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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen eines Aktuators in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung zur Überprüfung eines Aktuators.
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Stand der Technik
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Moderne Kraftfahrzeuge verfügen in der Regel über eine Vielzahl von Assistenzsystemen. Derartige Assistenzsysteme können den Fahrzeugführer beim Fahren unterstützen und ermöglichen gegebenenfalls ein ganz oder zumindest teilweise autonomes Fahren. Hierbei können beispielsweise mittels geeigneter Aktuatoren Lenkbewegungen ausgeübt werden oder Komponenten eines Bremssystems angesteuert werden, um das Fahrzeug zu verzögern.
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Die Druckschrift
DE 10 2015 210 433 A1 beschreibt ein Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs mit einer hydraulischen Fahrzeugbremse und einer elektromechanischen Bremsvorrichtung. Hierbei wird vorgeschlagen, beim Ausfall der hydraulischen Fahrzeugbremse den Bremsmotor der elektromechanischen Bremsvorrichtung mit einer erhöhten Versorgungsspannung zu beaufschlagen.
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Um die Sicherheit beim Fahren eines Fahrzeugs zu gewährleisten, ist es wünschenswert, die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der Komponenten zu überwachen bzw. regelmäßig zu überprüfen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen von Aktuatoren in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Demgemäß ist vorgesehen:
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Eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Aktuators in einem Fahrzeug mit einer Modellierungseinrichtung, einer Kompensationseinrichtung, einer Ausgabeeinrichtung und einer Verarbeitungseinrichtung. Die Modellierungseinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Reaktion des Fahrzeugs auf ein Beaufschlagen eines zu überprüfenden Aktuators in dem Fahrzeug mit einem vorbestimmten Testsignal zu berechnen. Die Kompensationseinrichtung ist dazu ausgelegt, ein Kompensationssignal für einen weiteren Aktuator in dem Fahrzeug zu berechnen. Insbesondere kann die Kompensationseinrichtung ein Kompensationssignal zur Kompensation der Reaktion des Fahrzeugs bei der Beaufschlagung des zu überprüfenden Aktuators mit dem vorbestimmten Testsignal berechnen. Die Ausgabeeinrichtung ist dazu ausgelegt, das vorbestimmte Testsignal an den zu überprüfenden Aktuator auszugeben. Ferner ist die Ausgabeeinrichtung dazu ausgelegt, gleichzeitig das Kompensationssignal an den weiteren Aktuator auszugeben. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Sensorgröße von einem Sensor in dem Fahrzeug zu empfangen. Insbesondere kann die Verarbeitungseinrichtung die Sensorgröße von dem Sensor während des Beaufschlagens des zu überprüfenden Aktuators mit dem vorbestimmten Testsignal und des Beaufschlagens des weiteren Aktuators mit dem Kompensationssignal empfangen. Weiterhin ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgelegt, eine Funktionsfähigkeit des zu überprüfenden Aktuators unter Verwendung der erfassten Sensorgröße zu bewerten.
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Ferner ist vorgesehen:
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Ein Fahrzeug mit mindestens zwei Aktuatoren und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen eines Aktuators in dem Fahrzeug.
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Schließlich ist vorgesehen:
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Ein Verfahren zum Überprüfen eines Aktuators in einem Fahrzeug. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Berechnen einer Reaktion des Fahrzeugs auf ein Beaufschlagen eines zu überprüfenden Aktuators in dem Fahrzeug mit einem vorbestimmten Testsignal. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ermitteln eines Kompensationssignals für einen weiteren Aktuator in dem Fahrzeug, wobei das Kompensationssignal dazu ausgelegt ist, beim Beaufschlagen des weiteren Aktuators mit dem Kompensationssignal die Reaktion des Fahrzeugs bei dem Beaufschlagen des zu überprüfenden Aktuators mit dem vorbestimmten Testsignal zu kompensieren. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt zum Beaufschlagen des zu überprüfenden Aktuators mit dem vorbestimmten Testsignal und gleichzeitig zum Beaufschlagen des weiteren Aktuators mit dem Kompensationssignal. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Sensorgröße während des Beaufschlagens des zu überprüfenden Aktuators mit dem vorbestimmten Testsignal und dem weiteren Aktuator mit dem Kompensationssignal sowie einen Schritt zum Bewerten einer Funktionsfähigkeit des zu überprüfenden Aktuators unter Verwendung der erfassten Sensorgröße.
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Vorteile der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Aktuatoren in einem Fahrzeug, wie beispielsweise Aktuatoren zum Ansteuern der Lenkung in dem Fahrzeug oder Aktuatoren eines Bremssystems in dem Fahrzeug zur Überprüfung ihrer Funktionsfähigkeit betätigt werden sollten. Insbesondere sollte eine Überprüfung der Aktuatoren während des Betriebs des Fahrzeugs regelmäßig, beispielsweise in Zeitintervallen von einem maximalen vorgegebenen Zeitabstand erfolgen. Je nach zurückzulegender Strecke ist es jedoch möglich, dass beispielsweise während längerer Geradeausfahrten die Aktuatoren einer Lenkung über einen längeren Zeitraum hinweg nicht betätigt werden. Ebenso kann es insbesondere bei ganz oder zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen der Fall sein, dass die Verzögerung des Fahrzeugs zu einem Großteil durch Rekuperation erfolgt, sodass auch Aktuatoren des Bremssystems über einen längeren Zeitraum hinweg nicht angesteuert werden.
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Es ist nun eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein Konzept zur Überprüfung von Aktuatoren vorzusehen, welches auch in den oben genannten Fällen, wie beispielsweise einer längeren Geradeausfahrt oder auch nach längeren Fahrtzeiten ohne aktive Betätigung des Bremssystems eine Überprüfung der Aktuatoren und eine damit verbundene Bestätigung der weiteren Betriebsfähigkeit dieser Aktuatoren ermöglicht.
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Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen zu überprüfenden Aktuator des Fahrzeugs mittels eines Testsignals anzusteuern und dabei gleichzeitig mindestens einen weiteren Aktuator in dem Fahrzeug derart anzusteuern, dass sich die Einflüsse des zu überprüfenden Aktuators beim Ansteuern mit dem Testsignal und der weiteren Aktuatoren mit den Kompensationssignalen möglichst gegenseitig aufheben bzw. kompensieren. Soll beispielsweise ein Aktuator in dem Bremssystem überprüft werden, so kann einerseits der zu überprüfende Aktuator angesteuert werden, wodurch sich eine Verzögerung des Fahrzeugs ergeben kann. Diese Verzögerung kann zum Beispiel durch eine Erhöhung der Antriebsleistung und ein damit verbundenes erhöhtes Antriebsmoment kompensiert werden, sodass sich das Fahrzeug in der Summe zumindest annähernd so verhält, als ob das Fahrzeug nicht abgebremst würde. In einem weiteren Beispiel kann beispielsweise ein Rad auf einer Seite des Fahrzeugs durch Betätigen eines Bremsaktuators abgebremst werden, wodurch sich eine seitliche Drift des Fahrzeugs ergeben würde. Diese kann durch ein entsprechendes Gegenlenken mittels eines Lenkaktuators kompensiert werden, sodass sich in der Summe weiterhin eine zumindest annähernde Geradeausfahrt ergibt. Selbstverständlich sind auch beliebige weitere Kombinationen aus der Betätigung eines zu überprüfenden Aktuators und einer Betätigung eines oder mehrerer weiterer Aktuatoren zur Kompensation des Effekts aus der Betätigung des zu überprüfenden Aktuators möglich.
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Während des Ansteuerns des zu überprüfenden Aktuators können in dem Fahrzeug ein oder mehrere Parameter sensorisch erfasst und ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Leistungsaufnahme bzw. ein in den Aktuator hineinfließender elektrischer Strom gemessen und ausgewertet werden. Entspricht der gemessene elektrische Strom zum Beispiel einem vorgegebenen Wertebereich, so kann dies als Hinweis auf eine korrekte Leistungsaufnahme und somit eine korrekte Funktion des Aktuators interpretiert werden. Liegt der aufgenommene Strom dagegen nicht innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs, so kann dies als Hinweis auf eine Fehlfunktion des entsprechenden Aktuators gedeutet werden. Ebenso ist es beispielsweise möglich, positive oder negative Beschleunigungen in dem Fahrzeug, eine seitliche Drift oder Ähnliches zu erfassen. Ergibt sich beispielsweise bei der Betätigung eines Bremsaktuators und gleichzeitiger Erhöhung des Antriebsmoments eine signifikante Beschleunigung des Fahrzeugs, so kann dies als Hinweis darauf gedeutet werden, dass der Bremsaktuator nicht korrekt funktioniert. Ebenso kann beispielsweise bei der Betätigung eines Bremsaktuators auf einer Seite des Fahrzeugs und einer kompensierenden Lenkbewegung die Geradeausfahrt des Fahrzeugs überwacht werden. Driftet das Fahrzeug auf die eine oder andere Seite ab, so kann auch hieraus auf eine Fehlfunktion eines Aktuators geschlossen werden. Selbstverständlich sind auch beliebige andere geeignete Ansätze zur Evaluierung der zu überprüfenden Aktuatoren möglich.
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Durch das Beaufschlagen eines zu überprüfenden Aktuators mit einem Testsignal bei gleichzeitiger Betätigung eines oder mehrerer weiterer Aktuatoren zur Kompensation der Beeinflussung durch den zu überprüfenden Aktuator während der Beaufschlagung mit dem Testsignal ist es somit möglich, Aktuatoren in dem Fahrzeug während der Fahrt zu überprüfen, ohne dass dabei eine signifikante Beeinflussung des Fahrverhaltens erfolgt.
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Auf diese Weise können die Aktuatoren in dem Fahrzeug kontinuierlich bzw. regelmäßig evaluiert werden, um stets aktuelle Informationen über den Status der Funktionsfähigkeit der zu überprüfenden Aktuatoren verfügbar zu haben. Bei der Detektion einer Fehlfunktion eines der Aktuatoren können daraufhin geeignete Maßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise können bei der Detektion einer Fehlfunktion eventuell einige Funktionalitäten des Fahrzeugs deaktiviert werden, um auch weiterhin ein sicheres Fahrverhalten gewährleisten zu können. Beispielsweise können einige Fahrerassistenzfunktionen oder ein ganz oder zumindest teilweise autonomes Fahren bei der Detektion einer Fehlfunktion eines Aktuators eingeschränkt oder deaktiviert werden. Ferner ist es auch möglich, einen Fahrzeugnutzer über eine detektierte Fehlfunktion zu informieren, sodass beim Auftreten einer Gefahrensituation der Fahrzeugführer nicht von einer möglichen Fehlfunktion des entsprechenden Aktuators überrascht wird. Andererseits kann durch das regelmäßige Überprüfen der Aktuatoren in dem Fahrzeug auch stets eine zuverlässige Information über die korrekte Funktionsfähigkeit der Aktuatoren verfügbar gemacht werden, selbst wenn die Aktuatoren im normalen Fahrbetrieb über einen längeren Zeitraum hinweg nicht betätigt worden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erfasste Sensorgröße eine Stromaufnahme des zu überprüfenden Aktuators. Zusätzlich oder alternativ kann die erfasste Sensorgröße auch eine sensorisch erfasste Reaktion des Fahrzeugs umfassen. Bei einer solchen sensorisch erfassten Reaktion des Fahrzeugs kann es sich beispielsweise um eine positive oder negative Beschleunigung des Fahrzeugs, eine seitliche Drift des Fahrzeugs oder Ähnliches handeln. Ferner kann die erfasste Sensorgröße auch eine beliebige weitere geeignete physikalische Größe in dem Fahrzeug umfassen. Beispielsweise kann die erfasste Sensorgröße auch einen Bremsdruck in dem Bremssystem, einen sensorisch erfassten Lenkwinkeleinschlag oder Ähnliches umfassen. Beispielsweise kann durch das Erfassen des elektrischen Stroms in dem Aktuator während der Überprüfung festgestellt werden, ob sich die Leistungsaufnahme des Aktuators innerhalb vorgegebener Spezifikationen befindet. Unterschreitet oder überschreitet der elektrische Strom in dem Aktuator während der Überprüfung einen vorgegebenen Wertebereich, so kann dies als Indiz auf eine Fehlfunktion des Aktuators gedeutet werden. Ebenso kann beispielsweise aus einer positiven oder negativen Verzögerung auf eine Fehlfunktion geschlossen werden, wenn einerseits ein Bremsaktuator angesteuert wird und dies andererseits durch eine Erhöhung des Antriebsmoments kompensiert werden soll. Grundsätzlich kann aus Abweichungen, bei denen sich die Ansteuerung des Aktuators mit dem Testsignal und des weiteren Aktuators mit dem Kompensationssignal die Reaktionen nicht ausreichend kompensieren, auf eine Fehlfunktion eines Aktuators geschlossen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der zu überprüfende Aktuator einen Aktuator für eine Lenkung des Fahrzeugs und/oder einen Aktuator eines Bremssystems für das Fahrzeug. Derartige Aktuatoren besitzen in Fahrzeugen für die Sicherheit des Fahrzeugs eine relativ hohe Relevanz, sodass deren korrekte Funktion während des Fahrens regelmäßig überprüft werden sollte.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der weitere Aktuator einen Aktuator für die Lenkung des Fahrzeugs, einen Aktuator für das Bremssystems des Fahrzeugs und/oder eine Komponente eines Antriebssystems des Fahrzeugs. Durch derartige Aktuatoren können die Reaktionen des Fahrzeugs beim Beaufschlagen des zu überprüfenden Aktuators mit Testsignalen gut kompensiert werden. Wie bereits ausgeführt, kann beispielsweise durch die Erhöhung eines Antriebsmoments eine Verzögerung beim Betätigen eines Bremsaktuators kompensiert werden. Ebenso kann beispielsweise eine leichte Betätigung eines Aktuators für das Lenksystem durch das Betätigen von Bremsaktuatoren auf einer Seite des Fahrzeugs kompensiert werden. Umfasst das Fahrzeug beispielsweise mehrere Lenkaktuatoren, so können auch mindestens zwei Aktuatoren für die Lenkung mit gegenläufigen Signalen angesteuert werden, sodass sich die Momente in der Summe aufheben.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Überprüfung des Aktuators eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Überprüfung des Aktuators auszuführen, falls der zu überprüfende Aktuator mindestens für eine vorbestimmte Zeitspanne nicht angesteuert worden ist. Wird ein Aktuator längere Zeit nicht angesteuert, so kann über die Zeit die (statistische) Unsicherheit für die korrekte Funktion des Aktuators sinken. Insbesondere bei einer Geradeausfahrt können beispielsweise Lenkaktuatoren über einen längeren Zeitraum hinweg nicht betätigt werden. Ebenso können beispielsweise Aktuatoren eines Bremssystems bei modernen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen längere Zeit nicht betätigt werden, da derartige Fahrzeuge auch über eine Rekuperation eine Verzögerung des Fahrzeugs erreichen können. Durch das erfindungsgemäße Konzept können solche Aktuatoren jedoch auch überprüft werden, selbst wenn sie während eines normalen Fahrbetriebs über einen längeren Zeitraum hinweg nicht angesteuert wurden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Überprüfung eines Aktuators eine erste Signalisierungseinrichtung. Diese erste Signalisierungseinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Signalisierung auszugeben, falls eine Fehlfunktion des zu überprüfenden Aktuators detektiert worden ist. Bei der Signalisierung kann es sich beispielsweise um eine optische und/oder akustische Signalisierung für einen Benutzer handeln. Ferner kann auch eine elektronische Signalisierung beispielsweise an ein Steuergerät ausgegeben werden. Hierdurch kann einerseits der Benutzer über mögliche Fehlfunktionen in dem Fahrzeug informiert werden, sodass er beim Auftreten einer Gefahrensituation über mögliche Ausfälle in dem Fahrzeug bereits informiert ist. Ebenso können beispielsweise durch eine Signalisierung der Fehlfunktion an weitere Systeme des Fahrzeugs Maßnahmen eingeleitet werden, um Gefahren abzuwenden und beispielsweise einige Funktionalitäten des Fahrzeugs einzuschränken oder zu deaktivieren.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Überprüfung des Aktuators eine zweite Signalisierungseinrichtung umfassen. Die zweite Signalisierungseinrichtung kann eine Signalisierung, insbesondere eine optische und/oder akustische Signalisierung ausgeben, falls eine Überprüfung des Aktuators ausgeführt wird. Auf diese Weise kann der Benutzer über die anstehende Überprüfung des Aktuators informiert werden, sodass er nicht von möglichen Geräuschen oder leichten Unregelmäßigkeiten während des Fahrens überrascht wird.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Überprüfung von Aktuatoren gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds einer Vorrichtung zur Überprüfung von Aktuatoren gemäß einer Ausführungsform; und
- 3: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Überprüfung von Aktuatoren gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaubildes eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 1 zur Überprüfung von Aktuatoren in dem Fahrzeug. Bei den zu überprüfenden Aktuatoren kann es sich beispielsweise um Aktuatoren 21 eines Lenksystems handeln. Derartige Aktuatoren 21 des Lenksystems können beispielsweise den Fahrer bei Ausübung von Lenkbewegungen unterstützen, sodass der Fahrer eine geringere Kraft für die Lenkbewegungen ausüben muss. Zusätzlich oder alternativ können derartige Aktuatoren 21 auch eingesetzt werden, um Lenkbewegungen im Zusammenhang mit einem ganz oder teilweise autonomen Fahren zu ermöglichen. Ferner können auch Aktuatoren 22 in einem Bremssystem vorgesehen sein. Derartige Aktuatoren 22 können einen Fahrer beim Abbremsen des Fahrzeugs unterstützen, sodass der Fahrer eine geringere Bremskraft ausüben muss, um das Fahrzeug 100 zu verzögern. Zusätzlich oder alternativ können solche Aktuatoren 22 des Bremssystems auch eingesetzt werden, um ganz oder zumindest teilweise autonome Bremsvorgänge auszuführen. Obwohl in 1 lediglich vier Bremsaktuatoren 22 an den Rädern dargestellt sind, können in dem Bremssystem auch weitere Bremsaktuatoren 22 vorgesehen sein, welche beispielsweise für den Aufbau und/oder eine Erhöhung des Bremsdrucks zuständig sind oder die Bremskraft gezielt auf Bremselemente an den einzelnen Rädern verteilen.
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Ferner kann in dem Fahrzeug 100 ein Antriebssystem 23, insbesondere ein elektrisches Antriebssystem vorgesehen sein. Ein solches Antriebssystem 23 kann einerseits ein angefordertes Antriebsmoment bereitstellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Insbesondere bei elektrischen Antriebssystemen ist es darüber hinaus auch möglich, die kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln, um mittels dieser elektrischen Energie einen elektrischen Energiespeicher aufzuladen. Ein derartiger Vorgang wird auch als Rekuperation bezeichnet. Darüber hinaus können in dem Fahrzeug 100 selbstverständlich auch beliebige weitere Aktuatoren vorgesehen sein.
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Die Aktuatoren 21, 22 können hierbei den Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs 100 unterstützen oder gegebenenfalls auch für ein ganz oder zumindest teilweise autonomes Fahren des Fahrzeugs 100 eingesetzt werden. Hierbei ist es wünschenswert oder gegebenenfalls sogar erforderlich, die korrekte Funktionsfähigkeit der Aktuatoren 21, 22 regelmäßig zu überprüfen. Insbesondere bei einem vollständig autonomen Fahren oder aber auch bei einem teilautonomen Fahren, bei welchem sich der Fahrer auf die korrekten Funktionen der unterstützenden Systeme verlässt, sollte gewährleistet werden, dass diese Funktionen auch voll funktionsfähig sind.
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Zum Überprüfen der Aktuatoren 21, 22 können die Eigenschaften der jeweiligen Aktuatoren 21, 22 beim Ansteuern dieser Aktuatoren erfasst und ausgewertet werden. Wird beispielsweise ein Aktuator 21, 22 angesteuert und es stellt sich daraufhin auch die gewünschte Reaktion an dem Aktuator 21, 22 bzw. an dem Fahrzeug 100 ein, so kann darauf geschlossen werden, dass der jeweilige Aktuator 21, 22 noch korrekt funktioniert.
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Wird ein Aktuator 21, 22 jedoch über einen längeren Zeitraum hinweg nicht angesteuert, so sinkt über die Zeit gegebenenfalls die Zuverlässigkeit bzw. Wahrscheinlichkeit, mit der eine korrekte Funktion des jeweiligen Aktuators 21, 22 noch gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann nur von einer korrekten Funktion des Aktuators 21, 22 ausgegangen werden, wenn eine letzte Ansteuerung dieses Aktuators 21, 22 nicht länger als eine vorgegebene Zeitspanne zurückliegt. Wird ein Aktuator 21, 22 länger als die vorgegebene Zeitspanne nicht angesteuert, so muss gegebenenfalls davon ausgegangen werden, dass die korrekte Funktion dieses Aktuators 21, 22 nicht gewährleistet werden kann.
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Je nach Fahrsituation kann es jedoch der Fall sein, dass einige der Aktuatoren 21, 22 auch über einen längeren Zeitraum hinweg beim normalen Fahrbetrieb nicht angesteuert werden. Beispielsweise kann es vorkommen, dass bei einer längeren Geradeausfahrt die Aktuatoren 21 des Lenksystems über einen längeren Zeitraum hinweg nicht angesteuert werden müssen. Ebenso kann beispielsweise gerade bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, bei denen auch mittels Rekuperation das Fahrzeug verzögert werden kann, über einen längeren Zeitraum hinweg kein aktives Ansteuern des Bremssystems und der darin vorgesehenen Bremsaktuatoren 22 erforderlich sein. Entsprechend kann es vorkommen, dass während des normalen Fahrbetriebs einige der Aktuatoren 21, 22 so lange nicht angesteuert werden müssen, dass keine zuverlässige Aussage über die korrekte Funktionsfähigkeit dieser Aktuatoren mehr vorliegt.
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Um auch die Funktionsfähigkeit von Aktuatoren 21, 22 überprüfen zu können, welche über einen längeren Zeitraum hinweg während des normalen Fahrbetriebs nicht betätigt wurden, können solche Aktuatoren 21, 22 gezielt mit Testsignalen zur Ansteuerung der Aktuatoren 21,22 beaufschlagt werden. Hierzu kann in dem Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Aktuatoren 21, 22 vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung 1 zur Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 kann die Aktuatoren 21, 22 mit Testsignalen beaufschlagen, um die jeweiligen Aktuatoren 21, 22 anzusteuern. Insbesondere kann eine solche Ansteuerung mit Testsignalen erfolgen, wenn die jeweiligen Aktuatoren 21, 22 über einen längeren Zeitraum hinweg, beispielsweise mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne, nicht angesteuert worden sind. Da eine solche Ansteuerung eines Aktuators 21, 22 mit einem Testsignal in der Regel jedoch eine Reaktion des Fahrzeugs 100, beispielsweise ein Verzögern des Fahrzeugs 100 oder eine Lenkbewegung des Fahrzeugs 100 hervorrufen wird, kann die Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Aktuatoren 21, 22 gleichzeitig auch mindestens einen weiteren Aktuator 21, 22, 23 ansteuern, um eine solche Reaktion zu kompensieren. Auf diese Weise kann im günstigsten Fall eine Fahrt des Fahrzeugs 100 fortgesetzt werden, ohne dass bei der Überprüfung eines Aktuators 21, 22 sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs 100 ändert. Einige detailliertere Beispiele hierfür werden im Nachfolgenden noch näher erläutert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds einer Vorrichtung 1 zur Überprüfung von Aktuatoren 21, 22. Die Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Aktuatoren 21, 22 kann, wie zuvor bereits ausgeführt, Testsignale zur Ansteuerung der Aktuatoren 21, 22 ausgeben. Insbesondere können solche Testsignale zur Ansteuerung der Aktuatoren 21, 22 ausgegeben werden, falls seit einer letzten aktiven Ansteuerung eines der Aktuatoren 21, 22 mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist. Hierbei kann in der Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Aktuatoren 21, 22 eine Modellierungseinrichtung 11 vorgesehen sein, welche eine Reaktion des Fahrzeugs 100 auf die Ansteuerung eines Aktuators 21, 22 mit einem solchen Testimpuls berechnet. Eine solche Reaktion des Fahrzeugs 100 kann beispielsweise bei der Ansteuerung eines Lenkaktuators eine entsprechende Lenkbewegung, das heißt eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 100 sein. Ebenso kann beispielsweise eine solche Reaktion des Fahrzeugs 100 beim Ansteuern eines Bremsaktuators 22 eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 sein. Werden beispielsweise nur die Bremsen auf einer Seite des Fahrzeugs 100 angesteuert, so kann die Reaktion des Fahrzeugs 100 ferner auch beispielsweise eine Bewegung bzw. ein Driften des Fahrzeugs 100 zur Seite umfassen. Darüber hinaus können selbstverständlich durch die Modellierungseinrichtung 11 auch beliebige andere Reaktionen des Fahrzeugs 100 aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung eines Aktuators 21, 22 ermittelt werden.
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Ferner kann in der Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Aktuatoren 21, 22 eine Kompensationseinrichtung 12 vorgesehen sein. Diese Kompensationseinrichtung 12 kann ein Kompensationssignal ermitteln, welches an mindestens einem weiteren Aktuator 21, 22, 23 des Fahrzeugs bereitgestellt werden soll, um die Reaktion des Fahrzeugs 100 auf das Testsignal an dem zu überprüfenden Aktuator 21, 22 zu kompensieren. Wird beispielsweise ein Bremsaktuator 22 angesteuert und somit das Fahrzeug 100 verzögert, so kann eine solche Verzögerung des Fahrzeugs 100 zum Beispiel durch eine Erhöhung des Antriebsmoments in dem Antriebssystem 23 kompensiert werden. Wird zum Beispiel ein Lenkaktuator 21 angesteuert und somit als Reaktion des Fahrzeugs 100 eine Lenkbewegung zur Seite ermittelt, so kann eine solche seitliche Bewegung des Fahrzeugs 100 durch ein einseitiges Ansteuern von Bremselementen an dem Fahrzeug 100, beispielsweise nur auf der linken Seite oder nur auf der rechten Seite, kompensiert werden. Gegebenenfalls kann dabei auch zusätzlich das Antriebsmoment in dem Antriebssystem 23 erhöht werden, um ein Absinken der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während der Überprüfung zu vermeiden. Sind in dem Fahrzeug 100 beispielsweise mindestens zwei Lenkaktuatoren 21 vorgesehen, so können beispielsweise auch an zwei Aktuatoren 21 des Lenksystems gegenläufige Ansteuerungen beaufschlagt werden, sodass in der Summe das Fahrzeug 100 weiter geradeaus fährt. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Möglichkeiten zur Beaufschlagung von Aktuatoren 21, 22, 23 in dem Fahrzeug 100 möglich, um die Reaktion des Fahrzeugs 100 aufgrund des Testsignals an dem zu überprüfenden Aktuator 21, 22 zu kompensieren.
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Das ermittelte Testsignal und das hierzu korrespondierende Kompensationssignal bzw. die hierzu korrespondierenden Kompensationssignale können daraufhin gleichzeitig von einer Ausgabeeinrichtung 13 an den jeweiligen Aktuatoren 21, 22, 23 ausgegeben werden. Hierbei können die Reaktionen des Fahrzeugs bzw. des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 überwacht werden. Beispielsweise können hierzu geeignete Sensoren (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche vorbestimmte physikalische Parameter des Fahrzeugs während des Beaufschlagens der Aktuatoren 21, 22, 23 mit dem Testsignal und dem Kompensationssignal erfassen und an einer Verarbeitungseinrichtung 14 bereitstellen.
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Zum Beispiel kann während des Beaufschlagens der Aktuatoren 21, 22, 23 mit dem Test- und Kompensationssignal eine Strom- bzw. Leistungsaufnahme des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 erfasst werden. Nimmt der zu überprüfende Aktuator 21, 22 während der Überprüfung keinen oder nur einen sehr geringen Strom auf, so kann gegebenenfalls davon ausgegangen werden, dass der zu überprüfende Aktuator 21, 22 die angeforderte Aktion nicht korrekt ausführt. Ebenso kann bei einer übermäßig hohen Stromaufnahme gegebenenfalls von einer Fehlfunktion (beispielsweise einem Kurzschluss oder Ähnlichem) des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 ausgegangen werden. Liegt die Strom- bzw. Leistungsaufnahme des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 dagegen innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs, so kann dies als Indiz auf eine korrekte Funktion des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 gewertet werden.
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Ferner ist es auch möglich, beispielsweise Veränderungen in dem Fahrverhalten des Fahrzeugs 100 während der Beaufschlagung mit dem Test- und Kompensationssignal sensorisch zu erfassen und auszuwerten. Da sich während der Überprüfung eines Aktuators 21, 22 das Fahrverhalten des Fahrzeugs 100 durch die gleichzeitige Beaufschlagung mit dem Testsignal und dem Kompensationssignal im idealen Fall möglichst nicht oder nur sehr geringfügig ändern sollte, kann bei einer hiervon abweichenden Reaktion des Fahrzeugs 100 von einer Fehlfunktion eines Aktuators 21, 22, 23 ausgegangen werden. Wird beispielsweise ein Bremsaktuator 22 angesteuert und gleichzeitig das Antriebsmoment durch entsprechende Ansteuerung des Antriebssystems 23 erhöht, so kann bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit während dieser Ansteuerung davon ausgegangen werden, dass gegebenenfalls der zu überprüfende Bremsaktuator 22 nicht korrekt funktioniert Ebenso könnte beispielsweise bei einer Verringerung der Geschwindigkeit ein potentieller Fehler in dem Antriebssystem 23 diagnostiziert werden.
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Werden bei der Überprüfung eines Aktuators 21, 22 Test- und Kompensationssignale beaufschlagt, bei welchen sich seitliche Bewegungen des Fahrzeugs 100 kompensieren sollen, so kann bei einer fortgesetzten Geradeausfahrt davon ausgegangen werden, dass die angesteuerten Aktuatoren 21, 22 korrekt funktionieren. Wird dagegen eine seitliche Drift des Fahrzeugs 100 festgestellt, so kann dies als ein Indiz gewertet werden, dass zumindest einer der angesteuerten Aktuatoren 21, 22 nicht korrekt funktioniert. Aufgrund der Richtung der Drift kann dabei gegebenenfalls auf den jeweils fehlerhaften Aktuator 21, 22 geschlossen werden.
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Das Ergebnis der Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 kann beispielsweise mittels einer geeigneten Signalisierungseinrichtung 15 ausgegeben werden. Beispielsweise kann eine elektronische Signalisierung an weitere Komponenten, beispielsweise ein Steuergerät des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden. Wird zum Beispiel eine Fehlfunktion an einem der Aktuatoren 21, 22, 23 detektiert, so können gegebenenfalls einige Funktionalitäten des Fahrzeugs 100 deaktiviert werden, um mögliche Gefahrensituationen abzuwenden. Gegebenenfalls kann auch eine Weiterfahrt des Fahrzeugs 100 vollständig unterbunden werden.
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Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, detektierte Fehlfunktionen in Aktuatoren 21, 22 einem Benutzer zu signalisieren. Hierzu können beispielsweise optische und/oder akustische Signalisierungen ausgegeben werden. Entsprechend kann ein Benutzer darüber informiert werden, dass die korrekte Funktionalität einiger Funktionen des Fahrzeugs 100 aufgrund von möglichen Fehlern in einem der Aktuatoren 21, 22 nicht weiter gewährleistet werden kann. Somit kann sich der Benutzer insbesondere bei Gefahrensituationen darauf einstellen. Beispielsweise kann der Benutzer sich darauf einstellen, dass beim Ausfall eines Lenkaktuators eine erhöhte Kraft zur Ausübung von Lenkbewegungen aufgebracht werden muss. Ebenso kann der Benutzer beispielsweise beim Ausfall von Aktuatoren zur Bremsunterstützung damit rechnen, dass zum Verzögern des Fahrzeugs 100 eine erhöhte Kraft aufgewendet werden muss.
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Ferner kann eine weitere Signalisierungseinrichtung 16 vorgesehen sein, welche einen Benutzer darüber informiert, dass eine Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 in dem Fahrzeug 100 stattfindet. Auch eine solche Information des Benutzers über eine bevorstehende Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 kann beispielsweise optisch und/oder akustisch erfolgen. Auf diese Weise kann sich der Benutzer auf mögliche Unregelmäßigkeiten während der Überprüfung einstellen. Somit kann gewährleistet werden, dass der Benutzer einerseits beim Auftreten einer Fehlfunktion rasch reagieren kann und gegebenenfalls bei Bedarf auf manuell eingreifen kann. Ferner kann verhindert werden, dass der Benutzer während der Überprüfung erschrickt, wenn beispielsweise durch das Ansteuern der Aktuatoren ungewöhnliche Geräusche, Vibrationen oder Ähnliches entstehen.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Überprüfung eines Aktuators 21, 22 in einem Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegen kann. Das Verfahren kann grundsätzlich beliebige Schritte umfassen, wie sie zuvor bereits in Zusammenhang mit der Vorrichtung 1 zur Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 beschrieben worden sind. Analog können auch die zuvor beschriebenen Vorrichtungen 1 zur Überprüfung von Aktuatoren 21, 22 beliebige Komponenten umfassen, wie sie zur Implementierung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens erforderlich sein können.
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In Schritt S1 erfolgt das Berechnen einer Reaktion des Fahrzeugs 100 auf ein Beaufschlagen eines zu überprüfenden Aktuators 21, 22 in dem Fahrzeug 100 mit vorbestimmten Testsignalen. Weiterhin erfolgt in Schritt S2 das Ermitteln eines Kompensationssignals für mindestens einen weiteren Aktuator 21, 22, 23 in dem Fahrzeug 100. Das Kompensationssignal ist hierbei dazu geeignet, die Reaktion des Fahrzeugs 100 beim Beaufschlagen des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 mit dem vorbestimmten Testsignal zu kompensieren. In Schritt S3 erfolgt daraufhin das Beaufschlagen des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 mit dem vorbestimmten Testsignal und gleichzeitig das Beaufschlagen des weiteren Aktuators 21, 22, 23 mit dem Kompensationssignal.
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Dabei erfolgt in Schritt S4 das Erfassen einer Sensorgröße während des Beaufschlagens des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 mit dem Testsignal und des weiteren Aktuators 21, 22, 23 mit dem Kompensationssignal. Daraufhin erfolgt in Schritt S5 das Bewerten der Funktionalität des zu überprüfenden Aktuators 21, 22 unter Verwendung der erfassten Sensorgrößen.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein Überprüfen von Aktuatoren in einem Fahrzeug. Hierzu ist es vorgesehen, einen Aktuator mit einem Testsignal zu beaufschlagen und gleichzeitig mindestens einen weiteren Aktuator mit einem Kompensationssignal zu beaufschlagen, sodass das Fahrzeug beim gleichzeitigen Betätigen des zu überprüfenden Aktuators mit dem Testsignal und des weiteren Aktuators mit dem Kompensationssignal möglichst unverändert weiterfährt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015210433 A1 [0003]