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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung
mehrerer Sensoren, die jeweils ein eine Messgröße repräsentierendes Signal abgeben,
wobei die Messgrößen jeweils
mindestens zweier Sensoren die gleiche physikalische Größe repräsentieren
sowie eine Sensoranordnung.
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Sensoren
zur Überwachung
und Steuerung von Vorrichtungen aller Art müssen auf Funktionsfähigkeit überwacht
werden. Beispielsweise müssen Kraftfahrzeug-Sensoren,
die für
die Motorsteuerung eingesetzt werden, überwacht werden, um die Sicherheit
und Einhaltung von Emissionen während des
Betriebs zu gewährleisten.
Zum Beispiel ist für die
Onboard-Diagnose (OBD) gefordert, Sensoren auf Einhaltung von Grenzwerten
und auf Plausibilität zu überwachen.
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In
Motorsteuerungen sind oftmals mehrere Sensoren zur Messung derselben
physikalischen Größe eingebaut,
z.B. Temperatur oder Druck an verschiedenen Orten. In geeigneten
Betriebsbedingungen können
diese Sensoren miteinander verglichen werden oder auf dann eingrenzbare
Grenzen überwacht
werden. Solche Bedingungen sind z.B. bei ausgeschaltetem Motor oder
nach ausreichend langer Standzeit (Motor-Kaltstart) gegeben.
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Im
Stand der Technik sind Lösungen
zur Überwachung
mehrerer gleichartiger Sensoren bekannt. Dies kann zu einen in der
Steuergerät-Software
erfolgen durch Überwachung
jeweils einzelner Sensoren auf Signal-Grenzwerte. Diese Grenzwerte können bei
spezifischen Betriebsbedingungen enger sein als über den gesamten Betriebsbereich.
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Des
Weiteren kann ein Vergleich zweier oder mehrerer Sensoren in spezifischen
Betriebsbedingungen erfolgen. Das Kriterium für die erforderliche Betriebsbedingung
wird anhand zu sätzlicher
Informationen gewonnen, z.B. gemessene Zeit nach Motorstopp oder
Abfrage des Kühltemperatursensors zwecks
Kaltstarterkennung.
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Schließlich ist
ein Vergleich zweier Sensoren an gleicher Einbauposition möglich.
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Die
DE 10341454 offenbart ein
Verfahren zur Überprüfung wenigstens
dreier Sensoren, die eine Messgröße im Bereich
einer Brennkraftmaschine erfassen. Ein Maß für das Sensorsignal des jeweils
zu überprüfenden Sensors
wird mit einem Referenzsignal verglichen, das aus wenigstens einem
Teil der Sensorsignale der zu überwachenden
Sensoren gewonnen wird. Ein Sensor wird als fehlerhaft erkannt anhand
eines Vergleichs des Maßes
für das
Sensorsignal mit dem Referenzsignal. Das Referenzsignal wird beispielsweise
aus einem Mittelwert eines Maßes
der Sensorsignale mindestens eines Teils der zu überprüfenden Sensoren gebildet, wobei
die einzelnen Sensorsignale bei der Mittelwertbildung mittels Korrekturfaktoren
unterschiedlich gewichtet werden können.
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Aus
der
DE 10112139 ist
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Sensors eines
Abgasnachbehandlungssystems, insbesondere eines Temperatursensors,
bekannt. In bestimmten Betriebszuständen wird ein erstes Signal
des zu überwachenden
ersten Sensors mit einem zweiten Signal eines zweiten Sensors verglichen.
Auf Fehler wird erkannt, wenn wenigstens die beiden Signale um mehr
als einen Wert voneinander abweichen.
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Probleme des
Standes der Technik
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Problematisch
beim Einsatz der Verfahren nach Stand der Technik ist es, die jeweilig
erforderliche Betriebsbedingung zu detektieren. Hierfür müssen weitere
Sensoren oder andere Komponenten abgefragt werden, z.B. die Standzeit
zwischen Motorstopp und Motorstart. Die abgefragten Komponenten müssen ihrerseits überwacht
werden, damit im Fall einer fehlerhaften Komponente nicht die Sensor-Überwachung
blockiert ist. Außerdem
erhöhen solche
Komponenten die Kosten des Gesamtsystems, wenn sie nur für diesen
Zweck verbaut werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine
Sensoranordnung anzugeben, die die Erkennung eines geeigneten Betriebszustands
für die Überwachung
ermöglichen.
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Vorteile der
Erfindung
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Dieses
Problem wird gelöst
durch ein Verfahren zur Überwachung
mehrerer Sensoren, die jeweils ein eine Messgröße repräsentierendes Signal abgeben,
wobei die Messgrößen jeweils
mindestens zweier Sensoren die gleiche physikalische Größe repräsentieren,
umfassend die Schritte:
Ermitteln eines Zeitpunktes mit ausgeglichenem
Zustand, zu dem die den einzelnen Sensoren zugeordneten Messgrößen den
gleichen Wert zuzüglich
eines Toleranzbereiches haben; Vergleich der durch die Signale der
Sensoren repräsentierten
physikalischen Größe und Ausgabe
eines Fehlers, wenn die durch die Signale der Sensoren repräsentierten Messgrößen um einen
Wert größer einer
Maximalabweichung voneinander abweichen.
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Die
Sensoren geben dabei in der Regel elektrische Signale ab, die eine
physikalische Größe wie z.B.
einen Druck, eine Temperatur, eine Spannung, eine Durchflussmenge
oder dergleichen repräsentieren.
Jeweils mindestens zwei Sensoren, die die gleiche physikalische
Größe repräsentieren,
bedeutet hier, dass beispielsweise zwei Drucksensoren oder zwei
Temperatursensoren zusammen betrachtet werden. Unter einem ausgeglichenen
Zustand wird hier. ein Zustand der Vorrichtung, die durch die Sensoren überwacht
wird, verstanden, bei der z.B. Temperaturen oder Drücke, die
an verschiedenen Messpunkten von unterschiedlichen Sensoren erfasst
werden, in etwa gleich sind. Mit in etwa gleich ist gemeint, dass
diese sich asymptotisch einem Endzustand nähern, wobei ab einer genügend kleinen
Abweichung von dem Endzustand von dem ausgeglichenen Zustand ausgegangen
wird. Unter dem gleichen Wert zuzüglich eines Toleranzbereiches
werden hier gleiche Messwerte, z.B. gleiche Drücke oder gleiche Temperaturen,
im Rahmen einer Messungenauigkeit sowie einer aus der asymptotischen
Nährung
herrührenden
Abweichung bei ungleicher Annäherung
an den Endwert verstanden. Die Maximalabweichung kann mit dem Toleranzbereich
zusammenfallen, kann jedoch auch enger oder weiter gefasst sein.
Das Ermitteln eines Zeitpunktes mit ausgeglichenem Zustand legt
demzufolge fest, ob die Vorrichtung einen Betriebszustand erreicht
hat, in dem die einzelnen Sensoren gegeneinander abgeglichen werden
können.
Der Vergleich der durch die Signale der Sensoren repräsentierten
physikalischen Größe erfolgt
erst danach.
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Bei
dem Zeitpunktes mit ausgeglichenem Zustand handelt es sich um einen
Betriebszustand, bei dem alle zu überwachendenen Sensoren weitgehend
angeglichen sind und somit denselben bzw. nahe beieinanderliegenden
Wert anzeigen. Dies ist z.B. bei Temperatursensoren der Fall, wenn
nach Ausschalten des Motors und bei längerem Stillstand des Fahrzeugs
alle Sensoren denselben Temperaturwert, nämlich die Umgebungstemperatur,
anzeigen. Das Gleiche gilt für
Drucksensoren beispielsweise im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine,
die in diesem Fall den Umgebungsdruck messen. Bei Vorliegen dieses
Betriebszustands werden die Sensoren untereinander verglichen. Für die Erkennung
des ausgeglichenen Zustandes werden im Gegensatz zu den bekannten
Lösungen
außer
den zu überwachendenen
Sensoren keine weiteren Messgrößen benötigt.
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Anhand
der gegebenen Signale wird zunächst
bestimmt, ob die Werte angeglichen sein sollten („Iso-Erkennung"). Ist dies der Fall,
werden die Signale untereinander auf Gleichheit geprüft. Bei
signifikanten Differenzen wird ein Fehler gemeldet. Zur Durchführung des
Verfahrens muss eine ausreichende Anzahl an Sensoren verfqügbar sein,
z.B. mindestens vier Sensoren in einer einfachen Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Iso-Erkennung besteht aus redundanten Erkennungspfaden, so dass
auch bei einem einzelnen fehlerhaften Sensor eine zuverlässige Erkennung
stattfindet. Eine Selbstblockage der Sensorüberwachung wird damit verhindert.
Es werden keine zusätzlichen
Signale benötigt,
z.B. keine Standzeitmessung. Dies hat den großen Vorteil, dass keine Folge-Überwachungen
notwendig sind Würden
nämlich
weitere Signale herangezogen, so müssten diese wiederum überwacht
werden. Die Iso-Erkennung ist schneller als ein festgelegtes Kriterium
wie z.B. eine minimale Standzeit. Dadurch wird die Überwachung häufiger durchgeführt.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweils
mindestens zwei Sensoren, die die gleiche physikalische Größe repräsentieren, zu
einem Pfad zusammengefasst sind, wobei die Sensoren eines Pfades
darauf überprüft werden,
ob die den einzelnen Sensoren zugeordneten Messgrößen den
gleichen Wert zuzüglich
eines Toleranzbereiches haben.
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Ein
Pfad ist hier eine logische Verknüpfung mindestens zweier Sensoren.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Sensor jeweils nur einem Pfad
angehört,
also nicht in mehreren Pfaden repräsentiert ist. Die Sensoren
eines Pfades werden nun gemeinsam bzw. gegeneinander darauf hin überprüft, ob deren
Messwerte voneinander abweichen.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Vergleich
der durch die Signale der Sensoren repräsentierten physikalischen Größen gestartet
wird, wenn eine Mindestanzahl der Pfade einen ausgeglichenen Zustand
aufweist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Verfahren nach Wechsel eines Betriebszustandes
einer Vorrichtung, die mittels der Sensoren überwacht oder gesteuert wird,
gestartet wird.
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Die
Vorrichtung ist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, wobei der
Wechsel des Betriebszustandes vorzugsweise das Abstellen (Motorstop)
der Brennkraftmaschine ist. Es kann sich hier aber auch um beliebige
andere Vorrichtungen im Sinne von Arbeitsmaschinen handeln, bei
denen ein in der Regel instationärer
Betriebszustand in einen stationären Betriebszustand überführt wird,
so dass Betriebsparameter wie Temperatur, Druck oder dergleichen
auf einen stationären
Endwert zustreben.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass sich die
durch die Sensoren repräsentierte
physikalische Größe nach
Wechsel des Betriebszustandes der Vorrichtung verändert, wobei
jeweils mindestens ein Sensor so angeordnet ist, dass sich die physikalische
Größe schneller ändert und mindestens
ein Sensor so angeordnet ist, dass sich die physikalische Größe langsamer ändert.
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Die
durch die Sensoren repräsentierte
physikalische Größe nähert sich
vorzugsweise asymptotisch einem Endwert an. Dabei ist mindestens
einer der Sensoren so angeordnet, dass die asymptotische Annäherung an
den Endwert an dem Ort, an dem der Sensor abgebracht ist, schneller
vonstatten geht als die asymptotische Annäherung des Messwertes an den
Endzustand an dem Ort, an dem der jeweils andere Sensor angeordnet
ist. Unabhängig
vom Wert der beiden physikalischen Größen zu Beginn des Verfahrens
kann von einer Annäherung
an den asymptotischen Endwert ausgegangen werden, wenn der Gradient
der Veränderung
der Messgröße einen
Mindestwert unterschritten hat. Zuzüglich kann als Maß herangezogen
werden, ob sich die mindestens zwei Messwerte bis zu einer Mindestabweichung
hin angeglichen haben.
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Dazu
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die durch die Sensoren repräsentierte
physikalische Größe zur Ausgabe
eines ausgeglichenen Zustandes einen Maximalwert unterschreiten
und einen Minimalwert überschreiten
muss.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
umfasst vorzugsweise folgende Schritte:
Prüfung, ob sich die physikalische
Größe, die
sich langsamer ändert,
seit Wechsel des Betriebszustandes der Vorrichtung um einen Mindestbetrag
geändert
hat;
Prüfung,
ob bei Start der Vorrichtung die Differenz der physikalische Größe, die
sich langsamer ändert und
der physikalischen Größe, die
sich schneller ändert,
einen Maximalbetrag unterschreitet;
Ausgabe des Zeitpunktes
mit ausgeglichenem Zustand, wenn die Prüfung in den beiden vorhergehenden
Schritten wahr ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die durch die Sensoren repräsentierte physikalische Größe eine
Temperatur und/oder ein Druck und/oder eine elektrische Spannung
und/oder ein elektrischer Strom und/oder eine Durchflussmenge ist.
Es kann sich hier aber prinzipiell um jede messbare physikalische
Größe handeln.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die durch die Sensoren repräsentierte
physikalische Größe der Pfade
unterschiedlich sind.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Sensoranordnung
mehrerer Sensoren, die jeweils ein eine Messgröße repräsentierendes Signal abgeben,
wobei die Messgrößen jeweils
mindestens zweier Sensoren die gleiche physikalische Größe repräsentieren,
wobei die jeweils zwei Sensoren zu einem Pfad zusammengefasst sind,
wobei sich die durch einen der Sensoren repräsentierte physikalische Größe bei Wechsel
des Betriebszustandes der Vorrichtung schneller, die durch den Anderen
der Sensoren repräsentierte
physikalische Größe langsamer ändert.
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Zeichnungen
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
grobe Skizze des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs;
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2a eine
Skizze des Verfahrensablaufs bei zwei Pfaden;
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2b eine
Skizze des Verfahrensablaufs bei drei Pfaden;
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3 eine
Skizze des Verfahrensablaufs bei oberen und unteren Schwellenwerten.
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Zunächst wird
auf 1 Bezug genommen. Dargestellt sind zwei Blöcke a) und
b) in Parallelstruktur, n Signale gehen in beide Blöcke. Block
a) enthält
eine „Iso-Erkennung", d.h. eine Erkennung
eines ausgeglichenen Zustandes. Block b) enthält eine Fehlererkennung. Die Überwachung
findet in zwei Stufen statt. Zunächst
erfolgt eine „Iso-Erkennung", d.h. eine Erkennung
eines ausgeglichenen Zustandes der zu überwachenden Vorrichtung. Der
ausgeglichene Zustand ist ein Betriebszustand, in dem die durch
Sensoren T_x (x = 1 ... n, n = Anzahl der Sensoren) gemessenen physikalischen
Größen an allen Einbauorten
der Sensoren T gleich sind. Sind die physikalischen Größen Temperaturen
einer Brennkraftmaschine, so streben alle Temperaturen, die im Betrieb
sehr unterschiedlich sind, nach Abstellen (Motorstop) der Brennkraftmaschine
auf den Wert der Umgebungstemperatur. Der ausgegleichene Zustand
ist erreicht, wenn an allen Einbauorten der Sensoren T_x die Umgebungstemperatur
(in etwa) erreicht ist. Wenn der ausgeglichenen Zustand gegeben
ist wird die Diagnose freigegeben und es erfolgt ein Vergleich der
Sensoren T_x untereinander. Hierbei können bekannte Verfahren eingesetzt
werden, bei denen z.B. jeweils Paare von Sensorwerten zueinander
oder Einzelsensorwerte zu einem Grenzwert oder Einzelsensorwerte
zu einem Sensor-Mittelwert verglichen werden. Durch Block b) erfolgt
eine Weitergabe des Überwachungsergebnisses
an weitere Geräte,
beispielsweise Steuergeräte
oder dergleichen.
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Wesentlich
ist zum einen die fehlertolerante Iso-Erkennung, zum anderen die
Tatsache, dass für die
Iso-Erkennung dieselben Eingangssignale wie für den Sensorsignal-Vergleich
benutzt werden können.
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Die
Iso-Erkennung (Block a) besteht wie beispielsweise in 2a dargestellt
aus mindestens zwei parallel angeordneten Erkennungsblöcken („Pfaden") P.
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2a zeigt
zwei Pfade, einen ersten Pfad P1 und einen zweiten Pfad P2. Das
Verfahren wird hier am Beispiel von Temperaturen, die beispielsweise
an einer Brennkraftmaschine gemessen werden können, dies können z.B.
eine Motorblocktemperatur, eine Kühlwassertemperatur, eine Schmieröltemperatur
und dergleichen sein, erläutert.
Mit Tx Stop ist dabei jeweils die aktuell gemessene Temperatur nach
Motorstop gemeint, mit Tx Start, die beim letzten Start der Brennkraftmaschine
gemessene Temperatur. X steht für
einen Index 1, 2, 3 .... Die Pfade P gliedern sich jeweils in Teile
A und B, der Teil A ist jeweils oben dargestellt, der Teil B jeweils
unten.
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Im
Pfadteil A des Pfades 1 beispielsweise wird zunächst die Differenz der Temperaturen
T1 Stop abzüglich
T1 Start bestimmt. Diese Differenz wird mit einer Mindesttemperaturdifferenz
A1 verglichen, wobei ein Komparator K1 einen wahren Wert liefert,
wenn T1 Stop abzüglich
T1 Start größer A1 ist. Im
Pfadteil B wird zunächst
die Differenz T1 Start minus T2 Start bestimmt, wobei T2 eine weitere
Temperatur eines anderen Sensors ist. Es wird sodann der Betrag
der Differenz gebildet, dies ist durch das Bezugszeichen B gekennzeichnet,
und durch einen Komperator K2 geprüft, ob der Betrag der Differenz kleiner
ist als eine maximale Temperaturdifferenz B1, |T1 Start minus T2
Start| < B1. Liefern
beide Komparatoren K1 und K2 ein logisches wahr, so liefert ein nachgeordnetes
logisches UND ebenfalls den Wert wahr. Sinngemäß gleich wird nun im Pfad 2
die Temperaturen T3 Start, T3 Stop sowie T4 Start verglichen. Im
vorliegenden Beispiel wird die Temperatur T1 von dem langsamen Sensor
T_L repräsentiert,
die Temperatur T2 von dem schnellen Sensor T_S repräsentiert.
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2b zeigt
eine entsprechende Sensoranordnung und ein entsprechendes Verfahren
bei drei Pfaden. Werte B1, B2, B3 ... Bn kennzeichnen hier maximale
Werte für
Pfadteil B entsprechend 2a, Werte
A1, A2, A3 ... An entsprechend minimale Werte für Pfadteil A. Wie durch einen
Vergleich der 2a und 2b zu
erkennen ist, findet in 2b zusätzlich zu
dem ODER-Gatter, das die beiden Pfade verknüpft, eine UND-Verknüpfung paarweise
zwischen den Pfaden P1, P2 sowie P3 statt, wobei deren Ergebnisse
schlussendlich auf ein gemeinsames ODER-Gatter gelegt werden. Hier
sind belibig viele Pfade P1 ... Pm mit m = Anzahl der Pfade möglich.
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3 zeigt
eine alternative Ausführungsform
bei der ein Mittelwert T_M_Stop der Temperaturen bei Motorstopp
der Brennkraftmaschine verglichen wird mit einem Mittelwert T_M_Start
beim (letzten) Start der Brennkraftmaschine. Zunächst wird die Differenz aus
beiden Mittelwerten gebildet und mittels eines Komperators K3 geprüft, ob die
Differenz kleiner als eine minimale Temperaturdifferenz ist. Durch
einen Komperator K4 wird geprüft,
ob der Mittelwert beim Motorstop T_M_Stop größer oder gleich einer maximalen
Temperaturschwelle T_S_Max ist. Durch einen weiteren Komperator
K5 wird geprüft,
ob die Mittelwerttemperatur beim Start der Brennkraftmaschine T_M_Start
in einer Schranke T_Start_Min als unterem Schwellenwert und T_Start_Max
als oberem Schwellenwert liegt. Liefern alle drei genannten Komperatoren
K3, K4 sowie K5 den Wert wahr, liegt am Ausgang eines UND-Gatters
U ein wahrer Wert an, der die Bedingung für gleiches oder niedriges Temperaturniveau
liefert.
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Jeder
Pfad P_x erkennt unabhängig
von den übrigen
Pfaden P_n, ob ein ausgeglichener Zustand gegeben ist. Jeder Pfad
P_x verwendet hierzu vorzugsweise nur Sensorsignale, die in den übrigen Pfaden
P_n nicht ebenfalls benutzt werden. Wenn eine Mindestanzahl n_min
der Pfade P_n einen ausgeglichenen Zustand erkennt, wird die eigentliche
Sensorüberwachung
freigegeben. Mittels dieser Anordnung wird ein ausgeglichener Zustand
auch dann erkannt, wenn ein einzelner Pfad P aufgrund eines Sensorfehlers
nicht in der Lage ist, einen tatsächlich vorhandenen ausgeglichenen
Zustand zu bestimmen. Die Erfindung stellt somit eine fehlertolerante
Iso-Erkennung zur
Verfügung.
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Je
Pfad wird ein langsamer Sensor T_1 und ein schneller Sensor T_s
eingesetzt. Beispielsweise wird bei Temperatursensoren ein „langsamer" Temperatursensor
T_1 aufgrund seiner Einbaulage oder aufgrund seines Sensorprinzips
mehr Zeit benötigen um
die Umgebungstemperatur anzunehmen als ein „schneller" Sensor T_s. Langsam sind z.B. in der
Regel der Motortemperatur- und der Kraftstofftemperatursensor, schnell
sind Lufttemperatursensoren, die nicht thermisch an den Motor gekoppelt
sind.
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Folgende
zwei Bedingungen werden geprüft, um
einen ausgeglichenen Betriebszustand zu erkennen:
- I)
Der Wert des langsamen Sensors T_1 muss sich zwischen Motorstop
und Motorstart um einen Mindestbetrag A_MIN geändert haben.
- II) Bei Motorstart muss die Differenz zwischen dem Wert des
langsamen Sensors T_1 und dem Wert des schnellen Sensor T_s einen
Maximalbetrag B_MAX unterschreiten.
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Nach
jedem Motorstop bzw. Motorsteuergerät-Nachlauf muss somit der Wert
des langsamen Sensors gespeichert werden. Bei jedem Motorstart bzw.
jeder Motorsteuergerät-Initialisierung
findet eine Auswertung der Kriterien I) und II) statt. Sind beide erfüllt, wird
der ausgeglichene Betriebszustand gemeldet. Die Bedingung II) ist
die eigentliche Iso-Erkennung. Durch Bedingung I) wird erzwungen,
dass sich der Motor zuvor in einem unausgeglichenen Zustand befunden
hat und dass eine Mindestzeit zwischen Motorstop und Motorstart
verstrichen ist. In dieser Mindestzeit ist davon auszugehen, dass
der schnelle Sensor bereits den Angleichwert erreicht hat. Wenn
nun zudem der schnelle und der langsame Sensor denselben Wert anzeigen,
kann zuverlässig der
ausgeglichene Betriebszustand gemeldet werden. Es kann dann davon
ausge gangen werden, dass auch die übrigen Sensorenwerte hinreichend nahe
am Ausgleichwert angelangt sind.
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Werden
zwei Pfade, siehe 2a, eingesetzt, benötigt man
2·2 =
4 Sensoren. Falls einer der Sensoren defekt ist und über den
zugehörigen
Pfad keine Iso-Erkennung stattfindet, ist die Iso-Erkennung weiterhin über den
zweiten Pfad Sichergestellt. Werden drei solcher Pfade, siehe 2b,
eingesetzt, benötigt
man 3·2
= 6 Sensoren. Mindestens zwei Pfade müssen die Iso-Erkennung melden.
Diese Anordnung hat den Vorteil, robuster zu sein als die zweipfadige
Anordnung. Sie ist ebenso fehlertolerant gegenüber einem einzelnen Sensorfehler
wie die zweipfadige Anordnung.
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Die
einzelnen Pfade können
auch andere Kriterien als den zuvor genannten anwenden. Zum Beispiel
könnte
im Fall von Temperatursensoren gefordert werden, dass bei Motorstopp
eine Mindest-Absoluttemperatur eingenommen wurde und dass bei Motorstart
eine Maximal-Absoluttemperatur gemessen
wird. Sensorsignale können
auch gefiltert sein oder aus Mittelwerten oder aus gewichteten Mittelwerten
bestehen.
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3 zeigt
ein Beispiel für
einen Pfad mit solchen Kriterien und anderen Eingangssignalen. Dargestellt
ist eine Skizze des Verfahrensablaufs bei oberen und unteren Schwellenwerten
(maximale und minimale Schwelle). In diesem Pfad wird anhand folgender
Kriterien ermittelt, ob die Bedingung für ein gleiches oder niedriges
Temperaturniveau vorliegt:
- • der Mittelwert der Abstelltemperaturen T_M_Stop
lag im letzten Fahrzyklus über
einer definierten maximalen Schwelle T_S_MAX
- • die
Differenz zwischen der gemittelten Abstelltemperatur T_M_Stop aus
dem letzten Fahrzyklus und der gemittelten Starttemperatur T_M_Start
ist größer einer
Mindest-Differenz
T_Diff_min. Das bedeutet, die Temperaturen im System zeigen eine
erkennbare Abkühlung.
- • der
Mittelwert der Starttemperaturen T_M_Start liegt innerhalb einer
definierten Schwelle T_Start_Min <=
T_M_Start <= T_Start_Max.
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Sind
alle oben genannten Kriterien erfüllt, so kann ebenfalls zuverlässig der
ausgeglichene Betriebszustand gemeldet werden. Dieser Pfad kann sogar
alleine für
die fehlertolerante Iso-Erkennung genutzt
werden, sofern die Schwellwerte der Kriterien so ausgelegt werden,
dass sie auch bei einem einzelnen Sensorfehler noch erfüllt sind.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Verfahrens. Das Verfahren startet in Schritt 101 z.B.
durch Motorstop der Brennkraftmaschine. Daran schließt sich
in Schritt 102 das Ermitteln eines Zeitpunktes t_A mit
ausgeglichenem Zustand der Sensoren eines jeden Pfades, zu dem die
den einzelnen Sensoren zugeordneten Messgrößen den gleichen Wert zuzüglich eines
Toleranzbereiches haben. Dies erfolgt parallel für alle Sensorpfade. In Schritt 103 wird
geprüft, ob
eine Mindestzahl der Pfade ausgeglichen ist. Ist dies der Fall,
so erfolgt in Schritt 104 der Vergleich der durch die Signale
der Sensoren repräsentierten physikalischen
Größen. In
Schritt 105 wird ein Fehler ausgegeben, wenn die durch
die Signale der Sensoren repräsentierten
Messgrößen um einen
Wert größer einer
Maximalabweichung voneinander abweichen (Fall J). Ist dies nicht
der Fall, so wird in Schritt 106 der fehlerfreie Fall ausgegeben.