CN100346136C - 用于监控至少一个传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于监控至少一个传感器的方法。在此传感器的故障字传输到控制器并且充分利用表征其它不同故障模型的信息，以便通过处理器实现对这个参数的一个匹配的应答。在此除了故障以外也一起传输异常的运行状态。在控制器-使用状态中获得不同的故障模型，并通过一个逻辑表格导致故障模型特殊的系统反应。

Description

用于监控至少一个传感器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于监控至少一个传感器的方法。

背景技术

US5723858A公开了一种位置编码器的故障检测器，当数个传感器中的一个或多个传感器出现故障或者位置编码器的旋转元件被损坏时，来自位置传感器的位置信号中就会出现非法状态。一旦出现非法状态，故障检测器就发出故障信号。机器控制器响应该故障信号以停止机器的运转。

US5422965A公开了一种气囊操作装置，其CPU执行对故障的检测。CPU模块根据数个不同版本的冲撞辨别程序提供的结果确定冲撞传感器的信号是否是要发生一次冲撞。

DE10062839A公开了一种传感器的设置，该传感器检测电源电压是否超出范围，这由一个一位信号指示。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于监控至少一个传感器的方法。，

上述用于监控至少一个传感器(1)的方法，包括通过至少一个参数构成用于监控的故障模型，其中所述至少一个参数具有至少一个故障报警和/或至少一个传感器信号和/或一个汽车部件的至少一个状态信号，所述传感器是旋转速率传感器，所述传感器传输具有不同故障模式的组合的故障字到一个处理器，所述故障模式显示至少一个传感器参数位于预定范围以外，在传感器内部实施传感器监控。

通过某个故障报警可以对于一个故障模型(Fehlermuster)实现一个匹配的反应，并避免在一个传感器的每个故障时不允许利用传感器信号，或者避免系统识别到一个持久的传感故障并因此识别到一个系统缺陷。因此不警觉地估计这些故障，这些故障不意味着持久的传感器损伤并以可能的方式甚至归因于尽管极少、但可能的运行状态。对此例如是电磁的干扰耦联和由锤击引起的振动。为此改进系统的效率或灵敏性，这将减少控制器数据场中断的可能性。尤其是通过本发明能够通过匹配和应用到各自的目标控制器和汽车而更好地满足关于触发参数和故障管理方面的不同的系统要求以及用户要求。

这样一方面可提高整个系统的工作效率和牢固性，另一方面可减少数据场故障率，因为由于对故障模型的认识更加深入，所以不必在所有的故障模型中识别出一个全部故障。此外，本发明之所以有利是因为在回拉系统的研发和试验阶段可以易于发现故障和进行最佳化。然而本发明也可以应用在一些使用传感器的另外的汽车应用领域中，尤其是在行驶动态调节和导航之中是特别有意义的。

特别有利的是，所述参数、由其构成故障模型的参数包括至少一个故障报警和/或至少一个故障报警或故障的时间间隔和/或要被监控传感器的至少一个传感器信号和/或至少另一传感器的至少另一传感器信号和/或一个汽车部件的至少一个状态信号。因此能够精确地分析故障，该故障尤其可以通过一个所谓的查看表格、即一个表单来消除。故障模型通过在控制器的处理器中的查看表格产生，并可以相应地进行分析。尤其是由此能够使控制器识别出是否涉及一种持续故障，以及故障的严重程度。

尤其具有优点的是，使用一个旋转速率传感器，其中将一个8位字的故障字-在这里配有缩写MONI-按一个16位帧建进行传输。在此在这个字中通过标志来表征故障形式或模式。也就是说，已经识别出来的不同的故障模式和异常的运行状态通过这个字来显示。故障模式显示至少一个传感器参数位于预定范围以外。在传感器内部实现传感器参数监控。通过两个或多个不同的MONI读取指令，字MONI可以相应地通过双倍或几倍的信息占用。

如果在这样一种监控时识别出一个故障，则将一个各自的值分别置于各自的寄存器中。也就是说，一个故障寄存器被一个逻辑1占用。如果不再识别这个故障，则使各自的寄存器复位。也就是重新置为逻辑0。

此外有利的是，传感器本身设置在控制装置的壳体之内。然后传感器通过数字接口和控制装置的处理器最好通过SPI(序列外设接口-SerialPeripherial Interface)导线相互连接。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并在下面的描述中详细说明。

附图示出：

图1按照本发明的控制器的方框图，

图2按照本发明的数据电码，

图3所谓的查看表，

图4按照本发明方法的方框图，

图5按照本发明方法的流程图。

具体实施方式

旋转速率传感器和其它传感器一样，在被动式的汽车保险装置中越来越多地用于电子回拉系统。旋转速率传感器是用于检测翻车过程和类似的故障过程、如地面绊倒(Soil Trip)的核心组件。

在回拉系统中使用的旋转速率传感器一般具有一个传感器内部的功能监控，即一个所谓的监听功能。如果识别出一个可能由不同原因引起的故障或干扰状态，则在模拟传感接口的情况下通过一个逻辑信号(故障、非故障)传达到系统、一个传感器电路板、一个控制器、一般为一个微处理器或一个保护半导体。

数字传感器提供在技术上相对简单的转换可能性，将不同的故障和干扰状态通过固定分配的数据字传输给系统。在此对每个位附设一个故障标志，该标志又分配给一个传感器内部的电路块或测量参数。如果并且只要不同的被监控的传感器内部测量参数推测出一个相应的传感器数据为非许用值，则传感器内部的监控功能一般都会起动。与传感器分析电路、传感器功能模块相关，所述原因是多种多样的。

对于干扰状态或故障状态的可能原因是：

对于用于汽车系统的旋转速率传感器由原理引起的振荡或机械的干扰敏感性是一个具有特征的、在传感器应用中要考虑的特性。只要不产生机械衰减，系统的效率就可以模仿。机械的衰减意味着特别高的研发、成本和制造费用。干扰或剧烈的振荡可能使传感器元件如此强烈地被干扰，使得传感器内部的调节在一定的时间中不再起作用，并且使传感器位于其特殊功能区的外部。其它的干扰可能性例如是电磁干扰耦联。故障在传感器本身中或在应用电路中同样可能对于系统功能有损害。根据旋转速率传感器故障、干扰形式并且也根据传感器的使用环境，影响是不同的，所述使用环境是布线、电路板和汽车结构。

到目前为止，旋转速率传感器-监听功能仅在系统方面用于基本的故障识别。也就是说传感器是正常还是不正常。回拉系统必要时根据其反应通过故障报警的时间间隔来辨别旋转速率传感器是否存在故障。不存在将各系统反应谐调到不同故障信号上的意义上的应用。

因为系统方面没有对不同的故障模型进行分类，并且也没有考虑应用环境，所以必须按照“设想最坏情况”原则进行。一个通过监控功能作为缺陷识别出的状态的结果是不允许使用传感器信号，或者系统识别到一个持续的传感器缺陷，并且因此判断为系统故障。那些并非意味着对于传感器有损坏的干扰和对于可能是由虽然稀少但可能是由于运行状态引起的干扰通常预测得过于严格。这限制了系统的工作效率和敏感度，增加了可能是不必要的控制器-场故障的概率。

因此按照本发明使用一个由传感器传输到系统、最好是控制器的一个处理器的故障字，该故障字具有不同故障模式的组合并且将一个关于故障形式和故障原因的精确信息传输给系统。使得系统进行一个匹配于这种故障字的反应。

已经处于研发和应用状态的回拉系统的电子系统获得在不同的故障和干扰原因时产生的故障模型。因此可以填满所谓的查看表格。在此各故障模型可以由故障信号或故障字、故障状态字、故障信号的时间间隔、传感器输出信号和其它在系统中提供的传感器信号以及其它状态信息组合在一起。系统可以通过使用这种查看表格对测试的各故障模型作出反应。陌生的或通过试验不能肯定的故障模型视为最坏的情况。通过考虑分别校正存在的汽车环境能够进一步提高故障和干扰原因的察觉力。

实际上为了使用本发明的前提条件是一个数字化传感器接口。只以此就可以以正当合理的费用将大量的不同故障和干扰模式或模型、还有它们在一个传感器中出现的组合传输给系统。例如在这里使用双向的SPI接口。

图1以一个方框图示出按照本发明的控制器。一个传感器1位于一个控制器10中，该传感器通过一个数字导线6与一个处理器7连接。处理器7通过一个数据输入/输出端与一个存储器8连接。通过一个数据输出端使处理器7与一个回拉系统9连接。一个用于接收一个测量参数、如旋转速率或旋转加速度的传感元件2位于传感器1中。为此对于传感元件可以首先是一个微型机械的传感器结构。传感元件2连接在一个功能和监控组件3上，在该组件中另外可以实现传感信号的模数转换、必要时驱动和调节传感元件和传感器内部的监控和监听功能。功能和监控组件3通过一个数据输出端与发送组件4连接。发送组件4连接在数字导线6上，该导线在这里由SPI导线构成。在SPI上也可以连接一个或其它的传感器5，该传感器通过SPI传输的信号也进入故障模型中。

图4表示，在这里处理哪些测量参数。一方面，作为8位字码传输的旋转速率传感器自身的故障字17用于产生故障模型。一个参数18给出各故障信号的各自的时间间隔。一个参数19给出传感器值，它通过传感元件2获得。这个传感元件也监控其功能。通过一个参数20必要时一起处理其它传感器5的数值。它们也可以给出一个用于故障信号的似然性(Plausibiliitaet)。参数21又提供回拉系统或其它汽车组件的其它状况信息。它们也进入产生故障模型。这些输入参数通过一个存储的查看表格、即一个用于产生故障模型的矩阵被分析组件4使用。由此输入参数确定矩阵的行和列并在方框22中产生故障模型，其中在传输到处理器7之后系统在方框23对此作出反应。处理器7也通过其存储器8用于对于故障模型进行解码，使得处理器7明确哪些故障已经输送到这个故障模型。如果出现在处理器7中为陌生的故障模型时，则推断出一个最坏的情况，即推断出一个传感器故障。据此处理器识别出与这个传感器故障有关的分系统故障并将相应的措施导入。

图3示意地示出一个这样的矩阵，它在这里称为查看表格。在栏14和13中呈现输入参数并在区域15中呈现故障模型，该故障模型属于这些输入参数。

图2示意地示出一个16位数据构思，它分布在第一部分12和第二部分11中。在第二部分11中传输故障字11(MONI)。在这里可以传输两个故障字。故障字1通过读取指令1被读出，故障字2通过读取指令2被读出。

图5以一个流程图示出按照本发明的方法。如上所述，在方法步骤24中借助于方框16中的输入参数17至21通过图3的查看表格产生故障模型。该故障模型在方法步骤25中传输到处理器7。在方法步骤26中产生处理器对这个故障模型的反应。

传感器1也可以选择地位于控制器10的外部。代替只有一个传感器也可以使用和监控多个不同类型的传感器。除了在这里谈到的回拉系统以外，其它的汽车系统-例如一个行驶动态系统或导航系统也适合于本发明。

Claims (5)

1.一种用于监控至少一个传感器(1)的方法，其中通过至少一个参数构成用于监控的故障模型，其中所述至少一个参数具有至少一个故障报警和/或至少一个传感器信号和/或一个汽车部件的至少一个状态信号，所述传感器是旋转速率传感器，所述传感器传输具有不同故障模式的组合的故障字到一个处理器，所述故障模式显示至少一个传感器参数位于预定范围以外，在传感器内部实施传感器监控。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器信号被至少两个传感器利用。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(1)将故障模型传输到一个处理器(7)，其中该处理器(7)根据故障模型分析传感器(1)的传感器信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感器信号用于一个回拉系统(9)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传感器信号被输送到一个行驶动态系统或导航系统。

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