WO2018007362A1

WO2018007362A1 - Method and device for monitoring a control block for actuating an actuator, in particular an actuator of a steering system

Info

Publication number: WO2018007362A1
Application number: PCT/EP2017/066588
Authority: WO
Inventors: Thomas Frenz; Thomas Nierobisch
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: DE102016112332A1; DE102016112332B4

Abstract

The invention relates to a method for monitoring a control block (10) for actuating an actuator (11), in particular an actuator of a steering system (1). The aim of the invention is to monitor and automatically correct systematic software errors. This is achieved by carrying out a method having the following steps: - specifying a target variable (12) which acts on the control block,- ascertaining an actual variable (13) of the actuator, - ascertaining a control variable (14) of the control block on the basis of the target variable (12) and the actual variable (13) by means of a transmission element connected into the control block (10), - ascertaining a plausibility variable (16) on the basis of the target variable (12), the actual variable (13), and the control variable (14) by means of a monitoring element which influences the control block (10), and - switching the control block from the control block transmission element (15) to an additional control block transmission element (19), which is redundant to the transmission element and is independent thereof, by means of the monitoring element (17) if the plausibility variable (16) does not satisfy a plausibility criterion.

Description

Titel der Erfindung Title of the invention

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Reglerblocks zum Ansteuern eines Stellantriebs, insbesondere eines Stellantriebs eines Lenksystems Method and device for monitoring a controller block for driving an actuator, in particular an actuator of a steering system

Beschreibungsteil Description part

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Reglerblocks zur Ansteuerung eines Stellantriebs, insbesondere eines Stellantriebs eines Lenksystems, ein verfahrensgemäßes Steuergerät sowie ein Verfahrens- und/oder The invention relates to a method for monitoring a controller block for controlling an actuator, in particular an actuator of a steering system, a process according to the control device and a process and / or

vorrichtungsgemäßes Lenksystem. device-oriented steering system.

Bekannt sind Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Stellantriebs eines Methods are known for controlling and / or regulating an actuator of a

Lenksystems. Es besteht die Möglichkeit, solche Lenksysteme in Kraftfahrzeugen zu verwenden, insbesondere in Kraftfahrzeugen, die über Lenkeingriffe vornehmende Assistenzsysteme verfügen. An derartig verwendete Lenksysteme werden besonders hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Dazu ist es beispielsweise bekannt, einen Regelkreis eines Stellantriebes eines Lenksystems zu überwachen und abhängig von der Überwachung in einen steuernden Betriebszustand umzuschalten. Steering system. It is possible to use such steering systems in motor vehicles, in particular in motor vehicles, which have steering systems performing assistance systems. At such steering systems used particularly high security requirements are made. For this purpose, it is known, for example, to monitor a control loop of an actuator of a steering system and to switch depending on the monitoring in a controlling operating condition.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Überwachen und gegebenenfalls autonomen Korrigieren von in einem zumindest halbautomatischen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs mittels eines Lenksystems gestellten The invention is based on the object of providing a possibility for monitoring and optionally autonomous correction of in an at least semi-automatic driving operation of a motor vehicle by means of a steering system

Lenkbewegungen zu schaffen. To create steering movements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Überwachung eines Reglerblocks in Abhängigkeit einer Sollgröße, einer Istgröße und einer Steuergröße mittels eines dem Reglerblock des Lenksystems parallel geschalteten Überwachungsglieds. Das In the method according to the invention monitoring of a controller block in response to a desired size, an actual size and a control variable by means of a control block of the steering system connected in parallel monitoring member. The

Überwachungsglied kann mittels einer Schaltgröße, insbesondere Schaltbefehls, ein Verhalten des Reglerblocks beeinflussen. Der Reglerblock kann mittels des Überwachungsgliedes, insbesondere mittels der von dem Überwachungsglied ausgebbaren Schaltgröße, von einem ersten Übertragungszustand in einen zweiten Übertragungszustand umgeschaltet werden. Dadurch kann ein Übertragungsglied des Reglerblocks, insbesondere ein Regler des Reglerblocks, dessen Ausgangsgröße, insbesondere anhand einer Plausibilitätsgröße, überwachbar ist, vorteilhaft aus dem Reglerblock herausgeschaltet und durch ein weiteres, insbesondere redundantes oder diversitäres, Übertragungsglied ersetzt werden. Dies erfolgt insbesondere falls das erste Übertragungsglied fehlerhaft ist oder eine fehlerhafte Steuergröße ausgibt. Das weitere Übertragungsglied ist insbesondere dem Übertragungsglied parallel geschaltet, wobei Ausgänge des Übertragungsgliedes und des weiteren Übertragungsgliedes mittels eines Wechselschalters, der von dem Übertragungsglied ansteuerbar ist, wahlweise auf ein nachgeschaltetes Übertragungsglied geschaltet werden können. Dadurch ist es möglich, gegebenenfalls unplausible Werte des überwachten Monitoring element can influence a behavior of the controller block by means of a switching variable, in particular switching command. The controller block can be used with the Monitoring element, in particular by means of the switchable from the monitoring member switching variable, are switched from a first transmission state to a second transmission state. As a result, a transmission element of the controller block, in particular a controller of the controller block whose output variable, in particular on the basis of a plausibility size, can be monitored, advantageously switched out of the controller block and replaced by another, in particular redundant or diverse, transmission element. This is done in particular if the first transmission element is faulty or outputs a faulty control variable. The further transmission element is in particular connected in parallel to the transmission element, whereby outputs of the transmission element and of the further transmission element can be selectively switched to a downstream transmission element by means of a changeover switch which can be controlled by the transmission element. This makes it possible, if necessary, implausible values of the monitored

Übertragungsgliedes durch Herausschalten desselben nicht mehr für nachfolgende Übertragungsglieder zu verwenden. Vielmehr kann stattdessen das weitere Transfer element by switching out of the same no longer to use for subsequent transmission elements. Rather, the other can instead

Übertragungsglied, bei dem es sich vorzugsweise ebenfalls um einen Regler handelt, für die Ansteuerung der nachfolgenden Übertragungsglieder verwendet werden. Transmission element, which is preferably also a controller, are used for the control of the subsequent transmission elements.

Dadurch können etwaige unplausible Ausgaben des Übertragungsgliedes mittels des Eingriffes des Überwachungsgliedes autonom korrigiert werden, nämlich durch die entsprechende Ausgabe des weiteren Übertragungsgliedes. Das weitere As a result, any implausible outputs of the transmission element can be corrected autonomously by means of the intervention of the monitoring element, namely by the corresponding output of the further transmission element. The further

Übertragungsglied weist bevorzugt einen redundanten Algorithmus zu dem Transmission element preferably has a redundant algorithm to the

Übertragungsglied auf, ist insbesondere also redundant ausgelegt, insbesondere identisch zu dem Übertragungsglied ausgelegt und/oder programmiert. Besonders bevorzugt ermitteln das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied parallel entsprechende Ausgangsgrößen, wobei abhängig von dem Schaltzustand des von dem Überwachungsglied angesteuerten Wechselschalters lediglich einer der Werte zur weiteren Steuerung verwendet wird. Das Übertragungsglied und das weitere Transmission element, in particular so designed to be redundant, in particular designed and / or programmed identical to the transmission element. Particularly preferably, the transmission element and the further transmission element determine corresponding output variables in parallel, wherein, depending on the switching state of the changeover switch controlled by the monitoring element, only one of the values is used for further control. The transmission link and the other

Übertragungsglied können dazu parallel mit einer identischen Eingangsgröße angesteuert werden. Gemäß einer Alternative wird die Plausibilitätsgröße in Transmission element can be controlled in parallel with an identical input variable. According to an alternative, the plausibility variable is in

Abhängigkeit der Sollgröße, der Istgröße und der Steuergröße mittels des den Dependence of the target size, the actual size and the control quantity by means of the

Reglerblock des Lenksystems beeinflussenden Überwachungsglieds ermittelt. Mittels der Plausibilitätsgröße kann der Reglerblock hinsichtlich eines vorgegebenen oder vorgebbaren Plausibilitätskriteriums überwacht werden. Dazu ist es möglich, das vorab beschriebene Umschalten dann vorzunehmen, falls die Plausibilitätsgröße das Plausibilitätskriterium nicht oder nicht mehr erfüllt beziehungsweise das Determined controller block of the steering system influencing monitoring member. By means of the plausibility variable, the controller block can be monitored with regard to a predetermined or specifiable plausibility criterion. For this purpose, it is possible to carry out the switching described above, if the plausibility of the Plausibility criterion not or no longer met or that

Übertragungsglied solange eingeschaltet zu lassen wie die Plausibilitätsgröße das Plausibilitätskriterium erfüllt. Leave transmission element switched on as long as the plausibility value meets the plausibility criterion.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgen ein Ermitteln einer erwarteten Reaktion des Stellantriebs auf eine von dem Übertragungsglied In a preferred embodiment of the method, determination of an expected response of the actuator to one of the transmission member

ausgegebene Änderung der Steuergröße mittels des Überwachungsglieds , ein Vorgeben einer maximalen Reaktionszeit, innerhalb der die Reaktion innerhalb einer Toleranz erfolgen soll, ein Ermitteln einer erwarteten Reaktionszeit der erwarteten Reaktion und ein Umschalten des Reglerblocks, falls die erwartete Reaktionszeit die maximale Reaktionszeit überschreitet. Dadurch kann ein mechanisches outputting of the control variable by means of the monitoring member, setting a maximum reaction time within which the reaction is to take place within a tolerance, determining an expected reaction time of the expected reaction and switching the controller block if the expected reaction time exceeds the maximum reaction time. This can be a mechanical

Übertragungsverhalten bzw. eine Folgegeschwindigkeit der den Übertragungsgliedern des Reglerblocks nachgeschalteten Übertragungsglieder berücksichtigt werden. Dabei handelt es sich insbesondere um den Stellantrieb sowie die von diesem angetriebenen Komponenten des Lenksystems, insbesondere ein Getriebe und eine Zahnstange. Es kann also plausibilisiert werden, ob mittels des Übertragungsgliedes, insbesondere des Reglers, ein derart schneller Regeleingriff generiert wird, dem die nachgeschalteten Übertragungsglieder mechanisch bzw. kinematisch nicht ausreichend schnell folgen könnten. Insbesondere ist die Programmierung des Übertragungsgliedes bzw. des weiteren Übertragungsgliedes so ausgelegt, dass die nachfolgenden Transmission behavior or a subsequent speed of the transmission elements of the controller block downstream transmission elements are taken into account. These are, in particular, the actuator and the components of the steering system driven by it, in particular a gear and a toothed rack. It can therefore be plausible whether, by means of the transmission element, in particular of the controller, such a rapid control intervention is generated, to which the downstream transmission elements could not follow sufficiently quickly mechanically or kinematically. In particular, the programming of the transmission element or the further transmission element is designed so that the following

Übertragungsglieder innerhalb einer gewissen Zeit und/oder Toleranz folgen können und/oder eine entsprechende zwischen einer Führungsgröße und einer Regelgröße an den nachfolgenden Übertragungsgliedern auftretende Differenz unterhalb einer Schwelle bleibt. Es ist möglich, mittels des Überwachungsgliedes genau dies zu plausibilisieren und bei einer Überschreitung auf einen systematischen Softwarefehler zu schließen. Um diesen zu korrigieren, kann vorteilhaft mittels der Beeinflussung beziehungsweise der Einwirkung des Überwachungsgliedes auf den Reglerblock von dem Übertragungsglied auf das weitere Übertragungsglied umgeschaltet werden. Die Plausibilitätsgröße kann die erwartete Reaktionszeit und/oder die Differenz und das Plausibilitätskriterium entsprechend die vorgegebene oder vorgebbare maximale Reaktionszeit und/oder die für die Differenz vorgegebene oder vorgebbare Schwelle aufweisen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die erwartete Reaktion ausgehend von der Istgröße im Vergleich zu der aktuell ausgegebenen Sollgröße des Übertragungsgliedes ermittelt. Ausgehend von der Istgröße kann insbesondere ein Abstand zu der zu stellenden Sollgröße und/oder sich daraus ergebende abgeleitete Größen in die Berechnungen des Überwachungsgliedes einfließen. Für den Fall, dass ein Abstand und/oder eine Zeit zur Überbrückung des Abstandes zu groß ist, um innerhalb einer vorgegebenen Toleranz und/oder Zeit den entsprechenden Stelleingriff durchzuführen, kann auf ein unplausibles Verhalten des Übertragungsgliedes, insbesondere des Reglers, geschlossen werden. Transmission elements within a certain time and / or tolerance can follow and / or a corresponding difference between a reference variable and a controlled variable occurring at the subsequent transmission elements remains below a threshold. It is possible to make it plausible by means of the monitoring element and to close it if a systematic software error is exceeded. In order to correct this, can be advantageously switched by means of the influence or the action of the monitoring member on the regulator block of the transmission member to the further transmission element. The plausibility variable may have the expected reaction time and / or the difference and the plausibility criterion corresponding to the predetermined or predefinable maximum reaction time and / or the predetermined or predefinable threshold for the difference. In a further preferred embodiment of the method, the expected response is determined based on the actual size in comparison to the currently output desired variable of the transmission element. On the basis of the actual size, in particular a distance to the setpoint value to be set and / or derived variables derived therefrom can be included in the calculations of the monitoring member. In the event that a distance and / or a time for bridging the distance is too large to perform the corresponding control intervention within a predetermined tolerance and / or time, an implausible behavior of the transmission element, in particular of the controller, can be concluded.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln der erwarteten Reaktion mittels eines mechanischen Modells des Stellantriebs und/oder des diesem nachgeschalteten übrigen Lenksystems. Es können also bekannte mechanische Größen des zugrundeliegenden Lenksystems in die Plausibilisierung eingehen. In a further embodiment of the method, the expected reaction is determined by means of a mechanical model of the actuator and / or of the other steering system connected downstream. Thus, known mechanical quantities of the underlying steering system can enter into the plausibility check.

Vorzugsweise kann eine Berechnung mittels einer Bewegungsgleichung des Preferably, a calculation by means of an equation of motion of

Lenksystems erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch beliebige andere Methoden verwendet werden. Steering system done. Alternatively or additionally, however, any other methods may be used.

Besonders bevorzugt erfolgt ein Ermitteln der erwarteten Reaktion als eine berechnete erwartete Verstellgeschwindigkeit des Stellantriebs. Die erwartete Particularly preferably, the expected reaction is determined as a calculated expected adjustment speed of the actuator. The expected

Verstellgeschwindigkeit kann vorzugsweise in Kenntnis von mechanischen Größen des Lenksystems, insbesondere einer Bewegungsgleichung des Lenksystems, ermittelt werden. Insbesondere kann dies durch eine Auswertung eines zeitlichen Verlaufs der Steuergröße, vorzugsweise eines Sollmoments der Steuergröße, des Stellantriebs erfolgen. Adjustment speed can preferably be determined in knowledge of mechanical variables of the steering system, in particular an equation of motion of the steering system. In particular, this can be done by an evaluation of a time course of the control variable, preferably a desired torque of the control variable, the actuator.

Bei dem Verfahren werden bevorzugt eine Ist-Position des Stellantriebs in Abhängigkeit der Istgröße und eine Soll-Position des Stellantriebs in Abhängigkeit der Steuergröße des Übertragungsgliedes ermittelt. Darauf basierend wird die Reaktionszeit ausgehend von der Ist-Position zu der Soll-Position mit der erwarteten Verstellgeschwindigkeit ermittelt. Bei der Position des Stellantriebes kann es sich um eine translatorische Position einer Zahnstange und/oder eines Lenkwinkels des Lenksystems handeln. Entsprechend kann es sich bei der Verstellgeschwindigkeit um eine translatorische Geschwindigkeit oder eine Winkelgeschwindigkeit handeln. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird ein unterlagerter In the method, an actual position of the actuator in dependence on the actual size and a desired position of the actuator in dependence on the control variable of the transmission element are preferably determined. Based on this, the reaction time is determined based on the actual position to the desired position with the expected adjustment speed. The position of the actuator may be a translatory position of a rack and / or a steering angle of the steering system. Accordingly, the adjustment speed may be a translatory speed or an angular speed. In a further embodiment of the method is a subordinate

Regelkreis zum Regeln des Stellantriebs mittels der Steuergröße gesteuert. Die Control loop for controlling the actuator controlled by the control variable. The

Steuergröße dient als Eingangsgröße beziehungsweise Führungsgröße des Control quantity serves as an input variable or reference variable of the

unterlagerten Regelkreises. Der Stellantrieb kann über einen eigenen Regelkreis verfügen, insbesondere über einen feldorientierten Regelkreis mit einer subordinate control loop. The actuator may have its own control circuit, in particular via a field-oriented control circuit with a

Raumzeigepulsweitenmodulation. Aufgrund der Überwachung mittels des Show room pulse width modulation. Due to the monitoring by means of

Übertragungsgliedes kann die Eingangsgröße des unterlagerten Regelkreises plausibilisiert und gegebenenfalls durch das Umschalten autonom korrigiert werden. Transfer element, the input variable of the subordinate control loop can be plausibility and optionally corrected autonomously by switching.

Bevorzugt erfolgt ein Ermitteln der Steuergröße als Soll-Moment des unterlagerten Regelkreises des Stellantriebs. Mittels des unterlagerten Regelkreises kann also plausibilisiert ein im Reglerblock ermitteltes und plausibilisiertes gewünschtes Moment gestellt werden. Der Stellantrieb kann auf ein entsprechendes Getriebe und diesem nachgeschaltet auf die Zahnstange des Lenksystems wirken. Preferably, the control variable is determined as a setpoint torque of the subordinate control loop of the actuator. By means of the subordinate control circuit, a desired torque determined in the controller block and plausibility-checked can thus be made plausible. The actuator can act on a corresponding gear and this downstream of the rack of the steering system.

Außerdem erfolgt bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ein Ermitteln der Steuergröße nach dem Umschalten mittels eines zu dem In addition, in a further preferred embodiment of the method, determining the control variable after switching by means of a to the

Übertragungsglied redundanten Algorithmus des weiteren Übertragungsgliedes. Es ist denkbar, die Algorithmen des Übertragungsgliedes und des weiteren Transmission element redundant algorithm of the further transmission element. It is conceivable, the algorithms of the transfer element and the other

Übertragungsgliedes identisch auszulegen und parallel mit derselben Eingangsgröße zu betreiben. Vorteilhaft kann dadurch, falls ein systematischer Softwarefehler auftritt, dieser durch das Umschalten korrigiert werden. Alternativ ist es denkbar, den Transfer element designed identically and operate in parallel with the same input variable. Advantageously, if a systematic software error occurs, this can be corrected by switching. Alternatively, it is conceivable that

Algorithmus des weiteren Übertragungsgliedes zwar redundant, jedoch nicht identisch auszulegen. Dadurch ist es möglich, etwaige durch eine identische Programmierung auftretende systematische Softwarefehler auszuschließen. In diesem Fall ist es also nicht möglich, dass das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied durch identisches paralleles Rechnen in einen identischen Fehlerzustand gelangen. Ferner ist es alternativ möglich, das Übertragungsglied und das weitere Übertragungsglied zwar redundant und identisch auszulegen, jedoch das in Reserve gehaltene weitere Algorithm of the other transmission element, although redundant, but not interpreted identical. This makes it possible to exclude any systematic software errors occurring due to identical programming. In this case, it is therefore not possible for the transmission element and the further transmission element to reach an identical error state by identical parallel computing. Furthermore, it is alternatively possible to configure the transmission element and the further transmission element redundantly and identically, but the other held in reserve

Übertragungsglied zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt und/oder regelmäßig in gewissen Zeitpunkten neu zu starten. Darüber hinaus wird bevorzugt die Änderung als ein zeitlicher Verlauf der Steuergröße ermittelt. Vorteilhaft kann kontinuierlich die Steuergröße in Form des zeitlichen Verlaufs überwacht werden. Insbesondere ist es denkbar, Ableitungen des zeitlichen Verlaufs und/oder eine Steigung des zeitlichen Verlaufs zu berücksichtigen, um darauf basierend Rückschlüsse für das mögliche Führungsverhalten des nachgeschalteten unterlagerten Regelkreises zu ziehen bzw. den zeitlichen Verlauf als solches hinsichtlich des Restart transmission link at a different time and / or regularly at certain times. In addition, the change is preferably determined as a time course of the control variable. Advantageously, the control variable in the form of the time course can be continuously monitored. In particular, it is conceivable to take into account derivations of the time profile and / or an increase in the time profile in order to draw conclusions thereon for the possible guiding behavior of the downstream subordinate control loop or the time profile as such with respect to the

Übertragungsverhaltens der nachgeschalteten Übertragungsglieder zu plausibilisieren. Plausibilisieren the transmission behavior of the downstream transmission elements.

Außerdem erfolgt bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ein Überwachen des weiteren Übertragungsgliedes nach dem Umschalten mittels des Überwachungsgliedes. Der Reglerblock wird mittels des Wechselschalters in Abhängigkeit eines Signals des Überwachungsgliedes von dem Übertragungsglied auf das weitere Übertragungsglied umgeschaltet. Das Lenksystem befindet sich dadurch in einer Rückfallebene, die in jedem Fall ein Erreichen eines vorgeschriebenen Sollwinkels und/oder einer Soll- Position der nachgeschalteten Übertragungsglieder, insbesondere der Zahnstange des Lenksystems, sicherstellt. Vorteilhaft kann auch in der Rückfallebene analog des vorab Beschriebenen die Überwachung des Reglerblocks, also die Überwachung des weiteren Übertragungsgliedes mittels des Überwachungsgliedes erfolgen. Für den Fall, dass auch das weitere Übertragungsglied eine unplausible Ausgangsgröße liefert, ist es denkbar, falls das Übertragungsglied wieder eine plausible Ausgangsgröße liefert, auf dieses zurückzuschalten oder gegebenenfalls in eine weitere Rückfallebene bzw. In addition, in one embodiment of the method, monitoring of the further transmission element takes place after switching by means of the monitoring element. The regulator block is switched by means of the changeover switch in response to a signal of the monitoring member of the transmission element to the further transmission element. As a result, the steering system is in a fallback mode, which in any case ensures that a prescribed desired angle and / or a desired position of the downstream transmission elements, in particular the rack of the steering system, are reached. Advantageously, the monitoring of the regulator block, ie the monitoring of the further transmission element by means of the monitoring member, can also be carried out in the fallback mode analogously to what has been described above. In the event that the further transmission element also delivers an implausible output variable, it is conceivable, if the transmission element again provides a plausible output variable, to switch back to this or, if appropriate, to a further fallback level or

Notfallebene zu wechseln, bei der das Lenksystem beispielsweise in einen manuellen Modus geschaltet wird, insbesondere sämtliche Regelkreise abgeschaltet werden und lediglich ein Lenken mittels eines mechanischen Durchgriffs möglich ist. To change emergency level, in which the steering system is switched, for example, in a manual mode, in particular all control circuits are turned off and only a steering by means of a mechanical penetration is possible.

Ferner erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Überwachung des Furthermore, in a preferred embodiment, monitoring of the

unterlagerten Regelkreises. Diese kann mittels eines separaten Überwachungsgliedes oder gegebenenfalls mittels des Überwachungsgliedes ebenfalls durchgeführt werden. Vorteilhaft können also der Reglerblock sowie die diesem nachgeschalteten subordinate control loop. This can also be carried out by means of a separate monitoring member or optionally by means of the monitoring member. Advantageously, so the controller block and this downstream

Übertragungsglieder bis zu der mechanischen Ausgangsgröße des Stellantriebes überwacht, plausibilisiert und/oder autonom korrigiert werden. Transmission elements monitored up to the mechanical output of the actuator, plausibility and / or be corrected autonomously.

Die Aufgabe ist außerdem durch ein Steuergerät zum Steuern eines vorab The task is also preceded by a control unit for controlling one

beschriebenen Stellantriebs gelöst. Das Steuergerät ist eingerichtet, programmiert und/oder ausgelegt zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. solved actuator solved. The control unit is set up, programmed and / or designed to carry out a method described above. This results in the advantages described above.

Die Aufgabe ist schließlich durch ein Lenksystem mit einem vorab beschriebenen Steuergerät und/oder eingerichtet, programmiert, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. The object is finally achieved by a steering system with a previously described control unit and / or set up, programmed, designed and / or designed to perform a previously described method. This results in the advantages described above.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit einem Lenksteuergerät, 1 is a schematic representation of a steering system in a vehicle, with a steering control unit,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines überwachten Reglerblocks zur Ansteuerung eines Fig. 2 is a block diagram of a monitored controller block for controlling a

Stellantriebs des in Fig. 1 gezeigten Lenksystems. Actuator of the steering system shown in Fig. 1.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Das in Fig. 1 dargestellte Lenksystem 1 für ein Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 2, eine Lenkspindel bzw. -welle 3, ein Lenk- bzw. Getriebegehäuse 4 und ein Lenkgestänge mit einer Lenkzahnstange 5, über die eine Lenkbewegung auf die lenkbaren Räder 6 des Fahrzeugs übertragen wird. Das Getriebegehäuse 4 nimmt ein Lenkgetriebe 8 mit einem Lenkritzel und der Lenkzahnstange 5 auf, wobei das Lenkritzel drehfest mit der Lenkwelle 3 verbunden ist und mit der Lenkzahnstange 5 kämmt. The steering system 1 for a vehicle illustrated in FIG. 1 comprises a steering wheel 2, a steering spindle or shaft 3, a steering or gear housing 4 and a steering linkage with a steering rack 5, via which a steering movement to the steerable wheels 6 of the vehicle is transmitted. The transmission housing 4 receives a steering gear 8 with a steering pinion and the steering rack 5, wherein the steering pinion is rotatably connected to the steering shaft 3 and meshes with the steering rack 5.

Der Fahrer gibt über das Lenkrad 2, mit dem die Lenkwelle 3 fest verbunden ist, einen Lenkwinkel ÖL vor, der im Lenkgetriebe 8 im Getriebegehäuse 4 auf die The driver is about the steering wheel 2, with which the steering shaft 3 is firmly connected, a steering angle oil in the steering gear 8 in the transmission housing 4 on the

Lenkzahnstange 5 des Lenkgestänges übertragen wird, woraufhin sich an den lenkbaren Rädern 6 ein Radlenkwinkel öv einstellt. Lenkzahnstange 5 of the steering linkage is transmitted, whereupon adjusts a wheel steering angle öv on the steerable wheels 6.

Zur Unterstützung des vom Fahrer aufgebrachten Handmoments dient ein elektrischer Servomotor 7, über den ein Servomoment in das Lenkgetriebe 8 eingespeist werden kann. Anstelle eines elektrischen Servomotors kann auch eine hydraulische Unterstützungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Hydraulikpumpe, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und ein hydraulisches Lenksystem speist. To assist the hand torque applied by the driver, an electric servo motor 7 is used, via which a servo torque can be fed into the steering gear 8. Instead of an electric servo motor can also be a hydraulic Support means may be provided, for example a hydraulic pump which is driven by an internal combustion engine and feeds a hydraulic steering system.

Der elektrische Servomotor 7 wird über Stellsignale eines Lenksteuergerätes 9 angesteuert, in dem Sensorsignale eines Lenkwinkelsensors verarbeitet werden. Des Weiteren können auch die Signale eines Lenkmomentsensors in dem Lenksteuergerät 9 verarbeitet werden. The electric servo motor 7 is controlled via control signals of a steering control unit 9, are processed in the sensor signals of a steering angle sensor. Furthermore, the signals of a steering torque sensor in the steering control unit 9 can be processed.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Reglerblocks 10 des in Fig. 1 gezeigten FIG. 2 shows a block diagram of a regulator block 10 of the type shown in FIG

Lenksystems 1 . Steering system 1.

Dem Reglerblock 10 ist ein elektrischer Servomotor 7 nachgeschaltet, der Teil eines Stellantriebs 1 1 ist. Der Stellantrieb 1 1 weist zur Ansteuerung des elektrischen The regulator block 10 is followed by an electric servomotor 7, which is part of an actuator 1 1. The actuator 1 1 has to control the electrical

Servomotors 7 einen unterlagerten Regelkreis 21 auf. Der unterlagerte Regelkreis 21 weist insbesondere eine feldorientierte Regelung mit einer Servomotor 7 a subordinate control circuit 21. The subordinate control circuit 21 has in particular a field-oriented control with a

Raumzeigerpulsweitenmodulation auf. Bevorzugt ist der unterlagerte Regelkreis 21 mittels in Fig. 2 nicht näher dargestellten Mitteln überwacht. Insbesondere kann dieser von einer feldorientierten Regelung auf eine feldorientierte Steuerung umgeschaltet werden, insbesondere für den Fall, dass unplausible Werte innerhalb des unterlagerten Regelkreises 21 auftreten. Space vector pulse width modulation on. Preferably, the subordinate control circuit 21 is monitored by means not shown in FIG. 2. In particular, this can be switched over from a field-oriented control to a field-oriented control, in particular in the event that implausible values occur within the subordinate control loop 21.

Der Reglerblock 10 erhält als Eingangsgröße eine Sollgröße 12. Diese Sollgröße 12 wird insbesondere von einem Fahrzeugbus 22 eines in Fig. 2 nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs, das das Lenksystem 1 aufweist, bereitgestellt. Die Sollgröße 12 wird einem Sollwert-Istwert-Vergleich 23 übergeben. Außerdem wird die Sollgröße 12 des Reglerblocks 10 einem dem Reglerblock 10 parallel bzw. nebengeschalteten The controller block 10 receives as an input variable a target value 12. This target size 12 is provided in particular by a vehicle bus 22 of a motor vehicle not shown in detail in FIG. 2, which has the steering system 1. The desired value 12 is transferred to a nominal value-actual value comparison 23. In addition, the desired size 12 of the controller block 10 is a parallel to the controller block 10 or in-line

Überwachungsglied 17 übergeben. Bei der Sollgröße 12 handelt es sich insbesondere um einen Sollwinkel des Lenksystems 1 . Surveillance member 17 pass. In the desired size 12 is in particular a desired angle of the steering system. 1

Die Sollgröße 12 wird außerdem dem Überwachungsglied 17 als Eingangsgröße übergeben. Dem Sollwert-Istwert-Vergleich 23, der insbesondere eine Differenz zwischen einer an dem elektrischen Servomotor 7 abgreifbaren und/oder messbaren Istgröße und der Sollgröße 12 bildet, sind ein Übertragungsglied 15, vorzugsweise ein Regler, und ein weiteres Übertragungsglied 19, vorzugsweise ein weiterer Regler, nachgeschaltet. Die Übertragungsglieder 15 und 19 sind parallel geschaltet. Der Sollwert-Istwert-Vergleich 23 gibt eine Reglereingangsgröße 24 aus, die gleichermaßen als Eingangsgröße des Übertragungsgliedes 15 und des weiteren Übertragungsgliedes 19 dient. Bei der Istgröße 13 handelt es sich insbesondere um einen Ist-Winkel des Lenksystems 1 , der auf bekannte Art und Weise an dem Stellantrieb 1 1 und/oder an dem elektrischen Servomotor 7 des Stellantriebs 1 1 und/oder an dem nachgeschalteten übrigen The desired value 12 is also transmitted to the monitoring member 17 as an input variable. The reference value-actual value comparison 23, which in particular forms a difference between an actual electric variable at the electric servomotor 7 and / or measurable actual size and the target size 12, are a transmission member 15, preferably a controller, and another transmission member 19, preferably another controller , downstream. The transmission members 15 and 19 are connected in parallel. The setpoint-actual value comparison 23 outputs a regulator input variable 24, which likewise serves as the input variable of the transmission element 15 and of the further transmission element 19. In the actual size 13 is in particular an actual angle of the steering system 1, in a known manner to the actuator 1 1 and / or to the electric servomotor 7 of the actuator 1 1 and / or at the downstream remaining

Lenksystem 1 gemessen und/oder ermittelt werden kann. Steering system 1 can be measured and / or determined.

Dem Übertragungsglied 15 und dem weiteren Übertragungsglied 19 ist als Teil des Reglerblocks 10 ein Wechselschalter 25 nachgeschaltet. Der Wechselschalter 25 gibt abhängig von einer Schaltgröße 18 wahlweise eine von dem Übertragungsglied 15 erzeugte Steuergröße 14 oder eine von dem weiteren Übertragungsglied 19 erzeugte weitere Steuergröße 14 an den unterlagerten Regelkreis 21 des Stellantriebs 1 1 weiter. Bei der Steuergröße 14 handelt es sich insbesondere um ein Soll-Moment zur The transfer member 15 and the further transfer member 19 is a part of the controller block 10, a changeover switch 25 connected downstream. The changeover switch 25 is dependent on a switching variable 18 either a generated by the transfer member 15 control variable 14 or generated by the further transfer member 19 further control variable 14 to the subordinate control circuit 21 of the actuator 1 1 on. The control variable 14 is in particular a desired torque for

Ansteuerung des Stellantriebs 1 1 . Die Steuergröße 14 wird mittels des unterlagerten Regelkreises 21 gestellt, wobei der Stellantrieb 1 1 über das dem elektrischen Actuation of the actuator 1 1. The control variable 14 is set by means of the subordinate control circuit 21, wherein the actuator 1 1 via the electrical

Servomotor 7 nachgeschaltete Lenkgetriebe 8 des Lenksystems 1 auf die Servomotor 7 downstream steering gear 8 of the steering system 1 on the

Lenkzahnstange 5 des Lenksystems 1 wirkt, insbesondere einen Winkel des Lenkzahnstange 5 of the steering system 1 acts, in particular an angle of

Lenkgetriebes 8 und/oder eine Position der Lenkzahnstange 5 stellt. Steering gear 8 and / or a position of the steering rack 5 provides.

Das Überwachungsglied 17 erhält zumindest drei Eingangsgrößen, die Sollgröße 12, die Istgröße 13 und die Steuergröße 14. In Abhängigkeit zumindest dieser drei Größen kann das Überwachungsglied 17 eine Plausibilitätsgröße 16 ermitteln. Solange diese Plausibilitätsgröße 16 ein vorgegebenes oder vorgebbares Plausibilitätskriterium 20 erfüllt, ist mittels der von dem Überwachungsglied 17 ausgegebenen Schaltgröße 18 der Wechselschalter 25 so eingestellt, dass das Übertragungsglied 15 mittels der Steuergröße 14 die nachgeschalteten Übertragungsglieder steuert. Für den Fall, dass das Plausibilitätskriterium 20 nicht erfüllt ist, schaltet das Überwachungsglied 17 mittels der Schaltgröße 18 und dem dadurch angesteuerten Wechselschalter 25 den The monitoring member 17 receives at least three input variables, the target size 12, the actual size 13 and the control variable 14. Depending on at least these three variables, the monitoring member 17 can determine a plausibility variable 16. As long as this plausibility variable 16 fulfills a predetermined or specifiable plausibility criterion 20, the changeover switch 25 is set by means of the switching variable 18 output by the monitoring member 17 such that the transmission member 15 controls the downstream transmission elements by means of the control variable 14. In the event that the plausibility criterion 20 is not met, the monitoring member 17 switches by means of the switching variable 18 and thereby controlled changeover switch 25 the

Reglerblock 10 von dem Übertragungsglied 15 auf das weitere Übertragungsglied 19 um. Das Überwachungsglied 17 steuert also mittels der Schaltgröße 18 den Wechselschalter 25 und beeinflusst dadurch den Reglerblock 10, insbesondere ein Übertragungsverhalten des Reglerblocks 10. Regulator block 10 from the transmission member 15 to the further transmission member 19th around. The monitoring member 17 thus controls by means of the switching variable 18, the changeover switch 25 and thereby affects the controller block 10, in particular a transmission behavior of the controller block 10th

Für den Fall einer nichtplausiblen Ausgabe des Übertragungsgliedes 15 kann dadurch diese nichtplausible Ausgabe autonom korrigiert werden, insbesondere durch eine entsprechende korrekte Ausgabe der weiteren Steuergröße 14 des weiteren In the event of a non-plausible output of the transmission element 15, this non-plausible output can thereby be corrected autonomously, in particular by a corresponding correct output of the further control variable 14 of the further

Übertragungsgliedes 19. Vorteilhaft wird eine Güte der Ansteuerung bzw. der Transfer element 19. Advantageously, a quality of the control or the

Steuergröße 14 im Hinblick auf eine Erreichbarkeit der Steuergröße 14, insbesondere einer daraus ableitbaren Soll-Position und/oder eines Soll-Winkels des Lenksystems 1 betrachtet, wobei bei Abweichungen durch systematische Softwarefehler rechtzeitig auf das redundante weitere Übertragungsglied 19 umgeschaltet werden kann, sodass im Sinne einer Rückfallebene in jedem Fall ein Erreichen des vorgegebenen Soll-Winkels bzw. der vorgegebenen Zahnstangenposition der Lenkzahnstange 5 sichergestellt werden kann. Control variable 14 in terms of accessibility of the control variable 14, in particular a derived therefrom desired position and / or a desired angle of the steering system 1, which can be switched in case of deviations due to systematic software errors in a timely manner to the redundant further transmission member 19, so in the sense a fallback level in each case a reaching the predetermined target angle or the predetermined rack position of the steering rack 5 can be ensured.

Als Eingangsgröße ist die Sollgröße 12 vorgesehen, die insbesondere die dem As an input variable, the target size 12 is provided, in particular the the

Reglerblock 10 nachgeschalteten Übertragungsglieder hinsichtlich eines Soll-Winkels und/oder einer Soll-Zahnstangenposition der Lenkzahnstange 5 steuert. Abhängig von einer aktuellen Lage wird in einem Regelmodul, insbesondere dem Übertragungsglied 15, die Steuergröße 14 zur Ansteuerung des Stellantriebs 1 1 berechnet, bei dem es sich insbesondere um ein Soll-Moment handelt, welches in dem unterlagerten Regulator block 10 downstream transmission elements with respect to a desired angle and / or a desired rack position of the steering rack 5 controls. Depending on a current position, the control variable 14 for controlling the actuator 1 1 is calculated in a control module, in particular the transmission member 15, which is in particular a desired torque, which in the subordinate

Regelkreis 21 und/oder einem entsprechenden Ansteuermodul eingeregelt bzw. Control circuit 21 and / or a corresponding control module adjusted or

eingestellt wird. In dem dem Reglerblock 10 zugeordneten Überwachungsglied 17 wird insbesondere mittels einer Auswertung eines zeitlichen Verlaufs der Steuergröße 14, insbesondere des Soll-Moments, mit Kenntnis von mechanischen Größen des zugrundeliegenden Lenksystems 1 eine zu erwartende Verstellgeschwindigkeit berechnet. Dies geschieht vorzugsweise über eine Berechnung mittels einer is set. In the monitoring block 17 assigned to the controller block 10, an expected adjustment speed is calculated, in particular by means of an evaluation of a chronological progression of the control variable 14, in particular of the setpoint torque, with knowledge of mechanical variables of the underlying steering system 1. This is preferably done via a calculation by means of a

Bewegungsgleichung, kann aber auch durch alternative Methoden erfolgen. Equation of motion, but can also be done by alternative methods.

Ausgehend von einer aktuellen Position, also der Istgröße 13, von der die aktuelle Position ableitbar ist, und der Soll-Position, die aus der Steuergröße 14 ableitbar ist, wird über die berechnete erwartete Verstellgeschwindigkeit in dem Überwachungsglied 17 geprüft, ob die Soll-Position innerhalb einer gegebenen Toleranz und/oder innerhalb einer notwendigen Zeit erreicht werden kann. Ist dies nicht der Fall, kann vorteilhaft von einem systematischen Softwarefehler ausgegangen werden und die im Reglerblock stattfindende Regelung an einen redundanten Algorithmus übergeben werden, insbesondere wie in Fig. 2 dargestellt mittels des Wechselschalters 25 an das weitere Übertragungsglied 19. Insbesondere wird dieses bzw. das weitere Übertragungsglied 19 in analoger Art und Weise überwacht. Dazu kann auch die weitere Steuergröße 14, was in Fig. 2 nicht dargestellt ist, an das weitere Übertragungsglied 19 übergeben werden. Based on a current position, so the actual size 13, from which the current position is derived, and the target position, which is derived from the control variable 14, it is checked via the calculated expected adjustment speed in the monitoring member 17, whether the target position within a given tolerance and / or within a necessary time can be achieved. If this is not the case, a systematic software error can advantageously be assumed and the control taking place in the controller block can be transferred to a redundant algorithm, in particular as shown in FIG. 2 by means of the changeover switch 25 to the further transmission element monitored further transmission element 19 in an analogous manner. For this purpose, the further control variable 14, which is not shown in Fig. 2, are transferred to the further transfer member 19.

Alternativ oder zusätzlich kann eine entsprechende Stellgröße des unterlagerten Regelkriese 21 für den Aktuator bzw. den Stellantrieb 1 1 des unterlagerten Alternatively or additionally, a corresponding manipulated variable of the subordinate Regelkriese 21 for the actuator or the actuator 1 1 of the subordinate

Regelkreises 21 , im Regelfall ein Motormoment des elektrischen Servomotors 7, überwacht werden. Dies kann auf bekannte Art und Weise auf Basis einer Control circuit 21, usually a motor torque of the electric servo motor 7, are monitored. This can be done in a known manner based on a

Überwachung und gegebenenfalls Umschaltung auf ein redundantes Ansteuerkonzept erfolgen, insbesondere von einer feldorientierten Regelung im unplausiblen Fall hin zu einer feldorientierten Steuerung. Monitoring and possibly switching to a redundant control concept, in particular from a field-oriented control in the implausible case towards a field-oriented control.

Lenksystem steering system

Lenkrad steering wheel

Lenkwelle steering shaft

Getriebegehäuse gearbox

Lenkzahnstange Steering rack

Vorderrad front

elektrischer Servomotorelectric servomotor

Lenkgetriebe steering gear

Steuergerät control unit

Reglerblock regulator block

Stellantrieb actuator

Sollgröße intended size

Istgröße actual size

Steuergröße control variable

Übertragungsglied transmission member

Plausibilitätsgröße plausibility size

Überwachungsglied monitoring element

Schaltgröße switching size

weiteres Übertragungsgliedanother transmission element

Plausibilitätskriterium unterlagerter RegelkreisPlausibility criterion subordinate control loop

Fahrzeugbus vehicle bus

Sollwert-Istwert-Vergleich Setpoint actual value comparison

ReglereingangsgrößeController input variable

Wechselschalter changeover switch

Claims

claims

1 . Method for monitoring a controller block (10) for controlling a

Actuator (1 1), in particular an actuator (1 1) of a steering system (1), with:

Specifying a target value (12) acting on the controller block (10), determining an actual quantity (13) occurring on the actuator (11), determining a control variable (14) of the controller block (10) as a function of the nominal value (12) and the actual size (13) by means of a in the regulator block (10) connected transfer member (15),

Monitoring the regulator block (10) as a function of the setpoint variable (12), the actual variable (13) and the control variable (14) by means of a monitoring element (17) influencing the regulator block (10),

Switching the controller block (10) by means of the monitoring member (17) from the transmission member (15) of the controller block (10) to a redundant to the transmission member (15) and independent of this further transmission member (19) of the controller block (10) in response to the monitoring ,

2. The method of claim 1, comprising:

Determining an expected response of the actuator (1 1) to one of the transmission member (15) output change of the control variable (14) by means of the monitoring member (17),

Specifying a maximum reaction time within which the reaction should take place within a tolerance,

Determining an expected response time of the expected response, switching the controller block (10) if the expected response time exceeds the maximum response time.

3. The method of claim 2, comprising:

Determining the expected response based on the actual size (13) to reach the currently issued target size (12) of the transmission element

4. The method of claim 3, comprising:

Determining the expected response by means of a mechanical model of the actuator (1 1) and / or the other steering system downstream therefrom (1).

5. The method according to any one of claims 2 to 4, comprising:

Determine the expected response as a calculated expected

Adjustment speed of the actuator (1 1).

6. The method of claim 5, comprising:

Determining an actual position of the actuator (1 1) as a function of the actual size (13),

Determining a desired position of the actuator (1 1) as a function of the control variable (14),

Determine the expected reaction time from the actual position to the target position with the expected adjustment speed.

A method according to any one of the preceding claims, comprising:

Controlling a subordinate control loop (21) for controlling the actuator (1 1) by means of the control variable (14).

8. A method according to the preceding claim, comprising:

Determining the control variable (14) as a target torque of the lower-level control loop (21) of the actuator (1 1).

9. The method according to any one of the preceding claims, comprising:

Determining the control variable (14) after switching by means of a redundant to the transmission element (15) algorithm of the other

Transfer member (19).

Method according to one of the preceding claims 2 to 9, comprising:

Determining the change as a time course of the control quantity (14).

1 1. Method according to one of the preceding claims, comprising: Monitoring the further transmission member (19) after switching by means of the monitoring member (17).

12. The method according to any one of claims 7 to 1 1, comprising:

Monitoring the subordinate control loop (21).

13. Control device (9) for controlling an actuator (1 1), set up, programmed and / or designed to carry out a method according to one of

previous claims.

14. Steering system (1) with a control unit (9) according to claim 13 and / or designed, set up, programmed and / or constructed for performing a

Method according to one of claims 1 to 12.