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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Sensors, insbesondere
eines Pedalwertgebersensors für
ein Kraftfahrzeug, der ein erstes Signal und zumindest ein gleichwertiges
zweites Signal liefert.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Diagnose eines Sensors,
insbesondere eines Pedalwertgebersensors für ein Kraftfahrzeug, der ein
erstes Signal und zumindest ein gleichwertiges zweites Signal liefert.
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Insbesondere
im Zusammenhang mit Sensoren, die zur Überwachung von sicherheitsrelevanten
Einrichtungen eingesetzt werden, ist es bekannt, Sensoren vorzusehen,
die zwei gleichwertige Signale zur Verfügung stellen. Zur Diagnose
derartiger Sensoren ist es weiterhin bekannt, die Differenz der beiden
vom Sensor gelieferten Signale zu bilden und den Betrag dieser Differenz
mit einem gegebenen Schwellenwert zu vergleichen. Im fehlerfreien
Fall ist diese Differenz betragsmäßig kleiner als der vorgegebene
Schwellenwert, so dass bei einer Überschreitung des Schwellenwerts
von einem Fehlerzustand ausgegangen werden kann. Dieses bekannte
Verfahren ist jedoch nicht in Fällen
anwendbar, in denen die beiden Signale asynchron sind, da die Differenz
der beiden Signale in einem derartigen Fall aufgrund der Zeitverzögerung auch
im fehlerfreien Fall betragsmäßig große Werte
annehmen kann.
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Das
dem Stand der Technik angehörende Dokument
DE 297 21 751 U1 beschreibt
ein Verfahren zur Diagnose eines Sensors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Sensors gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 7.
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Aus
dem dem Stand der Technik angehörenden
Dokument
DE 33 28 450
A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung von Messfühlern bekannt.
Bei diesem bekannten Verfahren werden die für die Betriebsbedingungen einer
Brennkraftmaschine repräsentativen
in einer Überprüfungseinheit
elektrisch erfassten Messsignale statisch überwacht. Die Messsignale werden
hinsichtlich ihrer physikalischen, technisch sinnvollen und im zulässigen Bereich
liegenden Messwerte überprüft, und
bei einer Fehlererkennung wird eine dem entgegenstehende Maßnahme eingeleitet,
wobei die zyklisch erfassten Messsignale hinsichtlich ihrer Messwertänderung
von einem Abfragezyklus zu einem darauf folgenden überprüft und nur
dann akzeptiert werden, wenn die Messwertänderung innerhalb zulässiger Grenzen
liegt. Insbesondere wird im Rahmen der Fehlererkennung für ein fehlerbehaftetes
Messsignal eine auf einem einzigen Fahrpedal-Stellungssignal basierende Auswertung vorgenommen.
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Weiterhin
sind aus dem Dokument WO 00/48882 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Überwachung
einer Mehrzahl von einen Prozess erfassenden Sensoren, insbesondere
für ein
ESP-System für
Fahrzeuge, bekannt. Insbesondere wird ein Ergebnis der Mehrzahl
von Sensoren auf Plausibilität überprüft, indem
unterschiedliche, nicht gleichwertige Sensorsignale miteinander
in Beziehung gesetzt werden.
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Die
Druckschrift
DE 199
39 872 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Sensorüberwachung,
insbesondere für
ein ESP-System für
Fahrzeug. Im Speziellen wird eine zyklisch-sequentielle Überwachung
des Verlaufs von Ausgangssignalen der einzelnen Sensoren durchgeführt, indem
aus aktuell nicht zu überwachenden
Prozessführungsgrößen und
Prozessmessgrößen mit
Hilfe eines Mehrfachprozessmodells für einen Normalbetrieb analytische
Redundanzen erzeugt werden, aus denen mit dem aktuell zu überwachenden
Ausgangssignal ein Residuum gebildet wird. Nach Auswertung des Residuums
und Vergleich mit einem Schwellenwert wird ein Fehlersignal erzeugt,
wenn das Residuum den Schwellenwert erreicht.
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Das
Dokument
DE 100 06
958 A1 befasst sich mit einem Verfahren zur Diagnose eines
doppelpotentiometrischen Gebers, wobei ein Unterschied zwischen
beiden Ausgangssignalen ermittelt und bei einer Schwellenwertüberschreitung
des größeren Ausgangssignals
ein Unterschiedsgrenzwert aus einem ersten, ansonsten aus einem
zweiten Kennfeld entnommen wird. Beide Kennfelder liefern den Unterscheidungsgrenzwert
als Funktion des Ausgangssignals. Überschreitet der Unterschied
den Unterscheidungsgrenzwert, wird der Geber als defekt diagnostiziert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Verfahren
und die gattungsgemäßen Vorrichtungen
derart weiterzubilden, dass eine Diagnose des Sensors auch in Fällen möglich ist,
in denen das zweite Signal gegenüber
dem ersten gleichwertigen Signal eine zeitliche Verzögerung aufweist.
Dabei ist die zeitliche Verzögerung
in der Regel nicht konstant.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und
7 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass, zumindest wenn das zweite Signal
gegenüber
dem ersten Signal eine zeitliche Verzögerung aufweist, der zurückliegende
Verlauf des ersten Signals und/oder der zurückliegende Verlauf des zweiten
Signals berücksichtigt
wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen
wird dabei sowohl der zurückliegende
Verlauf des ersten Signals als auch der zurückliegende Verlauf des zweiten
Signals berücksichtigt.
Falls das zweite Signal gegenüber
dem ersten Signal zeitweise keine zeitliche Verzögerung aufweist, kann in diesen
Zeitabschnitten gegebenenfalls das eingangs erläuterte bekannte Diagnoseverfahren
angewendet werden, bei dem lediglich der Betrag der Differenz der
beiden Signale mit einem gegebenen Schwellenwert verglichen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht unter
allen Betriebsbedingungen eine sichere Diagnose des Sensors, wobei es
unerheblich ist, ob die zeitliche Verzögerung aufgrund einer verzögerten Ermittlung
oder einer verzögerten Übertragung
des zweiten Signals verursacht wird. Für die erfindungsgemäße Lösung ist
es weiterhin unerheblich, welches der beiden Sensorsignale als erstes
Signal beziehungsweise als zweites Signal bezeichnet wird, so dass
bei einer zeitlichen Verzögerung
von einem der beiden Sensorsignale im Sinne der Erfindung stets
das zeitlich verzögerte
Signal als zweites Signal bezeichnet wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht weiterhin vor, dass die Berücksichtigung des zurückliegenden
zeitlichen Verlaufs des ersten Signals umfasst, dass eine Änderungsrate
des ersten Signals bestimmt wird. Eine derartige Änderungsrate
kann in vorteilhafter Weise durch unterschiedliche Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet
werden. Beispielsweise stellt die Änderungsrate sowohl zur Detektion
von niederfrequenten Störungen
als auch zur Detektion von hochfrequenten Störungen eine geeignete Ausgangsgröße dar.
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Im
vorstehend erläuterten
Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Änderungsrate
des ersten Signals bestimmt wird, indem der Betrag der Differenz
aus einem ersten Wert des ersten Signals und einem früheren zweiten
Wert des ersten Signals bestimmt wird. Dabei kann als früherer zweiter
Wert beispielsweise der Wert eines zurückliegenden Abtastschrittes
verwendet werden. Selbstverständlich
kann der frühere
zweite Wert auch mehr als zwei Abtastschritte zurückliegen.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist weiterhin vorgesehen, dass die Berücksichtigung des zurückliegenden zeitlichen
Verlaufs des zweiten Signals umfasst, dass eine Änderungsrate des zweiten Signals
bestimmt wird. Auf die vorstehend erläuterten Vorteile, die sich durch
das Heranziehen der Änderungsrate
ergeben, wird verwiesen.
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Dabei
ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Änderungsrate des zweiten Signals
bestimmt wird, indem der Betrag der Differenz aus einem ersten Wert
des zweiten Signals und einem früheren
zweiten Wert des zweiten Signals bestimmt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht weiterhin vor, dass, insbesondere zur Detektion von niederfrequenten
Störungen,
der Betrag der Differenz aus einem Wert des ersten Signals und einem
Wert des zweiten Signals mit einem ersten Schwellenwert verglichen
wird. Dabei wird vorzugsweise auf eine Störung beziehungsweise einen
Fehlerzustand geschlossen, wenn die Differenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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In
diesem Zusammenhang ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass
der erste Schwellenwert ein adaptiver Schwellenwert ist. Die Verwendung
eines adaptiven Schwellenwertes ist vorteilhaft, weil, wie eingangs
erläutert,
bei einem bezogen auf das erste Signal zeitlich verzögerten zweiten
Signal das Auftreten von betragsmäßig großen Differenzen noch nicht
zwingend das Vorliegen eines Fehlers begründet.
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Im
Zusammenhang mit einem adaptiven ersten Schwellenwert sieht das
erfindungsgemäße Verfahren
vor, dass die Adaption des ersten Schwellenwertes in Abhängigkeit
von der Änderungsrate
des ersten Signals durchgeführt
wird, wobei die Adaption des ersten Schwellenwerts in einer Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
zusätzlich
in Abhängigkeit
von der Änderungsrate
des zweiten Signals durchgeführt
werden kann. Dabei wird bevorzugt, dass die Adaption des ersten
Schwellenwertes sowohl in Abhängigkeit
von der Änderungsrate
des ersten Signals als auch in Abhängigkeit von der Änderungsrate
des zweiten Signals durchgeführt
wird.
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Dies
gilt auch, wenn gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
weiterhin vorgesehen ist, dass zur Adaption des ersten Schwellenwertes
die Summe aus zu unterschiedlichen Zeitpunk ten bestimmten Änderungsratenmaxima
und gegebenenfalls einer Konstante bestimmt wird. Dabei kann die
Konstante beispielsweise zur Einstellung der Empfindlichkeit des
Diagnosevorgangs herangezogen werden, beziehungsweise dazu benutzt
werden, zulässige
Toleranzen des Sensors zu berücksichtigen.
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Zusätzlich zu
einer Detektion von niederfrequenten Störungen ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorzugsweise vorgesehen, dass, insbesondere zur Detektion von hochfrequenten
Störungen,
ein in Abhängigkeit
vom zurückliegenden
Verlauf des ersten Signals und/oder vom zurückliegenden Verlauf des zweiten
Signals bestimmter gefilterter Wert mit einem zweiten Schwellenwert
verglichen wird. Auch in diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass
sowohl der zurückliegende
Verlauf des ersten Signals als auch der zurückliegende Verlauf des zweiten
Signals herangezogen wird. Bei der Filterung kann es sich insbesondere
um eine Art Mittelwertbildung handeln, insbesondere um eine gleitende
Mittelwertbildung, wobei allgemein auch mehr als ein Filterverfahren
zum Einsatz kommen kann.
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Im
vorliegenden Zusammenhang sieht das erfindungsgemäße Verfahren
vorzugsweise weiterhin vor, dass der zweite Schwellenwert fest vorgegeben
ist. Dabei kann durch die Wahl des zweiten Schwellenwertes beispielsweise
die Empfindlichkeit des Diagnosevorgangs insbesondere für hochfrequente
Störungen
eingestellt werden.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, dass die Bestimmung des gefilterten Wertes umfasst,
dass eine erste Änderungsratensumme
aus einer zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate des ersten Signals
und einer oder mehreren vor dem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsraten
des ersten Signals bestimmt wird. Insbesondere, wenn mehrere vor
dem ersten Zeitpunkt bestimmte Änderungsraten des
ersten Signals herangezogen werden, ergibt diese Vorgehensweise
eine gleitende Mittelwertbildung.
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Bezüglich der
Auswertung des zweiten Signals sieht das erfindungsgemäße Verfahren
bei bevorzugten Ausführungsformen
in ähnlicher
Weise vor, dass die Bestimmung des gefilterten Wertes umfasst, dass
eine zweite Änderungsratensumme
aus einer zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate des zweiten Signals
und einer oder mehreren vor dem zweiten Zeitpunkt bestimmten Änderungsraten
des zweiten Signals bestimmt wird. Gegebenenfalls kann der erste
Zeitpunkt mit dem zweiten Zeitpunkt zusammenfallen.
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In
diesem Zusammenhang kann in vorteilhafter Weise weiterhin vorgesehen
sein, dass die Bestimmung des gefilterten Wertes umfasst, dass die Differenz
aus der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
bestimmt wird. Eine derartige Differenz beinhaltet bereits aussagekräftige Informationen über einen
eventuellen Fehlerzustand. Je nach Signalverlauf des ersten Signals und
des zweiten Signals können
dieser Differenz jedoch noch hochfrequente Schwingungen überlagert sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist daher weiterhin vorgesehen, dass die Bestimmung des gefilterten Wertes
umfasst, dass die Differenz aus der ersten Änderungsratensumme und der
zweiten Änderungsratensumme
tiefpassgefiltert wird. Der Einsatz eines Tiefpassfilters wird zwar
als vorteilhaft erachtet, dies schließt jedoch nicht aus, dass gegebenenfalls
auch Filter mit anderen Filtereigenschaften verwendet werden können.
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Insbesondere
um den vorstehend bereits erwähnten
Vergleich mit einem zweiten Schwellenwert vorzunehmen, ist vorzugsweise
weiterhin vorgesehen, dass die Bestimmung des gefilterten Wertes umfasst,
dass der Betrag der tiefpassgefilterten Differenz aus der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
gebildet wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Diagnose eines Sensors zeichnet sich dadurch aus, dass sie,
zumindest wenn das zweite Signal gegenüber dem ersten Signal eine
zeitliche Verzögerung
aufweist, den zurückliegenden
Verlauf des ersten Signals und/oder den zurückliegenden Verlauf des zweiten
Signals berücksichtigt.
Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erläuterten
Vorteile in gleicher oder ähnlicher
Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden
Ausführungen
verwiesen wird.
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Gleiches
gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei auch bezüglich
der durch diese Ausführungsformen
erzielbaren Vorteile auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwiesen wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist weiterhin vorgesehen, dass sie zur Berücksichtigung des zurückliegenden
zeitlichen Verlaufs des ersten Signals erste Änderungsratenbestimmungsmittel aufweist,
die eine Änderungsrate
des ersten Signals bestimmen.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass die ersten Änderungsratenbestimmungsmittel
die Änderungsrate
des ersten Signals bestimmen, indem sie den Betrag der Differenz
aus einem ersten Wert des ersten Signals und einem früheren zweiten
Wert des ersten Signals bestimmen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass sie zur Berücksichtigung
des zurückliegenden
zeitlichen Verlaufs des zweiten Signals zweite Änderungsratenbestimmungsmittel
aufweist, die eine Änderungsrate des
zweiten Signals bestimmen.
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Dabei
ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die zweiten Änderungsratenbestimmungsmittel
die Änderungsrate
des zweiten Signals bestimmen, indem sie den Betrag der Differenz
aus ei nem ersten Wert des zweiten Signals und einem früheren zweiten
Wert des zweiten Signals bestimmen.
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Ähnlich wie
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen,
dass sie erste Vergleichsmittel aufweist, die, insbesondere zur Detektion
von niederfrequenten Störungen,
den Betrag der Differenz aus einem Wert des ersten Signals und einem
Wert des zweiten Signals mit einem ersten Schwellenwert vergleichen.
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In
diesem Zusammenhang ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen,
dass sie Schwellenwertadaptionsmittel aufweist, die den ersten Schwellenwert
adaptieren.
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Dabei
wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die
Schwellenwertadaptionsmittel den ersten Schwellenwert in Abhängigkeit
von der Änderungsrate
des ersten Signals adaptieren, wobei die Schwellenadaptionsmittel
in einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung den ersten Schwellenwert
zusätzlich
in Abhängigkeit
von der Änderungsrate
des zweiten Signals adaptieren können.
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In
diesem Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass die Schwellenwertadaptionsmittel
zur Adaption des ersten Schwellenwertes die Summe aus zu unterschiedlichen
Zeitpunkten bestimmten Änderungsratenmaxima
und gegebenenfalls einer Konstante bestimmen.
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Zusätzlich zu
den vorstehend angegebenen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann vorgesehen sein, dass sie zweite Vergleichsmittel aufweist,
die, insbesondere zur Detektion von hochfrequenten Störungen,
einen in Abhängigkeit
vom zurückliegenden
Verlauf des ersten Signals und/oder vom zurückliegenden Verlauf des zweiten
Signals bestimmten gefilterten Wert mit einem zweiten Schwellenwert
vergleichen.
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In
diesem Zusammenhang wird es weiterhin als vorteilhaft erachtet,
wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen ist, dass sie Schwellenwertspeichermittel aufweist, die
den zweite Schwellenwert fest vorgegeben.
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Eine
ebenfalls bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass sie erste Summiermittel aufweist, die zur Bestimmung des
gefilterten Wertes eine erste Änderungsratensumme
aus einer zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate des ersten Signals
und einer oder mehreren vor dem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsraten
des ersten Signals bestimmen.
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Hinsichtlich
des zweiten Signals ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ähnlicher
Weise vorgesehen, dass sie zweite Summiermittel aufweist, die zur
Bestimmung des gefilterten Wertes eine zweite Änderungsratensumme aus einer
zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate des zweiten Signals
und einer oder mehreren vor dem zweiten Zeitpunkt bestimmten Änderungsraten
des zweiten Signals bestimmen.
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Darüber hinaus
wird es für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass sie Subtrahiermittel
aufweist, die zur Bestimmung des gefilterten Wertes die Differenz aus
der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
bestimmen.
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In
diesem Zusammenhang ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter
Weise dadurch weitergebildet, dass sie Tiefpassfiltermittel aufweist,
die zur Bestimmung des gefilterten Wertes die Differenz aus der
ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
tiefpassfiltern.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass sie Betragbildungsmittel
aufweist, die zur Bestimmung des gefilterten Wertes den Betrag der tiefpassgefilterten Differenz
aus der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
bestimmen.
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Alle
erfindungsgemäß vorgesehenen
Mittel können
ganz oder teilweise durch geeignete analoge und/oder digitale Schaltungskomponenten
verwirklicht werden. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen
ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel durch
eine oder mehrere CPUs umfassende Hardware und geeignete Software
verwirklicht werden, zumindest teilweise.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
anhand bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Flussdiagramm, das eine insbesondere zur Detektion von niederfrequenten
Störungen
geeignete Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht;
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2 ein
Flussdiagramm, das eine insbesondere zur Detektion von hochfrequenten
Störungen
geeignete Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht;
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3 eine
Ausführungsform
der vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen
ersten Änderungsratenbestimmungsmittel;
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4 eine
Ausführungsform
der vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen
zweiten Änderungsratenbestimmungsmittel;
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5 einen
insbesondere zur Detektion von niederfrequenten Störungen vorgesehenen
Teil einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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6 einen
insbesondere zur Detektion von hochfrequenten Störungen geeigneten Teil einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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7 eine
Ausführungsform
von bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise vorgesehenen ersten Summiermitteln;
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8 eine
Ausführungsform
von bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise vorgesehenen zweiten Summiermitteln;
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9 einen
Graphen, der beispielhaft einen möglichen Verlauf des ersten
Signals und des zweiten Signals veranschaulicht;
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10 einen
Graphen, der, für
die Verläufe des
ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, die Adaption
des ersten Schwellenwertes, den Betrag der Differenz aus dem Wert
des ersten Signals und dem Wert des zweiten Signals und ein Fehlersignal
veranschaulicht, das anzeigt, wann die Signaldifferenz über der
jeweiligen Diagnoseschwelle liegt;
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11 einen
Graphen, der, für
die Verläufe des
ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, das Ausgangssignal
der ersten Summiermittel und der zweiten Summiermittel veranschaulicht;
und
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12 einen
Graphen, der, für
die Verläufe des
ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, den Betrag
der tiefpassgefilterten Differenz aus der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
veranschaulicht.
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1 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine insbesondere zur Detektion von niederfrequenten
Störungen
geeignete Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht. Dabei wird im Schritt S10 die Änderungsrate ROC1 des ersten
Signals S1 und die Änderungsrate
ROC2 des zweiten Signals S2 bestimmt. Dies erfolgt vorzugsweise,
indem der Betrag der Differenz aus einem ersten Wert S1W1 des ersten
Signals S1 und einem früheren zweiten
Wert S1W2 des ersten Signals S1 bestimmt wird. Die Änderungsrate
für das
zweite Signal S2 wird vorzugsweise bestimmt, indem der Betrag der Differenz
aus einem ersten Wert S2W1 des zweiten Signals S2 und einem früheren zweiten
Wert S2W2 des zweiten Signals S2 bestimmt wird. Im Schritt S11 wird
der erste Schwellenwert SW1 adaptiert. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise
vorgesehen, dass die Adaption des ersten Schwellenwertes SW1 in
Abhängigkeit
von der Änderungsrate
ROC1 des ersten Signals S1 und in Abhängigkeit von der Änderungsrate
ROC2 des zweiten Signals S2 durchgeführt wird, indem die Summe aus
zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten Änderungsratenmaxima MAX1, MAX2,
MAX3 und MAX4 und einer Konstante K bestimmt wird. Im Schritt S12
wird der Betrag B1 der Differenz aus dem Wert des ersten Signals
S1 und dem Wert des zweiten Signals S2 bestimmt. Im Schritt S13
wird der im Schritt S12 bestimmte Betrag B1 mit dem im Schritt S11
adaptierten ersten Schwellenwert SW1 verglichen. Sofern der Betrag
B1 den aktuellen ersten Schwellenwert SW1 übersteigt, wird auf eine Störung geschlossen.
Anschließend
wird zurück
zum Schritt S10 verzweigt.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine insbesondere zur Detektion von hochfrequenten
Störungen
geeignete Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
veranschaulicht. Im Schritt S20 wird die Änderungsrate ROC1 des ersten
Signals S1 und die Änderungsrate
ROC2 des zweiten Signals S2 bestimmt, auf die anhand von 1 bereits
erläuterte
Weise. Im Schritt S21 wird die erste Änderungsratensumme ROC1S und
die zweite Änderungsratensumme
ROC2S bestimmt. Dabei wird die erste Änderungsratensumme ROC1S aus
einer zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate ROC1W1 des ersten
Signals S1 und mehreren vor dem ersten Zeitpunkt bestimmten Änderungsraten ROC1W2,
ROC1W3, ROC1W4, ROC1W5, ROC1W6, ROC1W7 und ROC1W8 des ersten Signals
S1 bestimmt, während
die zweite Änderungsratensumme
ROC2S aus einer zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Änderungsrate
ROC2W1 des zweiten Signals S2 und mehreren vor dem zweiten Zeitpunkt
bestimmten Änderungsraten
ROC2W2, ROC2W3, ROC2W4, ROC2W5, ROC2W6, ROC2W7 und ROC2W8 des zweiten
Signals S2 bestimmt wird. Der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt
können
dabei zusammenfallen. Im Schritt S23 wird eine Tiefpassfilterung
der Differenz aus der ersten Änderungsratensumme
ROC1S und der zweiten Änderungsratensumme
ROC2S durchgeführt,
um unerwünschte
hochfrequente Anteile dieser Differenz zu entfernen. Im Schritt
S24 wird der Betrag der tiefpassgefilterten Differenz aus der ersten Änderungsratensumme
ROC1S und der zweiten Änderungsratensumme
ROC2S gebildet, um einen gefilterten Wert FW zu bestimmen. Anschließend wird
der gefilterte Wert FW im Schritt S25 mit einem fest vorgegebenen
zweiten Schwellenwert SW2 verglichen, wobei auf eine hochfrequente
Störung
geschlossen wird, wenn der gefilterte Wert FW den zweiten Schwellenwert
FW2 übersteigt.
Anschließend
wird zum Schritt S20 zurückverzweigt.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
der vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen
ersten Änderungsratenbestimmungsmittel.
Dabei bilden Subtrahiermittel 34 die Differenz aus einem
ersten Wert S1W1 des ersten Signals S1 und einem durch Verzögerungsmittel 32 bereitgestellten
früheren
zweiten Wert S1W2 des ersten Signals S1. Betragbildungsmittel 36 bilden
den Betrag dieser Differenz und stellen ihn als Änderungsrate ROC1 des ersten
Signals S1 zur Verfügung.
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4 zeigt
eine Ausführungsform
der vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen
zweiten Änderungs ratenbestimmungsmittel. Ähnlich wie
im Fall von 3 bilden Subtrahiermittel 40 die
Differenz aus einem ersten Wert S2W1 des zweiten Signals S2 und
einem durch Verzögerungsmittel 38 bereitgestellten
früheren zweiten
Wert S2W2 des zweiten Signals S2. Betragbildungsmittel 42 stellen
den Betrag der Differenz als Änderungsratensignal
ROC2 des zweiten Signals S2 zur Verfügung.
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5 zeigt
einen insbesondere zur Detektion von niederfrequenten Störungen vorgesehenen Teil
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Dabei weisen insgesamt mit 16 bezeichnete Schwellenwertadaptionsmittel
Maximumbestimmungsmittel 44 auf, denen die Änderungsrate
ROC1 des ersten Signals S1 und die Änderungsrate ROC2 des zweiten
Signals S2 zugeführt
wird. Die Maximumbestimmungsmittel 44 führen das aktuelle Maximum der Änderungsrate
ROC1 des ersten Signals S1 und der Änderungsrate ROC2 des zweiten
Signals S2 Summiermitteln 46 zu. Den Summiermitteln 46 werden
weiterhin die zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten und von
jeweiligen Verzögerungsmitteln 48 bis 52 bereitgestellten Änderungsratenmaxima
MAX1, MAX2, MAX3 und MAX4 zugeführt.
Die Summiermittel 46 bestimmen daraus und aus einer von
Speichermitteln 54 zugeführten Konstanten K den aktuellen
ersten Schwellenwert SW1, der ersten Vergleichsmitteln 14 zugeführt wird.
Die ersten Vergleichsmittel 14 vergleichen den ersten Schwellenwert
SW1 mit einem Betrag B1, der von Betragbildungsmitteln 58 aus
einer von Subtrahiermitteln 56 bereitgestellten Differenz
aus einem Wert des ersten Signals S1 und einem Wert des zweiten Signals
S2 bestimmt wird. Sofern die ersten Vergleichsmittel 14 feststellen,
dass der Betrag B1 größer als
der erste Schwellenwert SW1 ist, wird auf eine Störung geschlossen.
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6 zeigt
einen insbesondere zur Detektion von hochfrequenten Störungen geeigneten
Teil der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Dabei wird Subtrahiermitteln 26 eine erste Änderungsratensumme
ROC1S und eine zweite Ände rungsratensumme
ROC2S zugeführt,
um die Differenz aus diesen zu bilden. Die erste Änderungsratensumme
ROC1S und die zweite Änderungsratensumme
ROC2S werden dabei durch die später
anhand der 7 und 8 beschriebenen
Mittel bestimmt. Die von den Subtrahiermitteln 26 bestimmte
Differenz wird einem Tiefpass 28 zugeführt, der unerwünschte hochfrequente
Signalanteile herausfiltert. Die tiefpassgefilterte Differenz aus
der ersten Änderungsratensumme
ROC1S und der zweiten Änderungsratensumme
ROC2S wird anschließend
Betragbildungsmitteln 30 zugeführt, die einen entsprechenden
Betrag als gefilterten Wert FW liefern. Der gefilterte Wert FW wird
zweiten Vergleichsmitteln 18 zugeführt, die den gefilterten Wert
FW mit einem zweiten Schwellenwert SW2 vergleichen, der von Schwellenwertspeichermitteln 20 zugeführt wird.
Sofern der gefilterte Wert FW größer als
der zweite Schwellenwert SW2 ist, wird auf eine hochfrequente Störung geschlossen.
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7 zeigt
eine Ausführungsform
von bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise vorgesehenen ersten Summiermitteln. Dabei wird ersten
Summiermitteln 22 eine aktuelle, von den in 3 dargestellten Änderungsratenbestimmungsmitteln
bestimmte aktuelle Änderungsrate
ROC1 zugeführt.
Weiterhin werden den ersten Summiermitteln 22 von jeweiligen
Verzögerungsmitteln 60 bis 72 bereitgestellte
frühere Änderungsraten
ROC1W2, ROC1W3, ROC1W4, ROC1W5, ROC1W6, ROC1W7 und ROC1W8 zugeführt. Die
ersten Summiermittel 22 liefern die erste Änderungsratensumme ROC1S,
die einem gleitenden Mittelwert entspricht.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
von bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise vorgesehenen zweiten Summiermitteln. Dabei wird zweiten
Summiermitteln 24 eine von den in 4 dargestellten Änderungsratenbestimmungsmitteln bestimmte
aktuelle Änderungsrate
ROC2 des zweiten Signals S2 zugeführt. Weiterhin werden den zweiten
Summiermitteln 24 von jeweiligen Verzögerungsmitteln 74 bis 86 bereitgestellte
frühere Änderungsraten
ROC2W2, ROC2W3, ROC2W4, ROC2W5, ROC2W6, ROC2W7 und ROC2W8 des zweiten
Signals S2 zugeführt.
Die zweiten Summiermittel 24 liefern die zweiten Änderungsratensumme ROC2S,
die ebenfalls als gleitender Mittelwert bezeichnet werden kann.
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9 zeigt
einen Graphen, der beispielhaft einen möglichen Verlauf des ersten
Signals und des zweiten Signals veranschaulicht, wobei die Kurve
S1 den Verlauf des ersten Signals bezeichnet, während die Kurve S2 den Verlauf
des zweiten Signals wiedergibt. Der Darstellung von 9 ist
zu entnehmen, dass das zweite Signal S2 gegenüber dem ersten Signal S1 um
vier Abtastschritte verzögert
ist. Weiterhin weist das zweite Signal S2 eine sinusförmige additive
Störung
mit ansteigender Frequenz auf.
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10 zeigt
einen Graphen, der, für
die Verläufe
des ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, die Adaption
des ersten Schwellenwertes, den Betrag der Differenz aus dem Wert
des ersten Signals und dem Wert des zweiten Signals und ein Fehlersignal
veranschaulicht, das anzeigt, wann die Signaldifferenz über der
jeweiligen Diagnoseschwelle liegt, wobei die Kurve SW1 den Verlauf
des ersten Schwellenwertes wiedergibt, während die Kurve B1 den Betrag
aus der Differenz des ersten Signals S1 und des zweiten Signals
S2 wiedergibt. Die Kurve FE zeigt an, wann der Betrag B1 über der
jeweiligen durch den ersten Schwellenwert SW1 festgelegten Diagnoseschwelle
liegt. Der Darstellung von 10 ist
zu entnehmen, dass der erste Schwellenwert SW1 mit zunehmender Frequenz
der Störung
immer größer wird,
was dadurch bedingt ist, dass auch die Änderungsrate des ersten Signals
und des zweiten Signals zunimmt. Der in 10 dargestellte
Kurvenverlauf kann sich beispielsweise durch die anhand der 1 erläuterte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben. Es ist zu erkennen, dass Störungen mit zunehmender Signalfrequenz
schlechter erkannt werden können.
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11 zeigt
einen Graphen, der, für
die Verläufe
des ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, das Ausgangssignal
der ersten Summiermittel und der zweiten Summiermittel veranschaulicht.
Dabei bezeichnet die Kurve ROC1S die erste Änderungsratensumme, während die
Kurve ROC2S die zweite Änderungsratensumme
veranschaulicht. Die Darstellung von 11 entspricht
einer gleitenden Mittelwertbildung über 8 Abtastschritte des ersten
Signals S1 beziehungsweise des zweiten Signals S2. Die erste Änderungsratensumme ROC1S
geht nach 50 Abtastschritten auf 0 zurück, während die zweite Änderungsratensumme
ROC2S mit steigender Signalfrequenz immer größer wird.
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12 zeigt
einen Graphen, der, für
die Verläufe
des ersten Signals und des zweiten Signals gemäß 9, den Betrag
der tiefpassgefilterten Differenz aus der ersten Änderungsratensumme
und der zweiten Änderungsratensumme
veranschaulicht. Der Darstellung von 12 ist
zu entnehmen, dass der gefilterte Wert FW mit steigender Frequenz
der Eingangssignale immer mehr ansteigt. Durch einen anschließenden Vergleich
mit dem zweiten Schwellenwert SW2 ist eine Fehlerdetektion möglich, insbesondere
für hochfrequente
Störungen.