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Die
Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren für eine Referenzspannungsdiagnose, die
zur Verwendung in einer Steuereinheit für Kraftfahrzeuge wie etwa in
einem Kraftübertragungs-Steuermodul
geeignet ist.
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Steuersysteme
für Kraftfahrzeuge
werden über
elektrische Schaltungen und Sensoren betrieben. Beispielsweise empfängt ein
Kraftübertragungs-Steuersystem
von mehreren Sensoren Signale, die in einem elektronischen Steuermodul
verarbeitet werden. Die Sensoren und die Schaltungen in dem Kraftübertragungs-Steuermodul
werden mit einer Referenzspannung gespeist, die einen Wert von beispielsweise
5 Volt besitzt und kleiner als die Batteriespannung ist.
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Das
Kraftübertragungs-Steuermodul
umfasst einen Mikrocontroller, in dem ein Anwendungsprogramm abläuft, das
die Kraftübertragung
in Reaktion auf die Sensorsignale steuert. Das Anwendungsprogramm
umfasst üblicherweise
eine Diagnose, die zum Erkennen eines Fehlers von verschiedenen Komponenten
in dem Kraftübertragungs-Steuersystem dient.
Nach dem Erfassen eines Fehlers speichert die Diagnose einen oder
mehrere Diagnose-Fehlercodes in einem nichtflüchtigen Speicher. Die Diagnose-Fehlercodes
können
später
von einem Wartungstechniker gelesen und als Grundlage für die Ausführung von
Instandsetzungen durch Austausch von fehlerhaften Komponenten verwendet
werden.
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Ein
Problem tritt auf, wenn der Fehler durch einen Verlust der Referenzspannung
bedingt ist. Die herkömmliche
Referenzspannungsdiagnose vergleicht die Referenzspannung mit festen
oberen und unteren Schwellenwerten. Um einen möglichen Referenzspannungsfehler
infolge eines Kurzschlusses der Referenzspannungsleitung mit der
höheren
Batteriespannung zu erfassen, muss die Referenzspannung auf einen
tieferen Wert verkleinert werden. Dieses Verkleinern kann durch
einen Spannungsteiler mittels Widerständen erfolgen. Jedoch ändert sich der
Wert der Widerstände
stark, wenn sich die Temperatur im Motorraum ändert. Die Schaltung, die den verkleinerten
Wert abtastet, kann ebenfalls fehlerbehaftet sein, und die Referenzspannung
selbst kann zeitlich schwanken. Somit müssen die Schwellen weit gesetzt
sein, um allen normalen Betriebsbedingungen während der Nutzungsdauer des
Fahrzeugs gerecht zu sein und ein irrtümliches Erfassen von Fehlern
zu vermeiden.
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Das
Verwenden dieser weit gesetzten Schwellen führt zu Problemen, falls die
Diagnose eigentliche Referenzspannungsfehler nicht schnell genug
erfasst. Wenn die Referenzspannung falsch ist, können andere Komponenten als
fehlerhaft erscheinen, obwohl der einzige Grund für eine Fehleranzeige
ist, dass ihre Versorgungsspannung abweicht. Wenn derjenige Teil
der Diagnose, der einen Referenzspannungsfehler erfasst, nicht ausreichend empfindlich
ist, kann ein Fehler nicht erkannt werden, solange kein Fehler an
weiteren Komponenten registriert wird. Somit wendet sich der Wartungstechniker, der
die Diagnose-Fehlercodes liest, dem falschen Problem zu, was zu
unnötiger
Wartungsarbeit, die für den
Besitzer teuer und zeitaufwändig
ist, führt.
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Die
nicht vorveröffentliche
DE 102 22 175 A1 offenbart
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung in einer Steuereinheit.
Ein Stromversorgungsanschluss führt
eine Referenzspannung und eine Abtastschaltung ist mit dem Stromversorgungsanschluss
gekoppelt und besitzt einen Ausgangsanschluss. Der Ausgangsanschluss
liefert Abtastwerte der Referenzspannung. Eine Referenzspannungsdiagnose-Schaltung
besitzt einen Eingangsanschluss, der mit dem Ausgangsanschluss der
Abtastschaltung gekoppelt ist. Die Referenzspannungsdiagnose-Schaltung
behält
einen früheren
Wert der Referenzspannung für
eine vorgegebene Zeitspanne.
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Die
DE 198 14 696 C1 beschreibt
eine Vorrichtung und ein Verfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 8 bzw.
18.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Diagnosevorrichtungen
die einen Referenzspannungsfehler genauer erfassen und diesen Fehler
durch Setzen eines geeigneten Diagnose-Fehlercodes berichtet, während andere
Folgefehler ignoriert werden, sowie Verfahren hierfür zu schaffen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Diese
Lösung
und andere wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der
anschließenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Ansprüchen in
Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen und diesem
Hintergrund der Erfindung deutlicher werden.
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Eine
zur Verwendung in einer Steuereinheit für Kraftfahrzeuge geeignete
Diagnosevorrichtung umfasst einen Stromversorgungsanschluss, der
eine Referenzspannung führt,
eine Abtastschaltung und eine Referenzspannungsdiagnose-Schaltung.
Die Abtastschaltung ist mit dem Stromversorgungsanschluss gekoppelt
und besitzt einen Ausgangsanschluss, der Abtastwerte der Referenzspannung
liefert. Die Referenzspannungsdiagnose-Schaltung besitzt einen Eingangsanschluss,
der mit dem Ausgangsanschluss der Abtastschaltung gekoppelt ist. Die
Referenzspannungsdiagnose-Schaltung behält für eine vorgegebene Zeitspanne
einen vorhergehenden Wert oder früheren Wert der Referenzspannung,
vergleicht einen momentanen Abtastwert der Referenzspannung mit
dem früheren
Wert und gibt in Reaktion darauf, dass sich der momentane Abtastwert
um mehr als eine vorgegebene Schwelle von dem früheren Wert unterscheidet, einen
Fehler in der Referenzspannung an.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst eine Diagnosevorrichtung zur Verwendung in einer Steuereinheit
für Kraftfahrzeuge
einen ersten Stromversorgungsanschluss, der eine erste Referenzspannung
führt,
und einen zweiten Stromversorgungsanschluss, der eine zweite Referenzspannung
führt, eine
Abtastschaltung und eine Referenzspannungsdiagnose-Schaltung. Die
Abtastschaltung ist mit dem ersten und mit dem zweiten Stromversorgungsanschluss
gekoppelt und besitzt einen Ausgangsanschluss, der Abtastwerte der
ersten und der zweiten Referenz spannung liefert. Die Referenzspannungsdiagnose-Schaltung
besitzt einen Eingangsanschluss, der mit dem Ausgangsanschluss der
Abtastschaltung gekoppelt ist. Die Referenzspannungsdiagnose-Schaltung
vergleicht einen Abtastwert der ersten Referenzspannung mit einem
Abtastwert der zweiten Referenzspannung und gibt in Reaktion darauf,
dass die Differenz zwischen dem Abtastwert der ersten Referenzspannung
und dem Abtastwert der zweiten Referenzspannung größer als
eine vorgegebene Schwelle ist, einen Fehler in wenigstens einer der
beiden Referenzspannungen an.
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Außerdem ist
ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Fehlers in einer Referenzspannung
in einer Kraftfahrzeug-Steuereinheit oder dergleichen vorgesehen.
Es wird ein Momentanwert der Referenzspannung ermittelt. Der Momentanwert
der Referenzspannung wird mit einem früheren Wert der Referenzspannung
verglichen. Falls der Momentanwert nicht innerhalb einer vorgegebenen
Schwelle um den früheren
Wert liegt, wird ein Referenzspannungsfehler angegeben.
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Ein
weiteres Verfahren ist zum Diagnostizieren eines Fehlers in einer
von mehreren Referenzspannungen in einer Kraftfahrzeug-Steuereinheit oder
dergleichen vorgesehen. Es werden Werte der ersten und der zweiten
Referenzspannung ermittelt. Daraus wird eine Differenz gebildet.
Die Differenz wird mit einer vorgegebenen Schwelle verglichen. Falls
die Differenz größer als
die vorgegebene Schwelle ist, wird ein Fehler in einer der beiden
Referenzspannungen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen
beschrieben; in diesen zeigt:
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1 einen
Blockschaltplan eines Kraftübertragungssystems,
das eine erfindungsgemäße Referenzspannungsdiagnose
anwendet;
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2 die
Steuereinheit von 1 in Form eines Blockschaltplans;
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3 einen
Ablaufplan einer im Stand der Technik bekannten Referenzspannungsdiagnose, die
mit der Steuereinheit 30 von 2 ausgeführt werden
kann;
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4 einen
Ablaufplan einer erfindungsgemäßen Referenzspannungsdiagnose,
die in der Steuereinheit 30 von 2 ausgeführt werden
kann;
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5 einen
Ablaufplan einer zweiten erfindungsgemäßen Referenzspannungsdiagnose;
und
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6 einen
Blockschaltplan einer modifizierten Steuereinheit zur Verwendung
mit der Referenzspannungsdiagnose von 5.
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Die
folgende Beschreibung der Erfindung ist lediglich von beispielhafter
Art und nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und
den Nutzen der Erfindung zu begrenzen. Ferner besteht nicht die
Absicht einer Bindung an irgendeine in dem geschilderten Hintergrund
der Erfindung oder in der folgenden Beschreibung der Erfindung dargelegte Theorie.
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Wie
in den Zeichnungen und zunächst
in 1, die einen Blockschaltplan eines Kraftübertragungssystems,
das eine Referenzspannungsdiagnose gemäß der vorliegenden Erfindung
wiedergibt, gezeigt ist, strömt
Luft durch eine Einlass-Drosselklappe 12 in eine Brennkraftmaschine 10,
wobei die Drosselklappe 12 durch ein Drosselklappen-Stellglied 13 gesteuert
wird. Die Luft wird zu Luft-/Kraftstoffgemischen kombiniert und
in den Motorzylindern (nicht gezeigt) verbrannt. Nach dem Verbrennen
der Luft in den Zylindern strömt
das Abgas durch eine Abgasleitung 16 und eine katalytische
Vorrichtung 18 und wird schließlich über ein Auspuffrohr 20 an
die Umgebung abgegeben. Ein Fahrpedal 14 wird in Reaktion
auf die Anforderung nach Motorausgangsleistung durch eine Bedienungsperson
verstellt. Das Fahrpedal 14 könnte auch die Form eines Steuerknüppels besitzen,
wie er in einem Fahrzeug, das zur Bedienung durch einen Behinderten
ausgerüstet
ist, vorhanden ist.
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Dem
Motor sind verschiedene herkömmliche Sensoren
zugeordnet, die an sich bekannt sind und auf die Motorsteuerung
bezogene typische Signale liefern. Mit der Drosselklappe 12 ist
ein Drosselklappen-Positionssensor
(TPS) 22 gekoppelt. Die Fahrgeschwindigkeit wird von einem
Sensor (nicht gezeigt) ermittelt, der über ein flexibles Kabel mit
der Antriebswelle 26, die sich mit einer zur Fahrgeschwindigkeit
proportionalen Winkelgeschwindigkeit dreht, gekoppelt ist. Der Grad,
um den das Fahrpedal 14 in Reaktion auf die Anforderung
nach Motorausgangsleistung durch die Bedienungsperson verstellt wird,
wird von einem Pedal-Positionssensor 28 angegeben.
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Die
Motorsteuereinheit 30 ist Bestandteil eines Kraftübertragungs-Steuermoduls
und umfasst einen herkömmlichen
digitalen Mikrocomputer, wie er auf dem Gebiet der Motorsteuerung
verwendet wird. Die Steuereinheit 30 enthält Standardelemente
wie etwa eine Zentraleinheit (CPU), einen Schreib-Lese-Speicher,
einen Nur-Lese-Speicher, Analog-Digital-Umsetzer,
Eingabe-/Ausgabeschaltungen und Taktgeberschaltungen. Die Steuereinheit 30 wird
mit dem Einschalten der Zündung
des Motors 10 aktiviert. Die Steuereinheit 30 führt, wenn
sie aktiviert wird, eine Reihe von Operationen aus, die in einem Format,
bei dem Befehl auf Befehl folgt, in einem Speicher für Motorsteuerungs-,
Diagnose- und Wartungsoperationen gespeichert sind. Signale von
den oben erwähnten
Sensoren werden über
Pfade, die in 1 angegeben sind, geleitet und
dienen als Eingaben in die Steuereinheit 30. Anhand dieser
Eingaben führt
die Steuereinheit 30 geeignete Berechungen aus und gibt
verschiedene Signale aus. Die Steuereinheit 30 verwendet
beispielsweise den Pedal-Positionssensor 28 in einem Algorithmus
zur elektronischen Drosselklappensteuerung, um ein mit ”ETC” bezeichnetes
Signal zur Steuerung des Drosselklappen-Stellglieds 13 zu
erzeugen. Wenn das Fahrpedal 14 niedergedrückt wird,
lenkt das ETC-Signal das Drosselklappen-Stellglied 13 so,
dass sich der Winkel der Drosselklappe 12 vergrößert, wodurch
mehr Luft in den Motor gelangen kann und somit die Motorleistung
erhöht
wird.
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Die
Steuereinheit 30 liefert außerdem über eine Stromversorgungsleitung 32 eine
mit ”Vref” bezeichnete
Referenzspannung an jeden der Sensoren 22, 24 und 28.
Der Sensor 24 repräsentiert
einen von vielen möglichen,
mit der Steuereinheit 30 verbundenen Sensoren, der mit
Vref versorgt wird. Während des Betriebs des Fahrzeugs
kann ein Fehler auftreten, der Vref verfälscht. Beispielsweise
kann die Stromversorgungsleitung 32 mit der Masse oder
der Batteriespannung kurzgeschlossen sein, was zu Werten von etwa
null Volt oder zwölf
Volt, die an der Stromversorgungsleitung 32 auftreten,
führt.
Erfindungsgemäß umfasst
das Anwendungsprogramm der Steuereinheit 30 einen Diagnoseteil,
der solche Fehler auf der Stromversorgungsleitung 32 erkennt, so
dass die Steuereinheit 30 den geeigneten Diagnose-Fehlercode
setzen kann, wie weiter unten näher erläutert wird.
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2 zeigt
die Steuereinheit 30 von 1 in Form
eines Blockschaltplans. Die Steuereinheit 30 enthält herkömmliche
Komponen ten, jedoch sind in 2 lediglich
die zum Verständnis
der Erfindung relevanten Komponenten gezeigt. Die gezeigte Steuereinheit 30 enthält einen
Stromversorgungsblock 50, eine Dämpfungsschaltung 52,
einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 54, eine Zentraleinheit 56 und
einen Speicher 58, der ein Anwendungssoftwareprogramm speichert.
Die Stromversorgung 50 spricht auf eine Betriebsenergiequelle
wie etwa das Zündsystem
oder die Fahrzeugbatterie an und liefert die Betriebsenergie für die Module
in der Steuereinheit 30. Eine dieser Spannungen ist Vref, die über
die Stromversorgungsleitung 32 an die externen Sensoren
geliefert wird. Die Stromversorgungsleitung 32 ist außerdem mit
einem Eingang einer Dämpfungsschaltung 52 verbunden.
Die Dämpfungsschaltung 52 liefert
an einem Ausgangsanschluss eine verkleinerte Version von Vref. Die Dämpfungsschaltung 52 enthält einen
Spannungsteiler mittels Widerstände (nicht
gezeigt), um die verkleinerte Version von Vref in die
Mitte des Betriebsbereichs des A/D-Umsetzer 54 zu setzen,
wenn Vref ihrem Nennwert von fünf Volt entspricht.
Der A/D-Umsetzer 54 kann durch ein solches Verkleinern
erfassen, wenn Vref ihren Nennwert von fünf Volt überschreitet.
Der A/D-Umsetzer 54 liefert der CPU 56 periodisch
digitale Abtastwerte, die dem Analogwert der verkleinerten Version
von Vref entsprechen. Die CPU 54 führt die
in dem Speicher 58 gespeicherte Anwendungssoftware aus
und wirkt in Verbindung mit der Anwendungssoftware derart, dass
sie eine Diagnoseschaltung bildet. Diese Anwendungssoftware umfasst
eine Diagnose, die Fehler in Vref erfasst,
was mit Bezug auf 4 weiter unten näher beschrieben
wird.
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3 ist
ein Ablaufplan einer im Stand der Technik bekannten Referenzspannungsdiagnose 70. Die
Diagnose 70 wird periodisch ausgeführt, wobei die Routine nach
dem Beginn mit dem Schritt 72 im Schritt 74 den
Wert von Vref am Ausgang des A/D-Umsetzers 54 abliest.
Danach ermittelt sie im Schritt 76, ob Vref größer als
ein erster fester Wert oder kleiner als ein zweiter fester Wert
ist. Der obere Grenzwert kann beispielsweise 5,5 Volt sein, während der
untere Grenzwert 4,5 Volt sein kann. Wenn die Entscheidung JA lautet,
dann setzt die Routine im Schritt 78 einen mit ”Vref FEHLER” bezeichneten Fehlercode auf
WAHR und endet mit dem Schritt 80. Andernfalls, wenn die
Entscheidung NEIN lautet, endet die Routine mit dem Schritt 80 ohne
Vref FEHLER auf WAHR zu setzen.
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Der
zulässige
Bereich für
Vref ist relativ groß, um Fehler in der Einrichtung
des Systems zum Messen des wahren Wertes von Vref zu
tolerieren. Es gibt mehrere Fehlerquellen, die den A/D-Umsetzer,
die Änderung
der elektrischen Eigenschaften der Dämpfungsschaltung in Abhängigkeit
von der Zeit und der Temperatur sowie die normalen Schwankungen
von Vref selbst umfassen. Die Schwelle muss
allen Betriebsbedingungen während
der Nutzungsdauer des Fahrzeugs genügen. Im Ergebnis sind die Schwellen weit
gefasst, um ein irrtümliches
Setzen von Vref FEHLER auf WAHR zu vermeiden.
Dieser weite Schwellenbereich kann zu fälschlicherweise mitgeteilten Sensorfehlern
und somit, wie bereits erwähnt,
zu unnötiger
Wartungsarbeit, bei der die Sensoren ausgetauscht werden, führen.
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Jedoch
misst die Referenzspannungsdiagnose gemäß der vorliegenden Erfindung
nicht den Absolutwert der Referenzspannung, sondern sucht nach einer
plötzlichen Änderung
des Spannungspegels gegenüber
seinem früheren
Wert. Eine solche plötzliche Änderung
lässt sich
durch Temperaturschwankungen nicht erklären, da die Wärme des
Motors die Eigenschaften der Komponenten im Vergleich zur Häufigkeit,
mit der der frühere
Wert gespeichert wird, langsam beeinflusst. In dieser Weise kann die
Diagnose Fehler in der Versorgungsspannung erfassen, während Änderungen,
die durch normale Veränderung
der Betriebsbedin gungen wie etwa eine Temperaturzunahme oder normale
Ungenauigkeiten bei den zur Spannungsmessung verwendeten Komponenten
verursacht werden, ignoriert werden. Außerdem kann die Referenzspannungsdiagnose durch
diese genauere Messung erfassen, ob die Eingaben von anderen Sensoren
ungenau sind, wodurch falsche Fehlerberichte vermieden werden.
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Diese
Referenzspannungsdiagnose wird verständlicher, wenn auf 4,
die ein Ablaufplan einer in der Steuereinheit 30 nach 2 angewandten Referenzspannungsdiagnose 100 ist,
Bezug genommen wird. Die Diagnose 100 wird ebenfalls periodisch
ausgeführt,
wobei die Routine mit dem Schritt 102 beginnt und im Schritt 104 den
momentanen Abtastwert von Vref an dem Ausgang
des A/D-Umsetzers 54 abliest. Im Schritt 106 berechnet
sie durch Verarbeitung des neuen Abtastwertes einen neuen früheren Wert
von Vref. In einer Ausführungsform wird der frühere Wert
durch ein Verzögerungsfilter
erster Ordnung gebildet. Durch Verwendung dieses Verzögerungsfilters
erster Ordnung wird der frühere
Wert zu dem Produkt Glättungsfaktor β mal dem
vorhergehenden früheren
Wert von Vref plus der Größe 1 minus β mal dem
momentanen Abtastwert von Vref umgebildet. β wird so
gewählt,
dass sich der gewünschte
Grad der Ansprechempfindlichkeit oder alternativ der Grad der Hysterese
ergibt. Somit enthält
das Verzögerungsfilter
erster Ordnung eine Historie aller früheren Abtastwerte. Alternativ
können
andere Typen von früheren
Werten berechnet werden. Der frühere Wert
kann beispielsweise als linearer Mittelwert einer bestimmten Anzahl
vorhergehender Abtastwerte von Vref berechnet
werden.
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Nachdem
der frühere
Wert gebildet ist, wird im Schritt 108 ermittelt, ob der
momentane Abtastwert von Vref größer als
der frühere Wert
zuzüglich
einer vorgegebenen Schwelle oder kleiner als der frühere Wert
abzüglich
der vorgegebenen Schwelle ist. Es sei angemerkt, dass in der gezeigten
Ausführungsform
die für
die positive und die negative Abweichung verwendeten Schwellen gleich
sind, jedoch können
in anderen Ausführungsformen
verschiedene Schwellenwerte verwendet werden. Die Häufigkeit, mit
der die Referenzspannungsdiagnose ausgeführt wird, ist so groß, dass
die Abweichung von dem früheren
Wert infolge der durch Wärme
bedingten Schwankung und der normalen Schwankung bei den anderen
Komponenten klein ist, wobei jede größere Abweichung zulässigerweise
als Vref-Fehler interpretiert werden darf.
Wenn im Schritt 108 die Entscheidung JA lautet, dann setzt
die Routine im Schritt 110 Vref FEHLER
auf WAHR, indem sie einen geeigneten Fehlercode in dem nichtflüchtigen
Speicher in der Steuereinheit 30 speichert und endet mit
dem Schritt 112. Andernfalls, wenn die Entscheidung NEIN
lautet, endet die Routine mit dem Schritt 112, ohne Vref FEHLER auf WAHR zu setzen.
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Diese
neuartige Diagnose ermöglicht
ein engeres Festlegen von Schwellen. Wirkliche Referenzspannungsfehler
wie etwa ein Kurzschluss der Stromversorgungsleitung 32 mit
Masse oder der Batteriespannung besitzen eine Zeitkonstante in der Größenordnung
von zehn Mikrosekunden und werden von dem Diagnoseprogramm erfasst,
bevor ein Ausfall der Sensoren erfasst wird. Somit sorgt die Diagnose
für eine
genauere Fehlererfassung.
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5 ist
ein Ablaufplan einer zweiten Referenzspannungsdiagnose 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Referenzspannungsdiagnose 120 ist bei einem
System sinnvoll, das zwei mit ”Vref1” und ”Vref2” bezeichnete
Referenzspannungen erzeugt. In 6 ist eine
modifizierte Steuereinheit 140 mit zwei Einspeisungen zur
Verwendung mit der Referenzspannungsdiagnose 120 von 5 gezeigt.
Die Steuereinheit 140 enthält eine zusätzliche Stromversorgung 142,
die die Referenzspannung Vref2 liefert, und
eine zusätzliche
Dämpfungsschaltung 146,
deren Ausgang mit einem weiteren Eingang des A/D-Umsetzers 54 verbunden
ist. Die anderen Merkmale sind die gleichen wie in 3.
Die verschiedenen Referenzspannungen können in irgendeiner Kombination
an die Sensoren 22, 24 und 28 oder an andere
Sensoren, die in dem in 1 gezeigten Kraftübertragungssystem
vorhanden sind, geliefert werden.
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Zurück zu 5,
die Referenzspannungsdiagnose 120 wird periodisch ausgeführt, wobei
die Routine mit dem Schritt 122 beginnt und im Schritt 124 die
momentanen Abtastwerte von Vref1 und Vref2 an den Ausgängen des A/D-Umsetzers abliest.
Im Schritt 126 berechnet sie die Differenz zwischen den beiden
Referenzspannungen, indem sie den Absolutwert Vref1 – Vref2(|Vref1 – Vref2|)
bestimmt, und vergleicht im Schritt 128 diese Größe mit einer
Schwelle. Wenn diese Größe die Schwelle
nicht überschreitet, dann
endet die Diagnose mit dem Schritt 136. Wenn diese Größe die Schwelle
jedoch überschreitet,
dann stellt die Referenzspannungsdiagnose fest, dass in einer der
Stromversorgungen ein Fehler aufgetreten ist. Der nächste Schritt
besteht darin, zu ermitteln, welche der Stromversorgungen einem
Fehler unterliegt.
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Im
Schritt 130 vergleicht die Referenzspannungsdiagnose Vref1 mit Vref2. Es
wird angenommen, dass der kleinere der zwei Werte die fehlerhafte
Versorgung repräsentiert.
Wenn also Vref1 < Vref2, dann wird
im Schritt 132 der Diagnose-Fehlercode Vref1 FEHLER
auf WAHR gesetzt. Wenn andernfalls Vref1 > Vref2,
dann wird im Schritt 134 der Diagnose-Fehlercode Vref2 FEHLER
auf WAHR gesetzt. Die Referenzspannungsdiagnose endet mit dem Schritt 136.
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Es
sei angemerkt, das die Diagnose 120 ein falsches Ergebnis
berichtet, wenn eine der Stromversorgungen mit der Batterie kurzgeschlossen
ist. Jedoch ist ein Kurzschluss mit der Batterie viel ungewöhnlicher
als ein Kurzschluss mit Masse, wobei angenommen wird, dass die Wahrscheinlichkeit
seines Auftretens in einer typischen Umgebung des Kraftfahrzeugs
um drei Größenordnungen
kleiner ist. Ferner könnte
die Referenzspannungsdiagnose 120 in Verbindung mit der
aus 3 bekannten Diagnose 70 angewandt werden.
In diesem Fall würde
die Referenzspannungsdiagnose 70 einen ”Bereichsüberschreitung nach oben”-Code setzen, der
das Setzen beider Diagnose-Fehlercodes mit sich bringen würde. Ferner
erfasst die weitere Software bereits die Spannungen, wenn die Fehlercodes
gesetzt sind, so dass der Wartungstechniker sehen kann, welche außerhalb
des Bereichs liegt. Die erfasste Spannung im Fall eines Kurzschlusses
mit der Batterie würde
etwa 5,5 Volt betragen, da dieser Wert dem maximal verkleinerten
Wert entspricht. Alternativ könnte
die Diagnose 120 gesperrt werden, falls eine der Referenzspannungen
momentan außerhalb
des Bereichs, und zwar über
dem Bereich, liegt, was nur das Protokollieren des korrekten Codes
zulassen würde.
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Die
Referenzspannungsdiagnose 120 liefert einen schnellen Indikator
für einen
Stromversorgungsfehler, indem sie Informationen, die in der anderen
Stromversorgung enthalten sind, als Referenz verwendet. Wenn eine
Erwärmung
eintritt, neigen die zur Erzeugung von Vref1 verwendeten
Komponenten dazu, um denselben Betrag wie jene, die zur Erzeugung
von Vref2 verwendet werden, zu driften.
Somit neigt unter den erwarteten Betriebsbedingungen Vref1 dazu,
Vref2 zu folgen. Jegliche Differenz, die
größer als
die Schwelle ist, ist wahrscheinlich das Ergebnis eines Fehlers
und nicht das Ergebnis einer normalen Veränderung der Betriebsbedingungen.
Ferner müssen
Vref1 und Vref2 nicht
denselben Nennwert haben, sondern können miteinander verglichen
werden, sofern ihre jeweiligen Dämpfungsschaltungen
veranlassen, dass die entsprechenden verkleinerten Werte nominell
gleich sind.
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Es
sei angemerkt, dass die hier offenbarte Referenzspannungsdiagnose
nicht nur auf das Kraftübertragungs-Steuermodul,
sondern auch auf andere Kraftfahrzeugmodule wie etwa das Motorsteuermodul
anwendbar ist. Sie kann auch in nicht zum Kraftfahrzeugbereich gehörenden Systemen
verwendet werden, die ein diagnostisches Prüfen und/oder Berichten erfordern
und Versorgungsspannungen an verschiedene Vorrichtungen leiten.
Die Steuereinheit könnte
Teil eines größeren Systems
sein oder lediglich als Diagnoseschaltung dienen. In weiteren Ausführungsformen
könnte
die Diagnose die gleiche Funktion wie die den Diagnoseteil der Anwendungssoftware
ausführende
CPU ausüben.
In den gezeigten Ausführungsformen
geben die Steuereinheiten 30 und 140 den Referenzspannungsfehler
an, indem sie einen Diagnose-Fehlercode setzen und diesen in einem
nichtflüchtigen
Speicher speichern, aus dem der Wartungstechniker später lesen
kann. Jedoch kann die Diagnose andere Techniken verwenden, um einen
Referenzspannungsfehler anzugeben, wie etwa die Aktivierung eines
Signals auf einer Signalleitung.
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Zusammengefasst
betrifft die Erfindung eine Diagnosevorrichtung, die zur Verwendung
in einer Steuereinheit für
Kraftfahrzeuge geeignet ist und einen Stromversorgungsanschluss,
der eine Referenzspannung führt,
eine Abtastschaltung und eine Referenzspannungsdiagnose-Schaltung umfasst.
Die Abtastschaltung ist mit dem Stromversorgungsanschluss gekoppelt
und besitzt einen Ausgangsanschluss, der Abtastwerte der Referenzspannung
liefert. Die Referenzspannungsdiagnose-Schaltung besitzt einen Eingangsanschluss,
der mit dem Ausgangsanschluss der Abtastschaltung gekoppelt ist. Die
Referenzspannungsdiagnose-Schaltung behält für eine vorgegebene Zeitspanne
einen früheren Wert
der Referenzspannung, vergleicht einen momentanen Abtastwert der
Referenzspannung mit dem früheren
Wert und gibt in Reaktion darauf, dass sich der momentane Abtastwert
von dem früheren Wert
um mehr als eine vorgegebene Schwelle unterscheidet, einen Fehler
in der Referenzspannung an.