JP6223980B2 - 電動パワーステアリングシステムを作動させるための方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリングシステムを作動させるためのコンピュータ機能構造に関している。制御装置は、冗長式コア、いわゆる「デュアルコア」プロセッサ、を有するコンピュータ構造を含んでいる。

電動パワーステアリングシステムにおいて、ステアリング支援の計算及び制御のためにマイクロコンピュータを適用する際、コンピュータコアにおける欠陥が検出されて、欠陥時にシステムが遮断される必要がある。なぜなら、信頼性ある計算及び制御が、もはや保証されないからである。マイクロコンピュータのコンピュータコアにおける欠陥の証拠は、従来技術では、ステアリング支援のデュアル計算によって導かれている。このために必要な計算機アルゴリズムが、別個に形成されている。制御パス（レベル１）の結果が、別個のモニタリングパス（レベル２）に対して異なっている時、それはコンピュータコアにおける欠陥に由来する。相異が検出されると、システムはできる限り迅速に遮断されて、より安全な状態に移行される必要がある。ステアリング支援の遮断は、しかしながら、運転者にとっては快適性の大きな制限となる。典型的な出力変数は、サーボモータの支援トルクの目標値設定であり得るが、機能範囲（Funktionsumfang）に応じて、対の制御装置の操舵角情報のようなステアリング内部変数の出力もあり得る。

図１は、従来技術によるコンピュータ構造を示している。シングルコアのマイクロコントローラ装置（１００）において、入力値（１０１）が、制御パス（１０２）とモニタリングパス（１０３）に案内されている。制御パス（１０２）は、個別のソフトウェア（ＳＷ）機能モジュールを含んでいる。モニタリングパス（１０３）は、対応して、別個に構成されている（別個のＳＷ機能モジュール）。

典型的には、操舵軸内のセンサによって検知される、測定されるトーションバートルクが、入力量として利用される。これにより、ステアリング機能の使用中、及び、必要な場合には更なるステアリング快適性機能の使用中、支援トルクのための目標値設定が出力変数として決定される。

比較器（１０４）によって、制御パス（１０２）とモニタリングパス（１０３）との機能計算の結果における相異が検知される。モニタリングパス（１０３）は、オリジナルのＳＷ機能モジュールに対応して別個の（diversitaeres）ＳＷ機能モジュールを実装しており、制御パスとは異なるアルゴリズムが利用される。比較器（１０４）は、機能レベルで結果を比較して、ソフトウェア内のシステム欠陥を検知する。比較器が相異を検知すると、それは計算欠陥ないしシステム上のソフトウェア欠陥に由来する。相異する結果に応じて、全体システムの即時の遮断が行われる（システム遮断）。

コンピュータ（計算機）に、２つの同一のコンピュータ装置（コア１、コア２）がチップ上に一体化されている「冗長コア」マイクロコンピュータ（２００）を用いる場合、計算コマンドは、略同時に並列的に実施される。個々の計算結果は、自動的に、粗いレベルで、コア比較器（２０５）によって比較される。両方のＡＬＵの結果に相異がある場合、対応する欠陥応答が作動される。これは、一般的に、遮断、及び、より安全なシステム状態への移行、をもたらす。

安全基準ＩＳＯ２６２６２の導入により、システム上のＳＷ欠陥の検知の方策が要求される。この要求は、例えば、制御パス及びモニタリングパス（背景技術を参照）の別個のアルゴリズムの実行によって、満たされ得る。今、そのように形成されたシステムにおいて、制御パスとモニタリングパスとの間に相異が生じる時、それは計算欠陥の問題ではなく、システム上のＳＷ欠陥、または、一レベルまたは両レベルで診断不能なシステムのある動作状態、の問題である。このような状態が生じると、システムは、同様に、「ハードに」遮断される。

更に、従来技術における「デュアルコア」マイクロコントローラは、ハードウェアで実装されたコア比較器を利用する。これは、粗いレベルで、マイクロコンピュータのＡＬＵの両方のコアの個々の計算工程を比較する。

別個の（diversitaeren）計算において欠陥が生じて、コア比較器が両方のコア（コア１、コア２）の計算において何らの相異も検知しない場合、それはソフトウェア内に原因がある欠陥であるか、あるいは、制御不能なシステム状態である。

本発明の課題は、システムがハードに遮断されないで緊急動作に移行される場合において、必要な場合にはフル動作時と比較した快適性レベルの制限の下で、自動車のより安全な案内が保証され得ること、である。

これに従って、電動パワーステアリングシステムを作動させるためのコンピュータ機能構造が提案される。そこでは、制御パスと、それに対して別個に実装されたモニタリングパスとが、冗長式マイクロコンピュータのそれぞれ２つの割り当てられたコアで、多かれ少なかれ並列に処理され、制御パスまたはモニタリングパス内で生じる計算差が、機能レベルで、比較器によって検出され、個別の計算工程の結果が、粗いレベルで、コア比較器によって検出され、比較器によって機能レベルで差が検出される時、コア比較器が計算エラーを診断しないなら、少なくとも所定時間だけステアリング支援ないしステアリング機能の少なくとも一部の更なる適用を提供するべく、緊急動作に移行される。

更に、本発明は、緊急動作が提供される（dedizierten）制御プログラム（緊急動作プログラム）によって実行される、ということを提案する。緊急動作プログラムは、制御プログラムの対応する実施及びパラメータ設定によって、所定の時間（欠陥発生時）実現される。

この場合、緊急動作時の出力値は、緊急動作プログラムによって計算される。

本発明の特に好適な実施の形態では、緊急動作プログラムは分離したモジュール（緊急動作プログラム）として実装され、実行のためプログラム記憶部に用意ができた状態で保持される、ということが考慮される。通常動作時、すなわち、欠陥の無い動作時には、それは実行されない。欠陥が診断された場合にのみ、それは起動される。

本発明によれば、緊急動作が以下の戦略の一つによって作動する、ということが考慮される。

−ステアリング支援が、正常値に対して低減されて設計された値に制限される、
−ステアリング支援が、正常値に対して低減されて設計された値に制限されるが、当該低減は、状況に依存してなされるか、及び／または、傾斜を用いて時間に基づいて制御される、
−ステアリング支援が、０の値に制限されるが、当該低減は、状況に依存してなされるか、及び／または、傾斜を用いて時間に基づいて制御される。

当該方法は、制御装置内、または、エンジン装置と制御装置との組合体内における「デュアルコア」マイクロコンピュータ上で実行される。本発明は、また、対応する制御装置、または、エンジン装置と制御装置との組合体が実装されているパワーステアリングシステムを含む。

従来技術によるコンピュータ構造を示している。 本発明による実施の形態を示している。

冗長コア（２００）を有するマイクロコンピュータを含むフィードフォワード／フィードバック制御装置において、入力値（２０１）が、並列に、制御パス（２０２）とモニタリングパス（２０３）に案内されている。制御パス（２０２）は、個別のソフトウェア機能モジュールを含んでいる。モニタリングパス（２０３）は、対応して、別個に（diversitaer）構成されている。モニタリングパス（２０３）は、オリジナルのＳＷ機能モジュールに対応して別個の（diversitaeres）ＳＷ機能モジュールを実装しており、制御パスとは異なるアルゴリズムが利用される。ハードウェア内に提供されたコア比較器 （２０２）によって、処理レベルで、両方のコア（コア１、コア２）の粗い計算上の相異が比較される。コア比較器 （２０２）によって相異が検知されると、全体システムのハードな遮断（システム遮断）がなされる。

モニタリングパス（２０３）と制御パス（２０２）は、マイクロコントローラの両方のコア（コア１、コア２）で、略同時に並列的に演算される。比較器（２０４）によって、制御パス（２０２）とモニタリングパス（２０３）との機能的計算の結果における相異が検知される。比較器（２０４）は、機能レベルで作動し、ソフトウェアのシステム上の欠陥を検出する。

比較器（２０４）が相異を検知するがコア比較器（２０５）が何らのコア（コア１、コア２）の計算エラーも検知しない時、それはシステム上のソフトウェア欠陥か、あるいは、制御不能なシステム状態に由来する。

この場合、緊急動作プログラム（２０６）として実行される緊急動作に移行することが考慮される。緊急動作プログラムは、少なくとも、自動車の安全な案内を可能にする必要がある。通常動作との比較において、緊急動作中は、快適性レベルの制限が甘受され得る。

このために、緊急動作プログラムは、例えば、以下のリストにある最小のステアリング機能を利用する。

第１オプション：絶対に必要なステアリング支援だけが、時間的に制限されないで提供される。

第２オプション：ステアリング支援が、状況により制御される、あるいは、時間により制御される傾斜によって、運転者がステアリングホイールにおいて何ら不快または意外なトルク推移を知覚しない、というように低減される。

これにより、運転者は、ステアリング支援無しで、自動車の安全を継続して停止させることができる。

Claims (5)

1. 電動パワーステアリングシステムを作動させるためのコンピュータ機能構造であって、制御パス（２０２）と、それに対して別個に実装されたモニタリングパス（２０３）とが、冗長式マイクロコンピュータ（２００）のそれぞれ２つの割り当てられたコア（コア１、コア２）で、多かれ少なかれ並列に処理され、
   制御パス（２０２）とモニタリングパス（２０３）との間で生じる計算差が、機能レベルで、比較器（２０４）によって検出され、
   制御パス（２０２）の２つのコアにおける個別の計算工程の結果が、粗いレベルで、コア比較器（２０５）によって検出され、
   比較器（２０４）によって機能レベルで差が検出される時、コア比較器（２０５）が計算エラーを診断しないなら、少なくとも所定時間だけステアリング支援ないしステアリング機能の少なくとも一部の更なる適用を提供するべく、緊急動作（２０６）に至り、
   前記コア比較器（２０５）によって相異が検知されると、全体システムのハードな遮断がなされる
   ことを特徴とするコンピュータ機能構造。
2. 前記緊急動作（２０６）は、提供される緊急動作プログラムによって実行される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリングシステムを制御するためのコンピュータ機能構造。
3. 前記緊急動作（２０６）は、以下の戦略
   −ステアリング支援が、正常値に対して低減されて設計された値に制限される、
   −ステアリング支援が、正常値に対して低減されて設計された値に制限されるが、当該低減は、状況に依存してなされるか、及び／または、傾斜を用いて時間に基づいて制御される、
   −ステアリング支援が、０の値に制限されるが、当該低減は、状況に依存してなされるか、及び／または、傾斜を用いて時間に基づいて制御される、
   の一つによって、作動する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリングシステムを制御するためのコンピュータ機能構造。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のコンピュータ機能構造を有する
   ことを特徴とする制御装置、または、エンジン装置と制御装置との組合体。
5. 請求項４に記載の制御装置、または、エンジン装置と制御装置との組合体、が実装されたことを特徴とするパワーステアリングシステム。

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