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    • 专利摘要:
    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Implementieren bzw. Ausführen einer Fehler- bzw. Störungs-Detektions- bzw. -Feststellungs--Strategie für Sensorfehler bzw. -störung eines elektrischen bzw. elektronischen Fahrzeuglenksystems bzw. Fahrzeuglenkung-durch-Draht- bzw. -Kabel-Systems. Das Verfahren weist auf: Vorsehen bzw. Bereitstellen von primären und sekundären Fahrbahn- bzw. Laufradpositionssensoren, die so konfiguriert sind, um Laufradwinkelsignale, die einen Laufradwinkel anzeigen, für einen Mikroprozessor zu erzeugen, wobei der primäre Laufradsensor in einem aktiven Steuer- bzw. Regelmodus und der sekundäre Laufradsensor in einem Standby- bzw. Bereitschafts-Steuer- bzw. -Regelmodus innerhalb des elektronischen Lenksystems sind; Empfangen von Laufradwinkelsignalen von dem primären und dem sekundären Sensor; Detektieren eines Fehlers, beruhend auf den Laufradwinkelsignalen von dem primären und dem sekundären Sensor; Berechnen eines geschätzten Laufradwinkels, beruhend auf einer Fahrzeugvariablen; Vergleichen des primären Sensorsignals mit dem geschätzten Laufradwinkel; und Managen bzw. Leiten bzw. Führen der Steuerung bzw. Regelung des Systems, beruhend auf dem Vergleich des primären Sensorsignals mit dem geschätzten Laufradwinkel.The invention relates to a method for implementing or executing an error or fault detection or determination strategy for sensor errors or malfunction of an electrical or electronic vehicle steering system or vehicle steering by wire or cable system. The method includes: providing primary and secondary road wheel position sensors configured to generate wheel angle signals indicative of a wheel angle for a microprocessor, the primary wheel sensor in an active control mode and the secondary impeller sensor is in a standby control mode within the electronic steering system; Receiving impeller angle signals from the primary and secondary sensors; Detecting an error based on the impeller angle signals from the primary and secondary sensors; Computing an estimated impeller angle based on a vehicle variable; Comparing the primary sensor signal with the estimated impeller angle; and managing the system based on the comparison of the primary sensor signal with the estimated impeller angle.
    公开号:DE102004009418A1
    申请号:DE200410009418
    申请日:2004-02-24
    公开日:2004-09-09
    发明作者:Deanna L. Westland Carroll；Mary Y. Troy Huang；Bing Dublin Zheng
    申请人:Visteon Global Technologies Inc；
    IPC主号:B62D6-00
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung beziehtsich auf ein System und ein Verfahren zum Implementieren bzw. Ausführen einerFehler- bzw. Störungs-Detektions- bzw.-Feststellungs- und -Management-Strategie für Sensorfehler bzw. -störungen eineseiektrischen bzw. elektronischen Fahrzeuglenksystems bzw. Fahrzeuglenkung-durch-Draht-bzw. -Kabel-Systems ("vehiclesteer-by-wire-system").The present invention relatesrefer to a system and a method for implementing or executing aFault or fault detection or-Determination and management strategy for sensor errors or malfunctions of aelectrical or electronic vehicle steering system or vehicle steering by wireor cable system ("vehiclesteer-by-wire system ").
    [0002] Elektronische Lenksysteme werdenin der Kraftfahrzeugindustrie üblicher.Elektronische Lenksysteme ersetzen die mechanische Verbindung bzw. Kraftübertragungzwischen einem Lenkrad und Fahrbahn- bzw. Laufrädern eines Fahrzeugs durchelektrische Verbindungen und Komponenten, welche Laufradaktuatoren,Laufradpositionssensoren, Lenkradpositionssensoren, leistungselektrischeAntriebe bzw. Treiber ("powerelectronic drivers")und elektronische Steuer- bzw. Regeleinheiten aufweisen.Electronic steering systems aremore common in the automotive industry.Electronic steering systems replace the mechanical connection or power transmissionbetween a steering wheel and road or running wheels of a vehicleelectrical connections and components, which impeller actuators,Impeller position sensors, steering wheel position sensors, power electricalDrives or drivers ("powerelectronic drivers ")and have electronic control units.
    [0003] Aufgrund der Kritikalität der Lenkfunktionalität ist eswichtig, dass Systemkonzepte bzw. -ausgestaltungen eine sichereHandhabung von Defekten bzw. Ausfällen vorsehen. Beispielsweisekann währendnormaler Opera tion ein elektronisches Fahrzeuglenksystem Komponentenausfallerfahren, z.B. einen Sensorfehler bzw. -störung, und es sollte zu einersicheren Reaktion befähigtsein. Gegenwärtig weisenviele elektronischen Lenksysteme eine Redundanz von Sensoren, z.B.dreifache Redundanz, auf, um Detektion, Isolation und Managementvon Fehlern, einschließlichSensorfehlern, zu ermöglichen.Ein elektronisches" Fahrzeuglenksystemmit dreifachredundanten Sensoren weisen drei Sensoren auf, die sokonfiguriert sind, um Daten einer Fahrzeugvariablen, zum BeispielLaufradposition, einzugeben. So kann etwa einer der Sensoren einenFehler erfahren, der durch Vergleich der durch alle drei Sensorenerzeugten Signale leicht detektiert werden kann. Obwohl adäquat bzw.ausreichend, involviert eine Dreifachredundanz-Strategie verhältnismäßig hoheKosten und eine großeVolumendichte innerhalb eines Fahrzeugs.Because of the criticality of the steering functionality it isIt is important that system concepts and designs are safeProvide handling of defects or failures. For examplecan duringnormal operation an electronic vehicle steering system component failureexperienced, e.g. a sensor error or malfunction, and it shouldable to respond safelyhis. Currently pointingmany electronic steering systems a redundancy of sensors, e.g.triple redundancy, on to detection, isolation and managementof errors, includingEnable sensor errors.An electronic "vehicle steering systemwith triple redundant sensors have three sensors that soare configured to data a vehicle variable, for exampleImpeller position. For example, one of the sensors canExperienced errors by comparing through all three sensorsgenerated signals can be easily detected. Although adequate orsufficient, a triple redundancy strategy involves a relatively high levelCost and a big oneVolume density within a vehicle.
    [0004] Elektronische Lenksysteme mit Doppelredundanz-Sensorenweisen typischerweise eine verhältnismäßig begrenzteBrauchbarkeit bzw. Leistungsfähigkeitauf. Beispielsweise kann ein Doppelredundanz-Fehler-Detektionssystemnur dazu befähigtsein, einen begrenzten Satz bzw. Anzahl von Fehlern zu detektieren,wenn der ausgefallene Sensorwert außerhalb seines normalen Operationsfenstersist. Folglich stellen üblicheFehler, zum Beispiel Driften, noch eine Sorge bei Doppelredundanz-Systemendar.Electronic steering systems with double redundancy sensorstypically have a relatively limitedUsability or performanceon. For example, a double redundancy fault detection systemonly qualified to do sobe able to detect a limited set or number of errors,if the failed sensor value is outside its normal operating windowis. Hence, make common onesErrors, for example drifting, are still a concern with double redundancy systemsrepresents.
    [0005] Folglich ist es ein Gesichtspunktder vorliegenden Erfindung, eine Fehler-Detektions- und -Management-Strategiefür Laufradpositionssensorfehler eineselektronischen Fahrzeuglenksystems zu schaffen, um Volumendichtebzw. volumenbezogene Dichte und Kosten zu verringern.Hence, it is a point of viewof the present invention, an error detection and management strategyfor impeller position sensor error oneelectronic vehicle steering system to create volume densityor to reduce volume-related density and costs.
    [0006] Es ist ein anderer Gesichtspunktder vorliegenden Erfindung, eine Fehler-Detektions- und -Management-Strategiefür Laufradpositionssensor fehler eineselektronischen Fahrzeuglenksystems zu schaffen, um die Redundanzenzu reduzieren.It is a different point of viewof the present invention, an error detection and management strategyfor impeller position sensor error oneelectronic vehicle steering system to create the redundanciesto reduce.
    [0007] Es ist noch ein anderer Gesichtspunktder vorliegenden Erfindung, eine Fehler-Detektions- und -Management-Strategiefür Laufradpositionssensorfehlereines elektronischen Fahrzeuglenksystems mit einer verringertenAnzahl von Sensoren zu schaffen, während die Fehler-Detektionsfähigkeiteneines Dreifachredundanz-Systems aufrechterhalten werden.It is another point of viewof the present invention, an error detection and management strategyfor impeller position sensor errorof an electronic vehicle steering system with a reducedNumber of sensors to create while the fault detection capabilitiesof a triple redundancy system can be maintained.
    [0008] Ein Verfahren nach der vorliegendenErfindung weist Vorsehen bzw. Bereitstellen primärer und sekundärer Laufradsensorenauf, die so konfiguriert bzw. ausgestaltet sind, um Laufradwinkelsignale,die einen Laufradwinkel anzeigen, für einen Mikroprozessor zu erzeugen.Bei dieser Ausführungsformist der primäreLaufradsensor in einem aktiven Steuer- bzw. Regelmodus und der sekundäre Laufradsensor istin einem Stand-by- bzw.Bereitschafts-Steuer- bzw. -Regelmodus innerhalb des elektronischen Lenksystems.Das Verfahren beinhaltet ferner Empfangen von Laufradwinkelsignalenvon dem primären unddem sekundärenSensor und Detektieren bzw. Feststellen eines Fehlers beruhend aufden Lenkradwinkelsignalen von dem primären und dem sekundären Sensor.Das Verfahren beinhaltet ferner Berechnen eines geschätzten Laufradwinkelsberuhend auf einer Fahrzeugvariablen und Vergleichen des primären Sensorsignalsmit dem geschätztenLaufradwinkel. Das Verfahren beinhaltet ferner Managen bzw. Leitenbzw. Führender Steuerung bzw. Regelung des Systems beruhend auf dem Vergleichdes primärenSensorsignals mit dem geschätztenLaufradwinkel.A method according to the presentThe invention provides primary and secondary impeller sensorswhich are configured or configured to generate impeller angle signals,that indicate an impeller angle for a microprocessor to generate.In this embodimentis the primaryImpeller sensor in an active control mode and the secondary impeller sensor isin a stand-by orStandby control mode within the electronic steering system.The method further includes receiving impeller angle signalsfrom the primary andthe secondarySensor and detecting or detecting an error based onthe steering wheel angle signals from the primary and secondary sensors.The method further includes calculating an estimated impeller anglebased on a vehicle variable and comparing the primary sensor signalwith the estimatedWheel angle. The process also includes managementor leadingthe control of the system based on the comparisonof the primarySensor signal with the estimatedWheel angle.
    [0009] Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile derErfindung werden unter Berücksichtigungder nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche offensichtlich, wenn inVerbindung mit den beigefügtenZeichnungen genommen.Other tasks, features and advantages ofInvention will be consideredthe following description and the appended claims, when inConnection with the attachedDrawings taken.
    [0010] 1 isteine schematische Darstellung einer Anordnung für ein elektronisches Fahrzeug-Lenksystem,welche eine Störungs-bzw. Fehler-Detektions- und -Management-Strategie in Übereinstimmung mit einer Ausführungsformder vorliegenden Erfindung implementiert. 1 FIG. 10 is a schematic illustration of an arrangement for an electronic vehicle steering system that implements a fault detection and management strategy in accordance with an embodiment of the present invention.
    [0011] 2 istein Steuer-Logikdiagramm bzw. -Funktionsplan des elektronischenLenksystems nach 1 zurImplementierung der Fehler-Detektions- und -Management-Strategie für Laufradpositionssensorfehlerin Übereinstimmungmit einer Ausführungsform,der vorliegenden Erfindung; und 2 is a control logic diagram of the electronic steering system of FIG 1 for implementing the error detection and management strategy for impeller position sensor errors in accordance with one embodiment of the present invention; and
    [0012] 3 istein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Implementieren derFehler-Detektions- und-Management-Strategie fürLaufradpositionssensorfehler des elektronischen Lenksystems nach 2. 3 FIG. 14 is a flow diagram illustrating a method for implementing the fault detection and management strategy for impeller position sensor errors of the electronic steering system of FIG 2 ,
    [0013] Die vorliegende Erfindung schafftein System und ein Verfahren füreine Fehler-Detektions- und -Management-Strategie für Laufradpositionssensorfehlerinnerhalb eines elektronischen Fahrzeuglenksystems. Das System unddas Verfahren nach der vorliegenden Erfindung reduzieren die Redundanz oderAnzahl von Sensoren, die innerhalb des elektronischen Lenksystemsverwendet werden, wodurch Volumendichte und Kosten des Systems vermindert werden,währenddie Fähigkeiteneines Dreifachredundanz-Systemsaufrechterhalten werden. Die vorliegende Erfindung detektiert Störungen bzw.Fehler, die innerhalb oder außerhalbdes normalen Operationsfensters der Sensoren auftreten. Folglichkönnen Fehler,wie zum Beispiel Sensordrift bzw. -abweichung, mit nur zwei Sensorendetektiert werden. Im allgemeinen detektiert das System einen Fehlerberuhend auf Signalen von zwei Sensoren und vergleicht eines derSignale mit einem geschätztenLaufradwinkel, der auf einer mathematischen Beziehung hinsichtlichGiergeschwindigkeit oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs beruht.Beruhend auf dem Vergleich wird einer der zwei Sensoren für Wartung bzw.Instandhaltung isoliert bzw. getrennt. Sodann managt das Systemden Fehler beruhend auf dem Vergleich. Die vorliegende Erfindungschafft eine einfache, effiziente und preiswerte Möglichkeitzum Detektieren von Laufradpositionssensorfehlern innerhalb eineselektronischen Fahrzeuglenksystems.The present invention providesa system and procedure foran error detection and management strategy for impeller position sensor errorswithin an electronic vehicle steering system. The system andthe method according to the present invention reduce redundancy orNumber of sensors within the electronic steering systemare used, which reduces the volume density and cost of the system,whilethe abilitiesof a triple redundancy systembe maintained. The present invention detects faults orMistakes inside or outsideof the normal operation window of the sensors. consequentlycan mistakessuch as sensor drift or deviation, with only two sensorscan be detected. In general, the system detects an errorbased on signals from two sensors and compares one of theSignals with an estimatedImpeller angle based on a mathematical relationshipYaw rate or lateral acceleration of the vehicle is based.Based on the comparison, one of the two sensors for maintenance orMaintenance isolated or separate. Then the system managesthe error based on the comparison. The present inventioncreates a simple, efficient and inexpensive wayfor detecting impeller position sensor errors within aelectronic vehicle steering system.
    [0014] 1 veranschaulichtein schematisches Diagramm bzw. Blockschaltbild eines elektronischen Fahrzeuglenksystems 10,welches eine Fehler-Detektions- und -Management-Strategie in Übereinstimmungmit einer Ausführungsformder vorliegenden Erfindung implementiert. Wie gezeigt, weist daselektronische Lenksystem 10 ein Fahrerinterfacesystem (FIS) 12,das ein (nicht gezeigtes) Lenkrad aufweist, Fahrerinterfacesensoren 14 undeine Fahrerinterfaceleistungselektronik 16 auf. Bei dieserAusführungsformsind die Fahrerinterfacesensoren 14 in Verbindung mit demLenkrad oder einem Steuerknüppeloder irgendeinem anderen geeigneten Mittel für einen Fahrer verbunden, umein Fahrzeug zu steuern bzw. zu kontrollieren oder zu manövrieren. DieSensoren 14 sind dazu befähigt, die Winkelposition desLenkrades zu fühlen.Die Fahrerinterfaceleistungselektronik 16 beinhaltet elektronischeKomponenten, die dazu befähigtsind, Befehlssignale von dem Steuergerät zu einem elektrischen Signalumzuwandeln, das zum Treiben bzw. Antreiben der Aktuatoren befähigt ist,um ein Gefühlfür denFahrer des Fahrzeuges zu ergeben, zum Beispiel Empfänger, Sender,Aktuatoren und andere geeignete Komponenten. Bei dieser Ausführungsformfühlt dasFahrerinterfacesystem 12 einen Lenkradwinkel des Fahrzeuges,erzeugt ein Lenkradwinkelsignal, das den Lenkradwinkel anzeigt,und liefert ein Fahrergefühl für den Fahrerdes Fahrzeugs. 1 illustrates a schematic diagram or block diagram of an electronic vehicle steering system 10 which implements an error detection and management strategy in accordance with an embodiment of the present invention. As shown, the electronic steering system 10 a driver interface system (FIS) 12 having a steering wheel (not shown), driver interface sensors 14 and driver interface power electronics 16 on. In this embodiment, the driver interface sensors are 14 connected to the steering wheel or a joystick or any other suitable means for a driver to steer or control or maneuver a vehicle. The sensors 14 are able to feel the angular position of the steering wheel. The driver interface power electronics 16 includes electronic components capable of converting command signals from the controller to an electrical signal capable of driving the actuators to provide a feel for the driver of the vehicle, for example receivers, transmitters, actuators and others suitable components. In this embodiment, the driver interface system feels 12 a steering wheel angle of the vehicle, generates a steering wheel angle signal indicating the steering wheel angle, and provides a driver feeling for the driver of the vehicle.
    [0015] Wie in 1 gezeigt,weist das elektronische Lenksystem 10 weiterhin eine elektronischeSteuereinheit (ECU) 18 auf, die so ausgestaltet ist, umein Drehmoment zu erzeugen, um Laufräder des Fahrzeugs zu drehen.Die elektronische Steuereinheit weist eine Verarbeitungseinheitoder einen Mikroprozessor auf, welcher die Fehler-Detektions- und-Management-Strategiegemäß der vorliegendenErfindung beinhaltet. Die elektronische Steuereinheit (ECU) istso ausgestaltet, um Signale zu empfangen, welche FahrzeugvariableeinschließlichQuerbeschleunigung und/oder Giergeschwindigkeit anzeigen. Dies kanndurch Implementierung von Sensoren oder anderer geeigneter Mittelausgeführtwerden, die in der Technik bekannt sind. Wie gezeigt, ist die ECU 18 inelektrischer Verbindung mit dem Fahrerinterfacesystem 12,wobei die Fahrerinterfacesensoren 14 Fahrereingaben, zumBeispiel Lenkradwinkelsignale, fürdie ECU 18 erzeugen.As in 1 shown, the electronic steering system 10 an electronic control unit (ECU) 18 configured to generate torque to rotate vehicle wheels. The electronic control unit has a processing unit or a microprocessor, which contains the error detection and management strategy according to the present invention. The electronic control unit (ECU) is designed to receive signals which indicate vehicle variables including lateral acceleration and / or yaw rate. This can be done by implementing sensors or other suitable means known in the art. As shown, the ECU is 18 in electrical connection with the driver interface system 12 , with the driver interface sensors 14 Driver inputs, for example steering wheel angle signals, for the ECU 18 produce.
    [0016] Das System 10 beinhaltetferner ein Laufradbetätigungssystem 20,das Laufradsensoren und Leistungselektronik und einen Aktuator für jedesvordere Laufrad aufweist. Aus Gründender Einfachheit zeigt 1 lediglicheine Ausrüstungs-bzw. Anlagenkonfiguration, zum Beispiel primäre und se kundäre Laufradsensorenund Leistungselektronik, für einesder Laufräder.Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl bzw. Mehrzahlvon Konfigurationen in einem Fahrzeug implementiert werden kann.Wie gezeigt, weist das System 10 primäre und sekundäre Laufradsensoren 22, 23 undeine Laufrad-Leistungselektronik 24 in elektrischer Verbindung mitder ECU 18 auf. Die primären und sekundären Sensoren 22, 23 können angrenzendbzw. benachbart zu einem Laufrad des Fahrzeuges angeordnet seinund mit diesem Laufrad des Fahrzeuges verbunden sein, um die Laufradpositiondes Laufrades zu messen. Die Leistungselektronik 24 weistelektronische Komponenten auf, die dazu befähigt sind, Befehlssignale vonder ECU 18 zu empfangen, um Drehung oder Bewegung der Laufräder zu ergeben,zum Beispiel Motoren, Aktuatoren. Wie gezeigt, ist das Laufradbetätigungssystem 20 inelektrischer Verbindung mit der ECU 18, wobei die Sensoren 22, 23 die jeweiligenprimärenund sekundärenLaufradwinkelsignale erzeugen und zu der ECU 18 übertragen.The system 10 also includes an impeller actuation system 20 , which has impeller sensors and power electronics and an actuator for each front impeller. Shows for simplicity 1 only one equipment or system configuration, for example primary and secondary impeller sensors and power electronics, for one of the impellers. However, it should be noted that a variety of configurations can be implemented in a vehicle. As shown, the system 10 primary and secondary impeller sensors 22 . 23 and impeller power electronics 24 in electrical connection with the ECU 18 on. The primary and secondary sensors 22 . 23 can be arranged adjacent to a wheel of the vehicle and connected to this wheel of the vehicle in order to measure the wheel position of the wheel. The power electronics 24 has electronic components capable of receiving command signals from the ECU 18 to receive to give rotation or movement of the impellers, for example motors, actuators. As shown, the impeller actuation system is 20 in electrical connection with the ECU 18 , with the sensors 22 . 23 generate the respective primary and secondary impeller angle signals and to the ECU 18 transfer.
    [0017] 2 veranschaulichtein schematisches Diagramm bzw. Blockschaltbild einer Fehler-Detektions-und -Management-Steuerlogik 110 für Laufradpositionssensorfehlerdes elektronischen Fahrzeuglenksystems gemäß 1. Wie gezeigt, weist die Steuerlogik 110 einenKasten 112 auf, der sich auf das Fahrzeug bezieht, beidem das elektronische Lenksystem eingebaut ist. Wie ebenfalls gezeigt,lesen die primärenund sekundärenSensoren 22, 23 Laufradwinkel oder -position vondem Fahrzeug 112. Bei dieser Ausführungsform ist der primäre Sensor 22 ineinem aktiven Steuermodus konfiguriert und der sekundäre Sensor 23 istin einem Stand-by- bzw. Bereitschafts-Steuermodus konfiguriert.Der aktive Steuermodus ist ein Modus, bei dem der Sensor ein Laufradwinkelsignalliest und erzeugt, welches durch eine Verarbeitungseinheit odereinen Mikroprozessor fürLaufradsteuerung verarbeitet wird. Bei dieser Ausführungsformist die Verarbeitungseinheit innerhalb der oben erwähnten ECU.Der Stand-by-Steuermodus ist ein Modus, bei dem der Sensor ein Laufradwinkelsignalliest und erzeugt, das nur fürFehler-Detektion und Backup-Steuerung verarbeitet wird. Der primäre Sensor 22 erzeugtein primäres Laufradwinkelsignal,das einen Laufradwinkel des Fahrzeugs 112 anzeigt, für den Mikroprozessor.Der sekundäreSensor 23 erzeugt ein sekundäres Laufradwinkelsignal, dasebenfalls den Laufradwinkel des Fahrzeugs 112 anzeigt,für denMikroprozessor. 2 illustrates a schematic diagram or block diagram of an error detection and management control logic 110 for wheel position sensor errors of the electronic vehicle steering system according to 1 , As shown, the control logic 110 a box 112 that relates to the vehicle in which the electronic Steering system is installed. As also shown, the primary and secondary sensors read 22 . 23 Impeller angle or position from the vehicle 112 , In this embodiment, the primary sensor 22 configured in an active control mode and the secondary sensor 23 is configured in a standby or standby control mode. The active control mode is a mode in which the sensor reads and generates an impeller angle signal which is processed by a processing unit or a microprocessor for impeller control. In this embodiment, the processing unit is within the above-mentioned ECU. The stand-by control mode is a mode in which the sensor reads and generates an impeller angle signal that is only processed for error detection and backup control. The primary sensor 22 generates a primary impeller angle signal that is an impeller angle of the vehicle 112 indicates for the microprocessor. The secondary sensor 23 generates a secondary impeller angle signal, which is also the impeller angle of the vehicle 112 indicates for the microprocessor.
    [0018] Das primäre Laufradwinkelsignal unddas sekundäreLaufradwinkelsignal werden durch die Fehler-Detektionsfunktion 118 unddie Fehlermanagementfunktion 120 der Steuerlogik 110 empfangen.Die Fehler-Detektionsfunktion 118 empfängt fernerGiergeschwindigkeit oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs 112 durchirgendwelche geeigneten Mittel, zum Beispiel einen Giergeschwindigkeits- odereinen Querbeschleunigungs-Sensor.Im Kasten 118 detektiert die Fehle-Detektionsfunktion einen Fehlerberuhend auf einem Vergleich der Laufradwinkelsignale von den primären undsekundärenSensoren. Sodann berechnet die Fehler-Detektionsfunktion 118 einengeschätztenLaufradwinkel beruhend auf einer Fahrzeugvariablen, zum BeispielGiergeschwindigkeit oder Querbeschleunigung. Sodann vergleicht dieFehler-Detektionsfunktion 118 das primäre Sensorsignal mit dem geschätzten Laufradwinkel.Wenn die Differenz zwischen dem primären Sensorsignal und dem geschätzten Laufradwinkelinnerhalb eines ersten Schwellenwerts ist, dann wird der primäre Sensor 22 indem aktiven Steuermodus aufrechterhalten. Wenn nicht, dann wirdder sekundäre Sensor 23 zudem aktiven Steuermodus im Kasten 120 der Fehlermanagementfunktiongeschaltet.The primary impeller angle signal and the secondary impeller angle signal are determined by the error detection function 118 and the error management function 120 the control logic 110 receive. The error detection function 118 also receives yaw rate or lateral acceleration of the vehicle 112 by any suitable means, for example a yaw rate or a lateral acceleration sensor. In the box 118 the fault detection function detects a fault based on a comparison of the impeller angle signals from the primary and secondary sensors. The error detection function then calculates 118 an estimated wheel angle based on a vehicle variable, such as yaw rate or lateral acceleration. Then compares the error detection function 118 the primary sensor signal with the estimated impeller angle. If the difference between the primary sensor signal and the estimated impeller angle is within a first threshold, then the primary sensor 22 maintained in the active control mode. If not, then the secondary sensor 23 to the active control mode in the box 120 the error management function switched.
    [0019] Der erste Schwellenwert kann irgendeingeeigneter Schwellenwert sein, der einen Sensorfehler anzeigt. Selbstverständlich kannder Wert des ersten Schwellenwerts in Abhängigkeit von der Konfigurationund der Anordnung der bei dem elektronischen Lenksystem verwendetenAusrüstungvariieren. Beispielsweise kann in Abhängigkeit von dem Typ des implementiertenSensors der erste Schwellenwert variieren, ohne jenseits des Umfan gesoder des Gedankens der vorliegenden Erfindung zu fallen.The first threshold can be anysuitable threshold that indicates a sensor error. Of course you canthe value of the first threshold depending on the configurationand the arrangement of those used in the electronic steering systemequipmentvary. For example, depending on the type of implementedSensor's first threshold will vary without going beyond the scopeor the idea of the present invention.
    [0020] Die Fehlermanagementfunktion 120 berechnetsodann ein Laufradpositionsfeedback bzw. -rückkopplung zu dem Summierer 122 beruhendauf dem Signal des Sensors in dem aktiven Steuermodus. Der Summierer 122 vergleichteine erwünschteLaufradposition von dem FIS in dem Kasten 114 mit dem gemessenenLaufradpositionsfeedback. Der Summierer 122 berechnet dieDifferenz zwischen der erwünschtenLaufradposition und dem Laufradpositionsfeedback und erzeugt einFehlereingangssignal fürdas Steuergerätoder die ECU 18, welche einen proportionalen Betrag einesDrehmoments fürdas Fahrzeug 112 erzeugt und auf das Fahrzeug 112 aufbringt,um die Laufräderkonsistent mit dem Fehlereingangssignal zu drehen.The error management function 120 then calculates impeller position feedback to the summer 122 based on the signal from the sensor in the active control mode. The totalizer 122 compares a desired impeller position from the FIS in the box 114 with the measured impeller position feedback. The totalizer 122 calculates the difference between the desired impeller position and the impeller position feedback and generates an error input signal for the control unit or the ECU 18 which is a proportional amount of torque for the vehicle 112 generated and on the vehicle 112 applies to rotate the impellers consistently with the error input signal.
    [0021] 3 veranschaulichtein Verfahren 210 zur Implementierung einer Fehler-Detektions-und -Management-Strategie fürLaufradpositionssensorfehler des elektronischen Fahrzeuglenksystems 10 nach 1 unter Verwendung der Steuerlogik 110 nach 2. Das Verfahren 210 beinhaltetVorsehen bzw. Bereitstellen von primären und sekundären Laufradpositionssensoren,die so ausgestaltet sind, um Laufradwinkelsignale, die einen Laufradwinkelanzeigen, fürden oben erwähntenMikroprozessor zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform ist der primäre Laufradsensorim aktiven Steuermodus und der sekundäre Laufradsensor ist in demStand-by-Steuermodusinnerhalb des elektronischen Lenksystems. Wie gezeigt, beinhaltetdas Verfahren 210 ein Aktivieren des elektronischen Lenksystemsim Kasten 212 und ein Vervollständigen der Initialisierungdes elektronischen Lenksystems im Kasten 214. 3 illustrates a process 210 to implement an error detection and management strategy for wheel position sensor errors of the electronic vehicle steering system 10 to 1 using the control logic 110 to 2 , The procedure 210 includes providing primary and secondary impeller position sensors configured to generate impeller angle signals indicative of an impeller angle for the aforementioned microprocessor. In this embodiment, the primary impeller sensor is in the active control mode and the secondary impeller sensor is in the standby control mode within the electronic steering system. As shown, the process involves 210 an activation of the electronic steering system in the box 212 and completing the initialization of the electronic steering system in the box 214 ,
    [0022] Das Verfahren 210 beinhaltetferner ein Empfangen von Laufradwinkelsignalen von den primären undsekundärenSensoren. Das Verfahren 210 beinhaltet ferner ein Bestimmen,ob der primäre Sensorbzw. der se kundäreSensor jeweils innerhalb eines gültigenOperationsbereichs in dem Kasten 216 bzw. 218 liest.Im Kasten 216 wird ein Fehler detektiert, wenn der primäre Sensornicht innerhalb eines gültigenOperationsfensters liest, das einen Operationsbereich und -gradientaufweisen kann. Wenn der primäreSensor nicht innerhalb eines gültigen Operationsfenstersliest, dann wird die Steuerstrategie zu einem Fehlermodus geschaltet,bei dem der sekundäreSensor zu dem aktiven Steuermodus geschaltet wird. Darüber hinauswird darauf hingewiesen, dass das gültige Operationsfenster desprimärenSensors irgendein geeignetes Operationsfenster eines in der Technikbekannten Sensors aufweisen kann.The procedure 210 also includes receiving impeller angle signals from the primary and secondary sensors. The procedure 210 also includes determining whether the primary sensor or the secondary sensor is within a valid range of operations in the box 216 respectively. 218 read. In the box 216 an error is detected if the primary sensor does not read within a valid operation window, which may have an operation area and gradient. If the primary sensor is not reading within a valid operation window, then the control strategy is switched to an error mode in which the secondary sensor is switched to the active control mode. In addition, it is pointed out that the valid operation window of the primary sensor can have any suitable operation window of a sensor known in the art.
    [0023] Jedoch, wenn bestimmt worden ist,dass der primäreSensor innerhalb des gültigenOperationsfensters liest, dann bestimmt das System im Kasten 218,ob der sekundäreSensor innerhalb des gültigen Operationsfenstersliest. Wenn der sekundäreSensor nicht innerhalb des gültigenOperationsfensters liest, dann wird ein Fehler detektiert und dieStrategie wird zu dem Fehlermodus geschaltet, bei dem das Systemkennzeichnet bzw. anzeigt und dem Steuergerät 18 meldet, dassder sekundäreSensor einen Fehler aufweist bzw. ausgefallen ist, und Wartung bzw.Instandhaltung im Kasten 222 fordert.However, if it has been determined that the primary sensor is reading within the valid operation window, then the system determines in the box 218 whether the secondary sensor is reading within the valid operation window. If the secondary sensor does not read within the valid operation window, then an error is detected and the strategy is switched to the error mode in which the system indicates or indicates and the control unit 18 reports that the secondary sensor has a fault or has failed, and maintenance or maintenance in the box 222 calls.
    [0024] Wie gezeigt, wenn das sekundäre Sensorsignalals innerhalb des gültigenOperationsfensters bestimmt worden ist, dann bestimmt die Fehler-Detektionsfunktiondie Differenz zwischen den primären undsekundärenSensorsignalen. Die Differenz wird mit einem Schwellenwert im Kasten 224 verglichen. Wenndie Differenz nicht größer alsder Schwellenwert ist, dann wird kein Fehler detektiert und der Schrittdes Bestimmens, ob der primäreSensor innerhalb des gültigenOperationsbereichs liest, wird im Kasten 216 wiederholt.Wenn die Differenz größer alsder Schwellenwert ist, dann wird ein Fehler detektiert und ein geschätzter Laufradwinkelwird unter Verwendung mathematischer Beziehungen (die unten erläutert werden)beruhend auf einer Fahrzeugvariablen, zum Beispiel einer Giergeschwindigkeit oderQuerbeschleunigung des Fahrzeugs, im Kasten 226 berechnet.Dies bestimmt, ob einer der Sensoren innerhalb seines normalen Operationsfensterseinen Ausfall bzw. Fehler erfährt,zum Beispiel Driften.As shown, if the secondary sensor signal has been determined to be within the valid operation window, then the error detection function determines the difference between the primary and secondary sensor signals. The difference is with a threshold in the box 224 compared. If the difference is not greater than the threshold then no error is detected and the step of determining whether the primary sensor is reading within the valid operating range is boxed 216 repeated. If the difference is greater than the threshold, then an error is detected and an estimated impeller angle is boxed using mathematical relationships (discussed below) based on a vehicle variable, such as a yaw rate or lateral acceleration of the vehicle 226 calculated. This determines whether one of the sensors experiences a failure or error within its normal operation window, for example drifting.
    [0025] Bei dieser Ausführungsform verwendet das Verfahrenmathematische Beziehungen, welche die folgenden Gleichungen: m(V y +VxΩZ) = Fyr + Fyf cosδf + Fxf sin δf Iz z = l1Fyr cosδf – l2Fyr + l1Fxf sinδf für analytischeRedundanz beinhalten, worin m die Masse des Fahrzeugs ist, Vy & VX die Fahrzeuggeschwindigkeitskomponentensind, Fyf & Fyr dieauf die vorderen und hinteren Reifen wirkenden Querkräfte bzw.Horizontalkräftesind, Fxf die auf den Vorderreifen wirkendeLängskraftbzw. Umfangskraft ist, δf der Lenkwinkel des Vorderrades ist, Ωz die Giergeschwindigkeit ist, Iz dasMassenträgheitsmomentdes Fahrzeugs um die Z-Achse ist und l1 undl2 die jeweiligen Abstände zwischen dem Schwerpunktund der jeweiligen Vorder- und Hinterachse sind.In this embodiment, the method uses mathematical relationships that have the following equations: m (V y + V x Ω Z ) = F yr + F yf cosδ f + F xf sin δ f I z z = l 1 F yr cosδ f - l 2 F yr + l 1 F xf sinδ f for analytical redundancy, where m is the mass of the vehicle, V y & V X are the vehicle speed components, F yf & F yr are the lateral forces or horizontal forces acting on the front and rear tires, F xf the longitudinal force or Peripheral force is, δ f is the steering angle of the front wheel, Ω z is the yaw rate, I z is the moment of inertia of the vehicle around the Z-axis and l 1 and l 2 are the respective distances between the center of gravity and the respective front and rear axles ,
    [0026] Bei einer Ausführungsform vereinfacht sich dieseBeziehung bei Dauerzuständenunter Verwendung von Giergeschwindigkeitsmessungen zu: δf =(Ωz/V)(L + KusV2/g), worinL=l1+l2 und Kus ein Untersteuerungskoeffizient des Fahrzeugesdurch Verwendung von Giergeschwindigkeitsmessungen ist.In one embodiment, this relationship simplifies in steady-state conditions using yaw rate measurements to: δ f = (Ω z / V) (L + K us V 2 /G), where L = l 1 + l 2 and K us is an understeer coefficient of the vehicle by using yaw rate measurements.
    [0027] Bei einer anderen Ausführungsformvereinfacht sich die Beziehung unter Verwendung von Querbeschleunigungsmessungenbei Dauerzuständenzu: δf =(ay/V2)(L + KusV2/g), worin ay eine Fahrzeugquerbeschleunigung durch Verwendenvon Querbeschleunigungsmessungen ist.In another embodiment, using lateral acceleration measurements in steady-state conditions simplifies the relationship to: δ f = (a y / V 2 ) (L + K us V 2 /G), where a y is vehicle lateral acceleration by using lateral acceleration measurements.
    [0028] Wie im Kasten 228 gezeigt,wird das primäre Laufradwinkelsignalmit dem geschätztenLaufradwinkel verglichen und es wird bestimmt, ob die Differenzinnerhalb eines Schwellenwerts ist. Wenn die Differenz innerhalbdes Schwellenwerts ist, dann managt das System den Fehler durchAnzeigen und Meldung zu dem Steuergerät, dass der sekundäre Sensoreinen Fehler aufweist bzw. ausgefallen ist, und es wird Wartungbzw. Instandhaltung im Kasten 222 gefordert. Wenn nicht,dann wird der sekundäre Sensorzu dem aktiven Steuermodus im Kasten 220 geschaltet undder primäreSensor wird zu dem Stand-by-Steuermodus geschaltet. Bei dieser Ausführungsformkann der Schwellenwert irgendein Schwellenwert sein, der einen Sensorfehler,zum Beispiel Sensordrift, anzeigt. Zum Beispiel ist die Schwellenwertdifferenzbei dieser Ausführungsform inGraden und ist so eingestellt, um einen Fehler anzugeben bzw. zudeklarieren, wann auch immer der absolute Wert des primären Sensorwertsminus dem sekundärenSensorwert 0,1 Grad überschreitet.Darüberhinaus sind ein Quadraturkodierer mit 0,01 Grad Auflösung undein MTS-Positionssensor, der eine äquivalente Auflösung von0,012 Grad aufweist, hierin implementiert. Der Schwellenwert von0,1 Grad wurde bei dieser Ausführungsformals zehnmal die Auflösungim ungünstigstenFalle bestimmt. Dementsprechend können andere Schwellenwerteverwendet werden, ohne jenseits des Umfanges oder Gedankens dervorliegenden Erfindung zu fallen.As in a box 228 As shown, the primary impeller angle signal is compared to the estimated impeller angle and it is determined whether the difference is within a threshold. If the difference is within the threshold then the system manages the failure by displaying and reporting to the controller that the secondary sensor has failed or servicing and maintenance is in the box 222 required. If not, then the secondary sensor becomes the active control mode in the box 220 switched and the primary sensor is switched to the stand-by control mode. In this embodiment, the threshold may be any threshold that indicates a sensor fault, for example sensor drift. For example, the threshold difference in this embodiment is in degrees and is set to indicate an error whenever the absolute value of the primary sensor value minus the secondary sensor value exceeds 0.1 degrees. In addition, a 0.01 degree resolution quadrature encoder and an MTS position sensor having an equivalent resolution of 0.012 degrees are implemented herein. The threshold of 0.1 degrees was determined in this embodiment as ten times the worst case resolution. Accordingly, other threshold values can be used without falling beyond the scope or spirit of the present invention.
    [0029] Bei Anwendung liefert die vorliegendeErfindung eine Störungs- bzw. Fehler-Detektions-und Management-Strategie-Implementierung für ein elektronisches Fahrzeuglenksystemmit reduzierten Redundanzen, während dieFehler-Detektionsleistungsfähigkeiteneines Dreifachredundanz-Systems aufrechterhalten wird. Die vorliegendeErfindung ergibt Fähigkeitenzum Detektieren eines Laufradpositionssensorfehlers entweder innerhalboder außerhalbder normalen Operationsfenster des Sensors.When used, the present deliversInvention a fault or error detectionand management strategy implementation for an electronic vehicle steering systemwith reduced redundancies while theError detection capabilitiesof a triple redundancy system is maintained. The presentInvention gives skillsfor detecting an impeller position sensor error either insideor outsidethe normal operation window of the sensor.
    [0030] Währenddie vorliegende Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformenbeschrieben worden ist, so versteht es sich selbstverständlich, dassdie Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, da Modifikationenbzw. Änderungen,insbesondere im Lichte der vorangehenden Lehren für den Fachmann ausführbar sind.Whilethe present invention in terms of preferred embodimentshas been described, it goes without saying thatthe invention is not limited to such modificationsor changes,in particular in the light of the foregoing teachings can be carried out by the skilled person.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1]
    Verfahren zum Implementieren bzw. Ausführen einerFehler- bzw. Störungs-Detektions-bzw. -Feststellungs-Strategie fürSensorfehler bzw. -störungeines elektrischen bzw. elektronischen Fahrzeuglenksystems bzw.Fahrzeuglenkung-durch-Draht- bzw. -Kabel-Systems, wobei das Verfahrenaufweist: Vorsehen bzw. Bereitstellen von primären undsekundärenFahrbahn- bzw. Laufradpositionssensoren,die so konfiguriert sind, um Laufradwinkelsignale, die einen Laufradwinkelanzeigen, füreinen Mikroprozessor zu erzeugen, wobei der primäre Laufradsensor in einem aktivenSteuer- bzw. Regelmodus und der sekundäre Laufradsensor in einem Standby-bzw. Bereitschafts-Steuer- bzw. -Regelmodus innerhalb des elektronischenLenksystems sind; Empfangen von Laufradwinkelsignalen von demprimärenund dem sekundärenSensor; Detektieren eines Fehlers beruhend auf den Laufradwinkelsignalenvon dem primärenund dem sekundärenSensor; Berechnen eines geschätzten Laufradwinkels beruhendauf einer Fahrzeugvariablen; Vergleichen des primären Sensorsignalsmit dem geschätztenLaufradwinkels und Managen bzw. Leiten bzw. Führen derSteuerung bzw. Regelung des Systems beruhend auf dem Vergleich desprimärenSensorsignals mit dem geschätztenLaufradwinkel.Method for implementing or executing an error or fault detection or ascertainment strategy for sensor faults or malfunction of an electrical or electronic vehicle steering system or vehicle steering by wire or cable system, wherein the The method comprises: providing primary and secondary pavement position sensors configured to generate impeller angle signals indicative of an impeller angle for a microprocessor, the primary impeller sensor in FIG an active control mode and the secondary impeller sensor are in a standby control mode within the electronic steering system; Receiving impeller angle signals from the primary and secondary sensors; Detecting an error based on the impeller angle signals from the primary and secondary sensors; Computing an estimated impeller angle based on a vehicle variable; Comparing the primary sensor signal with the estimated impeller angle and managing or guiding the control of the system based on the comparison of the primary sensor signal with the estimated impeller angle.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Managen beinhaltet: Schaltender Steuerung zu dem sekundärenSensor, wenn die Differenz zwischen dem primären Sensorsignal und dem geschätzten Laufradwinkelgrößer als einzweiter Schwellenwert ist; und Anzeigen eines Fehlers des sekundären Sensors, wenndie Differenz zwischen dem primärenSensorsignal und dem geschätztenLaufradwinkel nicht größer alsder zweite Schwellenwert ist.The method of claim 1, wherein the managing includes:switchcontrol to the secondarySensor if the difference between the primary sensor signal and the estimated impeller anglebigger than onesecond threshold is; andDisplay a secondary sensor error ifthe difference between the primarySensor signal and the estimatedImpeller angle not larger thanis the second threshold.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Berechnendes geschätztenLaufradwinkels beinhaltet: Verwenden von
    [4]
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Berechnendes geschätztenLaufradwinkels beinhaltet: Verwenden von
    [5]
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt desManagens der Steuerung ein Schalten der Steuerung zu dem sekundären Sensorund Bemerken bzw. Feststellen beinhaltet, dass der primäre Sensoreinen Fehler bzw. Störungaufweist bzw. ausgefallen ist.The method of claim 1, wherein the step ofManaging the controller switching the controller to the secondary sensorand noticing that the primary sensoran error or malfunctionhas or has failed.
    [6]
    Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Aktivierendes elektronischen Fahrzeuglenksystems vor Empfangen von Laufradwinkelsignalenvon dem primärenund dem sekundärenSensor; und Initialisieren bzw. Einleiten des elektronischenLenksystems vor Empfangen von Laufradwinkelsignalen von dem primären unddem sekundärenSensor.The method of claim 1, further comprising:Activateof the electronic vehicle steering system before receiving impeller angle signalsfrom the primaryand the secondarySensor; andInitialize or initiate the electronicSteering system before receiving wheel angle signals from the primary andthe secondarySensor.
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Bestimmen,ob das primäreSensorsignal innerhalb eines gültigenbzw. zulässigenOperationsfensters ist; Schalten der Steuerung zu dem sekundären Sensor, wenndas primäreSensorsignal nicht innerhalb des gültigen bzw. zulässigen Operationsfenstersist; Bestimmen, ob das sekundäre Sensorsignal innerhalb desgültigenbzw. zulässigenOperationsfensters ist, wenn das primäre Sensorsignal innerhalb des gültigen bzw.zulässigenOperationsfensters ist; und Anzeigen, dass der sekundäre Sensorbei einem Fehler bzw. Störungist, wenn das sekundäreSensorsignal nicht innerhalb des gültigen bzw. zulässigen Operationsfenstersist.The method of claim 1, further comprising:Determine,whether the primarySensor signal within a validor permissibleOperation window is;Switch control to the secondary sensor ifthe primarySensor signal not within the valid or permissible operation windowis;Determine whether the secondary sensor signal is within thevalidor permissibleOperation window is when the primary sensor signal is within the valid orpermissibleOperation window is; andShow that the secondary sensorin the event of an error or malfunctionis when the secondarySensor signal not within the valid or permissible operation windowis.
    [8]
    Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt desBestimmens, ob das primäreSensorsignal innerhalb des gültigenbzw. zulässigenOperationsfensters ist, wiederholt wird, wenn die Differenz zwischendem primärenund dem sekundärenSensorsignal nicht größer alsder Schwellenwert ist.The method of claim 7, wherein the step ofDetermine whether the primarySensor signal within the validor permissibleOperation window is repeated if the difference betweenthe primaryand the secondarySensor signal not greater thanis the threshold.
    [9]
    Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die FahrzeugvariableGiergeschwindigkeit oder Querbeschleunigung beinhaltet.The method of claim 1, wherein the vehicle variableIncludes yaw rate or lateral acceleration.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US6640167B1|2003-10-28|
    JP2004256095A|2004-09-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-09-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2005-05-12| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., VAN BUREN TOWNS |
    2005-05-12| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: BAUER-VORBERG-KAYSER, 50968 KöLN |
    2006-12-14| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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