WO2012065961A1 - Verfahren zum betreiben einer hilfskraftlenkung - Google Patents

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WO2012065961A1
WO2012065961A1 PCT/EP2011/070087 EP2011070087W WO2012065961A1 WO 2012065961 A1 WO2012065961 A1 WO 2012065961A1 EP 2011070087 W EP2011070087 W EP 2011070087W WO 2012065961 A1 WO2012065961 A1 WO 2012065961A1
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manual torque
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moments
engine torque
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PCT/EP2011/070087
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Michael Sprinzl
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Zf Lenksysteme Gmbh
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    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a power steering system, such a power steering system, a control device and a computer program and a computer program product for carrying out the method.
  • Power steering systems also referred to as power steering systems, serve to achieve a reduction in the force that must be applied by the driver to steer.
  • a motor torque is calculated as a function of various input variables, which is superimposed on the manual torque applied by the driver as an additional torque.
  • safety measures In order to limit possible error effects in EPS systems, additional measures are known, which are referred to below as safety measures. For this purpose, operating points can be prevented by observing the combination of manual and motor torque relevant to safety by limiting to permissible combinations in the function path.
  • the publication DE 10 2009 000 165 A1 describes a method for operating a power steering system, in which an engine computation unit calculates an engine torque and adjusts it by a suitable motor drive.
  • a plausibility check of the calculated engine torque is carried out within the framework of the safety concept, which is represented by a 3-level concept, for example.
  • An integration of a component above an engine torque limit curve and a decrementation of an integrator with a component below the engine torque limit curve are performed.
  • the desired engine torque in level 1 is limited at a first integration threshold.
  • level 2 the limitation is monitored.
  • an intrinsically safe motor torque limit curve is used as a function of an actual torque.
  • the presented method is used to operate a power steering system, wherein an engine computation unit calculates an engine torque and adjusts it by a suitable engine control, with a plausibility check of the calculated engine torque taking into account a measured manual torque. In addition, an amount of the additional moments of at least one special function is taken into account.
  • the measured manual torque is increased.
  • the manual torque is reduced.
  • the plausibility check is carried out within the scope of e.g. a 3-level concept.
  • the manual torque which is usually detected by a manual torque sensor, is regulated by specifying a desired manual torque.
  • a power steering system of a motor vehicle which is particularly suitable for carrying out a method of the type described above.
  • This power steering system comprises an electronic computing unit for calculating an engine torque, an electric motor for initiating a usually specified additional torque or engine torque, and a device for detecting a current hand torque.
  • a manual torque sensor for example a torsion bar torque sensor, is usually used.
  • the power steering system is characterized in that a plausibility of the calculated engine torque is performed taking into account the measured manual torque and that in the plausibility of an additional amount of additional moments of at least one special function is taken into account.
  • control unit which is provided in particular for use in a power steering system of the type described.
  • This control unit has an electronic computing unit, with which an engine torque is calculated, which is subjected to a plausibility check. In this case, an additional amount of additional moments of a special function is taken into account.
  • the behavior of the safety function can basically be distinguished in cases where the special function increases the manual torque and cases in which the special functions reduce the manual torque.
  • Increasing the hand moment means reducing the assist power, i.
  • the EPS motor has to bring less moment into the system.
  • the engine torque always remains within the limits, because a reduction of the support performance is safety-related, the transition to safe state (no support).
  • a functional limitation does not occur.
  • the moment overlay should make it easy for the driver if he steers in the right direction. "To make easy” means reducing the manual torque in this case, which means increasing the EPS motor torque.
  • Advantages of the invention include, inter alia, that a moment-based EPS special function can be operated without functional restriction, without requiring a deactivation of the safety function and a change of the accepted released parameters of the safety function. In doing so, potentially possible error effects are improved.
  • the procedure can be justified in the context of the proof of security.
  • the method described is particularly suitable for use in EPS systems with means for introducing an additional torque to achieve a free steering moment influencing means for detecting the current hand moments, means for detecting electrical quantities of the electric motor and means for detecting the rotor position or the rotor speed of the electric motor.
  • the presented control is typically done with a control system that is suitable for controlling a given additional torque.
  • the following process steps are typically carried out:
  • control is thus carried out with a control system for generating additional moments, wherein expediently a microprocessor is provided which communicates with an intelligent security computer (watchdog).
  • an intelligent security computer watchdog
  • the 3-level concept is used to secure the computer core.
  • the method discussed is based, at least in some of the embodiments, on the following requirements for the EPS special functions:
  • the superimposition moments must either be restricted in terms of magnitude and gradient to intrinsically safe values or must ensure ASILD integrity through plausibility measures.
  • the overlay moments may only be requested in special situations and must be monitored and limited in time.
  • the superposition moments must make the switch-on direction plausible and rule out unwanted, possibly oscillating sign changes.
  • the computer program described comprises program code means for performing all the steps of a method as described above when the computer program is executed on a computer or a computing unit.
  • a computer program is also presented with program code means to perform all the steps of a method described above when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit.
  • the computer program product comprises these program code means which are stored on a computer readable medium.
  • This computer program can be stored on a computer-readable data carrier, such as a floppy disk, CD, DVD, hard disk, a USB memory stick or the like or an Internet server as a computer program product. From there, the computer program can be transferred to a memory element of the control unit.
  • a computer-readable data carrier such as a floppy disk, CD, DVD, hard disk, a USB memory stick or the like or an Internet server as a computer program product. From there, the computer program can be transferred to a memory element of the control unit.
  • Figure 1 shows an embodiment of the power steering system according to the invention.
  • Figure 2 shows a graph of the course of the engine torque limit curve to illustrate the safety function for special functions that increase the manual torque.
  • FIG. 3 shows in a graph the progression of the engine torque limit curve to clarify the safety function for special functions which reduce the manual torque.
  • Figure 1 shows in the figures Figure 1 a and Figure 1 b shows an embodiment of the power steering system, which is generally designated by the reference numeral 10. Furthermore, a steering handle 12, a front axle 14 with two hinged wheels 16, an electric motor or EPS motor 18, a control unit 20 with an electronic computing unit 21 and a manual torque sensor 22 are shown in FIG. By the control unit 20 with arithmetic unit 21, a motor drive for driving the motor 18 is realized.
  • FIG. 1 b which describes a software which is executed in the arithmetic unit 21 from FIG. 1 a
  • a control 23 and a block 24 are provided, which specify default values for the control 23.
  • a driver assistance section 25 and a steering feel command area 26 are provided.
  • the steering feeling is introduced via the path M Le nkgeti (arrow 27) into the system, the overlay moments on the path M driver assistance (arrow 28).
  • the manual torque sensor signal is input from the manual torque sensor 22 of Figure 1 a.
  • the specification of the engine torque for the motor 18 of Figure 1 a is introduced via the path M Le nkgeti (arrow 27) into the system, the overlay moments on the path M driver assistance (arrow 28).
  • the solution is based on the correction of the manual torque to compensate for the additional torque caused by the change of the special function and thus leaves the tuned and freewheeling parameters unchanged. This calculates a manual torque without special function for the identical steering movement would be required. This corrected signal is supplied to the safety function. There are no functional limitations associated with the special functions.
  • FIG. 2 shows a curve 30 of the engine torque limit curve in a graph.
  • the actual moment of hand is plotted on an abscissa 32 and the engine torque is plotted on an ordinate 34.
  • the illustration serves to clarify the correction of the safety function for special functions that increase the manual torque.
  • the replacement manual torque corresponds to the manual torque that is required when the curve is passed through without special function.
  • the permissible engine torque is shifted from the first region 50 into a second region 52 (arrow 54), with the result that the possible error effects are significantly lower.
  • the engine torque limit curve 30 is plotted in accordance with FIG.
  • the illustration serves to clarify the correction of the safety function for special functions that reduce the manual torque.
  • the proportion of the electric motor increases because he has to give more support.
  • At low torques due to the plausibility measure however, only low EPS engine torques are permitted, ie the requirement of the special function is only possible to a very limited extent and is limited (first range 60).
  • the replacement manual torque corresponds to the manual torque that is required when the curve is passed through without special function.
  • the permissible engine torque is shifted from the first area 60 into a second area 62 (arrow 64) and the torque request of the special function is permitted.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung (10) und eine solche Hilfskraftlenkung (10) vorgestellt. Hierbei wird mit einer elektronischen Recheneinheit (21) ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung eines gemessenen Handmoments durchgeführt wird. Bei der Plausibilisierung wird zusätzlich ein Betrag der Zusatzmomente von mindestens einer Sonderfunktion berücksichtigt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung, eine solche Hilfskraftlenkung, ein Steuergerät sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
Hilfskraftlenkungen, die auch als Servolenkungen bezeichnet werden, dienen dazu, eine Reduzierung der Kraft, die von dem Fahrer zum Lenken aufgebracht werden muss, zu erreichen. Bei einer EPS als Servolenkung wird in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen ein Motormoment berechnet, das dem von dem Fahrer aufgebrachten Handmoment als Zusatzmoment überlagert wird.
Zur Begrenzung möglicher Fehlerauswirkungen in EPS-Systemen sind Zusatzmaßnahmen bekannt, die nachfolgend Sicherheitsmaßnahmen genannt werden. Dazu können durch die Beobachtung der Kombination von Hand- und Motormoment sicherheitsrelevant Betriebspunkte verhindert werden, indem eine Begrenzung auf zulässige Kombinationen im Funktionspfad erfolgt.
Die Druckschrift DE 10 2009 000 165 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung, bei dem mit einer elektronischen Recheneinheit ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt wird. Dabei erfolgt eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments im Rahmen des Sicherheitskonzepts, welches z.B. durch ein 3 Ebenen Konzept dargestellt ist. Es wird eine Integration eines Anteils oberhalb einer Motormoment-Grenzkurve und eine Dekrementierung eines Integrators mit Anteil unterhalb der Motormoment-Grenzkurve durchgeführt. Das Soll-Motormoment in Ebene 1 wird bei einer ersten Integrationsschwelle begrenzt. In Ebene 2 erfolgt eine Überwachung der Begrenzung. Zusätzlich wird eine eigensichere Motormoment-Grenzkurve in Abhängigkeit eines Ist-Moments herangezogen. In den vergangenen Jahren wurden vermehrt Sonderfunktionen entwickelt, die das EPS-System durch Momentenüberlagerung nutzen, um einen Mehrwert im Bereich der Fahrerassistenz darzustellen. Beispiele hierfür sind ein Park- Lenkassistent, ein Spurhalteassistent (LaneDepartureWarning, LaneKeeping- Support). Dabei werden mit der Erhöhung des Grades an Assistenz zunehmend höhere Überlagerungslenkmomente erforderlich. Diese Funktionen verändern das Handmoment in Abhängigkeit von bestimmten Situationen. Dadurch wird auch die Kombination Hand- und Motormoment verändert, was im bisherigen Konzept nicht berücksichtigt wurde.
Das vorgestellte Verfahren dient zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung, wobei mit einer elektronischen Recheneinheit ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt wird, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung eines gemessenen Handmoments durchgeführt wird. Es wird zusätzlich ein Betrag der Zusatzmomente von mindestens einer Sonderfunktion berücksichtigt.
Bei dem Verfahren kann eine Korrektur des gemessenen Handmoments um den typischerweise vorzeichenrichtigen Betrag der üblicherweise additiven Zusatzmomente der Sonderfunktion vorgenommen werden.
In einer Ausführung des vorgestellten Verfahrens wird das gemessene Handmoment erhöht. Alternativ wird das Handmoment reduziert.
In Ausgestaltung des beschriebenen Verfahrens wird die Plausibilisierung im Rahmen z.B. eines 3 Ebenen Konzepts durchgeführt.
Bei einer besonderen Ausführung wird das Handmoment, das üblicherweise mit einem Handmomentensensor erfasst wird, durch Vorgabe eines Sollhandmoments, geregelt. Es wird außerdem eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs vorgestellt, die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens der vorstehend beschriebenen Art geeignet ist. Diese Hilfskraftlenkung umfasst eine elektronische Recheneinheit zum Berechnen eines Motormoments, einen Elektromotor zur Einleitung eines üblicherweise vorgegebenen Zusatzmoments bzw. Motormoments und eine Einrichtung zur Erfassung eines aktuellen Handmoments. Hierfür wird üblicherweise ein Handmomentensensor, bspw. ein Drehstabmomentensensor, eingesetzt. Die Hilfskraftlenkung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung des gemessenen Handmoments durchgeführt wird und dass bei der Plausibilisierung zusätzlich ein Betrag der Zusatzmomente von mindestens einer Sonderfunktion berücksichtigt wird.
Weiterhin wird ein Steuergerät vorgestellt, das insbesondere zum Einsatz in einer Hilfskraftlenkung der beschriebenen Art vorgesehen ist. Dieses Steuergerät weist eine elektronische Recheneinheit auf, mit der ein Motormoment berechnet wird, das einer Plausibilisierung unterzogen wird. Hierbei wird zusätzlich ein Betrag der Zusatzmomente einer Sonderfunktion berücksichtigt.
Bei dem vorgestellten Verfahren kann das Verhalten der Sicherheitsfunktion grundsätzlich unterschieden werden in Fälle, bei denen die Sonderfunktion das Handmoment erhöht und Fälle, bei denen die Sonderfunktionen das Handmoment reduzieren.
Eine Erhöhung des Handmoments bedeutet eine Reduzierung der Unterstützungsleistung, d.h. der EPS-Motor muss weniger Moment in das System einbringen. Damit verbleibt das Motormoment immer innerhalb der Limitierungen, denn eine Reduzierung der Unterstützungsleistung ist sicherheitstechnisch gesehen der Übergang zum sicheren Zustand (keine Unterstützung). Eine funktionale Begrenzung erfolgt somit nicht.
Durch die Erhöhung des Handmoments unter Einfluss der Sonderfunktion wird allerdings wesentlich mehr EPS-Motormoment zugelassen, obwohl dies funkti- onal nicht notwendig ist und sicherheitstechnisch sogar undbedingt zu vermeiden ist, weil sich in dieser Situation ein Systemfehler, der ein Motormoment in die entsprechende Richtung bewirkt, ungehindert entfalten könnte und nicht beherrschbare Auswirkungen nach sich ziehen könnten.
Es kann auch das Verhalten der aktuellen Sicherheitsfunktion bei Sonderfunktionen, die das Handmoment reduzieren, berücksichtigt werden:
Durch die Momentüberlagerung soll es dem Fahrer leicht gemacht werden, wenn er in die richtige Richtung lenkt. "Leicht machen" heißt in diesem Fall das Handmoment zu reduzieren, dies bedeutet das EPS-Motormoment zu erhöhen.
Sicherheitstechnisch ist dieser Vorgang eine Überunterstützung, d.h. höhere EPS-Motormomente bei geringem Handmoment. Der Fahrer kann somit mit nur geringem Widerstand in Richtung Lenkanschlag lenken und würde deshalb von der beschriebenen Plausibilisierung des berechneten Motormoments (Motor- TorqueLimiter) begrenzt werden. D.h. der MotorTorqueLimiter würde diese Zusatzmomente nicht zulassen und die Motormomente begrenzen. In diesen Fällen handelt es sich allerdings nicht um einen Fehlerfall, den man vermeiden muss, sondern um eine funktionale Eigenschaft der jeweiligen Sonderfunktion. D.h. man muss den MotorTorqueLimiter erweitern, um eine Funktionalität dieser Art zu ermöglichen.
Vorteile der Erfindung sind u.a., dass eine momentbasierte EPS-Sonderfunktion ohne funktionale Einschränkung betrieben werden kann, ohne dass eine Deak- tivierung der Sicherheitsfunktion und eine Veränderung der akzeptierten freigegebenen Parameter der Sicherheitsfunktion erforderlich wird. Dabei werden potentiell mögliche Fehlerauswirkungen verbessert. Das Vorgehen kann im Rahmen des Sichernachweises begründet werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für den Einsatz in EPS- Systemen mit Mitteln zum Einleiten eines Zusatzmoments zur Erzielung einer freien Lenkmomentbeeinflussung, Mitteln zum Erfassen des aktuellen Hand- moments, Mitteln zum Erfassen von elektrischen Größen des Elektromotors und Mitteln zum Erfassen der Rotorposition bzw. der Rotorgeschwindigkeit des Elektromotors.
Die vorgestellte Regelung erfolgt typischerweise mit einem Regelsystem, das zur Regelung eines vorgegebenen Zusatzmoments geeignet ist. Bei der Regelung werden typischerweise die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt:
1 . Berechnung des Soll-Handmoments
2. Bestimmung des Ist-Handmoments
3. Minimierung der Regelabweichung zwischen Soll- und Istmoment durch Berechnung eines geregelten Soll-Motormoments
4. Stromregelung zur Einstellung des Soll-Motormoments
Die Regelung erfolgt somit mit einem Regelsystem zur Generierung von Zusatzmomenten, wobei zweckmäßigerweise ein Mikroprozessor vorgesehen ist, der mit einem intelligenten Sicherheitsrechner (Watchdog) kommuniziert. Typischerweise wird das 3 Ebenen Konzept zur Absicherung des Rechnerkerns verwendet.
Das behandelte Verfahren basiert, zumindest in einigen der Ausführungen, auf folgenden Anforderungen an die EPS-Sonderfunktionen: Die Überlagerungsmomente müssen entweder bezüglich des Betrags und des Gradienten auf eigensichere Werte beschränkt sein oder müssen die ASILD-Integrität durch Plausibilisierungsmaßnahmen gewährleisten. Weiterhin dürfen die Überlagerungsmomente nur in entsprechenden Sondersituationen angefordert werden und müssen zeitlich überwacht und begrenzt werden. Zudem müssen die Überlagerungsmomente die Aufschaltrichtung plausibilisieren und ungewollte, möglicherweise oszillierende Vorzeichenwechsel ausschließen. Das beschriebene Computerprogramm umfasst Programmcodemittel, um alle Schritte eines Verfahrens, wie dies voranstehend beschrieben ist, durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer Recheneinheit ausgeführt wird.
Es wird weiterhin ein Computerprogramm vorgestellt mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines vorstehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
Das Computerprogrammprodukt umfasst diese Programmcodemittel, die auf einem computerlesebaren Datenträger gespeichert sind.
Dieses Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger, wie bspw. einer Diskette, CD, DVD, Festplatte, einem USB-Memory Stick oder ähnlichem oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein. Von dort kann das Computerprogramm in ein Speicherelement des Steuergeräts übertragen werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgendem unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung. Figur 2 zeigt in einem Graphen den Verlauf der Motormomentgrenzkurve zur Verdeutlichung der Sicherheitsfunktion für Sonderfunktionen, die das Handmoment erhöhen.
Figur 3 zeigt in einem Graphen den Verlauf der Motormomentgrenzkurve zur Verdeutlichung der Sicherheitsfunktion für Sonderfunktionen, die das Handmoment reduzieren.
Figur 1 zeigt in den Abbildungen Figur 1 a und Figur 1 b eine Ausführungsform der Hilfskraftlenkung, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Weiterhin sind in Figur 1 a eine Lenkhandhabe 12, eine Vorderachse 14 mit zwei angelenkten Rädern 16, ein Elektromotor bzw. EPS-Motor 18, ein Steuergerät 20 mit einer elektronischen Recheneinheit 21 und ein Handmomentensensor 22 dargestellt. Durch das Steuergerät 20 mit Recheneinheit 21 ist eine Motoransteuerung zur Ansteuerung des Motors 18 realisiert.
Gemäß Figur 1 b, die eine Software beschreibt, die in der Recheneinheit 21 aus Figur 1 a ausgeführt wird, ist eine Regelung 23 und ein Block 24 vorgesehen, der Vorgabewerte für die Regelung 23 vorgibt. In diesem Block 24 ist eine Fahrerassistenzschnittelle 25 und ein Bereich 26 für die Lenkgefühlvorgabe bereitgestellt.
Das Lenkgefühl wird über den Pfad MLenkgefühi (Pfeil 27) in das System eingebracht, die Überlagerungsmomente über den Pfad M Fahrerassistenz (Pfeil 28). An Punkt 29 wird das Handmomentensensorsignal von dem Handmomentensensor 22 aus Figur 1 a eingegeben. An Punkt 30 erfolgt die Vorgabe des Motormoments für den Motor 18 aus Figur 1 a.
Der Lösungsansatz basiert auf der Korrektur des Handmoments, um die durch das Zusatzmoment bedingte Veränderung durch die Sonderfunktion zu kompensieren und lässt die abgestimmten und freigefahrenen Parameter somit unverändert. Damit wird ein Handmoment errechnet, das ohne Sonderfunktion für die identische Lenkbewegung erforderlich wäre. Dieses korrigierte Signal wird der Sicherheitsfunktion zugeführt. Damit treten keine funktionalen Begrenzungen in Verbindung mit den Sonderfunktionen auf.
In Figur 2 ist in einem Graphen ein Verlauf 30 der Motormomentgrenzkurve dargestellt. Dabei ist an einer Abszisse 32 das Ist-Handmoment und an einer Ordinate 34 das Motormoment aufgetragen. Die Darstellung dient zur Verdeutlichung der Korrektur der Sicherheitsfunktion für Sonderfunktionen, die das Handmoment erhöhen.
In dem gezeigten Beispiel wird z.B. eine Rechtskurve durchfahren. Durch die Einwirkung einer Sonderfunktion wird ein Zusatzmoment bspw. von Motfset = -5 Nm aufgebracht. Das gemessene Handmoment wir dadurch betragsmäßig erhöht und beträgt ca. Mnan F -8 Nm. Der Anteil des EPS-Motors reduziert sich, weil er weniger unterstützen muss, d.h. funktional sind keine Einschränkungen vorhanden. Allerdings lässt die Sicherheitsfunktion bei 8 Nm Handmoment maximale Motormomente zu (erster Bereich 50), obwohl dies funktional nicht erforderlich und sicherheitstechnisch zu vermeiden ist. Durch die beschriebene Korrektur wird nun ein Ersatz-Handmoment
Figure imgf000010_0001
berechnet:
MHand* = MHand - M0ffset = -8 Nm - (-5 Nm) = -3 Nm
Das Ersatz-Handmoment entspricht dem Handmoment, das erforderlich ist, wenn die Kurve ohne Sonderfunktion durchfahren wird. Das zulässige Motormoment wird dabei von dem ersten Bereich 50 in einen zweiten Bereich 52 verschoben (Pfeil 54), was zur Folge hat, dass die möglichen Fehlerauswirkungen deutlich geringer sind.
In Figur 3 ist die Motormoment-Grenzkurve 30 entsprechend Figur 2 aufgetragen. Die Darstellung dient zur Verdeutlichung der Korrektur der Sicherheitsfunktion für Sonderfunktionen, die das Handmoment reduzieren. Hierbei wird z.B. eine Rechtskurve durchfahren, durch die Einwirkung einer Sonderfunktion wird ein Zusatzmoment von bspw. Moffset = +5 Nm aufgebracht. Das gemessene Handmoment wird dadurch betragsmäßig reduziert und beträgt ca. Mhand = 0 Nm. Der Anteil des E PS-Motors erhöht sich, weil er stärker unterstützen muss. Bei geringen Handmomenten werden jedoch bedingt durch die Plausibilisierungsmaßnahme nur geringe EPS-Motormomente zugelassen, d.h. die Anforderung der Sonderfunktion ist nur sehr eingeschränkt möglich und wird begrenzt (erster Bereich 60).
Die Kurve kann jedoch im Rahmen der normalen Lenkgefühlabstimmung nicht mit einem Handmoment von ca. 0 Nm durchfahren werden. Vielmehr sind ohne Sonderfunktion hierzu höhere Handmomente erforderlich. Bei höheren Handmomenten wiederum werden auch höhere EPS-Motormomente zugelassen. Aus diesem Grund ist es funktional richtig und erforderlich, das Handmoment für die Sicherheitsfunktion zu korrigieren und es wird ein Ersatz-Handmoment MHand- wie folgt berechnet:
MHand* = MHand - M0ffset = 0 Nm - (+5 Nm) = -5 Nm.
Das Ersatz-Handmoment entspricht dem Handmoment, das erforderlich ist, wenn die Kurve ohne Sonderfunktion durchfahren wird. Das zulässige Motormoment wird dabei vom ersten Bereich 60 in einen zweiten Bereich 62 verschoben (Pfeil 64) und die Momenten-Anforderung der Sonderfunktion wird zugelassen.
Begründet werden kann dieses Verfahren mit einem Vergleich der Fahrzeugreaktion. Ausschlaggebend für die Fahrzeugreaktion, die im beherrschbaren Bereich gehalten werden muss, ist die Zahnstangenbewegung, da durch diese die Räder gelenkt werden. Die Bewegung ergibt sich aus der Summe von Handmoment und EPS-Servomoment. Wenn der Fahrer durch Sonderfunktionen geringere Handmoment-Anteile erbringen muss, erhöht sich der Anteil des Servomotors entsprechend. Die Summe aus Handmoment und EPS-Motormoment an der Zahnstange bleibt jedoch gleich. D.h. man verändert mit momentbasier- ten Zusatzfunktionen lediglich den Ve rstä rku n g sf a kto r zwischen Handmoment und Motormoment. Relevant für die Begrenzung des Motormoments ist in diesem Fall jedoch die vorzeichenrichtige Summe aus Handmoment und Zusatzmoment bzw. Motormoment.
Sicherheitstechnisch ergibt sich bei der Betrachtung des Fahrzeugverhaltens somit kein Unterschied zwischen einem Fahrer mit Sonderfunktion und korrigierter Sicherheitsfunktion und einem versierten Fahrer, der die Situation im Grenzbereich auch ohne Sonderfunktion - und dann durch Anreißen des Lenkrads mit hohen Handmomenten und damit hohen zulässigen Motormomenten - beherrschen kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung (10), bei dem mit einer elektronischen Recheneinheit (21 ) ein Motormoment berechnet und durch eine geeignete Motoransteuerung eingestellt wird, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung eines gemessenen Handmoments durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Plausibilisierung zusätzlich ein Betrag der Zusatzmomente von mindestens einer Sonderfunktion berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem eine Korrektur des gemessenen Handmoments um den Betrag der Zusatzmomente der Sonderfunktion vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Handmoment erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Handmoment reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Plausibilisierung im Rahmen eines 3 Ebenen Konzepts durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Handmoment, das mit einem Handmomentensensor (22) erfasst wird, durch Vorgabe eines Sollhandmoments geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das basierend auf folgenden Anforderungen durchgeführt wird: die Überlagerungsmomente müssen entweder bezüglich des Betrags und des Gradienten auf eigensichere Werte beschränkt sein oder müssen die ASILD- Integrität durch Plausibilisierungsmaßnahmen gewährleisten, die Überlagerungsmomente dürfen nur in entsprechenden Sondersituationen angefordert werden und müssen zeitlich überwacht und begrenzt werden, die Überlagerungsmomente müssen die Aufschaltrichtung plausibilisieren und ungewollte, möglicherweise oszillierende Vorzeichenwechsel ausschließen.
8. Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit
einer elektronischen Recheneinheit (21 ) zum Berechnen eines Motormoments, einem Elektromotor (18) zum Einleiten des Motormoments,
einer Einrichtung zur Erfassung eines aktuellen Handmoments, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung des gemessenen Handmoments durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskraftlenkung (10) dazu ausgebildet ist, bei der Plausibilisierung zusätzlich einen Betrag der Zusatzmomente einer Sonderfunktion zu berücksichtigen.
9. Steuergerät, insbesondere zum Einsatz in einer Hilfskraftlenkung nach Anspruch 8, mit einer elektronischen Recheneinheit (21 ) zum Berechnen eines Motormoments, wobei eine Plausibilisierung des berechneten Motormoments unter Berücksichtigung des gemessenen Handmoments durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) dazu ausgebildet ist, bei der Plausibilisierung zusätzlich einen Betrag der Zusatzmomente einer Sonderfunktion zu berücksichtigen.
10. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Com- puierprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (21 ), insbesondere in einem Steuergerät (20) nach Anspruch 9, durchgeführt wird.
1 1 . Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (21 ), insbesondere in einem Steuergerät (20) nach Anspruch 9, durchgeführt wird.
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