen als Systeme zur Reduzierung einer Lenkkraft eines Lenkrades eingesetzt, um die Stabilität eines Lenkungszustandes sicherzustellen.
Als Servolenkungssysteme sind hydraulische Servolenkungen (Hydraulic Power Steering, HPS), die mit hydraulischem Druck arbeiten, in Fahrzeugen weit verbreitet. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren, die hydraulischen Druck verwenden, werden in letzter Zeit häufig umweltfreundliche elektrische Servolenkungen (Electric Power Steering, EPS) in Fahrzeuge eingebaut, die die Drehkraft eines Motors nutzen, um dem Benutzer eine Lenkkraft zu ermöglichen.
In einem solchen EPS-System wird ein Motor von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) entsprechend den Fahrbedingungen eines Fahrzeugs angetrieben, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Drehmomentsensor und dergleichen erfasst werden, wodurch ein leichtes und komfortables Lenkgefühl bei langsamer Fahrt, ein schweres Lenkgefühl sowie eine hohe Richtungsstabilität bei schneller Fahrt bereitgestellt werden und ein schnelles Lenken in einer Notsituation ermöglicht wird, um dem Fahrer optimale Lenkbedingungen zu bieten.
Eine ECU des konventionellen EPS-Systems kann ein Verfahren verwenden, bei dem das auf einen Torsionsstab aufgebrachte Drehmoment und ein absoluter Lenkwinkel, bei dem es sich um einen Drehbetrag einer Lenkeingangswelle handelt, unter Verwendung eines ersten Winkelelements zur Berechnung eines absoluten Lenkwinkels und eines zweiten und dritten Winkelelements zur Berechnung eines relativen Lenkwinkels berechnet werden.
Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Erfassung des Drehmoments und des Lenkwinkels ist es bei einem Ausfall des ersten bis dritten Winkelelements nicht möglich, den Drehmomentwert und den Lenkwinkel zu berechnen, so dass eine Lenkunterstützungssteuerung nicht durchgeführt wird, was zu ernsthaften Problemen bei der Stabilität eines Fahrzeugs führt.
In Anbetracht des Problems offenbart die koreanische Patentveröffentlichung Nr. 10-2018-0128106 (Apparatus and method for detecting steering information of electric power steering device, veröffentlicht am 3. Dezember 2018) des Anmelders eine Konfiguration, in der eine Vielzahl von Drehmomenterfassungssensoren und eine Vielzahl von Lenkwinkelerfassungssensoren vorgesehen sind und Synchronisationsüberprüfungseinheiten, die dazu konfiguriert sind, die Synchronisation der Sensoren zu überprüfen, vorgesehen sind, und somit, selbst wenn einige Sensoren ausfallen, Drehmoment und ein Lenkwinkel normal berechnet werden können, um eine Steuerung zu ermöglichen.
Durch die Konfiguration der koreanischen Patentveröffentlichung des Anmelders können selbst bei einer Anomalie in einigen Sensoren ein genaues Drehmoment und ein Lenkwinkel berechnet werden, aber wenn eine Anomalie in einem Steuergerät selbst auftritt, welches das berechnete Drehmoment und den Lenkwinkel empfängt, um die Steuerung durchzuführen, kann vorausgesagt werden, dass es keine spezifische Gegenmaßnahme gibt.
[Offenlegungsschrift]
[Technische Aufgabe]
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Bereitstellung einer Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems, das dazu in der Lage ist, eine Anomalie in einer elektronischen Steuereinheit sowie eine Anomalie in einem Sensor zu ermitteln und mit der Anomalie umzugehen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich außerdem auf die Bereitstellung einer Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems, das dazu in der Lage ist, einen Steuerungsausfall in einem Fahrzeug ohne Fahrereingriff zu verhindern, wie beispielsweise einem autonomen Fahrzeug.
[Technische Lösung]
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten, die gegenprüfen, ob ein Ausfall auftritt, und die Steuerverhältnisse entsprechend dem Auftreten des Ausfalls anpassen, und eine Auswahlsteuereinheit, welche die Steuerverhältnisse sowie Steuergrößeninformationen der Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten empfängt und eine Steuergröße der jeweiligen Motoren bestimmt, die in derselben Anzahl wie die Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten vorgesehen sind.
Die Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten kann eine erste elektronische Steuereinheit und eine zweite elektronische Steuereinheit beinhalten, die jeweils eine Steuereinheit und eine Ausfallbestimmungseinheit enthalten, und die Ausfallbestimmungseinheit der ersten elektronischen Steuereinheit und die Ausfallbestimmungseinheit der zweiten elektronischen Steuereinheit können Steuerinformationen durch gegenseitige interne Kommunikation austauschen, um zu bestimmen, ob der Ausfall auftritt und eine Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit oder der zweiten elektronischen Steuereinheit, bei welcher der Ausfall bestimmt wird, zu 0 % umwandeln.
Die Auswahlsteuereinheit kann einen ersten Teiler und einen zweiten Teiler enthalten, die jeweils ein erstes Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit und ein zweites Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit halbieren, einen ersten Subtrahierer, der 50 % des zweiten Steuerverhältnisses der zweiten elektronischen Steuereinheit von dem ersten Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit subtrahiert, einen zweiten Subtrahierer, der 50 % des ersten Steuerverhältnisses der ersten elektronischen Steuereinheit von dem zweiten Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit subtrahiert, einen ersten Multiplizierer, der eine erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit mit einem Berechnungsergebnis des ersten Subtrahierers multipliziert, um ein erstes Motorsteuersignal zu erzeugen und einen ersten Motor zu steuern, und einen zweiten Multiplizierer, der eine zweite Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit mit einem Berechnungsergebnis des zweiten Subtrahierers multipliziert, um eine zweite Motorsteuerung zu erzeugen.
Der erste Subtrahierer und der zweite Subtrahierer können einen Ausgangswert in einem Bereich von einer Obergrenze von 100 % bis zu einer Untergrenze von 0 % haben.
Wenn der Ausfall in der ersten elektronischen Steuereinheit auftritt, kann die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit, in der der Ausfall auftritt, auf 0 % verringert werden, um den zweiten Motor mit 100 % der zweiten Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit zu steuern.
Die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit kann graduell von 100 % auf 0 % in einer eingestellten Einheit verringert werden.
Nachdem das Auftreten des Ausfalls ermittelt wurde, kann die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit verringert werden, nachdem ein gesetzter Ausfallzähler akkumuliert wurde.
[Vorteilhafte Effekte]
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten verwendet, und dasselbe Drehmomentsignal und derselbe Lenkwinkel werden den elektronischen Steuereinheiten bereitgestellt. Die Steuersignale der elektronischen Steuereinheiten gemäß dem Drehmomentsignal und dem Lenkwinkelsignal werden verglichen, um die elektronische Steuereinheit zu ermitteln, in der eine Anomalie auftritt, und anschließend wird das Steuersignal der normalen elektronischen Steuereinheit verwendet, um einen Motor eines elektrischen Servolenkungssystems anzusteuern, so dass ein normaler Betrieb durchgeführt wird, selbst wenn eine Anomalie in der elektronischen Steuereinheit auftritt.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Nutzung von einer bestimmten elektronischen Steuereinheit auf eine andere elektronische Steuereinheit aus der Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten umgeschaltet wird, ein Steuerungsausfall durch Anpassen eines Zeitpunktes verhindert, zu dem die Nutzung umgeschaltet wird, so dass ein Fahrer keinen Unterschied spürt und das Risiko eines Unfalls durch einen Fahrzeugsteuerungsausfall in einer autonomen Fahrsituation eliminiert wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm einer Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Betriebswellenformdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bezugszeichenliste

10: erste elektronische Steuereinheit
11: erste Steuereinheit
12: erste Ausfallbestimmungseinheit
20: zweite elektronische Steuereinheit
21: zweite Steuereinheit
22: zweite Ausfallbestimmungseinheit
30: Steuerungsauswahleinheit
31: erster Subtrahierer
32: zweiter Subtrahierer
33: erster Teiler
34: zweiter Teiler
35: erster Multiplizierer
36: zweiter Multiplizierer
40: erster Motor
50: zweiter Motor

[Ausführungsformen der Erfindung]
Nachfolgend wird eine Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bereitgestellt, um die vorliegende Erfindung noch umfänglicher zu beschreiben, und die folgenden Ausführungsbeispiele können in zahlreichen verschiedenen Formen modifiziert werden. Daher ist der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele vorgesehen, damit die vorliegende Erfindung gründlich und vollständig ist und sich Fachleuten das Konzept der vorliegenden Erfindung erschließt.
Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die vorliegende Erfindung keineswegs einschränken. Wie hier verwendet, schließen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Ferner versteht sich, dass die hier verwendeten Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ die Anwesenheit genannter Formen, Zahlen, Schritte, Abläufe, Glieder, Elemente und/oder Gruppen davon spezifiziert, jedoch die Anwesenheit oder Zugabe von einer oder mehreren weiteren Formen, Zahlen, Schritten, Abläufen, Gliedern, Elementen und/oder Gruppen daraus nicht ausschließt. Wie hier verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Punkte ein.
Es ist offensichtlich, dass die Begriffe „erste“, „zweite“ und dergleichen hier zwar verwendet werden, um verschiedene Elemente, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte jedoch nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Die Begriffe implizieren keine bestimmte Reihenfolge, Oberseite und Unterseite oder Wertung, sondern werden lediglich verwendet, um ein Element, einen Bereich oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einem anderen Bereich oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Dementsprechend kann ein erstes Element, ein Bereich oder ein Abschnitt, die unten beschrieben werden, ein zweites Element, einen Bereich oder einen Abschnitt bezeichnen, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen beschrieben, in denen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. In den Zeichnungen können die dargestellten Formen z. B. aufgrund von Fertigungstechnologien und/oder Toleranzen modifiziert werden. Dementsprechend sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht so zu verstehen, dass sie auf bestimmte Formen der dargestellten Bereiche beschränkt sind, sondern umfassen auch Formänderungen, die während der Herstellung auftreten.
1 ist ein Diagramm einer Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine erste elektronische Steuereinheit 10 und eine zweite elektronische Steuereinheit 20, die jeweils ein Drehmoment, einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Eingangssignal eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (Advanced Driver Assistance System, ADAS) empfangen und jeweils ein erstes Motorsteuersignal und ein zweites Motorsteuersignal ausgeben, und eine Steuerungsauswahleinheit 30, die selektiv das erste Motorsteuersignal der ersten elektronischen Steuereinheit 10 oder das zweite Motorsteuersignal der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 ausgibt oder Steuergrößen des ersten Motorsteuersignals und des zweiten Motorsteuersignals anpasst oder ausgibt, wenn ein Motorsteuersignal umgewandelt wird.
Nachfolgend werden die Konfiguration und der Betrieb der Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß dem wie oben beschrieben konfigurierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung noch ausführlicher beschrieben.
Zunächst werden in der vorliegenden Erfindung die erste elektronische Steuereinheit 10 und die zweite elektronische Steuereinheit 20 bereitgestellt, die einen Motor unter Verwendung derselben Drehmomentinformationen, derselben Lenkwinkelinformationen, derselben Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und derselben ADAS-Eingabeinformationen steuern.
Auch wenn in der vorliegenden Erfindung zwei elektronische Steuereinheiten zur Vereinfachung der Beschreibung dargestellt und beschrieben sind, kann nur ein Paar von funktionellen elektronischen Steuereinheiten in einer Hardware-Konfiguration enthalten sein, und können zwei oder mehr elektronische Steuereinheiten anstatt einem Paar von elektronischen Steuereinheiten verwendet werden.
Die erste elektronische Steuereinheit 10 kann eine erste Steuereinheit 11 und eine erste Ausfallbestimmungseinheit 12 enthalten, und die zweite elektronische Steuereinheit 20 kann ebenfalls eine zweite Steuereinheit 21 und eine zweite Ausfallbestimmungseinheit 12 beinhalten.
Die erste Steuereinheit 11 und die zweite Steuereinheit 21 erzeugen jeweils ein Steuersignal zum Steuern eines Motors eines elektrischen Servolenkungssystems unter Verwendung der Eingangsdrehmomentinformationen, der Lenkwinkelinformationen, der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen und der ADAS-Eingabeinformationen. In diesem Fall kann das Steuersignal Steuerverhältnisinformationen und Steuergrößeninformationen enthalten.
Die erste elektronische Steuereinheit 10 und die zweite elektronische Steuereinheit 20 tauschen ihre Motorsteuerinformationen untereinander durch interne Kommunikationen IS1 und IS2 aus, und während die Motorsteuerinformationen ausgetauscht werden, wird jeweils von der ersten Ausfallbestimmungseinheit 12 und der zweiten Ausfallbestimmungseinheit 22 bestimmt, ob ein Ausfall auftritt.
In diesem Fall können die erste elektronische Steuereinheit 10 und die zweite elektronische Steuereinheit 20 ihre Steuerinformationen austauschen, um einander zu überwachen und zu bestimmen, ob ein Ausfall auftritt.
Die erste elektronische Steuereinheit 10 und die zweite elektronische Steuereinheit 20 dienen dazu, einen ersten Motor 40 bzw. einen zweiten Motor 50 zu steuern, und der erste Motor 40 und der zweite Motor 50 können ein Motor sein, bei dem zwei Spulen in einem Paket getrennt sind oder ein Motor mit einer unabhängigen Konfiguration.
In diesem Fall dienen sowohl der erste Motor 40 als auch der zweite Motor 50 dazu, ein Lenkgefühl des elektrischen Servolenkungssystems bereitzustellen.
In einem Zustand, in dem weder in der ersten elektronischen Steuereinheit 10 noch der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 eine Anomalie vorliegt, werden die Steuerverhältnisse gleichmäßig eingestellt, und der erste Motor 40 und der zweite Motor 50 werden unter Verwendung des ersten Motorsteuersignals und des zweiten Motorsteuersignals gesteuert, welche Steuergrößen entsprechend den Steuerverhältnissen aufweisen.
Eine solche Funktion ist auf den Betrieb der Steuerungsauswahleinheit 30 zurückzuführen. Der Betrieb der Steuerungsauswahleinheit 30 in einem Zustand, in dem weder in der ersten elektronischen Steuereinheit 10 noch der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 eine Anomalie vorliegt, wird wie folgt beschrieben.
Die Steuerungsauswahleinheit 30 hat eine Konfiguration mit einen ersten Teiler 33 und einem zweiten Teiler 34, die jeweils ein erstes Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit 10 und ein zweites Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 halbieren, einen ersten Subtrahierer 31, der 50 % des zweiten Steuerverhältnisses der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 von dem ersten Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit 10 subtrahiert, einen zweiten Subtrahierer 32, der 50 % des ersten Steuerverhältnisses der ersten elektronischen Steuereinheit 10 von dem zweiten Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 subtrahiert, einen ersten Multiplizierer 35, der das erste Motorsteuersignal durch Multiplizieren der ersten Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit 10 mit einem Berechnungsergebnis des ersten Subtrahierers 31 erzeugt, und einen zweiten Multiplizierer 36, der das zweite Motorsteuersignal durch Multiplizieren der zweiten Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 mit einem Berechnungsergebnis des zweiten Subtrahierers 32 erzeugt.
Wenn sich sowohl die erste elektronische Steuereinheit 10 als auch die zweite elektronische Steuereinheit 20 in einem normalen Zustand befinden, betragen das erste Steuerverhältnis und das zweite Steuerverhältnis jeweils 100 %, und ein Wert von 100 % wird durch den ersten Teiler 33 und den zweiten Teiler 34 in 50 % umgewandelt.
Folglich werden auch die Ausgabewerte des ersten Subtrahierers 31 und des zweiten Subtrahierers 32 50 %. Das heißt, die Steuerungsautorität der ersten elektronischen Steuereinheit 10 und der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 wird jeweils 50 %.
In diesem Fall bezieht sich Steuerungsautorität auf eine Steuergröße bezüglich einer Gesamtgröße einer erforderlichen Motorsteuergröße. So wird die durch den ersten Multiplizierer 35 berechnete erste Steuergröße zu 50 % der Gesamtsteuergröße und entsprechend wird die durch den zweiten Multiplizierer 36 berechnete zweite Steuergröße zu 50 % der Gesamtsteuergröße.
Mit anderen Worten wird die Steuerautorität der ersten elektronischen Steuereinheit 10 und der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 jeweils auf 50 % festgelegt, und 50 % der Gesamtsteuergröße werden aufgewendet, um jeweils das erste Motorsteuersignal und das zweite Motorsteuersignal zu verwenden und jeweils den ersten Motor 40 und den zweiten Motor 50 zu steuern.
Wenn in einem solchen Zustand eine Software- oder Hardware-Anomalie in der ersten elektronischen Steuereinheit 10 auftritt, kann die Software- oder Hardware-Anomalie durch die zweite Ausfallbestimmungseinheit 22 der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 bestätigt werden, und ein Ausfallbestimmungsergebnis wird durch die erste elektronische Steuereinheit 10 und die zweite elektronische Steuereinheit 20 durch interne Kommunikation geteilt.
Das erste Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit 10, in der die Anomalie auftritt, wird von 100 % herabgesetzt, um die erste Steuergröße des zweiten Motorsteuersignals zu 0 % umzuwandeln. In diesem Fall wird das zweite Steuerverhältnis auf einen solchen Wert festgesetzt, dass die zweite Steuergröße auf 100 % gehalten wird. Das heißt, es werden 100 % der zweiten Steuergröße aufgewendet, um das zweite Motorsteuersignal zu verwenden und den zweiten Motor 50 zu steuern.
Bei einem Prozess zum Verringern und Umwandeln des ersten Steuerverhältnisses von 100 % handelt es sich um einen Vorgang zum Umwandeln der Steuerungsautorität der ersten elektronischen Steuereinheit 10 auf 0 %, um die gesamte Steuerungsautorität auf die zweite elektronische Steuereinheit 20 zu übertragen.
Wenn dagegen eine Anomalie in der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 auftritt, wird die zweite Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 zu 0 % umgewandelt, und 100 % der Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit 10 werden aufgewendet, um das erste Motorsteuersignal zu verwenden und den ersten Motor 40 zu steuern.
Auch wenn in dem obigen Beispiel beschrieben wurde, dass das erste Steuerverhältnis oder die zweite Steuergröße unmittelbar von 100 % auf 0 % umgewandelt werden, und eine sofortige Änderung der Steuergröße möglich ist, kann doch in einem Bestimmungsprozess eines Ausfalls und der Übertragung der Steuerungsautorität ein Steuerungsausfall während einer Zeit auftreten, in der ein Ausfall bestimmt wird, und kann dementsprechend ein Fahrer ein Gefühl eines Unterschiedes empfinden, oder kann ein Fahrzeugsteuerungsausfall in einer autonomen Fahrsituation auftreten.
Um solche Probleme zu verhindern, kann in der vorliegenden Erfindung ein Verfahren eingesetzt werden, in der die Steuerungsautorität linear übertragen wird, um das Auftreten eines Fahrzeugsteuerungsausfalls zu verhindern und es zu ermöglichen, dass ein Fahrer keinen Unterschied spürt.
2 ist ein Zeitablaufdiagramm einer Übertragung der Steuerungsautorität, wie sie in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
Zu einem Zeitpunkt, an dem die zweite elektronische Steuereinheit 20 ermittelt, dass ein Ausfall in der ersten elektronischen Steuereinheit 10 auftritt, wird das erste Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit 10 nicht unmittelbar auf einen Wert umgewandelt, auf dem die erste Steuergröße 0 % wird, sondern wird graduell verringert, um die finale erste Steuergröße auf 0 % umzuwandeln.
Zum Beispiel kann zu einem Zeitpunkt, an dem ein Ausfall der ersten elektronischen Steuereinheit 10 bestätigt wird, oder nachdem eine bestimmte Zeit ab dem Zeitpunkt verstrichen ist, das erste Steuerverhältnis linear von 100 % verringert werden, um die erste Steuergröße auf 0 % umzuwandeln.
Zum Beispiel wird in einem Zustand, in dem das erste Steuerverhältnis auf 80 % verringert wird, ein Ausgabewert des ersten Teilers 33 zu 40 %, was der Hälfte entspricht, und eine Ausgabe des zweiten Subtrahierers 32, der eine Differenz zu dem auf 120 % erhöhten zweiten Steuerverhältnis berechnet, wird zu 80 %. Somit werden 80% der zweiten Steuergröße aufgewendet, um das zweite Motorsteuersignal zu verwenden und den zweiten Motor 50 zu steuern.
In diesem Fall wird ein Ausgabewert des zweiten Teilers 34, der sich aus der Halbierung des zweiten Steuerverhältnisses ergibt, zu 60 %, und eine Ausgabe des ersten Subtrahierers 31, der eine Differenz zu dem ersten Steuerverhältnis von 80 % berechnet, wird zu 20 %.
Dementsprechend werden 20 % der gesamten Steuergröße über den ersten Motor 40 und 80 % der gesamten Steuergröße über den zweiten Motor 50 gesteuert.
In diesem Fall wird das erste Steuerverhältnis von 100 % auf etwa 66,5 % verringert. Dies hat folgenden Grund: da die Ausgabe des ersten Subtrahierers 31 negativ wird, wenn das erste Steuerverhältnis kleiner als 66,5 ist, wird die Steuerungsautorität 0 % und verschwindet somit, wenn eine Untergrenze der Ausgabe des ersten Subtrahierers auf 0 % gesetzt wird und das erste Steuerverhältnis kleiner als 66,5 ist.
Eine Obergrenze der Ausgabe des zweiten Subtrahierers 32 wird auf 100 % festgesetzt und in allen Verhältnissen, die 100 % überschreiten, beträgt die Ausgabe des zweiten Subtrahierers 32 100 %.
Während das erste Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit 10, in der ein Ausfall auftritt, graduell mit einem geeigneten Verringerungsverhältnis, wie z. B. 1 %-Einheit oder 5 %-Einheit, verringert wird, wird das zweite Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit 20 um einen Betrag erhöht, der dem verringerten Betrag des ersten Steuerverhältnisses entspricht. So wird ein solcher Prozess durchgeführt, bis die erste Steuergröße und die zweite Steuergröße schließlich 0 % bzw. 100 % werden.
Das Verhältnis der graduellen Verringerung bestimmt die Steigungen der Steigungsabschnitte der ersten Steuergröße und der zweiten Steuergröße in einem Diagramm aus 2.
Ein Grund zur Überprüfung der Anzahl von wiederholten Ausfällen, d.h. der Zahl des Ausfallzählers, ohne eine Übertragung der Steuerungsautorität unmittelbar bei Ermittlung eines Ausfalls der ersten elektronischen Steuereinheit 10 durchzuführen, besteht darin, eine Übertragung der Steuerungsautorität zu verhindern, wenn eine plötzliche Anomalie in der ersten elektronischen Steuereinheit 10 auftritt. In diesem Fall kann die Zahl des Ausfallzählers beliebig festgelegt werden.
Wie oben beschrieben, ermitteln in der vorliegenden Erfindung in einem elektrischen Servolenkungssystem, das eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten einsetzt und außerdem dieselbe Anzahl von Motoren wie elektronische Steuereinheiten verwendet, die elektronischen Steuereinheiten eine Anomalie durch wechselweise interne Kommunikation, und ein Steuerverhältnis der elektronischen Steuereinheit, in der eine Anomalie auftritt, wird linear auf 0 % verringert, so dass ein Steuerungsverlustabschnitt vermieden wird.
Es sollte für Fachleute auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielfältiger Weise verändert und modifiziert werden kann, ohne vom technischen Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
[Industrielle Verfügbarkeit]
In einem System, das eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten verwendet, wird überprüft, ob jede elektronische Steuereinheit abnormal arbeitet, und ein Servolenkungssystem wird unter Verwendung eines Steuersignals einer normal arbeitenden elektronischen Steuereinheit betrieben, so dass die vorliegende Erfindung industrielle Anwendbarkeit hat.

Claims

Redundanzschaltung eines elektrischen Servolenkungssystems, umfassend: eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten, die gegenprüfen, ob ein Ausfall auftritt und Steuerverhältnisse entsprechend dem Auftreten des Ausfalls anpassen; und eine Auswahlsteuereinheit, welche die Steuerverhältnisse sowie Steuergrößeninformationen der Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten empfängt und eine Steuergröße von jeweiligen Motoren bestimmt, die in derselben Anzahl wie die Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten vorgesehen sind.
Redundanzschaltung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten eine erste elektronische Steuereinheit und eine zweite elektronische Steuereinheit beinhalten, die jeweils eine Steuereinheit und eine Ausfallbestimmungseinheit enthalten, und die Ausfallbestimmungseinheit der ersten elektronischen Steuereinheit und die Ausfallbestimmungseinheit der zweiten elektronischen Steuereinheit Steuerinformationen durch gegenseitige interne Kommunikation austauschen, um zu bestimmen, ob der Ausfall auftritt und eine Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit oder der zweiten elektronischen Steuereinheit, bei welcher der Ausfall bestimmt wird, zu 0 % umwandeln.
Redundanzschaltung nach Anspruch 2, wobei die Auswahlsteuereinheit beinhaltet: einen ersten Teiler und einen zweiten Teiler, die jeweils ein erstes Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit und ein zweites Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit halbieren; einen ersten Subtrahierer, der 50 % des zweiten Steuerverhältnisses der zweiten elektronischen Steuereinheit von dem ersten Steuerverhältnis der ersten elektronischen Steuereinheit subtrahiert; einen zweiten Subtrahierer, der 50 % des ersten Steuerverhältnisses der ersten elektronischen Steuereinheit von dem zweiten Steuerverhältnis der zweiten elektronischen Steuereinheit subtrahiert; einen ersten Multiplizierer, der eine erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit mit einem Berechnungsergebnis des ersten Subtrahierers multipliziert, um ein erstes Motorsteuersignal zu erzeugen und einen ersten Motor zu steuern; und einen zweiten Multiplizierer, der eine zweite Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit mit einem Berechnungsergebnis des zweitem Subtrahierers multipliziert, um eine zweite Motorsteuerung zu erzeugen.
Redundanzschaltung nach Anspruch 3, wobei erste Subtrahierer und der zweite Subtrahierer einen Ausgangswert in einem Bereich von einer Obergrenze von 100 % bis zu einer Untergrenze von 0 % haben.
Redundanzschaltung nach Anspruch 3, wobei, wenn der Ausfall in der ersten elektronischen Steuereinheit auftritt, die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit, in der der Ausfall auftritt, auf 0 % verringert wird, um den zweiten Motor mit 100 % der zweiten Steuergröße der zweiten elektronischen Steuereinheit zu steuern.
Redundanzschaltung nach Anspruch 5, wobei die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit graduell von 100 % auf 0 % in einer eingestellten Einheit verringert wird.
Redundanzschaltung nach Anspruch 5, wobei, nachdem das Auftreten des Ausfalls ermittelt wurde, die erste Steuergröße der ersten elektronischen Steuereinheit verringert wird, nachdem ein gesetzter Ausfallzähler akkumuliert wurde.