DE102017001663A1 - Method for initiating compensation measures in the event of a failure of a steering assistance system of a motor vehicle - Google Patents

Method for initiating compensation measures in the event of a failure of a steering assistance system of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten von Kompensationsmaßnahmen bei einem Ausfall eines Lenkunterstützungssystems (2) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend die folgenden Schritte:
a) Überwachen und erkennen eines Ausfalls des Lenkunterstützungssystems (2),
b) Betätigen einer Bremsanlage (3) bei dem aus Schritt a) erkannten Ausfall des Lenkunterstützungssystems (2), wobei das Kraftfahrzeug (1) mit einer negativen Beschleunigung von maximal bis zu 3,5 m/s2 gebremst wird.

Figure DE102017001663A1_0000
The invention relates to a method for initiating compensation measures in the event of a failure of a steering assistance system (2) in a motor vehicle (1), comprising the following steps:
a) monitoring and detecting a failure of the steering assistance system (2),
b) actuating a brake system (3) in the detected from step a) failure of the steering assistance system (2), wherein the motor vehicle (1) is braked with a negative acceleration of up to 3.5 m / s 2 .
Figure DE102017001663A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten von Kompensationsmaßnahmen bei einem Ausfall eines Lenkunterstützungssystems eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, das ein solches Verfahren umsetzt.The invention relates to a method for initiating compensation measures in the event of a failure of a steering assistance system of a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle which implements such a method.

In heutigen Kraftfahrzeugen kommen in einer Vielzahl Lenkunterstützungssysteme bzw. sogenannte elektrische Servolenkungen zum Einsatz. Die Lenkunterstützungssysteme unterstützen einen Fahrzeugführer dahingehend, dass die zur Lenkung des Kraftfahrzeugs zu überwindenden Lenkmomente auf ein für den Fahrzugführer komfortables Maß reduziert werden. Ein Ausfall dieser Systeme führt zu einem schlagartigen Anstieg des aufzubringenden Lenkmomentes. Die Beherrschbarkeit des Kraftfahrzeugs verschlechtert sich durch einen Ausfall der Unterstützung in signifikanter Weise. Zur Vermeidung des zuvor beschriebenen Ausfalls der Lenkunterstützungssysteme wird derzeit häufig auf aufwendige redundante Systeme zurückgegriffen. Ein anderer Ansatz ist es, dass bereits bei der Auslegung von vakanten Fahrzeugstellparametern, die mit einer Reduzierung der Lenkmomente einhergehen, auf einen möglichen Ausfall des Lenkunterstützungssystems eingegangen wird. Einen direkten Einfluss auf die Lenkmomente haben beispielsweise die Achslast, die Reifenbreite und die Lenkübersetzung.In today's motor vehicles come in a variety steering assistance systems or so-called electric power steering systems used. The steering assist systems assist a vehicle driver in that the steering torques to be overcome for steering the motor vehicle are reduced to a level that is comfortable for the driver. A failure of these systems leads to a sudden increase in the applied steering torque. The controllability of the motor vehicle deteriorates significantly due to a failure of the support. In order to avoid the previously described failure of the steering assistance systems is currently resorting to complex redundant systems. Another approach is that even in the interpretation of vacant vehicle control parameters, which are associated with a reduction of the steering torque, a possible failure of the steering assistance system is addressed. For example, the axle load, the tire width and the steering ratio have a direct influence on the steering moments.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Einrichtungen und Verfahren zum Einleiten von Kompensationsmaßnahmen bei einem Ausfall eines derartigen Lenkunterstützungssystems insbesondere im Kraftfahrzeugbereich allgemein bekannt.From the prior art, a variety of means and methods for initiating compensation measures in case of failure of such a steering assistance system, in particular in the automotive sector are well known.

Vor diesem Hintergrund behandelt die DE 10 2012 207 548 A1 ein Verfahren, ein System und ein nicht temporäres computerlesbares Medium für eine ausfallsichere Funktion eines Fahrspurzentriersystems. Ein elektrisches Servolenksystem eines Fahrzeugs wird auf einen Ausfall überwacht und der Betrieb des Fahrzeugspurzentriersystems wird beim Feststellen, dass ein Ausfall des elektrischen Servolenksystems aufgetreten ist, auf einen Differentialbremscontroller umgeschaltet, um Differentialbremsbefehle an ein Differentialbremssystem auszugeben, wobei die ausgegebenen Bremsbefehle das Differentialbremssystem anweisen, eine Kraft auf eine Bremse für ein Rad des Fahrzeugs aufzubringen, so dass durch die aufgebrachte Bremskraft das Fahrzeug einem für einen Fahrspurzentriervorgang bestimmten gewünschten Weg folgt.Against this background, the DE 10 2012 207 548 A1 a method, a system and a non-temporary computer readable medium for a failsafe function of a lane centering system. A vehicle electric power steering system is monitored for failure, and the operation of the vehicle lane centering system is switched to a differential brake controller upon detection of a failure of the electric power steering system to output differential brake commands to a differential brake system, with the output brake commands instructing the differential brake system to apply to a brake for a wheel of the vehicle, so that the applied braking force, the vehicle follows a desired lane centering determined desired path.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch verbesserte Kompensationsmaßnahmen bei einem Ausfall eines Lenkunterstützungssystems auszeichnet und zudem einen gesteigerten Komfort, insbesondere für Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeuges, ermöglicht.The present invention is concerned with the task of specifying an improved or at least one alternative embodiment for a method of the generic type, which is characterized in particular by improved compensation measures in the event of a failure of a steering assistance system and also allows increased comfort, in particular for vehicle occupants of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Ausfall eines Lenkunterstützungssystems eines Kraftfahrzeugs, eben dieses Kraftfahrzeug durch automatische Betätigung einer Bremsanlage derart abzubremsen, so dass die durch den Ausfall des Lenkunterstützungssystems erhöhten Lenkmomente reduziert werden können und somit die Beherrschbarkeit des Kraftfahrzeugs erhöht wird. Erfindungsgemäß ist der Bremsvorgang durch eine negative Beschleunigung des Kraftfahrzeugs von maximal bis zu 3,5 m/s2 definiert. Die negative Beschleunigung von bis zu 3,5 m/s2 entspricht einer in der heutigen Zeit sogenannten Komfortbremsung von Kraftfahrzeugen. Die Komfortbremsung steigert zum einen das Komfortempfinden der Fahrzeuginsassen und zum anderen dient die Komfortbremsung ebenso einer erhöhten Sicherheit, da keine abrupte Vollbremsung als Folge des Ausfalls des Lenkunterstützungssystems eintritt. Durch die Betätigung der Bremsanlage und die damit einhergehende deutliche Reduzierung der Geschwindigkeit verringert sich insbesondere bei einem Durchfahren einer Kurve die Giergeschwindigkeit, wodurch sich der Lenkbedarf des Kraftfahrzeuges, speziell in Kurven, reduziert. Der geringere Lenkbedarf führt wiederrum zu geringeren Lenkmomenten, die von einem Fahrzeugführer zum Durchfahren der Kurve aufzuwenden sind. Dies erhöht das Sicherheits- und Komfortempfinden des Fahrzeugführers. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einleiten von Kompensationsmaßnahmen beim Ausfall des Lenkunterstützungssystems in Kraftfahrzeugen sind die beiden nachstehenden Schritte wesentlich. Im ersten Schritt erfolgen eine kontinuierliche Überwachung des Lenkunterstützungssystems sowie die Erkennung eines Ausfalls eben dieses Lenkunterstützungssystems. Im zweiten Schritt erfolgt die Betätigung der Bremsanlage, für den Fall eines aus dem ersten Schritt erkannten Ausfalls des Lenkunterstützungssystems, wobei das Kraftfahrzeug mit der zuvor beschriebenen negativen Beschleunigung von maximal bis zu 3,5 m/s2 abgebremst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet sowohl die Notwendigkeit von redundanten Lenkunterstützungssystemen als auch ungewollte Zielkonflikte bei der Auslegung des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs. Durch den Entfall von redundanten Systemen sind erhebliche Kostenvorteile zu erzielen. Ferner können diverse Stellparameter, wie beispielsweise Achslast, Reifenbreite oder Lenkübersetzung, ohne die Einschränkung eines Ausfalls des Lenkunterstützungssystems als zusätzliche sicherheitsrelevanter und zu berücksichtigender Parameter, ausgelegt werden. Dies erlaubt den Fahrzeugentwicklern bei der Entwicklung bzw. Auslegung von Kraftfahrzeugen bzw. kraftfahrzeugspezifischen Stellparametern einen erhöhten Grad an Auslegungsfreiheit in Bezug auf die sich auf das Lenkmoment auswirkenden Stellparameter, wie die beispielsweise bereits zuvor genannten Parameter; Achslast, Reifenbreite, Lenkübersetzung.The present invention is based on the general idea, in case of failure of a steering assist system of a motor vehicle, just decelerate this motor vehicle by automatic operation of a brake system so that the increased by the failure of the steering assistance system steering torque can be reduced and thus the controllability of the motor vehicle is increased. According to the invention, the braking process is defined by a negative acceleration of the motor vehicle of a maximum of up to 3.5 m / s 2 . The negative acceleration of up to 3.5 m / s 2 corresponds to what is now called comfort braking of motor vehicles. The comfort braking increases on the one hand the sense of comfort of the vehicle occupants and on the other hand, the comfort braking also increased safety, since no abrupt full braking occurs as a result of the failure of the steering assistance system. The operation of the brake system and the consequent significant reduction in speed reduces the yaw rate, in particular when driving through a curve, as a result of which the steering requirement of the motor vehicle, especially in curves, is reduced. The lower steering requirement leads in turn to lower steering torque, which are spent by a driver to drive through the curve. This increases the safety and comfort feeling of the driver. To carry out the method according to the invention for initiating compensation measures in the case of failure of the steering assistance system in motor vehicles, the two steps below are essential. The first step is the continuous monitoring of the steering assistance system and the detection of a failure of this steering assistance system. In the second step, the brake system is actuated, in the event of a failure of the steering assistance system detected from the first step, whereby the motor vehicle is braked with the previously described negative acceleration of a maximum of up to 3.5 m / s 2 . The inventive method avoids both the need for redundant steering assistance systems and unwanted conflicting goals in the design of the chassis of the motor vehicle. The elimination of redundant systems, significant cost advantages can be achieved. Furthermore, various adjustment parameters, such as axle load, tire width or steering ratio, without the restriction failure of the steering assistance system as additional safety-related and parameters to be considered. This allows the vehicle developers in the development or design of motor vehicles or motor vehicle-specific adjustment parameters an increased degree of freedom of design with respect to the steering parameters influencing the steering parameters, such as the previously mentioned parameters; Axle load, tire width, steering ratio.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass alle Räder des Kraftfahrzeuges gleichzeitig durch die Bremsanlage, insbesondere mit einem Betrag kleiner gleich 3,5 m/s2, gebremst werden. Durch die gleichzeitige Abbremsung aller Räder kann eine optimale Beherrschbarkeit des Kraftfahrzeuges bei einem Ausfall des Lenkunterstützungssystems ermöglicht werden.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that all wheels of the motor vehicle are simultaneously braked by the brake system, in particular with an amount less than or equal to 3.5 m / s 2 . Due to the simultaneous braking of all wheels optimal controllability of the motor vehicle in case of failure of the steering assistance system can be made possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass bei der Bremskraftverteilung der Bremsanlage zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, die Bremskraft auf der Vorderachse größer ist als auf der Hinterachse, insbesondere dass die Bremskraft auf der Vorderachse bei 70% liegt. Bei einer Reihe von Tests des beschriebenen Verfahrens hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei einer Abbremsung im Bereich einer Kurve die Beherrschbarkeit des Kraftfahrzeugs erhöht war, bei einer ungefähren Bremskraftverteilung von 70/30 von Vorderachse zur Hinterachse.In a further advantageous embodiment, it is provided that in the brake force distribution of the brake system between a front axle and a rear axle of a motor vehicle, the braking force on the front axle is greater than on the rear axle, in particular that the braking force on the front axle is 70%. In a number of tests of the described method has been found that especially at a deceleration in the region of a curve, the controllability of the motor vehicle was increased, with an approximate brake force distribution of 70/30 from front to rear axle.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Bremsanlage und einer Sensorik, insbesondere zur Detektierung eines Ausfalls eines Lenkunterstützungssystems und einer mit der Bremsanlage und der Sensorik zusammenwirkenden Steuerungseinrichtung, die zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet bzw. programmiert, das heißt ausgebildet, ist. Die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.The invention further relates to a motor vehicle with a brake system and a sensor system, in particular for detecting a failure of a steering assistance system and cooperating with the brake system and the sensor control device, which is set up for carrying out the method described above or programmed, that is trained. The above-explained advantages of the method according to the invention are therefore also transferred to a motor vehicle according to the invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

Die einzige 1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1, das ein Lenkunterstützungssystem 2 aufweist, welches mit einer Lenkhandhabe 10 in einer Wirkverbindung steht. Das Lenkunterstützungssystem 2 unterstützt einen Fahrzeugführer bei der Lenkung des Kraftfahrzeugs 1, indem die bei der Lenkung des Kraftfahrzeuges 1 zu überwindenden Lenkmomente reduziert werden. Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Kraftfahrzeug 1 eine Bremsanlage 3 auf. Die Bremsanlage 3 weist an jedem einzelnen Rad 8 des Kraftfahrzeugs 1 eine Bremsvorrichtung 9 auf, die zur Bremsung des jeweiligen Rades 8 vorgesehen ist. Im gezeigten Beispiel weist das Kraftfahrzeug 1 eine Vorderachse 4 und eine Hinterachse 5 auf, die jeweils mit zwei Rädern 8 bestückt sind. Es sei gesagt, dass die Anzahl der Achsen 4, 5 sowie die Anzahl der Räder 8 für den Erfindungsgedanken als solches irrelevant ist. Vielmehr kann das beschriebene Verfahren in allen denkbaren Konstellationen an unterschiedlichen Achs- bzw. Radverteilung bei Kraftfahrzeugen 1 Anwendung finden. Die einzelnen Bremsvorrichtungen 9 stehen mit der Bremsanlage 3 als solches, sowie mit einer Steuereinrichtung 7 in Verbindung. Die Lenkhandhabe 10 bzw. das Lenkunterstützungssystem 2 wird von einer Sensorik 6 überwacht. Die Sensorik 6 ist derart ausgebildet, dass diese einen Ausfall des Lenkunterstützungssystems 2 erkennt. Zweckmäßig steht die Sensorik 6 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 7 in Verbindung, so dass die Information über einen möglichen Ausfall des Lenkunterstützungssystems 2 automatisch über die Steuereinrichtung 7 zur Bremsanlage 2 gelangt, die wiederrum ein Betätigen der einzelnen Bremsvorrichtungen 9 zum Bremsen der einzelnen Räder 8 bewirkt.The only 1 shows an example of a motor vehicle according to the invention 1 , which is a steering assistance system 2 having, which with a steering handle 10 is in an operative connection. The steering assistance system 2 assists a driver in steering the motor vehicle 1 by the steering of the motor vehicle 1 be reduced to be overcome steering moments. For implementing the method according to the invention, the motor vehicle 1 a brake system 3 on. The brake system 3 indicates each individual wheel 8th of the motor vehicle 1 a braking device 9 on, for braking the respective wheel 8th is provided. In the example shown, the motor vehicle 1 a front axle 4 and a rear axle 5 on, each with two wheels 8th are equipped. It should be said that the number of axles 4 . 5 as well as the number of wheels 8th is irrelevant to the concept of the invention as such. Rather, the method described in all conceivable constellations at different axle or wheel distribution in motor vehicles 1 Find application. The individual braking devices 9 stand with the brake system 3 as such, as well as with a control device 7 in connection. The steering handle 10 or the steering assistance system 2 is from a sensor 6 supervised. The sensors 6 is designed so that this is a failure of the steering assistance system 2 recognizes. Appropriately is the sensor 6 also with the control device 7 in conjunction, giving the information about a possible failure of the steering assistance system 2 automatically via the control device 7 to the brake system 2 passes, in turn, a pressing the individual braking devices 9 for braking the individual wheels 8th causes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012207548 A1 [0004]DE 102012207548 A1 [0004]

Claims (4)

Verfahren zum Einleiten von Kompensationsmaßnahmen bei einem Ausfall eines Lenkunterstützungssystems (2) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend die folgenden Schritte: a) Überwachen und erkennen eines Ausfalls des Lenkunterstützungssystems (2), b) Betätigen einer Bremsanlage (3) bei dem aus Schritt a) erkannten Ausfall des Lenkunterstützungssystems (2), wobei das Kraftfahrzeug (1) mit einer negativen Beschleunigung von maximal bis zu 3,5 m/s2 gebremst wird.A method for initiating compensation measures in the event of a steering assistance system (2) failing in a motor vehicle (1), comprising the following steps: a) monitoring and detecting a failure of the steering assistance system (2), b) actuating a brake system (3) in the step a) detected failure of the steering assistance system (2), wherein the motor vehicle (1) is braked with a negative acceleration of a maximum of up to 3.5 m / s 2 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Räder (8) des Kraftfahrzeuges (1) gleichzeitig durch die Bremsanlage (3), insbesondere mit einem Betrag kleiner gleich 3,5 m/s2 gebremst werden.Method according to Claim 1 , characterized in that all the wheels (8) of the motor vehicle (1) are simultaneously braked by the brake system (3), in particular with an amount less than or equal to 3.5 m / s 2 . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bremskraftverteilung der Bremsanlage (3) zwischen einer Vorderachse (4) und einer Hinterachse (5) die Bremskraft auf der Vorderachse (4) größer ist als auf einer Hinterachse (5), insbesondere dass die Bremskraft auf der Vorderachse (4) bei 70% liegt.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the braking force distribution of the brake system (3) between a front axle (4) and a rear axle (5) the braking force on the front axle (4) is greater than on a rear axle (5), in particular that the braking force on the front axle (4) is at 70%. Kraftfahrzeug (1), umfassend: - eine Bremsanlage (3) und eine Sensorik (6), insbesondere zur Detektierung eines Ausfalls eines Lenkunterstützungssystems (2), - eine mit der Bremsanlage (3) und der Sensorik (6) zusammenwirkende Steuerungseinrichtung (7), die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet bzw. programmiert ist.Motor vehicle (1), comprising: a brake system (3) and a sensor system (6), in particular for detecting a failure of a steering assistance system (2), - One with the brake system (3) and the sensor (6) cooperating control device (7), which is set up or programmed for carrying out the method according to one of the preceding claims.
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