Anforderungen an das Sicherheitskonzept von Lenksystemen mit Steer-by-Wire Funktionalitaet / Safety concept requirements of steering systems with steer-by-wire functionality

Namhafte Zulieferer und Automobilhersteller arbeiten an der Entwicklung von Steer-by-Wire (SbW) Systemen. Grund hierfuer sind die mittels SbW realisierbaren Funktionen mit denen der naechste Quantensprung in der Fahrzeugfunktionalitaet markiert werden wird. Bei der Konzeption eines serientauglichen Systems sind aber nicht nur funktionale Anforderungen zu beruecksichtigen, sondern auch Sicherheitsaspekte. Aus diesem Grund werden bei DaimlerChrysler bereits in der fruehen SbW-Konzeptphase Normalfahrer-Untersuchungen im SbW-Versuchstraeger und am DaimlerChrysler-Fahrsimulator in Berlin durchgefuehrt, um die Anforderungen an das Sicherheitskonzept von Steer-by-Wire Systemen zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass mit einem SbW-System mit fail-silent Eigenschaften kein spuerbarer Kundennutzen realisiert werden kann. Grund hierfuer ist, dass bereits kleine Spruenge in der Lenkuebersetzung beziehungsweise kleine Lenkwinkelfehler den Fahrer vor nicht loesbare Probleme in der Spurhaltung stellen. Der Lenkwinkelfehler ist als Differenzwinkel zwischen Lenkradstellung und Stellung der gelenkten Raeder nach Systemabschaltung definiert. Eine mechanische Rueckfallebene garantiert in diesem Zusammenhang keinen Uebergang in den sicheren Zustand, wie es fuer sicherheitsrelevante Systeme gefordert wird. Konsequenz hieraus ist, dass ein geeignetes SbW-System fehlertolerant ausgelegt werden muss. Nur so kann gewaehrleistet werden, dass bei Fehlfunktionen das Lenksystem den sicheren Zustand erreicht. Damit stellt SbW deutlich hoehere Anforderungen an das Systemkonzept als die bekannten Fahrdynamikregelsysteme und auch Brake-by-Wire. Dies kann in Anbetracht der Tatsache, dass die "Strasse erheblich laenger als breit ist" auch leicht nachvollzogen werden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Several suppliers and car makers are developing steer-by-wire (SbW) systems. Motivation are the functionalities which can be realised by SbW. SbW will mark the next quantum leap in the car functionality. In the conception of a SbW system that is ready for production, not only the functional aspects have to be considered but also the safety aspects. This is the reason why DaimlerChrysler makes already in an early concept phase of the SbW system investigations with non-expert drivers in a SbW test car and in the DaimlerChrysler driving simulator in Berlin to specify the safety concept requirements. The results show that by fail-silent designed SbW systems no functionalities with customer benefit can be realised. The reason is that already small changes in the steering ratio respectively small steering angle faults cannot be handled by the drivers and result in problems to keep the right lane. The steering angle fault is defined as differential angle between the position of the steering wheel and the front wheels after switching off the fail-silent SbW system. A mechanical backup guarantees in that context no transition to the safe state as it is required for safety relevant systems. Conclusion of DC investigations is that an appropriate SbW system has to be designed failtolerant. This is the only approach to make sure that the steering system will change directly to the safe state when failures occur. Thus Steer-by-Wire makes noticeable higher demands to the system concept as known driving dynamic systems (ABS, ESP) and even Brake-by-Wire. In consideration of the fact that "the road is much longer as broad" that can be easily understood. (A) Beitrag zum Themenbereich "X-by-Wire" der Tagung "Elektronik im Kraftfahrzeug" der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Baden-Baden, 27. und 28. September 2001.

  • Availability:
  • Authors:
    • FREITAG, R
    • MOSER, M
    • HARTL, M
    • KOEPERNIK, J
    • ECKSTEIN, L
  • Publication Date: 2001

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 837-54
  • Monograph Title: Elektronik im Kraftfahrzeug. Tagung der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Baden-Baden, 27. und 28. September 2001
  • Serial:
    • VDI-Berichte
    • Issue Number: 1646
    • Publisher: VDI Verlag GmbH
    • ISSN: 0083-5560

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01195785
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 7 2010 4:13PM