(57)【要約】本発明は、自動車におけるステア・バイ・ワイヤ操舵システムに対する制御装置に関する。マイクロ計算機（ＲＭ）として実現されている制御装置によって、ステアリングモータ（ＬＭ）の調整に対しておよび道路の復帰モーメントを運転者にステアリングホイールを介して伝達するフィードバック・アクチュエータ（ＬＲＭ）に対して冗長的に発生されるセンサ信号（δＶ１，δＶ２，δＨ１，δＨ２）が受信されかつそこでおよび該制御装置と作用接続されている、該センサ信号に対する監視モジュール（ＵＥＭ）において合理性コントロールが実施される。マイクロ計算機モジュール（ＲＭ）および監視モジュール（ＵＥＭ）は相互に監視しあう。更に、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの復旧レベルが制御装置（ＲＭ）によって監視され、該制御装置は障害発生時に該復旧レベルまたは機械的な復旧レベルに切り換える。安全性を高めるために、ステアリングホイールモータ（ＬＲＭ）はその相電流に対する制御信号（ＵＨ）を介しておよびステアリングホイールモータイネーブル信号（ｇＲＨ）によって制御され、かつ同じ手法でステアリングモータ（ＬＭ）がその相電流に対する制御信号（ＵＶ）を介しておよびステアリングモータイネーブル信号（ｇＲＶ）を介して制御される。
2004511395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステア・バイ・ワイヤ操舵システムに対する制御装置の作動方法において、
少なくとも部分的に冗長的に実施される次のステップによって特徴付けられる、すなわち
−　次の入力信号、すなわちステアリングホイール角（δＨ，δＨ１，δＨ２）と、ステアリング角（δＶ，δＶ１，δＶ２）と、操舵されるホイールに作用する復原トルク（ＭＶ、ＭＶ１，ＭＶ２）と、フィードバック・アクチュエータ（ＬＲＭ、ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）からステアリングハンドルに伝達されるモーメント（ＭＨ，ＭＨ１，ＭＨ２）とを検出し、
−　該検出された入力信号を合理性検査および／または解析的冗長性によって監視し、
−　車両の操舵されるホイールに作用する少なくとも１つのステアリング操作装置（ＬＭ，ＬＭｖｌ，ＬＭｖｒ）をステアリングホイール角（δＨ）に依存して制御し、
−　車両の別の制御装置またはセンサ（１０，１３，１４）と交信し、
−　制御装置の機能および復旧レベルの使用可能性並びに復旧レベルを活性化するための装置（ＫＵ，ＵＳＶ）を監視し、
−　ステア・バイ・ワイヤステアリングに障害が発生した際にステア・バイ・ワイヤステアリングから復旧レベルに切り換える
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ステアリングホイール角（δＨ）を少なくとも１つのステアリングホイール角センサ（１０）によって求める
請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステアリング角（δＶ）を少なくとも１つのステアリング角センサによって求める
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
復原トルク（ＭＶ、ＭＶ１，ＭＶ２）を少なくとも１つの復原トルクセンサ（１４）によって、走行ダイナミック量（ｖ，ω，δＨ）および／または少なくとも１つの電子モータにより操作されるステアリング操作装置（ＬＭ，ＬＭｖｌ，ＬＭｖｒ）の相電流に依存して車両の計算モデルによって検出する
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
単数または複数のステアリング操作装置（ＬＭ，ＬＭｖｌ，ＬＭｖｒ）を相電流に対する制御信号（ＵＶ）および少なくとも１つのイネーブル信号（ｇＲＶ，ｇＵＥＶ，ｇＶ１１，ｇＶ２１，ｇＶ３１）を介して制御する請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
フィードバック・アクチュエータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）からステアリングホイールに伝達されるハンドモーメント（ＭＨ）をステアリングホイール角（δＨ）および／または単数または複数のステアリングホイールモータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）の相電流から突き止める
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
単数または複数のステアリングモータ（ＬＭ１，ＬＭ２）を相電流に対する制御信号（ＵＶ）および少なくとも１つのイネーブル信号（ｇＲＨ，ｇＵＥＨ，ｇＨ１１，ｇＨ２１，ｇＨ３１）を介して制御する
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
単数または複数のステアリングホイールモータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）または単数または複数のステアリングホイールモータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）をモータリレーを介するイネーブル回路によって駆動制御する
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
車両の別の制御装置またはセンサ（１０，１３，１４）との通信（Ｋ１，Ｋ２）を冗長的に行う
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ステア・バイ・ワイヤ作動から復旧レベルへの切換を、障害の発生後の移行時間の経過後に漸く行う
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ステアリングホイールモータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）および／またはステアリングモータ（ＬＭ，ＬＭ１，ＬＭ２）のロータ位置（δＰＨ，δＰＶ）を検出する
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
ハイドロリック復旧レベルの畜圧器の圧力（ｐＳ）を監視する
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの単数または複数の電圧源の単数の端子電圧（ＵＢ）または複数の端子電圧（ＵＢ１，ＵＢ２）を検出しかつ調整操作量の計算の際に考慮する
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
制御装置の機能および復旧レベルの使用可能性の監視のために４つの論理レベル（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）が設けられている
請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
第１の論理レベル（Ｌ１）において
−　入力信号の合理性検査を行い、
−　処理のために必要なステアリングホイール角（δＨ）およびステアリング角（δＶ）をそれぞれ冗長的に存在している信号から選択し、
−　ステアリングホイールモータ（ＬＲＭ，ＬＲＭ１，ＬＲＭ２）およびステアリングモータ（ＬＭ，ＬＭ１，ＬＭ２）の駆動制御のための調整機能を計算し、
−　障害発生時に復旧レベルを活性化するための装置（ＫＵ，ＵＳＶ）の制御を変更する
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
第２の論理レベル（Ｌ２）において、論理レベルＬ１において実施される計算を種々異なるアルゴリズムを用いて検査する
請求項１４または１５記載の方法。
【請求項１７】
第３の論理レベル（Ｌ３）において、監視モジュール（ＵＥＭ）によって質問を呼び出しかつすべての安全性に関わるプログラム部分を考慮して前以て決められる時間間隔内に応答し、かつ
論理レベルＬ２およびＬ３によって識別された障害の発生の際、ステアリングモータＬＭないしステアリングホイールモータＬＲＭの電力電子装置ＬＥＬＭないしＬＥＬＲＭの制御に対するイネーブル信号（ｇＲＶ，ｇＲＨ，ｍＨ１，ｍＨ２）をリセットする
請求項１４から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
第４の論理レベル（Ｌ４）において、第３の論理レベルの応答をビット正確な一致および応答時間に関して検査し、かつ
論理レベルＬ３との質問・応答通信が正常に経過しなかった場合、モータの制御に対するイネーブル信号ｇＵＥＶないしｇＵＥＨ、第１のおよび第２のモータリレー（１７，１８）の制御に対するイネーブル信号ｆＵＥＶないしｆＵＥＨ、ステアリングモータ（ＬＭ）および／またはステアリングホイールモータ（ＬＲＭ）の電力電子装置（ＬＥＬＭ，ＬＥＬＲＭ）に対する制御信号をリセットする
請求項１４から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法を実施するための適している
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２０】
メモリ媒体に記憶されている
請求項１９記載のコンピュータプログラム。
【請求項２１】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムを制御するための制御装置において、
該制御装置は請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法に従って動作することを特徴とする制御装置。
【請求項２２】
制御装置は少なくとも１つのマイクロ計算機（ＲＭ，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭＨ１，ＲＭＨ２，ＲＭＨ３，ＲＭＶ１，ＲＭＶ２，ＲＭＶ３）および／または少なくとも１つの監視モジュール（ＵＥＭ，ＵＥＭ１，ＵＥＭ２，ＵＥＭ３）を有している
請求項２１記載の制御装置。
【請求項２３】
マイクロ計算機（ＲＭ，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭＨ１，ＲＭＨ２，ＲＭＨ３，ＲＭＶ１，ＲＭＶ２，ＲＭＶ３）の少なくとも１つが第１，第２および第３の論理レベル（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）のタスクを引き受け、かつ
少なくとも１つの監視モジュール（ＵＥＭ，ＵＥＭ１，ＵＥＭ２，ＵＥＭ３）が第４の論理レベル（Ｌ４）のタスクを引き受ける
請求項２２記載の制御装置。
【請求項２４】
マイクロ計算機（ＲＭ，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ０，ＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭＨ１，ＲＭＨ２，ＲＭＨ３，ＲＭＶ１，ＲＭＶ２，ＲＭＶ３）は相互にコントロールしあい、かつ
少なくとも１つのマイクロ計算機が第４の論理レベル（Ｌ４）のタスクを引き受ける
請求項２２記載の制御装置。
【請求項２５】
制御装置は単数または複数のステアリングホイール調整操作器（ＬＲＭ）および／または単数または複数のステアリング操作装置（ＬＲＭ）をそれぞれ１つの電力電子装置（ＬＥＬＭ１，ＬＥＬＭ２，ＬＥＬＲＭ１，ＬＥＬＲＭ２）を介して制御する
請求項２１から２４までのいずれか１項記載の制御装置。
【請求項２６】
ステアリングホイールに作用するフィードバック・アクチュエータ（ＬＲＭ）と、ステアリングホイール角検出部（１０）と、ハンドモーメント検出部（１３）と、操作装置（ＬＲＭ）と、ステアリング角検出部と、復原トルク検出部（１４）と、通信装置（Ｋ）と、制御装置とを備えている車両に対するステア・バイ・ワイヤ操舵システムにおいて、
制御装置は請求項２０から２５までのいずれか１項記載の制御装置であり、かつステア・バイ・ワイヤ操舵システムは冗長的に構成されている
ことを特徴とするステア・バイ・ワイヤ操舵システム。
【請求項２７】
単数または複数のフィードバック・アクチュエータ（ＬＥＬＭ１，ＬＥＬＭ２，ＬＥＬＲＭ１，ＬＥＬＲＭ２）および／または単数または複数のステアリング操作装置（ＬＭ１，ＬＭ２）を制御するためにそれぞれ電力電子装置（ＬＥＬＭ１，ＬＥＬＭ２，ＬＥＬＲＭ１，ＬＥＬＲＭ２）が存在している
請求項２６記載のステア・バイ・ワイヤ操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、
前軸のステアリングギアボックスまたは２つの操舵可能な前輪に取り付けられている、電子的に調整されるステアリング操作装置と、
運転者の操舵希望をステアリングホイールにおいて取り出すステアリングホイール角センサと、
道路が及ぼす作用を運転者にステアリングホイールを介して伝達するフィードバック・アクチュエータユニットと、
前軸のステアリングギアボックスまたは２つの前輪における実時点のステアリング角を検出するためのステアリング角センサと、
前記センサから供給される信号を検出しかつステアリング操作装置およびフィードバック・アクチュエータユニットに対する制御信号を計算するための制御装置と
を備えている、車両用のステア・バイ・ワイヤ操舵システムの制御方法およびステア・バイ・ワイヤ操舵システムに関する。
【０００２】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムはＤＥ１９５４０９５６Ｃ１から公知である。この操舵システムではステアリングホイールと操舵された車輪に作用するステアリングギアボックスとの間の機械的な連結はクラッチの開放によって解離される。その場合この操舵システムは、ステアリングホイールがステアリングギアボックス装置に間接的にしか連結されていないというステア・バイ・ワイヤ操舵システムである。この公知のステア・バイ・ワイヤ操舵システムの場合、道路が及ぼす作用を運転者に操舵輪を介して伝達するためにフィードバック・アクチュエータユニットが設けられており、これは自制機能のない電動機として実現されておりかつ、ステアリングホイールにおける制御装置によって制御されて、制御可能な作動抵抗を生ぜしめる。
【０００３】
適当な事前措置をとらないと、ステア・バイ・ワイヤ操舵システム内の障害が直接、運転者の肉体および生命に対する危険になって現れる。だから、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの個別障害のために該システムが機能しなくなるようなことは許されないようにすることが必要になる。。
【０００４】
本発明の課題は、フィードバック・アクチュエータに対する機能も含めてすべてのステア・バイ・ワイヤ機能を可能な最高度の安全性を以て実施することができるステア・バイ・ワイヤ操舵システムの作動方法およびステア・バイ・ワイヤ操舵システムを提供することである。基本的に、本発明のステア・バイ・ワイヤ操舵システムは従来のサーボ操舵の安全性レベルに到達するもしくはそれを上回るものでありたい。
【０００５】
この課題は請求項１に記載の方法によって、同じく独立請求項の請求項２１に記載の制御装置によっておよびステア・バイ・ワイヤ操舵システムによって解決される。
【０００６】
発明の利点
測定値検出の冗長性、ステアリング操作装置およびフィードバック・アクチュエータの制御、全部の機能および構成要素および通信機能の検査に基づいて、機能障害に対して大きな安全性が与えられている。
【０００７】
ステアリングホイール角、ステアリング角、復原トルクなどその他の種々異なっている測定量の種々多様な検出によってとりわけ、種々異なっている測定値の合理性検査および場合によってはエラーを含んでいる測定値の割り出しが容易になる。これにより、本発明の方法に従って動作するステア・バイ・ワイヤ操舵システムの信頼性およびフェイルセーフが高められる。
【０００８】
安全性は、制御装置内の冗長的な通信によっておよび別の制御装置または車両のセンサによって、並びにステア・バイ・ワイヤ作動から復旧レベルへの切換が障害の発生後移行時間が経過してようやく行われるようにして一層高められる。最後に述べた措置によって、復旧レベルに切り換えられるとき、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの全部の機能が定められた状態にあることが保証される。
【０００９】
本発明の方法により動作するステア・バイ・ワイヤ操舵システムの信頼性は、請求項１４から１６までのいずれか１項記載のように、制御装置内の機能を４つの論理レベルに分割することによって一層高められる。機能のこうした分割および相互のコントロールによって、場合により発生する障害および誤機能は可能な限り最大の安全性を以て検出されかつステア・バイ・ワイヤ操舵システムの適当な応動が可能になる。
【００１０】
監視モジュールが別個に設けられている場合、制御装置は２つのハードウェアレベルおよび４つの論理レベルを有している。ハードウェアレベルにおいて単数ないし複数のマイクロ計算機および監視モジュールは協働する。監視モジュールは単数または複数のマイクロ計算機と内部のバスシステムを介して交信する。その際単数ないし複数のマイクロ計算機の計算能力が検査されかつ単数ないし複数の計算機内のプログラムシーケンスが監視される。単数ないし複数のマイクロ計算機と監視モジュールとの間の選択された形式のデータ通信によって、これらの構成要素の相互の監視が可能になる。
【００１１】
本発明の別の利点および有利な実施形態は以下の説明、図面および特許請求の範囲から明らかである。
【００１２】
図面
その際：
図１には、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムがハイドロリック復旧レベルおよび電動ステアリング操作機と一緒に示されており、
図１ａには、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムが機械的な復旧レベルと一緒に示されており、
図２には、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムがハイドロリック復旧レベルおよび２つの電動ステアリング操作機と一緒に示されており、
図３には、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの機能線図と、電動ステアリング操作機とが示されており、
図４には、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの機能線図と、２つの電動ステアリング操作機とが示されており、
図５には、マイクロ計算機と別個の監視モジュールを備えた本発明で使用可能な制御装置の構成が示されており、
図６には、２つのマイクロ計算機とそれぞれ別個の監視モジュールを備えた制御装置の構成が示されており、
図７には、監視手段を自分で持っている２つのマイクロ計算機を備えた制御装置の構成が示されており、
図８には、３つのマイクロ計算機を備えた制御装置の構成が示されており、
図９には、本発明の別のステア・バイ・ワイヤ操舵システムの制御蔵置の構成が示されており、
図１０には、電力電子装置ユニットのイネーブル信号を制御するための論理回路が示されており、
図１１には、電力電子装置ユニットのイネーブル信号のダイナミック制御が示されており、
図１２には、クラッチを制御するための論理回路が示されている。
【００１３】
実施例の説明
まず図１ないし図４に基づいて、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの構成および基本的な機能をハイドロリックまたは機械的な復旧レベルと一緒に説明する。ハイドロリックな復旧レベルを有するステア・バイ・ワイヤ操舵システムは、Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ 社のドイツ連邦共和国特許出願第１９８３８４９０．４号の対象である。
【００１４】
図１に示されている構成は図２に示されている構成とは、図１のステア・バイ・ワイヤ操舵システムではステア・バイ・ワイヤ作動において図示されていない操舵輪が１つのステアリングモータＬＭによって位置調整され、一方図２は２つのステアリングモータＬＭｖｌおよびＬＭｖｒを有する実施形態を示している。
【００１５】
図１および図２にはステアリングホイールモータＬＲＭが図示されている。これは運転者にステアリングホイールを介して伝達すべき復原力もしくは反力に対するフィードバック・アクチュエータを形成している。
【００１６】
ハイドロリック復旧レベルは、対称的なハイドロリックシリンダと、ハイドロリック流体に対する畜圧器ＳＰと、選択的に、ステアリングホイールモータＬＲＭとステアリングコラムの、２つのステアリングホイール側のハイドロリックシリンダに対する機械的な操作介入との間のクラッチＫＵかまたはステア・バイ・ワイヤ作動中に単数（複数）のステアリングギアボックス側のハイドロリックシリンダを短絡する切換弁ＵＳＶによって示されており、その際これらのハイドロリック構成要素（コンポーネント）は相互にハイドロリック導管によって接続されている。
【００１７】
図２に示されている、左側のステアリングモータＬＭｖｌおよび右側のステアリングモータＬＭｖｒを有する実施形態は図１とは異なってステアリングギアボックス側のダブルシリンダに代わってハイドロリック復旧レベルに対して２つの個別ハイドロリックシリンダが設けられており、かつ切換弁ＵＳＶはハイドロリック導管を介して相互に接続されている２つの、ステアリングギアボックス側のハイドロリックシリンダ間のバイパス導管内に存在している。
【００１８】
機械的な復旧レベルを有するステア・バイ・ワイヤ操舵システムの実施例が図１ａに示されている。機械的な復旧レベルは分割されたステアリングコラムと該ステアリングコラム内のクラッチＫＵとを有している。ステア・バイ・ワイヤ作動においてクラッチＫＵは開放されておりかつこれによりステアリングホイールとステアリングリンケージのラック機構との間の機械的な連結作用は遮断されている。操舵運動はギアボックスおよびステアリングリンケージを中間介挿してホイールモータＬＭによって行われる。
【００１９】
障害発生時にはクラッチＫＵは閉成され、その結果ステアリングリンケージのラック機構に対するステアリングホイールの直接的な連結作用が生じることになる。クラッチＫＵは制御装置の無電圧状態において閉成されている。
【００２０】
図１，図１ａおよび図２に示されている、ステアリングモータＬＭの直接的な調整操作介入の実施形態に代わって、ステアリングモータＬＭがハイドロリックサーボステアリングの回転スライダを介してステアリングモーメントをアシストするための流体を調整するようにすることもできる。
【００２１】
図３および図４には機能ブロックの形においてステア・バイ・ワイヤ操舵システムの基本的な制御（開ループ制御）および調整（閉ループ制御）ストラクチャが示されている。
【００２２】
運転者によって前以て与えられるステアリングホイール角δＨがステアリングホイール角センサ１０によって検出される。ステアリングホイール角δＨは目標値形成部１１を用いて意図的に状況に依存して例えば車速ｖ，ヨーイング角速度ωのような走行ダイナミック量を使用して修正されたステアリングホイール角δＨ＊に変形され、これがステアリング調整器１２の目標値として用いられる。
【００２３】
ステアリング調整器１２はステアリングモータＬＭに対して調整操作量を発生する。これは電圧Ｕｖの形でステアリングモータＬＭに印加される。
【００２４】
択一選択的に、それぞれの前輪にステアリングモータＬＭｖｌ，ＬＭｖｒが取り付けられている図２および図４に示されているように、ステアリング調整器１２は調整操作信号として左側のステアリングモータＬＭｖｌに対して電圧Ｕｖ，ｌを発生しかつ右側のステアリングモータＬＭｖｒに対して電圧Ｕｖ，ｒを発生する。この場合前輪は車輪毎にかつ基本的に相互に無関係に操舵することができる。図３ではステアリング調整器は２つの前輪に対してセンサを用いて測定されたステアリング角δｖを受け取りかつ図４ではそれぞれ左前輪および右前輪に対してセンサを用いて測定されたステアリング角δｖ，ｌおよびδｖ，ｒを別個に受け取る。
【００２５】
走行路から操舵輪に及ぶ作用、すなわち運転者希望δＨに著しく影響を及ぼすこの作用は、例えば復原ないし反力トルクセンサ１４によって復原ないし反力トルクＭｖとしてもしくは２つの車輪では復原ないし反力トルクＭｖ，ｌおよびＭｖ，ｒとして測定することができる。この反作用を運転者にも通報するためにフィードバック・アクチュエータが設けられている。これはステアリングコラム、ひいては車両のステアリングホイールにも反作用に相応するモーメントを供給する。以下にはハンドモーメントＭＨと表すこのモーメントはステアリングコラムにおけるハンドモーメントセンサ１３によって測定することができる。
【００２６】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムを備えている車両のフィードバック・アクチュエータは電気的なステアリングホイールモータＬＲＭから成っている。これはギアボックス（図示されていない）を介してステアリングホイールに連結されておりかつ図３および図４に示されているようにステアリングホイール調整器１６によって調整される。このためにステアリングホイール調整器１６は、復原ないし反力トルクセンサ１４によって測定される復原ないし反力トルクＭｖに基づいてまたはステアリングモータＬＭ，ＬＭｖｌ，ＬＭｖｒにおける電流（Ｉｖ，Ｉｖ，ｌ，Ｉｖ，ｒ）に基づいて目標ハンドモーメントＭＨ，Ｓｏｌｌを求める。
【００２７】
以下の説明において概念ステアリング操作器およびステアリングモータ並びにフィードバック・アクチュエータおよびステアリングホイールモータは同じ意味で使用される。
【００２８】
択一選択的に、ステアリングホイール調整器１６は目標ハンドモーメントＭＨ，Ｓｏｌｌをフィードバック・シミュレータ１５を用いてセンサにより測定されたステアリング角δｖ（ないしδｖ，ｌおよびδｖ，ｒ）および、車速ｖおよび道路とタイヤとの間の摩擦係数μのような車両に存在している別の信号からシミュレートすることもできる。ステアリングホイール調整器１６はステアリングホイールモータＬＲＭを目標ハンドモーメントＭＨ，Ｓｏｌｌに相応する調整操作量ＵＨによって駆動制御して、ハンドモーメントセンサ１３によって測定されたハンドモーメントＭＨが目標ハンドモーメントＭＨ，Ｓｏｌｌに相応するようにする。
【００２９】
図５ないし図８に基づいて本発明の制御装置の４つの実施形態の構成および機能について説明する。
【００３０】
図５には、ブロック線図として唯一のマイクロ計算機システムを備えた制御装置の実施形態が示されている。マイクロ計算機システムはマイクロ計算機ＲＭ並びにすべてのセンサ信号の検出に対する所属の周辺構成要素を含んでいる。更にそこには、ステアリングホイールモータＬＲＭに対する制御信号ＵＨおよびステアリングホイールモータＬＭないしステアリングモータＬＭｖｌおよびＬＭｖｒに対する制御信号ＵｖないしＵｖ，ｌおよびＵｖ，ｒを発生するために、電力電子装置構成要素ＬＥＬＭ，ＬＥＬＲＭに対する制御信号を形成するために必要な処理機能も含まれている。Ｋ１は、例えばＣＡＮバスのような直列バスによって実現されている通信システムである。バスは車両における別の制御装置または障害情報に対する診断システムに対する接続路も形成している。Ｋ１は、単一または冗長的であってよい。
【００３１】
【外１】
2004511395.tif 000003
【００３２】
マイクロ計算機ＲＭにおいて次の機能がインプリメンテーションされている：
−　センサ信号検出およびステアリングホイールモータＬＲＭの調整に対する制御信号ＵＨの計算、
−　センサ信号検出およびステアリングモータＬＭの調整に対する制御信号ＵＶの計算、
−　復旧レベルの監視、
−　通信システムＫ１に対するインタフェース。
【００３３】
これら部分機能の詳細な説明を次の段落ＡないしＨにおいて行う。
【００３４】
Ａ：　センサ信号検出およびステアリングホイールモータの調整に対する制御信号の計算
ステアリングホイールモータＬＲＭの制御のために、マイクロ計算機システムＲＭの周辺の構成要素に関する次の信号が検出される：
−　ステアリングホイール角δＨ１およびδＨ２、
−　ステアリングホイールモータＬＲＭのモータモーメントＭＨ。別の実施形態においてモータモーメントは測定されたモータ電流によって突き止められる、
−　ステアリングホイールモータＬＲＭのロータ位置δｐＨ；例えばＨＬＤＣモータ、非同期モータまたはスイッチド・リラクタンスモータが使用される場合、
−　ステアリングホイールモータＬＲＭの相電流ＩＨの実際値、
−　ステアリングホイールモータＬＲＭの温度ＴＨ；択一的な実施形態において信号ＴＨはステアリングホイールモータＬＲＭに対する電力電子装置ＬＥＬＲＭ内の出力段の温度を表しているかまたは２つの温度を含んでいる、
−　搭載電源網の端子電圧ＵＢ。
【００３５】
【外２】
2004511395.tif 000004
【００３６】
Ｂ：　センサ信号検出およびステアリングモータの調整に対する制御信号の計算　ステアリングモータＬＭの制御のためにマイクロ計算機システムＲＭ内の周辺構成要素に関する次の信号が検出される：
−　ステアリング角δＶｌおよびδＶ２、
−　ステアリングモータＬＭのモータモーメントＭＶ、
−　ステアリングモータＬＭのロータ位置δｐＶ、例えばＢＬＤＣモータ、非同期モータまたはスイッチド・リラクタンスモータが使用される場合、
−　ステアリングモータの相電流ＩＶの実際値、
−　ステアリングモータの温度ＴＶ；択一的な実施形態において信号ＴＶはステアリングモータに対する電力電子装置ＬＥＬＭ内の出力段の温度を表しているかまたは２つの温度を含んでおり、かつ
−　任意選択的に搭載電源網の端子電圧ＵＢ。
【００３７】
所望のステアリング角δＶの調整のために、まず測定された量δＶｌおよびδＶ２から、角度センサ装置が完全に機能している場合には例えば平均値形成によって代表的な値が形成される。調整器の指令量は目標値形成の際、測定されたステアリングホイール角δＨｌおよびδＨ２の代表値と実時点のステアリングギヤ比とから形成される。走行ダイナミックシステムによるステアリング介入操作の際にはステアリング角に対する指令量は付加的に車両のヨーイング角速度ωおよび横加速度ａｙを使用して計算されるか、または通信システムＫ１を介して伝達される角度ないし差分角δＦが使用される。車線ガイドシステムの実現のための制御装置ストラクチャが利用される場合には角度δＦはステアリング角介入操作に対する指令量を表している可能性もあり、その場合これは上位の制御システムによって計算されかつ前以て与えられる。
【００３８】
【外３】
2004511395.tif 000005
【００３９】
【外４】
2004511395.tif 000006
【００４０】
Ｄ：　別の制御装置ないし指示ユニットに対するインタフェース
通信システムＫ１を介してヨーイング角速度ωに対するセンサ信号および横角速度ａｙに対するセンサ信号がマイクロ計算機システムＲＭに供給される。更に、Ｋ１を介して左車輪と道路との間並びに右車輪と道路との間の摩擦係数μｖｌおよびμｖｒに対する推定値および車速ｖの推定値が伝送される。更にこの通信システムを介して、操作システムに関して走行ダイナミック介入操作が行われている場合または車線ガイドシステムの場合にホイールステアリング角に対する指令量δＦを予め与えることができる。
【００４１】
この通信システムを介して更に信号ｄＢを図示されていない情報システムに伝達することができる。これら信号は運転者にシステムの場合により生じている障害状態または例えばハイドロリック復旧レベルへの切り換えに関する情報も与える。信号ｄｍは別の制御装置に送出される。これらの信号は例えば、ハイドロリック復旧レベルへの移行時に走行速度を低減するように作用する。
【００４２】
Ｅ：　制御装置における安全性措置
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムに設定されている安全性要求を厳守するために、システム内に発生するすべての個別障害がシステムに典型的なエラートレランス時間内に確実に識別されなければならない。重大な障害が識別された後、ステア・バイ・ワイヤ操舵システム（以下ＳｂＷシステムと略記することもある）は移行時間の間（例えば５ｓｅｃ内）まず復旧レベル作動状態に移される。この作動状態において上位のステアリング機能はもはや実施されない、すなわち走行ダイナミックなステアリング介入操作、横風補償のためのステアリング介入操作またはステアリングホイール角とステアリング角との間のギヤ比を変更する、操舵システムへの介入操作は規定に従って終了される。この移行時間の経過後またはすべての上位のステアリング機能の終了後または移行時間中に重大な第２の障害が発生すると、ステアリングコラムにおけるクラッチＫＵ（図１、図１ａおよび図２参照）の制御が終了され、これにより復旧レベルがアクティブになる。このために次の措置が設定されている：
−　ステアリングホイール角（δＨｌ，δＨ２）の冗長的な検出、
−　前軸における単数ないし複数のステアリング角δｖないしδｖ１，δｖ２の冗長的な検出、
−　相電流に対する制御信号ＵＨおよびイネーブル信号ｇＲＨを介するステアリングホイールモータ（ＬＲＭ）の制御、
−　配属されているモータリレーを介するステアリングホイールモータＬＲＭ並びにステアリングモータＬＭに対する遮断パスの冗長構成（スイッチド・リラクタンス・モータの場合を除く）、
−　合理性検査および解析的な冗長性によるセンサ信号の監視、
−　監視モジュールＵＥＭによるマイクロ計算機モジュールＲＭの監視およびその逆。
【００４３】
Ｆ：　制御装置の監視構想
制御装置の監視構想は４つの論理レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４および２つのハードウェアレベルＲＭおよびＵＥＭにおいてストラクチャ化されている。
【００４４】
監視モジュールＵＥＭは内部バスシステムを用いてマイクロ計算機モジュールＲＭと交信する。これはこのマイクロ計算機システムの計算能力の検査および計算機内のプログラムシーケンスの監視のために用いられる。マイクロ計算機モジュールＲＭと監視モジュールＵＥＭとの間の、選択された形式のデータ交信によってこれら構成要素は相互に監視される。このために論理レベルに次の機能が割り当てられている：
レベルＬ１
レベルＬ１はマイクロ計算機ＲＭにおいて実現されている。これは次のタスクを引き受ける：
−　入力信号の合理性検査
−　処理のために必要なステアリングホイール角およびステアリング角の。それぞれ冗長的に存在しているセンサ信号からの選択
−　ステアリングホイールモータ（ＬＲＭ）およびステアリングモータ（ＬＭ）の制御に対する調整機能の計算
−　ハイドロリック復旧レベルへの移行のための障害発生時の切換弁ＵＳＶの制御の変化
レベルＬ２
レベルＬ２はマイクロ計算機ＲＭに組み込まれている。このレベルはレベルＬ１で実施された計算の正当性の、アルゴリズムを用いての検査を引き受ける。この場合のアルゴリズムはレベルＬ１におけるアルゴリズムに対して異なっているものである。更に計算の実施のために、メモリセルに冗長的にファイルされている入力データが使用され、これにより歪みを受けているメモリ内容による障害が識別される。調整器機能を検査するために簡素化された並列接続されている調整器アルゴリズムが設定されている。これらアルゴリズムは指令量に対して冗長的にファイルされているデータおよび調整量のその時点の実際値によって計算される。これら簡素化された調整操作量計算とレベルＬ１で実施された計算との間に重大な差異があると、障害状態が識別される。更にレベル２において２つの調整区間の正しい機能も検査される。このためにそれぞれ、調整区間の数学的なモデルが設けられている。それは調整操作量と調整量との間のダイナミックな関係を障害量も関連付けて記述するものである。これらのモデルにレベルＬ１の調整アルゴリズムにおいて計算された調整操作量が供給される。モデル出力量と対応する測定された、調整量の実際値との間に大きな偏差がある場合、障害状態が識別される。
【００４５】
レベルＬ２においてもレベルＬ３においてもマイクロ計算機モジュールＲＭによって障害が識別された場合には、ステアリングモータＬＭないしステアリングホイールモータＬＲＭのそれぞれの電力電子装置ＬＥＬＭないしＬＥＬＲＭに対する所属のイネーブル信号ｇＲＶないしｇＲＨがリセットされる。
【００４６】
レベルＬ３
このレベルはマイクロモジュール計算機ＲＭにおいて実現されている。計算機またはプログラムに障害があっても、ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの確実な機能を保証するために、障害発生時にレベルＬ１およびＬ２におけるプログラムはにも拘わらす正常に実行されなければならないかまたは正常でない実行が確実に識別されなければならない。コントロールは図示の実施形態においてレベルＬ３およびＬ４の質問・応答通信によって行われる。マイクロ計算機システムＲＭは監視モジュールＵＥＭから質問を取りに行きかつこれにその都度、すべての安全性に関わるプログラム部分を考慮して前以て決められている時間間隔内に質問に応答する。質問は、計算機機能テストおよび命令テストに対するプログラムがエラーなく実行されているときにだけ、正しく応答することができる。部分プログラムから形成されている部分応答は１つの全応答にまとめられかつ監視モジュールＵＥＭにおけるレベルＬ４に供給される。
【００４７】
レベルＬ４
このレベルは監視モジュールＵＥＭにおいて実現されている。ここではマイクロ計算機ＲＭによって用意された全応答は到来の時間間隔に関しておよび質問に適合した正しい応答とのビット正確な一致について検査される。レベルＬ３における質問・応答通信のシーケンスが正しくない場合には、監視構成要素ＵＥＭにおいてモータの制御に対するイネーブル信号ｇＵＥＶないしｇＵＥＨ、モータリレーの制御に対するイネーブル信号ｆＵＥＶないしｆＵＥＨおよび切換弁に対する制御信号ｂＵＥＵがリセットされる。
【００４８】
Ｇ：　センサ監視措置
ステアリングホイールにおける角度センサ値（δＨ１，δＨ２）が相互に合理性について検査される。更に、モーメントセンサの測定値をステアリングホイールの機械的な慣性および回転運動に対する数学的なモデルや実時点の摩擦係数も関連付けてこれら測定値を検査するための使用することができる。ステアリングホイールモータＬＲＭに対してＢＬＤＣモータ、非同期モータまたはスイッチド・リラクタンス・モータが使用されるのであれば、相電流の調整に対して０および３６°の間の角度領域を有する位置センサが必要である。これらセンサ情報は更に、測定されたステアリングホイール角の検査のために利用することができるか、または簡素化された実施形態においてこの位置測定を関連付けて、低減された分解能を有する角度センサを利用することができる。
【００４９】
ステアリングホイールにおけるモーメント測定値は測定された相電流およびモータ監視のために必要な温度量を関連付けて数学的なモデルを用いて合理性について監視することができる。
【００５０】
ステアリングモータＬＭにおける角度センサ値（δＶｌ，δＶ２）は相互に合理性について検査される。更に、センサ値δＶｌおよびδＶ２の間に偏差がある場合に障害のあるセンサの場所特定するためにステアリングホイール角（δＨｌ，δＨ２）の測定された測定値を利用することができる。このことは、瞬時のステアリングギヤ比を計算に入れかつ場合により発生する走行ダイナミックステアリング介入操作を考慮して行われる。この障害場所特定措置は障害のあるステアリングホイールセンサを識別するために反対の方向においても利用することができる。ステアリングモータＬＭに対して非同期機かまたはスイッチド・リラクタンス・モータが使用される場合、相電流の調整に対して０および３６０°の間にある角度領域を有する位置センサが必要である。このセンサ情報は更に測定されたステアリング角の検査のために利用することができるか、または簡素化された実施形態においてこの位置測定を関連付けて低減された分解能を有する角度センサを利用することができる。ステアリングモータにおける瞬時測定値も同様に、測定された相電流およびモータ監視のために必要な温度測定量を関連付けて数学的なモデルを用いて合理性について監視することができる。
【００５１】
走行開始の前に、ステアリングホイールモータに規定の目標モーメントを供給してステア・バイ・ワイヤ制御装置の全体の機能チェーン、すなわち一連の機能群をテストすることができる。
【００５２】
Ｈ：　制御装置の種々様々な実施形態の特殊性
図６に図示の実施形態において、上に説明した機能の、２つのマイクロ計算機ＲＭ１およびＲＭ２への分割が行われる。その際マイクロ計算機ＲＭ１はステアリングモータＬＭの調整および監視機能並びにハイドロリック復旧レベルを引き受ける。マイクロ計算機ＲＭ２は、ステアリングホイールにおけるフィードバック・アクチュエータＬＲＭを調整しかつ復旧レベルを制御するタスクを有している。２つの構成要素は相互におよび通信システムＫ１を介する別の計算システムとデータを交換することができるかまたは図６には図示されていないパスを介して直接相互に交信することもできる。２つの計算機システムＲＭ１およびＲＭ２は段落Ｆ（監視のストラクチャ）で説明されたように別個の監視モジュールＵＥＭ１ないしＵＭ２によって検査される。
【００５３】
図７の実施形態において制御装置の、２つのマイクロ計算機ＲＭ１，ＲＭ２への機能分割が図６に示されている実施形態に相応して行われる。第２の通信システムＫ２は２つのマイクロ計算機ＲＭ１，ＲＭ２間の直接的な通信を可能にする。
【００５４】
段落Ｆ（監視のストラクチャ）で説明した、監視構成要素のレベルの機能はここではそれぞれ隣接する計算ユニットによって引き受けられ、すなわちＲＭ１は構成要素ＲＭ２の監視を引き受けかつその逆もある。
【００５５】
図８の実施形態において制御装置の、３つの計算機システムへの機能分割が行われる。その際構成要素ＲＭ１はステアリングモータの調整および監視機能並びにハイドロリック復旧レベルの圧力監視を引き受ける。構成要素ＲＭ２は、ステアリングホイールに対するフィードバック・アクチュエータを調整しかつ復旧レベルを制御するというタスクを有している。２つの構成要素は通信システムＫ２を介して相互にデータを交換することができる。
【００５６】
段落Ｆ（監視のストラクチャ）で説明した、監視構成要素のレベルの機能はここでは、計算ユニットＲＭ０によって引き受けられる。これは付加的に別の計算機構成要素との通信を配慮する。
【００５７】
図９には６つのマイクロ計算機（ＲＭＨ１，……，ＲＭＶ３）および機械的な復旧レベルを有する本発明のステア・バイ・ワイヤ操舵システムの実施例が図示されており、ここでは２つの独立した電動機ＬＲＭ１およびＬＲＭ２を有するステアリングホイールアクチュエータが実現される。別の図示されていない変形例において２つの電動機は共通の駆動軸および共通のケーシングによって実現されていてもよく、その場合にはモータコイルだけが冗長的に実現されている。電気モータのこれらの実施形態はステアリングモータにおいても使用することができる。
【００５８】
マイクロ計算機ＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３はフィードバック・アクチュエータの制御および調整機能を引き受ける。マイクロ計算機ＲＭＶ１，ＲＭＶ２およびＲＭＶ３は一緒に、フィードバック・アクチュエータを駆動制御しかつ調整するための冗長的な計算機システムを形成している。フィードバック・アクチュエータのマイクロ計算機ＲＭＨｉは通信接続路ＫＨ１２，ＫＨ１３およびＫＨ２３を介して計算したデータを交換する。同じことは、ステアリング操作器（操作機構）のマイクロ計算機ＲＭＶｉ間で、通信接続路ＫＶ１２，ＫＶ１３およびＫＶ２３を用いて行われる。図示のマイクロ計算機ＲＭＶｉないしＲＭＨｉはすべてのセンサ信号の検出のための所属の周辺構成要素を含んでいる。更にここには、ステアリングホイールモータＬＭＲに対する駆動制御信号ＵＨ１およびＵＨ２ないしステアリングモータＬＭの駆動制御に対する駆動制御信号ＵＶ１およびＵＶ２を計算するための処理機能が含まれている。図示の実施形態においてフィードバック・アクチュエータは２つの独立したモータＬＲＭ１およびＬＲＭ２によって実現されている。これらは独立した電力電子装置ＬＥＬＲＭ１ないしＬＥＬＲＭ２によって駆動制御される。２つのモータは同一の軸に作用する。ステアリングアクチュエータは２つのモータＬＭ１およびＬＭ２ないし配属されている電力電子装置ＬＥＬＲＭ１ないしＬＥＬＲＭ２によって冗長的に形成されている。ＳｂＷ操舵システムの電子装置構成要素のエネルギー供給は独立した電圧供給部ＵＢ１ないしＵＢ２によって行われる。
【００５９】
ＵＢ１によってマイクロ計算機システムＲＭＨ１およびＲＭＶ１並びにモータＬＲＭ１およびＬＭ１は所属の電力電子装置および遮断ロジック（ＡＬＬＲＭ１，ＡＬ−ＭＲＬＲＭ１，ＡＬＬＭ１，ＡＬ−ＭＲＬＭ１）とともに給電される。エネルギー源ＵＢ２はマイクロ計算機ＲＭＨ２およびＲＭＶ２並びにモータＬＲＭ２およびＬＭ２に所属の電力電子装置および遮断ロジック（ＡＬＬＲＭ２，ＡＬ−ＭＲＬＲＭ２，ＡＬＬＭ２，ＡＬ−ＭＲＬＭ２）とともに給電する。マイクロ計算機ＲＭＨ３およびＲＭＶ３並びに電磁クラッチＫＵは２つのエネルギー源によって給電される。Ｋ１およびＫ２は、例えば直列バスを用いて実現されるそれぞれ独立した通信システムを特徴付けており、これによりフィードバック・アクチュエータに対する構成要素ＲＭＶｉとステアリングアクチュエータに対する構成要素ＲＭＶｉとの間の通信が可能になる。これら構成要素間で交換されるデータはａＶＨと表される。これら通信システムＫ１およびＫ２は更に、車両内の別の制御装置への通信を可能にする。
【００６０】
構成要素ＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３において次の機能がインプリメンテーションされている：
−　センサ信号検出およびステアリングホイールモータＬＲＭ１およびＬＲＭ２の調整に対する駆動制御信号の計算、
−　計算したデータの、マイクロ計算機ユニット間で作用する通信接続路ＫＨ１２，ＫＨ１３およびＫＨ２３を介する交換、計算結果の比較および場合による復旧ストラテジーの導入、
−　復旧レベルへの切り換え、
−　別の制御装置ないし指示ユニットに対するインタフェース。
【００６１】
構成要素ＲＭＶ１，ＲＭＶ２およびＲＭＶ３において次の機能が実現されている：
−　センサ信号検出およびステアリングモータＬＭ１およびＬＭ２の調整に対する駆動制御信号ＵＶ１およびＵＶ２の計算、
−　計算したデータの、マイクロ計算機ユニット間で作用する通信接続路ＫＶ１２，ＫＶ１３およびＫＶ２３を介する交換、計算結果お比較および場合による復旧ストラテジーの導入、
−　復旧レベルへの切り換え、
−　別の制御装置ないし指示ユニットに対するインタフェース。
【００６２】
これらの機能について以下に説明する。
【００６３】
Ａ：　センサ信号検出およびステアリングホイールモータの調整のための制御信号の計算
図５の実施例で述べた、ステアリングホイールモータＬＲＭ１およびＬＲＭ２を駆動制御するための信号が周辺検出構成要素を介して検出されかつマイクロ計算機システムＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３に供給される。冗長的に存在している構成要素は別個に検出される。冗長的に存在しているセンサはそれぞれが信号を送出する。以下には間接的に構成要素およびセンサの冗長性を指摘する。
【００６４】
検出される信号は図９においてモータＬＲＭ１に対しては記号ＥＬＲＭ１によって、またモータＬＲＭ２に対しては記号ＥＬＲＭ２によってまとめられる。
【００６５】
電力電子装置ユニットＬＥＬＲＭ１ないしＬＥＬＲＭ２の制御に対して、主要には制御信号ＵＨ１およびＵＨ２が用いられる。遮断ロジックＡＬＬＲＭ１に関するイネーブル化が生じかつ更にモータリレーが遮断ロジックＡＬ−ＭＲＬＲＭ１を介して閉成されている場合には、電力電子装置ＬＥＬＲＭ１を介するステアリングホイールモータＬＲＭ１の駆動制御が行われる。相応の仕方で、遮断ロジックＡＬＬＲＭ２に関するイネーブル化が生じかつ更にモータリレーが遮断ロジックＡＬ−ＭＲＬＲＭ２を介して閉成されている場合には、電力電子装置ＬＥＬＲＭ２を介するステアリングホイールモータＬＲＭ２の駆動制御が行われる。
【００６６】
Ｂ：　センサ信号検出およびステアリングモータの調整に対する制御信号の計算　ステアリングモータＬＭ１およびＬＭ２の制御のために、図５の実施例に関して挙げた信号が周辺の検出構成要素を介して検出されかつマイクロ計算機システムＲＭＶ１，ＲＭＶ２およびＲＭＶ３に供給される。
【００６７】
これらの信号は図９にはモータＬＭ１に対して記号ＥＬＭ１でまとめられかつモータＬＭ２に対して記号ＥＬＭ２でくくられる。
【００６８】
電力電子装置ＬＥＬＲＭ１ないしＬＥＬＭ２の制御のために主要には、制御信号ＵＶ１およびＵＶ２が用いられる。これら制御信号は、デジタル調整器の調整操作量でありかつ例えば、ＰＷＭ信号として出力することができる。調整操作量ＵＶ１は測定されたステアリングホイール角δＨｌおよびδＨ２およびステアリングギヤ比の代表的な値から形成される。走行ダイナミックシステムのステアリング介入操作に関して、図５の実施例に関して説明したことが相応に当てはまる。
【００６９】
遮断ロジックＡＬＬＭ１に関するイネーブル化が生じかつ更にモータリレーが遮断ロジックＡＬ−ＭＲＬＲＭ１を介して閉成されている場合には、電力電子装置ＬＥＬＭ１を介するステアリングモータＬＭ１の制御が行われる。相応の仕方で、遮断ロジックＡＬＬＭ２に関するイネーブル化が生じかつ更にモータリレーが遮断ロジックＡＬ−ＭＲＬＭ２を介して閉成されている場合には、電力電子装置ＬＥＬＭ１を介するステアリングモータＬＭ２の制御が行われる。
【００７０】
Ｃ：４　復旧レベルの監視および復旧レベルへの切り換え
ＳｂＷ操舵システムの復旧レベルが使用できる状態にあるかどうかの重要な特性量はクラッチの２つのコイルＳ１およびＳ２における電流である。これら電流は連続的に検出される。機械的な復旧レベルへの移行の機能の検査のために、走行作動期間中交番的に、クラッチコイルの電流回路が信号ｒＶ１，ｒＶ２ないしｒＨ１およびｒＨ２によって中断される。その際所属のコイル電流がそれぞれ値０に戻っているとき、機械的な復旧レベルへの移行が可能である。
【００７１】
Ｄ：　別の制御装置ないし指示ユニットに対するインタフェース
図５に図示の実施例に関して述べたことが相応に当てはまる。
【００７２】
Ｅ：　制御装置における安全措置
このシステムに設定されている安全性要求を厳守するために必要な措置は、図５の説明で「Ｅ」で述べた措置に相応している。この安全性要求を実現するために次のことが設定されている：
２つのモータＬＲＭ１およびＬＲＭ２に発生するすべての測定信号ＥＬＲＭ１およびＥＬＲＭ２並びに電力電子装置ＬＥＬＲＭ１およびＬＥＬＲＭ２のすべての測定信号ＥＬＥＬＲＭ１およびＥＬＥＬＲＭ２も３つの計算機モジュールＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３において検出される。検出された測定信号は計算機結合部ＫＨ１２，ＫＨ１３およびＫＨ２３を介して相互に交換されかつ相互に合理性について比較される。その場合それぞれの測定量に対して基準値が例えば２アウトオブ３多数決によって形成される。この手段によって１つの測定量の欠陥のある入力チャネルが一義的に位置特定される。欠陥のある入力チャネルは引き続く計算から排除される。同時に、この障害はエラーメモリにファイルされる。それから個々の測定量のこれらの基準値によってすべての３つの計算機モジュールにおいて別の計算が実施されるないしこの基準値は通信システムＫ１およびＫ２を介して通信データａＶＨとしてステアリングアクチュエータの計算機モジュールＲＭＶ１，ＲＭＶ２ないしＲＭＶ３によって用意される。
【００７３】
ステアリングホイールモータＬＲＭ１およびＬＲＭ２に対する駆動制御信号ＵＨ１およびＵＨ２の形成のための計算は同様にすべてのマイクロ計算機システムＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３において冗長的に実施される。結果はこの場合も結合パスＫＨ１２，ＫＨ１３およびＫＨ２３を介して相互に交換されかつ相互に合理性について検査される。遮断ストラテジーを導入するための実施形態の手法は制御信号ＵＨ１の計算の例に基づいて説明される。マイクロ計算機システムＲＭＨ１，ＲＭＨ２およびＲＭＨ３において計算された結果はＵＨ１１，ＵＨ１２およびＵＨ１３によって表される。計算機ユニットＲＭＨ１におけるこれらの結果の比較の際に、エラートレランス時間の経過後も引き続き生じている障害がＵＨ１１において特定されると、電力電子装置ｇＨ１１に対するおよびモータリレーｆＨ１１に対するイネーブル信号がディスネーブルにされかつ更にクラッチ制御のためのイネーブル信号ｈＨＫ１がリセットされる。計算機ユニットＲＭＨ３ないしＲＭＨ２における計算機結果ＵＨ１１，ＵＨ１２およびＵＨ１３の比較の際にＵＨ１１に障害が特定されると、相応にイネーブル信号ｇＨ３１，ｆＨ３１およびｈＨＫ３ないしｇＨ２１，ｆＨ２１およびｈＨＫ２がリセットされる。
【００７４】
制御信号ＵＨ１およびＵＨ２の釈放は、ステアリングホイールモータの電力電子装置に対する遮断論理ユニットＡＬＬＲＭ１ないしＡＬＬＲＭ２内でそれぞれイネーブル信号ｍＨ１ないしｍＨ２が生じているときようやく行われる。
【００７５】
制御信号ＵＨ１の活性化のためのイネーブル信号を形成するための論理回路は、ステアリングホイールモータＬＥＬＲＭ１の電力電子装置に対するイネーブル信号ｍＨ１に対して図１０に例示されている。これにより、ＲＭＨ１におけるＵＨ１の計算の際に発生した障害が計算機システムＲＭＨ１により識別されると直接電力電子装置ＬＥＬＲＭ１の遮断を招来するもしくはモジュールＲＭＨ２およびＲＭＨ３によるこの障害の共通の識別により間接的にこの電力電子装置の遮断を開始することが保証される。イネーブル信号はスタチックに実現されていてもよく、その場合切り換え移行の機能はリードバックによって監視される。このためにこのイネーブル信号はテストフェーズにおいてサイクリックにセットしかつリセットすることができる。別の実施形態はイネーブル信号のダイナミックな制御によって生じる。
【００７６】
図１１ａ）において障害のない作動時のこのような方法の信号ｇＨ１１，ｇＨ１２およびｇＨ２１の時間的な経過が図示されている。ここから結果的に生じるイネーブル信号ｍＨ１はその正しい時間的な順序においてウォッチドック・ユニットによって監視することができる。
【００７７】
図１１ｂ）ないし図１１ｄ）にはイネーブル信号に潜在的にある障害およびイネーブル信号ｍＨ１に対するその作用が図示されている。図１１ｂ）では信号はロー値に固定されておりかつ図１１ｃ）ではハイ値に固定されている。図１１ｄ）では障害作用が図示されており、それは中間信号ｖＨ１の、ハイ信号へのフリーズの結果として生じる。
【００７８】
モータリレーＡＬ−ＭＲＬＲＭ１に対する遮断ロジックの制御は、図１０に示されているように構成されている回路によって行うことができる。この場合イネーブル信号、信号ｇＨ１１，ｇＨ３１およびｇＨ２１に代わって、イネーブル信号、信号ｆＨ１１，ｆＨ３１およびｆＨ２１を使用すべきである。
【００７９】
クラッチユニットの制御は図１２の回路の実施形態によって行われる。クラッチはそれぞれ、コイルＳ１ないしＳ２の通電によってだけ開放された状態（ＳｂＷ作動）に保持することができるので、これにより、個々の障害が機械な歯復旧レベルへの即刻の移行を招来することにはならないことが保証される。それぞれの個別障害はイネーブル信号ｒＶ１，ｒＶ２，ｒＨ１およびｒＨ２を介してその都度、コイル電流回路の中断を招来するだけである。障害発生時における正しい機能を保証するために、サイクリックなテストフェーズにおいて走行作動期間中、個々のスイッチは状態開放に制御される。このようにして電流ｉＳ１ないしｉＳ２の経過の監視によって、確実な開放機能をテストすることができる。
【００８０】
この措置はフィードバック・アクチュエータに対しても相応に適用することができる。
【００８１】
これまで説明してきた制御装置ストラクチャは図１ａのステア・バイ・ワイヤ操舵システムに対しても適している。ハイドロリック復旧レベルにおいて必要な、畜圧器の監視が行われないだけである。しかしこのようなストラクチャに対して図示されている切換弁ＵＳＶはここではクラッチ制御部にとって代わることができる。このために必要な制御信号ｇＵＥＨおよびｇＵＥＵは障害発生時のハイドロリックな復旧レベルに対する形態に相応して発生されるので、障害の発生時に、直接的なステアリング操作が行われる機械的な復旧レベルへの確実な切換が行われることになる。
【００８２】
図面。その説明および特許請求の範囲で開示されるすべての特徴は個別にも組み合わせにおいても本発明にとって重要なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムと、ハイドロリック復旧レベルおよび電動ステアリング操作機構との略図である。
【図１ａ】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムと機械的な復旧レベルとの略図である。
【図２】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムと、ハイドロリック復旧レベルおよび２つの電動ステアリング操作機構との略図である。
【図３】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの機能線図と、電動ステアリング操作機構との略図である。
【図４】
ステア・バイ・ワイヤ操舵システムの機能線図と、２つの電動ステアリング操作機構との略図である。
【図５】
マイクロ計算機と別個の監視モジュールを備えた本発明で使用可能な制御装置の構成のブロック線図である。
【図６】
２つのマイクロ計算機とそれぞれ別個の監視モジュールを備えた制御装置の構成のブロック線図である。
【図７】
監視手段を自分で持っている２つのマイクロ計算機を備えた制御装置の構成のブロック線図である。
【図８】
３つのマイクロ計算機を備えた制御装置の構成のブロック線図である。
【図９】
本発明の別のステア・バイ・ワイヤ操舵システムの制御蔵置のブロック線図である。
【図１０】
電力電子装置ユニットのイネーブル信号を制御するための論理回路の略図である。
【図１１ａ】
電力電子装置ユニットのイネーブル信号のダイナミック制御の線図である。
【図１１ｂ】
電力電子装置ユニットのイネーブル信号のダイナミック制御の線図である。
【図１１ｃ】
電力電子装置ユニットのイネーブル信号のダイナミック制御の線図である。
【図１１ｄ】
電力電子装置ユニットのイネーブル信号のダイナミック制御の線図である。
【図１２】
クラッチを制御するための論理回路の略図である。
【図１】
2004511395.tif 000007
【図１ａ】
2004511395.tif 000008
【図２】
2004511395.tif 000009
【国際公開パンフレット】
2004511395.tif 000010
2004511395.tif 000011
2004511395.tif 000012
2004511395.tif 000013
2004511395.tif 000014
2004511395.tif 000015
2004511395.tif 000016
2004511395.tif 000017
2004511395.tif 000018
2004511395.tif 000019
2004511395.tif 000020
2004511395.tif 000021
2004511395.tif 000022
2004511395.tif 000023
2004511395.tif 000024
2004511395.tif 000025
2004511395.tif 000026
2004511395.tif 000027
2004511395.tif 000028
2004511395.tif 000029
2004511395.tif 000030
2004511395.tif 000031
2004511395.tif 000032
2004511395.tif 000033
2004511395.tif 000034
2004511395.tif 000035
2004511395.tif 000036
2004511395.tif 000037
2004511395.tif 000038
2004511395.tif 000039
2004511395.tif 000040
2004511395.tif 000041
2004511395.tif 000042
2004511395.tif 000043
2004511395.tif 000044
2004511395.tif 000045
2004511395.tif 000046
2004511395.tif 000047
2004511395.tif 000048
2004511395.tif 000049
2004511395.tif 000050
2004511395.tif 000051
2004511395.tif 000052
2004511395.tif 000053
2004511395.tif 000054
2004511395.tif 000055
2004511395.tif 000056
2004511395.tif 000057
2004511395.tif 000058
【国際調査報告】
2004511395.tif 000059
2004511395.tif 000060
2004511395.tif 000061
2004511395.tif 000062
2004511395.tif 000063
2004511395.tif 000064