一种用于容错地分析机动车转向装置的马达控制单元的至少四个冗余的传感器信号(S1a，S2a，S1b，S2b)的分析装置，包括两个彼此冗余地构造的控制单元(2a，2b)，所述控制单元分别具有至少两个输入端(3a，4a；3b，4b),一个输出端(5a,5b)和一个通信接口(6a,6b)，所述输入端分别用于接收冗余的传感器信号(S1a，S2a，S 1b，S2b)中的一个，所述输出端用于输出信号(A1，A2)的输出，所述通信接口与相应另一控制单元(2b，2a)的通信接口(6b，6a)连接以分别用于传输和接收交换信号(Ex1，Ex2)，以及具有逻辑电路(7a，7b)，所述逻辑电路构造为根据在输入端(3a，4a；3b,4b)和通信接口(6a,6b)上接收的信号(S1a,S2a,Ex2；S1b,S2b,Ex1)之间的成对比较从这些信号(S1a,S2a,Ex2；S1b,S2b,Ex1)中选择输出信号(A1，A2)和交换信号(Ex1，Ex2)并且借助选择电路(8a,9a；8b,9b)将其接通到输出端(5a,5b)并相应地接通到通信接口(6a,6b),以及一种具有这种分析装置的机动车转向装置。一种具有这种分析装置的机动车转向装置。一种具有这种分析装置的机动车转向装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于容错地分析用于机动车转向装置的马达控制器的传感器信号的分析装置和机动车转向装置
[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于容错地分析用于机动车转向装置的马达控制器的至少四个冗余的传感器信号的分析装置，以及一种根据权利要求12的前序部分所述的机动车转向装置。
技术介绍
[0002]机动车转向装置是安全关键的系统，乘客的身体完整性直接取决于该装置的运行安全性和故障安全性。转向装置的突然失效或者意外的转向行为可能导致车辆乘客的具有严重后果的事故。出于这些原因，对安装的部件的安全性提出了高要求。这尤其适用于设计为线控转向系统的机动车转向装置。
[0003]在机动车的线控转向系统中，在由驾驶员操作的方向盘与转向的车轮之间不再存在机械连接。相反，转向的车轮的位置由电子控制的转向致动器调节，以在期望的路径上引导车辆。为此，连接到转向轴的转向角传感器提供表示驾驶员的转向意图的预期位置信号。转向致动器然后通过具有足够功率和带宽的位置调节器利用转矩请求信号控制，使得转向的车轮被调节到预期位置。在转向系统功能失效或故障的情况下，不再为驾驶员提供机械备用层(R
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ckfallebene)，以便使车辆保持在期望的轨迹上。因此，所使用的部件和传感器以容错的方式构造，从而尽管发觉各个部件出现功能，但是仍然可以进行安全的继续运行。
[0004]对机动车中与安全相关的电气/电子部件的功能安全的要求在ISO 26262中以四个等级ASIL A至D(汽车安全完整性等级)进行分级。对于线控转向或者自主转向的车辆来说需要越来越多的满足最高安全级别ASIL D的部件。
[0005]由US 7 254 470 B2已知一种用于产生用于车辆转向装置中的马达控制器的容错的传感器信号的方法和装置。在此，接收至少三个传感器信号，这些传感器信号表征待监控的参数，由此产生多个参数对信号并且从这些参数对信号中选择一个，以便由此产生所测量的参数信号。根据US 7 254 470 B2规定，传感器信号满足不同的已知的特性并且因此在完整的功能性的情况下彼此处于已知的关系。根据所产生的对信号可以产生诊断信号，诊断信号在错误情况下显示错误。不利的是，已知的装置在三个传感器信号的情况下最大能够容忍一个错误。在传感器信号数量较大时，要产生的对信号的数量增加，并且因此数据处理耗费显著增加，由此使装置的反应速度降低和/或所需的结构空间增加。另一个缺点是，虽然装置对于有错误的传感器信号是容错的，但是错误无法在分析传感器信号的控制器中被补偿。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术的目的在于，提出一种用于容错地分析用于机动车转向装置的马达控制器的至少四个冗余的传感器信号的分析装置，通过该分析装置在结构耗费小的同时提高机动车转向装置的故障安全性和运行安全性。
[0007]该目的通过具有权利要求1的特征的分析装置和具有权利要求12的特征的机动车转向装置实现。
[0008]由此实现一种用于容错地分析用于机动车转向装置的马达控制器的至少四个冗余的传感器信号的分析装置，所述分析装置包括两个彼此冗余地构造的控制单元。控制单元分别具有至少两个用于分别接收冗余的传感器信号中的一个的输入端，用于输出信号的输出的输出端和通信接口以及逻辑电路，该通信接口与相应另一控制单元的通信接口连接以用于分别传输和接收交换信号。相应的逻辑电路被构造用于根据在输入端和通信接口处接收的信号之间的成对比较从这些信号中选择输出信号和交换信号并且借助选择电路将其接通到输出端并相应地接通到通信接口。
[0009]以这种方式提供一种确保传感器信号的冗余地分析的分析装置，其基于两个优选对称构造的，故障安全的相互通信的控制单元。每个控制单元提供数据分析通道，其基于至少两个输入信号和交换信号确定输出信号。通过输出两个冗余的输出信号，数据分析通道的冗余能够延伸至机动车转向装置的马达控制器，以便转向装置配备连贯的冗余地构造的控制系统。这样，使得马达控制器能够根据输出的输出信号检查分析装置的功能性。具有这种结构的分析装置实现了在结构空间和部件需求很小的同时对冗余的传感器信号的兼容ASIL D的分析。
[0010]冗余的传感器信号可以在功能正常的传感器中相同地构造。但是为了实现多样化的冗余也可以规定，传感器信号不同地构造并且例如基于不同的测量原理、却代表相同的物理测量值。在这种情况下，可以在逻辑电路中设置转换单元，该转换单元适用于将用于成对比较和输出的传感器信号转换成共同的格式。
[0011]优选地，传感器信号来自转矩传感器和/或转角传感器，它们被设置用于记录可由机动车驾驶员操作的转向操纵装置的转向状态。
[0012]机动车转向装置例如可以构造为机动车助力转向装置或者线控转向系统。
[0013]在优选实施方式中，逻辑电路构造为选择在各个控制单元的输入端处接收的传感器信号中的一个作为输出信号，其通过至少一个成对比较被确认。分析装置的该构造基于如下假设，即，直接传输给输入端的、比由另一控制单元传输的交换信号具有更高可靠性的传感器信号是无错误的，所述交换信号例如可能由于传输错误或另一控制单元的错误而受到影响。因此，在该实施方式中，交换信号仅在施加到相应控制单元的输入端的传感器信号彼此不同时才用于识别正确的输入信号。
[0014]此外优选地规定，逻辑电路构造用于，当仅存在负面的成对比较时，在相应的控制单元的输出端上输出第一错误信号。通过输出错误信号可以信号告知后续的马达控制器，在相应的数据处理通道中存在错误。错误信号也可以是恒定的电平，例如零信号。错误信号也可以用于将诊断信息传递到马达控制器。
[0015]根据另一优选实施方式，逻辑电路构造为选择在相应控制单元的输入端处接收的传感器信号之一作为交换信号，其在与在控制单元的另一输入端处接收到的传感器信号进行的成对比较中被确认，或者作为在控制单元的输入端处接收的唯一的传感器信号在与通过通信接口接收的交换信号的成对比较中被确认。通过这种构造确保了，只有当在输入端处接收的信号中的一个证实至少一个成对比较为可靠时，才将交换信号输出到通信接口处。在此，在输入端处接收的信号的一致性被更强地加权，使得接收的交换信号无法质疑该
一致性。如果输入信号与所接收的交换信号一致，则相反要额外地检验，交换信号同时与另外的输入信号不一致，该另外的输入信号与第一输入信号的成对比较是负面的。
[0016]此外优选地规定，逻辑电路构造为，当在相应的控制单元的输入端处接收的传感器信号之间仅存在负面的成对比较并且与在相应的通信接口处接收的交换信号的成对比较中没有或有多个在相应的控制单元的输入端处接收的传感器信号被确认时，在相应的控制单元的通信接口处输出第二错误信号。因此，第二错误信号的输出对于以下情况是有利的，即没有输入信号可以在其可靠性方面被确认并且因此不能验证作为交换信号。通过错误信号可以通知第二控制单元，在传感器和/或控制单元中存在错误。只要第二错误信号不同于零信号，另一控制单元就可以明确地识别，是否存在控制单元的错误本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于容错地分析用于机动车转向装置的马达控制器的至少四个冗余的传感器信号(S1a，S2a，S1b，S2b)的分析装置，所述分析装置包括两个彼此冗余地构造的控制单元(2a，2b)，所述控制单元分别具有至少两个输入端(3a，4a；3b，4b),并且分别具有输出端(5a,5b)和通信接口(6a,6b)以及逻辑电路(7a，7b)，所述输入端分别用于接收冗余的传感器信号(S1a，S2a，S1b，S2b)中的一个，所述输出端用于输出信号(A1，A2)的输出，所述通信接口与相应另一控制单元(2b，2a)的通信接口(6b，6a)连接以分别用于传输和接收交换信号(Ex1，Ex2)，所述逻辑电路构造为根据在输入端(3a，4a；3b,4b)和通信接口(6a,6b)上接收的信号(S1a,S2a,Ex2；S1b,S2b,Ex1)之间的成对比较从这些信号(S1a,S2a,Ex2；S1b,S2b,Ex1)中选择输出信号(A1，A2)和交换信号(Ex1，Ex2)并且借助选择电路(8a,9a；8b,9b)将其接通到输出端(5a,5b)并相应地接通到通信接口(6a,6b)。2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述逻辑电路(7a，7b)构造用于将在相应的控制单元(2a，2b)的输入端(3a，4a；3b，4b)处接收的传感器信号(S1a，S2a，S1b，S2b)中的一个选择作为输出信号(A1，A2)，所述输出信号通过至少一个成对比较确认。3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述逻辑电路(7a，7b)构造用于当仅存在负面的成对比较时，在相应的控制单元(2a，2b)的输出端(5a，5b)上输出第一错误信号(F1)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的分析装置，其特征在于，所述逻辑电路(7a，7b)构造用于，将在相应的控制单元(2a，2b)的输入端(3a，4a；3b，4b)处接收的传感器信号(S1a，S2a，S1b，S2b)中的一个选择作为交换信号(Ex1；Ex2)，所述交换信号在与控制单元的另一输入端(4a，3a；4b，3b)上接收的传感器信号(S2a，S1a，S2b，S1b)的成对比较中被确认或者作为控制单元(2a，2b)的输入端(3a，4a；3b,4b)上接收的传感器信号(S1a，S2a；S1b,S2b)中的唯一一个在与经由通信接口(6a，6b)接收的交换信号(Ex2，Ex1)的成对比较中被确认。5.根据权利要求1至4中任一项所述的分析装置，其特征在于，所述逻辑电路(7a，7b)构造为，当在相应的控制单元(2a，2b)的输入端(3a，4a；3b，4b)上接收的传感器信号(S1a，S2a；S1b，S2b)之间仅存在负面的成对比较，并且在与相应的通信接口(6a，6b)上接收的交换信号(Ex2，Ex1)的成对比较中没有或有多个在相应的控制单元(2a，2b)的输入端(3a，4a；3b，4b)上接收的传感器信号(S1a，S2a；S1b，S2b)被确认时，则在相应的控制单元(2a,2b)的通信接口(6a,6b)上输出第二错误信号(F2)。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：陶马什，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：
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