DE102005052260A1 - Verfahren zur Überwachung mehrerer Sensoren - Google Patents

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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices

Abstract

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: DOLLAR A - Ermitteln eines Zeitpunktes mit ausgeglichenem Zustand, zu dem die den einzelnen Sensoren zugeordneten Messgrößen den gleichen Wert zuzüglich eines Toleranzbereiches haben; DOLLAR A - 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.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Schließlich ist ein Vergleich zweier Sensoren an gleicher Einbauposition möglich.
  • 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.
  • 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.
  • Probleme des Standes der Technik
  • 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.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Sensoranordnung anzugeben, die die Erkennung eines geeigneten Betriebszustands für die Überwachung ermöglichen.
  • Vorteile der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verfahren nach Wechsel eines Betriebszustandes einer Vorrichtung, die mittels der Sensoren überwacht oder gesteuert wird, gestartet wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine grobe Skizze des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs;
  • 2a eine Skizze des Verfahrensablaufs bei zwei Pfaden;
  • 2b eine Skizze des Verfahrensablaufs bei drei Pfaden;
  • 3 eine Skizze des Verfahrensablaufs bei oberen und unteren Schwellenwerten.
  • 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.
  • 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.
  • Die Iso-Erkennung (Block a) besteht wie beispielsweise in 2a dargestellt aus mindestens zwei parallel angeordneten Erkennungsblöcken („Pfaden") P.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Überwachung mehrerer Sensoren (T1, T2, ... Tn), die jeweils ein eine Messgröße repräsentierendes Signal abgeben, wobei die Messgrößen jeweils mindestens zweier Sensoren (T1, T2, ... Tn) die gleiche physikalische Größe repräsentieren, umfassend die Schritte: 1.1 Ermitteln eines Zeitpunktes (t_A) mit ausgeglichenem Zustand, zu dem die den einzelnen Sensoren (T1, T2, ... Tn) zugeordneten Messgrößen den gleichen Wert zuzüglich eines Toleranzbereiches haben; 1.2 Vergleich der durch die Signale der Sensoren (T1, T2, ... Tn) repräsentierten physikalischen Größe und Ausgabe eines Fehlers, wenn die durch die Signale der Sensoren (T1, T2, ... Tn) repräsentierten Messgrößen um einen Wert größer einer Maximalabweichung voneinander abweichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei Sensoren, die die gleiche physikalische Größe repräsentieren, zu einem Pfad (P1 ... Pm) zusammengefasst sind, wobei die Sensoren (T1, T2, ... Tn) eines Pfades (P1 ... Pm) darauf überprüft werden, ob die den einzelnen Sensoren zugeordneten Messgrößen den gleichen Wert zuzüglich eines Toleranzbereiches haben.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der durch die Signale der Sensoren (T1, T2, ... Tn) repräsentierten physikalischen Größen gestartet wird, wenn eine Mindestanzahl der Pfade (P1 ... Pm) einen ausgeglichenen Zustand aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Wechsel eines Betriebszustandes einer Vorrichtung, die mittels der Sensoren (T1, T2, ... Tn) überwacht oder gesteuert wird, gestartet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die durch die Sensoren (T1, T2, ... Tn) repräsentierte physikalische Größe nach Wechsel des Betriebszustandes der Vorrichtung verändert, wobei jeweils mindestens ein Sensor (T_s) so angeordnet ist, dass sich die physikalische Größe schneller ändert und mindestens ein Sensor (T_1) so angeordnet ist, dass sich die physikalische Größe langsamer ändert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Sensoren (T1, T2, ... Tn) repräsentierte physikalische Größe zur Ausgabe eines ausgeglichenen Zustandes einen Maximalwert (B1, B2 ... Bn) unterschreiten und einen Minimalwert (A1, A2 ... An) überschreiten muss.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 7.1 Prüfung, ob sich die physikalische Größe, die sich langsamer ändert, seit Wechsel des Betriebszustandes der Vorrichtung um einen Mindestbetrag (A_MIN) geändert hat; 7.2 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 (B_MAX) unterschreitet; 7.3 Ausgabe des Zeitpunktes mit ausgeglichenem Zustand, wenn die Prüfung in Schritt 7.1 und 7.2 wahr ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 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.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Sensoren repräsentierte physikalische Größe der Pfade unterschiedlich sind.
  10. Sensoranordnung mehrerer Sensoren (T1, T2, ... Tn), die jeweils ein eine Messgröße repräsentierendes Signal abgeben, wobei die Messgrößen jeweils mindestens zweier Sensoren (T1, T2) die gleiche physikalische Größe repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zwei Sensoren (T1, T2) zu einem Pfad (P1 ... Pm) zusammengefasst sind, wobei sich die durch einen der Sensoren (T1, T2) repräsentierte physikalische Größe bei Wechsel Wechsel des Betriebszustandes der Vorrichtung schneller, die durch den Anderen der Sensoren repräsentierte physikalische Größe langsamer ändert.
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