CN1630771A - 车辆控制方法和装置 - Google Patents

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H·福赫斯
J·梅维斯
T·林克
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Abstract

为了控制车辆，采用部分冗余的非接触式踏板传感器(1)。它借助非接触式传感器(4)和一个电子线路(5)产生至少两个冗余信号(S1、S2)。这些信号被输入控制装置和/或调整装置(3)并在那里进行似真性检查，以便识别出有缺陷的踏板值传感器(1)。为了改善在踏板值传感器(1)失效时的安全性以及为了改善诊断可能性而提出，通过一开关(2)测量踏板的某个位置并且借助该开关(2)产生一信号(S3)。随后，进行过该开关产生的信号(S3)与通过踏板值传感器产生的信号(S1、S2)的似真性比较。

Description

车辆控制方法和装置
技术领域
本发明涉及一种车辆控制方法，其中，通过一个传感器探测一踏板的位置，借助该传感器产生至少两个对应于该踏板位置的冗余信号，进行借助该传感器产生的冗余信号的似真性检查。
本发明还涉及一种车辆控制装置，它具有：一个测量一踏板的位置的传感器，借助该传感器产生至少两个对应于该踏板位置的冗余信号；一个用于控制和/或调整车辆的控制装置和/或调整装置，它可以执行该冗余信号的似真性检查。
背景技术
上述类型的方法在市场上是已知的。在那里，通过加速踏板来传递驾驶员愿望。此时，通过两个独立的电位计即所谓的踏板值传感器来识别加速踏板的位置。每个电位计随后将一个表示加速踏板位置的信号传输给控制装置。接着，在控制装置里结合冗余信号进行似真性检查，以便发现有误的踏板值传感器并且能采取适当措施。
在与安全相关的环境里，通常采用冗余系统，以便一方面提高一个系统失效时的安全性并且另一方面能够通过似真性检查来发现缺陷。于是，可以根据所发现的缺陷的类型和程度采取对应措施。
在上述类型的系统里，例如产生至少两个信号以便识别驾驶员愿望并且将它们传递给控制装置。此时，驾驶员愿望通过一个踏板如油门踏板、一个刹车踏板或离合器踏板和/或一个用于测量转向角度的和/或用于测量变速比预选值的机构来传递。
于是，控制装置采用冗余信号来识别缺陷，例如如DE10063584A1所述。
DE10006958C2公开了一种诊断双电位测量传感器的方法，它基于这两个初始信号的比较来识别有缺陷的传感器。
尤其为了控制车辆功率而也采用了这样的系统，即该系统包括一个电位计量的踏板值传感器和一个识别怠速位置的开关。在DE4339693A1中例如描述了这样的用于识别怠速位置的开关。
越来越多地在所谓的非接触式传感器里使用了非接触式位置传感器，位置传感器的信号通过一个电子线路来处理。该电子线路通常是编程的微处理器，它也被称为特定用途集成电路并且已经被集成到该传感器里。为了能够把由该传感器产生的信号传输给控制单元，通常借助一个也被集成到传感器里的输出级来放大。
在这里，分为全冗余系统和部分冗余系统。全冗余系统在每个传感器里具有两个用于信号处理的微处理器，每个微处理分别有一个输出级。在部分冗余系统里，只使用了一个用于信号处理的微处理器，在这里，经过处理的信号随后通过平行工作的输出级被传给控制装置。
虽然部分冗余系统的成本比全冗余系统低廉，但在微处理器失效时就没有了安全性。而全冗余系统尽管在一个微处理器失效时提供了更高的安全性，但它比较昂贵并且在这里也可能出现两个分系统同时失效的现象。因此，全冗余系统的全部失效不是完全不符合事实的，因为这两个分系统有着相同的结构并且局部紧挨着，因此，例如强电磁力或机械力总是作用于这两个分系统。
发明内容
本发明的任务是提出一种用于传感器且尤其是踏板值传感器的冗余方案，它一方面比全冗余系统成本更低地实现，另一方面，与部分冗余系统相比，它具有更高的缺陷诊断可能性。
为了完成该任务，本发明在上述类型的方法里建议，通过一个开关测量该踏板的某个位置并且借助该开关产生一个信号；对借助该开关产生的信号与借助该传感器产生的信号进行似真性比较。
在这里，该开关是一个与踏板值班传感器无关的机械电子装置。因此，踏板值传感器和开关同时失效的可能性降低并且整个系统的冗余性提高。同时，这样的开关很廉价，因此，可以成本低廉地实现更高的冗余性。
在该方法的一个有利改进方案里，如果识别出一个有缺陷的信号，则执行适当的措施来处理缺陷。
如果例如由于两个信号的比较而从部分冗余的踏板值传感器里发现一个缺陷，则开关信号还可以被用于决定适当的所谓“量身定做”措施。但开关参数的存在也能够识别出一个踏板值传感器的总失效。
如果踏板值传感器例如是加速踏板值传感器，它结合节气门踏板的位置来识别并传输驾驶员所需功率，则开关是一个怠速开关，因此，利用该开关能识别出节气门踏板是否主要由驾驶员操纵。因此，可以确定是否存在驾驶员所希望的功率或者是否车辆应怠速运转。如果在加速踏板值传感器的这个例子中提供了不统一的信号并且怠速开关显示出驾驶员没有提出功率要求，则控制装置例如出于安全考虑而采取措施使车辆怠速运转。
但如果在加速踏板传感器的信号不同时通过开关识别出驾驶员的功率要求，则控制装置可以例如使车辆以低功率运行，该低功率为驾驶员保证了原则上的但有限的机动性，例如以便能够离开交叉区域或者能够一直移到下个维修点。
就是说，所提出的冗余方案与全冗余方案相比的优点是，它不仅成本低廉地实现，而且在发现缺陷时能够按照缺陷类型采取适当措施。
在方法的一个优选实施例里，借助开关产生的信号直接被送入一个控制装置和/或调整装置。因此，直接或间接由开关产生的信号的传输与直接或间接地由踏板值传感器产生的信号无关。这又如此降低了整个系统失效的可能性，即附加传输机构的缺陷源被排除了。另外，由开关产生的信号的信号传输与可能出现在踏板值传感器的信号传输中出现的缺陷无关。
在本发明的方法中，有利的是，
-借助开关产生的信号与借助传感器产生的第一信号逻辑联接成一个组合信息；
-该组合信息被传给控制装置和/或调整装置；
-在控制装置和/或调整装置里选出表示借助传感器产生的第一信号和借助开关产生的信号并且与另一个借助传感器产生的信号进行比较，从而识别出一个有缺陷的踏板值传感器。
该实施例例如对在踏板值传感器和控制装置以及在开关和控制装置之间的模拟传输来说具有以下优点，即需要更少线路。这例如允许简单地改装已有的部分冗余系统，从而不需要在车辆中布设新线。
在一个实施例里，在模拟传输中，例如可使用一个开关，其中，所产生信号的第一电平在未接通状态下等于零位电平。开关的第二电平在接通状态下高于最高电平，踏板值传感器的第一输出级的信号可以处于该最高电平。因此，两个信号可以通过电平相加借助线路被输入控制装置里。
在控制装置里，接着比较是否在该线路上的电平高于对应的输出级信号所具有的最高电平。如果是，则从这开始开关处于接通状态。
通过线路加在控制装置上的信号随后减小该开关的电平并被认为是踏板值传感器的输出级信号。
另一实施例基于这样的系统，其中，一些部件通过总线系统相互通讯，就是说，信号进行数字化传输。在这里，踏板值传感器的第一信号与由开关确定的参数的组合具有数据量与这样的方法相比减少的优点，即在该方法里，开关所测定的参数直接通过总线系统来传输。
在这里，两个信号的组合大多很容易实现。如果为了传输信号例如采用了CAN，则踏板值传感器的输出级信号通过一连串比特在所谓的信息站里进行数字化传输。为了传输一个开关位置，通常唯一的比特就足够了。就是说，例如一个比特保存在每个由踏板值传感器输出级发出的信息站里以便传输开关位置就够了。
在本发明方法中，借助开关产生的信号最好提供关于踏板是否在怠速位置的信息。
如果例如根据部分冗余的踏板值传感器的输出级信号的比较发现了缺陷，则该信号可以被用于决定采取何种措施。
如果踏板是节气门踏板并且开关是在节气门踏板偏移时离开静止位置地触发一开关过程的怠速开关，则在识别出缺陷的情况下，在节气门踏板未踏下时，该控制装置的功率控制例如可以促使车辆以怠速功率运行。但如果在其它都一样的情况下怠速开关显示出节气门踏板被踏下，则控制装置的功率控制例如促使发动机转速被调节到高到恰好能够保证基本的机动性。
在本发明的方法里，有利地借助至少另一个开关来产生一个附加信号并且借助所有信号来识别有缺陷的踏板值传感器和至少一个有缺陷的开关。
例如，除了上述怠速开关外，还设有一些开关，通过这些开关识别驾驶员希望有中等功率和全功率的愿望。借助由这些开关获得的信息，在控制装置里在缺陷情况下控制不同的措施。另外，在该方法实施例里，在控制装置里也通过开关信号的似真性比较来识别有缺陷的开关。
例如进行踏板值传感器的输出级信号的比较，从而踏板值传感器里存在缺陷并通过三个识别加速踏板不同位置的开关来传输，首先不需要怠速，第二要求中等功率，第三要求全功率，因而控制装置例如可以很有可能假定实际上希望全功率并判断出于安全考虑而至少例如提供一半功率。
但如果在这种情况下第一开关指示需要怠速，则控制装置例如判断，除了所识别的踏板值传感器缺陷外，至少一个开关还提供了一个受干扰的参数，根据踏板值传感器的所识别的缺陷并出于安全考虑使车辆例如怠速运行或至少以很低的功率运行。
作为本发明任务的另一解决方案，基于上述类型装置地提出了：设有一个用于识别某个踏板位置的开关，借助该开关产生一个信号；控制装置和/或调整装置具有这样的机构，即借助该机构来执行对借助该开关和借助该传感器产生的冗余信号的似真性比较。
从以上描述的方法的上述优点中得到了该装置和以下实施例的优点。
在该装置的一个有利改进方案里，控制装置和/或调整装置具有这样的机构，即借助该机构能识别一个有缺陷的信号并且能够执行适当措施来处理缺陷。
在一个优选实施例里，开关直接通过线路与控制装置连结。
如此有利地构成本发明的装置，即：设有一些机构，以便使由传感器产生的第一信号与通过开关产生的信号逻辑联接成一个组合信息；设有一些机构，它们将该组合信息输入控制装置和/或调整装置；该控制装置和/或调整装置具有一些机构，以便将表示由传感器产生的第一信号和由开关产生的信号的的信息从组合信息中抽出来并且使该信息与另一个借助传感器产生的冗余信号做比较并识别出有一个缺陷的踏板值传感器。
在本发明的装置里，开关最好是一个怠速开关。
该装置的一个优选实施例包括至少另一个用于识别某个踏板位置的开关，借助这个开关产生一个信号，在该控制装置和/或调整装置里还有一些机构，以便借助所有信号识别出一个有缺陷的踏板值传感器和至少一个有缺陷的开关。
本发明以计算机程序的形式来实现是特别有意义的。此时，计算机程序能够在计算机上且尤其是微处理器上运行并适用于执行本发明的方法。就是说，在这种情况下，本发明通过计算机程序来实现，从而该计算机程序与该方法一样就是本发明，计算机程序适用于其实施。该计算机程序最好存储在存储件上。作为存储件，尤其可以使用随机存取存储器、只读存储器或闪存器。
附图说明
从以下对附图所示的本发明实施例的描述中得到了本发明的其它特征、应用可能性以及优点。在这里，所有描述的或示出的特征本身或在任何组合形式里都构成本发明的主题，这与其在权利要求书或其回引关系以及其在说明书中的描述或在附图中示出形式无关，其中：
图1是用于控制调整内燃机的装置的原理结构的示意图；
图2是部分冗余的踏板值传感器和一个开关的线路框图，其中该开关直接与控制装置连接；
图3是一个部分冗余的踏板值传感器和一个开关的另一线路框图，其中，通过开关产生的信号与该传感器的冗余信号组合；
图4是由一传感器和一开关产生的信号的似真性检查的流程图。
具体实施方式
在图1里是出了用于带有控制装置3的内燃机B1的原理结构的例子。内燃机B1包括一个气缸B3，一个活塞B2可运动地移动于气缸内腔里。在与活塞B2相对的气缸B3侧，有一个进气阀B5、一个排气阀B6以及一个用于喷油的喷油器B9和一个点燃燃油空气混合物的点火塞B10。在气缸B3内形成一个燃烧室B4，它通过气缸内壁(无标记)、活塞B2和进气阀B5和排气阀B6来界定。
喷油器B9通过一控制线14与控制装置连接。另外，在油箱B15上安装着燃油泵B16，燃油泵通过燃油管路B17与喷油器B9连接。点火线圈B14通过一个控制线路L5与控制装置3连接并且通过一个高压管路B7与点火塞B10连接。
进气道B7通过进气阀B5通入燃烧室B4。在进气到B7里，安装有一个节气门B11，它通过控制线路L2与控制装置3连接。在进气道里还设有一个用于测量节气门B11的位置的传感器B13。通过传感器B13产生的信号通过线路L3被送入控制装置3。
进气到B8通过进气阀B6通入燃烧室B4。进气道B8与一个带有排气净化装置B12的排气管路连接。另外，示出了一个用于测量踏板位置的踏板值传感器1。踏板值传感器1通过线路L1与控制装置连接。
图1所示内燃机的工作原理如下：
在进气阀B5打开的情况下，按照活塞B2的工作节奏，一个由节气门B11的位置影响空气体积的空气量经进气道B7进入燃烧室B4。在那里，通过喷油器B9喷入由控制装置3确定的燃油量。伺候，燃油空气混合物在燃烧室B4里通过在点火塞B10上产生的火花燃烧。
当尤其是车辆里的内燃机B1 B运转时，从踏板制传感器1起给控制装置3输入一个信号，该信号表示节气门踏板位置并进而表示驾驶员的功率要求。控制装置3接着通过线路L2和一个未示出的伺服驱动机构促使节气门B11处于某个位置。通过该位置传感器B13，控制装置3确定节气门位置是否对应于预定值。
在所示装置里，通过踏板值传感器确定的节气门踏板位置还通过控制装置被用于控制油量和喷油器B9将燃油喷入燃烧室B4的喷油时刻。另外，控制装置3通过线路L5和点火线圈B14控制点燃在燃烧室里的燃油空气混合物的时刻。
图2表示车辆装置装置20的第一实施例，它包括已如图1所示的部分冗余的非接触式踏板值传感器1和一个开关2，该踏板值传感器通过信号线12、13与控制装置3连接，该开关通过一信号线14a也与控制装置3连接。部分冗余的非接触式踏板值传感器1包括一个与踏板15连接的位置传感器4、一个部分冗余地构成的电子线路5。该电子线路5包括一个以编程微处理器(ASIC)的形式实现的信号处理装置6和两个输出级7、8。控制装置3包括一个存储器16和一个微处理器17，它们通过一总线系统18连结。
图2所示的装置这样工作：
由位置传感器4测量的信号S0通过线路9被输入信号处理装置6。信号S0随后通过线路10、11被平行地传输给输出级7、8并从那里通过线路12、13被输入控制装置3。线路2是一个所谓的怠速开关，它识别踏板是否在怠速位置上并且通过线路14a将成信号S3形式的信息传输给控制装置3。
通过线路12、13由踏板值传感器1传给控制装置3的信号S1、S2的比较允许控制装置3发现有缺陷的踏板值传感器1。如果踏板值传感器被发现是有缺陷的，则控制装置3利用由开关2通过线路14a传输的信息S3来诊断缺陷情况。
如果怠速开关2例如表示踏板15处于怠速位置，则在已经识别出信号S1、S2之间的偏差的情况下，控制装置采取措施使车辆怠速运行。而如果怠速开关2表示出驾驶员踩下踏板15，则控制装置3例如选择输出级7、8的对应于较低功率要求的信号S1或S2。
因此，怠速开关2提供一个附加的用于在有缺陷的踏板值传感器1时选择控制装置3的方法的判断准则。另外，在控制装置3相应编程的情况下，怠速开关3能够让驾驶员在踏板值传感器1全部失效时也能控制(但非常有限)车辆。
这例如可以这样做到，即控制装置3在踩下加速踏板时提供一个功率，该功率允许车辆原则上移动。
图3示出车辆控制装置的另一实施例。在这里，具有与图1所示实施例的区域、元件和框相同的功能的区域、元件和框具有相同标记。只要不是绝对必要，不再对其做详细描述。
在图3所示的装置里，通过开关2产生的信号S3没有直接输入控制装置3，而是与输出级8的信号S2a组合。此时，通过开关2产生的信号S3的电平被加到由踏板值传感器1产生的信号S2a的电平上。这通过信号传输段14b表示。如此出现的信号S2b随后通过线路13被输入控制装置3。
在这个实施例里，控制装置3包括机构，以便根据通过线路13被送入控制装置3的组合信号S2b抽取出表示原来由踏板值传感器1产生的信号S2a和由开关产生的S3的信息。
就是说，在这个实施例里，一个已有的部分冗余的非接触式踏板值传感器1与一个开关2组合。这加强了缺陷识别并且改善了缺陷诊断可能性，而又不必布设从开关2到控制装置3的新线路。
图4表示图2或图3所示装置的运行方法的一个非常简化的流程图，可以借此在车辆的控制装置3里进行信号S1、S2和S3的简单的似真性检查。
在图4所示的方法里，开关2占主导地位。这意味着，对选择适当的功率控制来说，通过开关2产生的信号S3总是其决定性作用。同时，在这个例子里假定在控制装置3输入的信号S3是无缺陷的。
一旦内燃机起动了，则例如开始似真性检查。在第一询问步骤PS1里检查点火是否启动。如果未启动，则似真性检查结束。但如果点火启动了，则首先在步骤PS2里提供一个形式适当的信号S1、S2、S3，例如作为记录在微处理器17中的二进制编码参数。
在询问步骤PS3里检查，由开关2产生的信号S3是否标志怠速要求。如果是，则在程序步骤PS4中将一个表示内燃机功率额定值的值LS设定到一个对应于怠速的值。在这里，为这个简单的实施例选择的开关2主导性清楚可见。在此，进行内燃机的功率调整，而不用考虑由踏板值传感器1产生的信号。
如果信号S3表示出怠速愿望，则转到询问步骤PS5。在那里检查信号S1和信号S2是否表示同一踏板值。如果是，则踏板值传感器被认为无缺陷。在程序步骤PS6里，由信号S1和信号S2传递的功率要求作为额定值被接收。
如果不是，则踏板值传感器被认为有缺陷。但由于开关以信号形式提出功率要求，所以，在程序步骤PS7里，额定值LS被设定到一个预定值，该预定值确保车辆的机动性。

Claims (15)

1、一种车辆控制方法，其中，
-通过一个传感器(1)探测一踏板的位置，
-借助该传感器(1)产生至少两个对应于该踏板位置的冗余信号，
-进行借助该传感器(1)产生的冗余信号的似真性检查，其特征在于，
-通过一个开关测定该踏板的某个位置并且借助该开关产生一个信号，
-进行借助该开关产生的信号与借助该传感器产生的信号的似真性比较。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果识别出一个有缺陷的信号，则执行适当的缺陷处理措施。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助该开关(2)产生的该信号被直接输入一个控制装置和/或调整装置(3)中。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-借助该开关(2)产生的该信号与借助该传感器产生的第一信号逻辑联接一个组合信息；
-该组合信息被传输给该控制装置和/或调整装置(3)；
-在该控制装置和/或调整装置里，抽选出表示借助传感器(1)产生的第一信号和借助该开关(2)产生的信号的信息并且与其它借助传感器(1)产生的信号进行比较，从而识别一个有缺陷的踏板值传感器。
5、如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，借助该开关(2)产生的信号提供了一个关于踏板是否在怠速位置上的信息。
6、如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，借助至少另一个开关产生一个附加信号，借助所有信号来进行有缺陷的踏板值传感器(1)和至少一个有缺陷的开关的识别。
7、一种车辆控制装置，它具有：
-一个测量一踏板的位置的传感器，借助该传感器产生至少两个对应于该踏板位置的冗余信号；
-一个用于控制和/或调整车辆的控制装置和/或调整装置(3)，它能执行该冗余信号的似真性检查，其特征在于，
-设有一个用于识别踏板的某个位置的开关(2)，借助该开关产生一个信号；
-该控制装置和/或调整装置(3)具有一些机构，利用这些机构能执行通过开关(2)和通过该传感器产生的冗余信号的似真性比较。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，该控制装置和/或调整装置(3)具有一些机构，通过这些机构能够识别有缺陷的信号并且能执行适当的缺陷处理措施。
9、如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，该开关(2)直接通过一线路(14a)与该控制装置连结。
10、如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，
-设有一些机构，以便使借助传感器(1)产生的信号与借助开关(2)产生的信号逻辑联接成一个组合信息；
-设有一些机构，它们将组合信息输入该控制装置和/或调整装置(3)；
-该控制装置和/或调整装置(3)有一些机构，以便从组合信息里抽取出表示借助传感器(1)产生的信号和借助开关(2)产生的信号的信息，该信息与另一个借助传感器产生的冗余信号进行比较并且识别出有缺陷的踏板值传感器。
11、如权利要求7-10之一所述的装置，其特征在于，该开关(2)是一个怠速开关。
12、如权利要求7-11之一所述的装置，其特征在于，该装置包括至少另一个用于识别踏板(15)的某个位置的开关，通过该开关产生一个信号，该装置在该控制装置和/或调整装置(3)中有一些机构，以便通过所有信号来进行有缺陷的踏板值传感器(1)和至少一个有缺陷的开关(2)的识别。
13、一种计算机程序，它能够在计算机且尤其是微处理器(17)上运行，其特征在于，当它在该控制装置和/或调整装置(3)上运行时，该计算机程序适用于执行如权利要求1所述的方法。
14、如权利要求13所述的计算机程序，它能在计算机且尤其是微处理器(17)上运行，其特征在于，当它在该控制装置和/或调整装置(3)上运行时，该计算机程序适用于执行如权利要求2-6之一所述的方法。
15、如权利要求11所述的计算机程序，其特征在于，该计算机程序存储在存储件(16)上，尤其是存储在随机存取存储器、只读存储器或闪存器上。
CNA038035278A 2002-10-19 2003-07-11 车辆控制方法和装置 Pending CN1630771A (zh)

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