用于运行机动车的转向系统的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于运行机动车的转向系统的方法。

背景技术：

DE 10 2012 101 006 A1公开了一种机电式伺服转向机构，其适用于紧急操作。在这种情况下，功率电子部件具有至少两个、实施相同功能的功率电子部件单元。电驱动的致动器具有至少两个、实施相同功能的致动器单元。所述致动器单元中的每一个与所述两个功率电子部件单元中的一个相连接。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于，提高至少部分冗余地实施的转向系统的故障容限（Fehlertoleranz）。

本发明所基于的任务通过根据权利要求1的方法以及根据并列的权利要求的转向系统来解决。在从属权利要求中给出有利的改型方案。此外，在下面的说明中并且在附图中能够找到对于本发明而言重要的特征，其中，所述特征不仅能够单独地、而且能够在不同的组合中对于本发明而言是重要的，而再次对此明确地指明。

该转向系统的助力转向机构包括多个执行器，所述执行器用于将总辅助力矩引入到转向传动机构中。在每个执行器路径中确定所述总辅助力矩。在每个执行器路径中确定用于所有执行器路径的子辅助力矩。每个执行器路径从被激活为主导装置执行器路径的执行器路径处得到其配属的子辅助力矩。通过在每个执行器路径中计算各个辅助力矩，产生该计算的冗余。通过从所述被激活为主导装置执行器路径的执行器路径处得到子辅助力矩确保了，所述子辅助力矩来自所述主导装置执行器路径、即来自唯一的执行器路径。由此提高所述故障容限，由此减小完全故障的概率，并且所述转向系统因此也能够用于高度自主的转向策略，在所述高度自主的转向策略中，不总是保证对该车辆转向器的直接干预。总的来说，通过中心式确定所述子辅助力矩来保证该转向系统的完全可用性。

在一种有利的实施方式中，在所述被激活为主导装置的执行器路径中确定关于下述部件的故障，需要该部件用于确定所述子辅助力矩。当存在所述故障时，被激活为主导装置的执行器路径被激活为从动装置。当存在所述故障时，之前被激活为从动装置的执行器路径被激活为主导装置。有利地，由此交换至少两个执行器路径的作为主动装置和从动装置的角色，因此，所述子辅助力矩基本上无中断地能够供后置的、用于将所述子辅助力矩引入到所述转向传动机构中的功能使用。因此，有利地产生提高该转向系统的总体可用性的切换过程。除此之外，能够在遭受所述故障的执行器路径中继续运行后置的功能。

在一种有利的实施方式中，在执行器路径中确定关于下述部件的故障，需要所述部件用于将所述子辅助力矩引入到所述转向传动机构中。在确定所述子辅助力矩时考虑所述故障。有利地，已确定的故障因此直接影响所述子辅助力矩的确定，因此能够保证所述总辅助力矩被引入到所述转向传动机构中。

在一种有利的改型方案中，当所述故障包括所述部件的故障时，用于其中出现了所述故障的执行器路径的子辅助力矩被确定为零。有利地，由此其它执行器路径能够承担该遭受所述故障的执行器路径的功能。

在一种有利的改型方案中，当所述故障包括该执行器路径的被降低的功能能力时，减小用于其中出现了所述故障的执行器路径的子辅助力矩。有利地，由此能够根据在执行器路径方面出现的外部的影响、例如该车载电网的温度或者电压降来决定，如何将所述子辅助力矩分配到可供使用的执行器路径上。

在一种有利的改型方案中，提高另一执行器的子辅助力矩，用以补偿该遭受所述故障的执行器路径的子辅助力矩的减小。通过这种补偿有利地实现，通过所述转向系统能够一直提供以所述总辅助力矩的形式的完整功能能力。

本发明的其它特征、应用可能性和优点从下文对本发明的实施例的说明中得出，所述实施例在附图中示出。在所有附图中，即使在不同实施方式中，相同的附图标记用于功能等同的量和特征。附图示出：

图1 转向系统的示意图；

图2至6 不同的执行器路径的两个功能单元的相应的示意图。

具体实施方式

图1以示意图的形式示出转向系统2和助力转向机构4。另外，所述转向系统2也能够包括叠加转向机构6。所述转向系统2具有转向传动机构8，所述转向传动机构例如构造为齿条式转向传动机构。同样，所述转向传动机构8也能够构造为循环球式传动机构或者球形螺母传动机构。在本说明书中主要基于齿条式转向机构。所述转向传动机构8通过小齿轮10和齿条12在车辆每侧上与转向连杆14连接，所述转向连杆分别与车轮16协同作用。原则上，图1中的转向系统2是多个可能的、适用于执行根据本发明的方法的设备的实施方式中的一个。其它实施方式能够例如通过别的转向传动机构或者通过另外布置驱动器来实施。此外，能够在所述转向系统2中布置传感器，在这里不探讨所述传感器的布置和实施。

在扭杆18处布置有转向装置20、例如方向盘。借助于所述叠加转向机构6，能够朝向所述转向传动机构8增大或者减小由车辆驾驶员施加的转向装置角度。由所述叠加转向机构6引入到所述转向传动机构8中的这种转向装置差也被称为附加转向角。当然，也能够在所述转向装置20与所述叠加转向机构6之间布置转向柱来取代所述扭杆18。在这种实施方式中，所述扭杆18布置在叠加转向机构6与所述助力转向机构4或者所述转向传动机构8之间。

所述助力转向机构4包括至少两个执行器路径20和30。当然，也能够存在多于两个的执行器路径。所述执行器路径20和30基本上相同地构造并且分别包括功能单元22、32，所述功能单元分别将信号24、34传送给电动机26、36的功率电子部件，以便一起将期望的总转向力矩通过传动机构28、38和所述齿条12引入到所述转向传动机构8中。

所述功能单元22和32通过通信通道40相互连接，用以交换信号。用以确定相应的信号24和34的功能单元22和32能够例如分别实施在单独的控制器上，其中，所述控制器具有数字计算装置，该数字计算装置通过数据线路与存储介质连接。在所述数字计算装置上能够实施这里所说明的方法。在所述数字计算装置上待实施的方法步骤作为能够被实施的计算机程序存储在所述存储介质上。当然，所述功能单元22和32也能够实施在共同的控制器上，其中，优选地，所述功能单元22和32实施在单独的处理器芯片上。因此，也能够考虑混合形式，在所述混合形式中，例如一上级的控制器协调两个下级的、冗余地实施的控制器，所述控制器分别包括所述功能单元22和32中的一个。

在图2中以示意图的形式示出了所述功能单元22和32的结构。所述执行器路径20和30的功能单元22和32基本上相同地构造，并且分别包括用于确定该总辅助力矩52、62的第一部件50、60和第二部件54、64，所述第二部件构造用于分别根据所述总辅助力矩62确定第一子辅助力矩56、66和第二子辅助力矩58、68。所述功能单元22和32分别包括第三部件70、80，所述第三部件构造用于选择所述子辅助力矩56、58、66、68中的一个并且将所选择的子辅助力矩72、82传送给第四部件74、84。相应的第四部件74、84根据所供给的、所选择的子辅助力矩72、82来确定所述信号24、34。

所述第一部件50、60也能够被称为高级别部件，并且例如包括诸如角度调节或者转向调节的功能。所述第四部件74、84也能够被称为低级别部件，并且包括硬件相关的软件部件，例如马达调节和驱动程序部件。

所述第二部件54、64根据所供给的总辅助力矩52、62并且必要时根据其它信号分别确定用于所述第一执行器路径20的第一子辅助力矩56、66和用于所述第二执行器路径30的第二子辅助力矩58、68。所述第三部件70、80构造用于在所述子辅助力矩之间进行选择或者切换，并且作为所选择的子辅助力矩72、82进行传递。所述部件54和70以及所述部件64和80能够分别被称为分配单元76或者86。通过所述通信通道40，能够在所述功能单元20与30之间交换信号42。

图3示出在主从运行中的功能单元22、32。在当前情况下，所述分配单元76并且因此所述执行器路径20被激活为主导装置。因此，所述功能单元20从所述第二部件54处得到其配属的子辅助力矩56。因此，所述第三部件70将所述第一子辅助力矩56作为所选择的子辅助力矩72传递给所述第四部件74，以便通过所述信号24将所选择的子辅助力矩72以子辅助力矩56的形式引入到所述转向传动机构8中。该执行器路径30的功能单元32被激活为从动装置，并且通过所述通信通道40从所述第二部件54处得到其配属的第二子辅助力矩58。该第二功能单元32的第三部件80将所述第二子辅助力矩58作为所选择的子辅助力矩82传递给用于产生所述信号34的第四部件84，以便通过所述电动机36将所述第二子辅助力矩58引入到所述转向传动机构8中。

所述功能单元32被激活为从动装置，在这种状态中也确定所述总辅助力矩62并且将这个总辅助力矩传递给所述第二部件64，其中，所述第二部件64以未示出的方式也确定所述子辅助力矩66和68，然而所述子辅助力矩在所示出的状态中不用于产生所述信号24和34。因此，所述执行器路径20被激活为主导装置，所述第二执行器路径30被激活为从动装置，其中，所述第二执行器路径30在选择所述子辅助力矩82方面以出自所述第一执行器路径20的第二子辅助力矩58为依据。

在图4中以示意图的形式示出了所述功能单元22和32。与图3不同的是，图4示出了所述部件50如何具有故障88。所述故障88包括该第一部件50的干扰，从而使得所述第一部件50不产生或者只以错误的形式产生所述总辅助力矩52。由于所述故障88，之前被激活为主导装置的分配单元76被激活为从动装置。另外，之前被激活为从动装置的分配单元86被激活为主导装置。因此，该功能单元32并且因此该第二执行器路径30被激活为主导装置。另外，该分配单元76和从而该功能单元22并且因此该第一执行器路径20被激活为从动装置。

作为从动装置被激活时，该第一功能单元22的第三部件70将所述第一子辅助力矩66作为所选择的子辅助力矩72传递给所述第四部件74。作为主导装置被激活时，所述第三部件80将所述第二子辅助力矩68作为所选择的子辅助力矩82传递给所述第四部件84。

在图5中以示意图的形式示出了所述两个功能单元22和32。与图2不同的是，图5示出了所述第四部件74如何产生故障90，并且如何将这个故障传递给所述第二部件54和64。所述故障90不包括该第四部件74的或者该配属的电动机36或者该功率电子部件的完全故障，而是包括被降低的功能能力，所述被降低的功能能力例如由于减小的车载电网电压而出现，所述车载电网电压还能够供所述执行器路径20使用以引入子转向力矩。在另一实施方式中，能够将由于被确定的升高的温度导致的、所述被降低的功能能力以所述故障90的形式告知所述第二部件54和64。所述部件54和64根据被降低的功能能力计算相应的子辅助力矩，所述被降低的功能能力例如借助于所述故障90以百分数的形式被传送。在当前情况下，所述分配单元76被激活为主导装置并且根据所述故障90产生被减小的第一子辅助力矩56和被提高的第二子辅助力矩58。这样提高所述第二子辅助力矩58，使得在所述第一子辅助力矩56中的减小能够通过所述第二执行器路径30来补偿。

当然，与所述故障90类似地，所述第四部件84能够产生对应的故障，并且将该第二执行器路径30的被降低的功能能力告知给所述第二部件54和64。如果所述第二部件54、64确定两个子辅助力矩56和58的和不足以用于引入该总辅助力矩52，则所述子辅助力矩中的一个56或者58，或者两个子辅助力矩56和58能够至少短暂地被提高。因此，所述第二部件54、64确定该助力转向机构4的功能能力下降到最小限度以下，并且能够至少短暂地通过优先加权提高各个执行器路径20、30的功能能力，从而使得一直提供最小辅助力矩，该最小辅助力矩也能够低于所要求的总辅助力矩52的。所述优先加权是基于该故障90的类型。因此，存在第一故障类型，在所述故障类型中，即使短暂地提高功率也是不可能的。这个第一故障类型例如包括低于紧急运转阈值的车载电网电压。与此相反，故障的第二类型允许在紧急情况下或者在短时间内提高所述效率。这个故障的第二类型例如包括该执行器路径的、提高的温度，或者该车载电网电压下降到低于安全阈值，和相应的执行器路径的辅助力矩由于所述故障的第二类型而减小。用于所述车载电网电压的紧急运转阈值小于所述安全阈值。如果所述第一执行器路径20例如具有第一故障类型，并且所述第二执行器路径30具有第二故障类型，则所述第二执行器路径30能够在所述紧急情况下或者短暂地通过提高该辅助力矩来补偿未通过所述第一执行器路径20提供的辅助力矩。

在图6中以示意图的形式示出了所述两个功能单元22和32。与图5不同的是，确定故障92，所述故障包括该第四部件74的功能中断。告知所述所述第二部件54、64这个故障92。在当前情况下，所述单元76作为主导装置激活，并且因此根据所述故障92如此确定所述第二子辅助力矩58，使得借助于该子辅助力矩58补偿该第四部件74的或者该电动机26的或者该配属的功率电子部件的故障。所述故障92也能够包括在图5中所提及的、该执行器路径20的被降低的功能能力，其中，所述功能能力下降到低于阈值。另外，能够将该执行器30的功能能力供给至所述第二部件54或者64，以便确定是否还能够借助于所述第二执行器路径30来调节所期望的子辅助力矩58。

有利地，总系统的故障安全性增加。如图6所示，所述第一执行器路径20被选择作为主导装置，用以产生该第二子辅助力矩58，虽然不再可能引入该第二子辅助力矩。尽管如此，还是能够动用所述部件50和54，这例如在所述部件60和64故障时导致仍能够被调节的辅助力矩。