DE102006043317A1

DE102006043317A1 - Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Sensors

Info

Publication number: DE102006043317A1
Application number: DE102006043317A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kesch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Fahrzeugs. Es ist vorgesehen, dass ein erster Sensorwert (A1) eines ersten Sensors (2) eines ersten Fahrzeugs (1) ermittelt wird, und dass ein entsprechender, zweiter Sensorwert (A2) von einem entsprechenden zweiten Sensor (4) eines zweiten Fahrzeugs (3) per drahtloser Übertragung durch das erste Fahrzeug (1) abgefragt und mit dem ersten Sensorwert (A1) auf Plausibilität verglichen wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Oberbegriff des Anspruchs 1.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Funktionen auf, die unter anderem Umgebungsparameter oder Betriebsgrößen bzw. -zustände des Fahrzeugs bzw. von Aggregaten des Fahrzeugs aufnehmen und der Verarbeitung zuführen. Derartige Sensoren müssen, um einen zuverlässigen Betrieb des Fahrzeugs oder seine Aggregate sicher zustellen, zumindest hin und wieder auf ihre Funktion überprüft werden. Im Stand der Technik werden solche Sensoren eines Kraftfahrzeugs mittels Modellbildung der Größen diagnostiziert, also durch Vergleich mit aus anderen Größen ermittelten Modellwerten verglichen oder durch redundanten Einsatz von Sensorik zur Ermittlung derselben Größe diagnostiziert. Bei der Überprüfung durch Modellbildung kann es zur Ausgabe unzutreffender Fehlerhaftigkeit oder unzutreffender Funktionsfähigkeit kommen, weil das Modell Unzulänglichkeiten aufweist. Bei der Überprüfung mittels redundanter Sensorik ist der hohe Aufwand nachteilig.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Sensoren bereitzustellen, das die genannten Nachteile vermeidet.
Hierzu wird ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem ein erster Sensorwert eines ersten Sensors eines ersten Fahrzeugs ermittelt wird, und ein entsprechender, zweiter Sensorwert von einem entsprechenden, zweiten Sensor eines zweiten Fahrzeugs per drahtloser Übertragung durch das erste Fahrzeug abgefragt und mit dem ersten Sensorwert auf Plausibilität verglichen wird. Die hohe Verbreitung der drahtlosen Vernetzung der Kraftfahrzeuge bietet hier die Möglichkeit der Diagnose von Sensoren durch Vergleich gleichartiger Sensoren verschiedener Kraftfahrzeuge. Hierbei wird davon ausgegangen, dass zwei Fahrzeuge in einem vergleichbaren Zustand vorliegen, wobei vom ersten Fahrzeug ein zu prüfender Sensor einen ersten Sensorwert ermittelt, und dann dieses erste Fahrzeug von einem zweiten Fahrzeug einen zweiten Sensorwert von einem dem ersten Sensor entsprechenden, zweiten Sensor des zweiten Fahrzeugs anfordert, beziehungsweise jedes Fahrzeug diese Signale periodisch sendet, wobei diese Anforderung beziehungsweise Sendung per drahtloser Übertragung erfolgt. Bei Vorliegen des zweiten Sensorwerts wird dieser vom ersten Fahrzeug mit dem ersten Sensorwert verglichen, wobei eine Plausibilitätsprüfung des ersten Sensorwerts stattfindet. Eine solche Plausibilitätsprüfung ist beispielsweise gelungen, wenn der erste Sensorwert und der zweite Sensorwert innerhalb eines erwarteten Werteintervalls liegen. Eine solche Plausibilitätsprüfung ist dagegen fehlgeschlagen, wenn bei vergleichbaren Umgebungsbedingungen des ersten Sensor und des zweiten Sensors der Wert des ersten Sensors von dem Wert des zweiten Sensors erheblich abweicht und/oder nicht innerhalb eines erwarteten Werteintervalls liegt. Deren Abfolge kann die Nichtübereinstimmung der Sensorwerte mit mehreren unterschiedlichen zweiten Sensoren, mehrere unterschiedlich zweiter Fahrzeuge wiederholt werden, um eine fehlerhafte Feststellung, der erste Sensor sei defekt auszuschließen, wenn tatsächlich der zweite Sensor defekt ist.
Da es bei der Plausibilitätsprüfung darauf ankommt, dass die jeweiligen Betriebsgrößen, die vom ersten Sensor und vom entsprechenden zweiten Sensor ermittelt werden, im wesentlichen innerhalb eines bestimmten, vergleichbaren Intervalls liegen oder demselben oder ähnlichen Wert aufweisen, soll die Prüfung nur dann erfolgen, wenn zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug ein Prüfungseinleitungskriterium erfüllt ist. Beispielsweise ist es nicht sinnvoll einen Umgebungsluftdrucksensor eines ersten Fahrzeugs anhand eines zweiten Umgebungsluftdrucksensors eines zweiten Fahrzeugs zu überprüfen, wenn sich beide Fahrzeuge auf deutlich unterschiedlichen Höhenlagen befinden oder zwischen den beiden Fahrzeugen aufgrund anderer Umstände ein signifikanter Umgebungsluftdruckunterschied besteht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Prüfungseinleitungskriterium eine räumliche Nähe. Die beiden Fahrzeuge gleichen ihren Abstand zueinander durch geeignete Mittel ab, beispielsweise im Zuge der drahtlosen Übertragung der ermittelbaren Sensorwerte (etwa über Signallaufzeiten), und leiten die Prüfung nur dann ein, wenn der räumliche Abstand der beiden Fahrzeuge zueinander im Hinblick auf die vom zu prüfenden Sensor üblicherweise ermittelte Betriebsgröße gering ist. Beispielsweise ist für die Überprüfung eines Umgebungsluftdrucksensors eine gleiche Höhenlage der Fahrzeuge erforderlich, um vergleichbare Werte zu erhalten, die eine zuverlässige in Bezugsetzung des ersten Sensorwerts zum zweiten Sensorwert ermöglicht.
Das Verfahren sieht in einer Ausgestaltung vor, dass der Sensor aus der Gruppe der Umgebungssensoren gewählt ist, beispielsweise ein Umgebungsdrucksensor oder ein Umgebungstemperatursensor.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Sensor aus der Gruppe der Betriebszustands- oder der Fahrzustandsgrößensensoren gewählt ist, beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein GPS-Empfänger, der über die Position des Fahrzeugs im Raum und eine Änderung derselben Auskunft gibt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die drahtlose Übertragung im GSM-Band. Das GSM-Band ist ein weltweit verbreiteter Standard der Mobiltelephonie. Die Komponenten sind günstig und standardisiert, so dass das Verfahren mittels solcher im Fahrzeug zu integrierender Komponenten ohne großen Aufwand durchführbar ist. Weitere vorteilhafte, alternativ mögliche Ausführungsformen zur drahtlosen Übertragung sind: WIMAX (IEEE 802.16), WIMOBILE (IEEE 802.20), Ultra Wide Band (UWB IEEE 802.15.3), Bluetooth, WLAN (802.11) oder DSRC – Dedicated Short Range Communication.
Das Verfahren sieht in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Schutzroutine zum Schutz vor missbräuchlicher Verwendung vor. Die Abfrage von Sensorwerten aus dem Fahrzeug soll also nur dann erfolgen können, wenn sichergestellt ist, dass die Verwendung solcher Sensorwerte nur in einer vorgesehenen, nicht missbräuchlichen Art und Weise erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Schutzroutine eine Identifikationsroutine und/oder Verschlüsselungsroutine und/oder eine gesicherte, bidirektionale Kommunikation. Mittels einer Identifikationsroutine muss sich ein abfragendes Fahrzeug beim abgefragten Fahrzeug identifizieren, wobei beispielweise Hersteller- und Modellgleichheit als Identifikationskriterien in Betracht kommen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verschlüsselung entweder sowohl der Abfrage des Sensorwertes vom zweiten Fahrzeug oder der Antwort des zweiten Fahrzeugs bei der Übermittlung des zweiten Sensorswertes vorgesehen sein. Nur anhand eines jeweils zutreffenden Schlüssels können dann entweder die Anfragen und/oder die Antworten in sinnvolle Daten entschlüsselt und bearbeitet werden. Weiter kann eine gesicherte, bidirektionale Kommunikation erfolgen, womit gemeint ist, dass Identifikations- und Authentifizierungssignale innerhalb der Kommunikation der beiden Fahrzeuge unabhängig von Anfrage und Antwort bezüglich der Sensorwerte verwendet werden. Hierbei ist auf solche oder auf ähnliche Merkmale abzustellen, wie sie in der drahtlosen Nachrichtentechnik bereits üblich sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
1 zwei Kraftfahrzeuge beim Abgleich von Daten und
2 ein Flussdiagramm zum Abgleich von Daten zweier Kraftfahrzeuge.
Ausführungsform(en) der Erfindung
1 zeigt ein erstes Fahrzeug 1, das einen ersten Sensor 2 zur Ermittlung eines ersten Sensorwerts A₁ aufweist. Zum ersten Fahrzeugs 1 befindet sich in einem Abstand d ein zweites Fahrzeug 3, das einen zweiten Sensor 4 zur Ermittlung eines zweiten Sensorwerts A₂ aufweist. Der erste Sensorwert A₁ und der zweite Sensorwert A₂ betreffen hierbei dieselbe physikalische Größe. Sowohl das erste Fahrzeug 1 als auch das zweite Fahrzeug 3 weisen Sende/Empfangsanlagen 5 auf, mittels derer eine drahtlose Übertragung 6 von Signalen erfolgen kann. Die Sende-/Empfangsanlagen 5 sind jeweils an den ersten Sensor 2 respektive den zweiten Sensor 4 angeschlossen, beispielsweise über einen fahrzeugeigenen Systembus 7. An dem Systembus 7 ist jeweils weiter eine Auswertevorrichtung 8 angeschlossen. Die drahtlose Übertragung erfolgt beispielsweise im GSM-Band, wozu die Sende-/Empfangsanlage 5 als GSM-Einrichtung 9 ausgebildet ist.
Die Sende-/Empfangsanlage 5 des ersten Fahrzeugs 1 ist ständig auf Empfang geschaltet, zumindest während des Betriebes des ersten Fahrzeugs 1, um zu überprüfen, ob sich ein zweites Fahrzeug 3, das ebenfalls über eine Sende/Empfangsanlage 5 verfügt, in einer zum Datenabgleich geeigneten Distanz befindet. Wird ein solches zweites Fahrzeug 3 erkannt, wird, beispielsweise durch Laufzeitunterschiede von Signalen der drahtlosen Übertragung 6, überprüft, ob ein Prüfungseinleitungskriterium K_p erfüllt ist, wobei sich beispielsweise der Abstand d zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug für den Fall von Umgebungssensoren eignet. Ist das Prüfungseinleitungskriterium K_p erfüllt, wird der vom ersten Sensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 gelieferte, erste Sensorwert A₁ mit dem zweiten Sensorwert A₂ verglichen, der vom zweiten Sensor 4 des zweiten Fahrzeugs 3 empfangen wird. Weisen diese eine Übereinstimmung in vorgegebenen und/oder vorgebbaren Grenzen auf, wird der erste Sensorwert A₁ des ersten Sensors 2 des ersten Fahrzeugs 1 als plausibel gewertet; weist der erste Sensorwert A₁ eine signifikante Abweichung vom zweiten Sensorwert A₂ auf, wird über eine Signalisierungseinrichtung 10, die jeweils ebenfalls an den Systembus 7 angeschlossen ist, ein Signal ausgegeben und/oder auf den Systembus 7, beispielsweise zur Speicherung in einer nicht dargestellten ECU und/oder Fahrzeugelektronik, ein Fehlersignal gesetzt. Die Auswertevorrichtung 8 und die Signalisierungseinrichtung 10 können dabei vorteilhafterweise in einem, insbesondere in einem bereits vorhandenen, Steuergerät integriert sein. Bevorzugt kann das Vorliegen der signifikanten Abweichung des ersten Sensorwertes A₂ vom zweiten Sensorwert A₂ gespeichert werden und eine weitere Überprüfung anhand anderer, unterschiedlicher zweiter Fahrzeuge 3 sowie von diesem abgefragter zweiter Sensorwerte A₂ erfolgen. Dabei kann ausgeschlossen werden, dass fälschlich der erste Sensorwert A₁ als fehlerhaft gewertet wird, obwohl in Wahrheit der vom zweiten Fahrzeug 3 stammende, zweite Sensorwert A₂ fehlerhaft war. Wird nämlich der erste Sensorwert A₁ mit mehreren, unterschiedlichen, von unterschiedlichen zweiten Fahrzeugen 3 stammenden zweiten Sensorwerten A₂ verglichen, und ist hierbei stets der erste Sensorwert A₁ unterschiedlich zu dem zweiten Sensorwert A₂, ist mit einer an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit der erste Sensorwert A₁ unzutreffend, was auf eine Fehlfunktion des ersten Sensors 2 schließen lässt. Der Grad der Wahrscheinlichkeit, dass der erste Sensor 1 fehlerhaft ist, steigt mit der Anzahl zweiter Sensorwerte A₂, die von jeweils unterschiedlichen zweiten Fahrzeugen 3 abgefragt werden. Je höher die Anzahl von zweiten Fahrzeugen 3 abgefragten zweiten Sensorwerten A₂ ist, um so genauer sind die Aussage in Bezug auf eine mögliche Fehlerhaftigkeit des ersten Sensors 2 des ersten Fahrzeugs 1. Zum Schutz vor missbräuchlicher Verwendung weist die drahtlose Übertragung 6 eine Schutzroutine 11 auf. Die Schutzroutine 11 kann hierbei eine Identifikationsroutine 12, eine Verschlüsselungsroutine 13 und/oder eine gesicherte, bidirektionale Kommunikation 14 sein. Ganz bevorzugtfinden mehrere oder alle der genannten Sicherungsverfahren Anwendung.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Kfz. Nach Start des Verfahrens wird der erste Sensorwert A₁ ausgelesen. So dann wird überprüft, ob über die Sende/Empfangsanlage 5 Signale S empfangen werden, die von einem zweiten Fahrzeug 3 stammen. Ist dies nicht der Fall, wird zurück an den Start verzweigt und das Verfahren, ggf. nach Ablauf einer einstellbaren Zeit, was hier nicht dargestellt ist, erneut gestartet. Werden Signale S empfangen, werden diese überprüft, ob sie mindestens einen zweiten Sensorwert A₂ umfassen. Ist dies nicht der Fall, wird wiederum an den Start verzweigt und ggf. nach einer einstellbaren Zeit das Verfahren neu gestartet. Liegt ein zweiter Sensorwert A₂ in den Signalen S vor, wird der erste Sensorwert A₁ mit dem zweiten Sensorwert A₂ in Relation gesetzt, beispielsweise eine Differenz hieraus berechnet. Hierbei wird ein Abweichungswert X_A erhalten. Ist dieser Abweichungswert X_A größer oder gleich einem zuvor eingestellten oder einstellbaren oder auslesbaren, insbesondere aus einer ECU auslesbaren, Schwellwert P_A, wird ein Fehlersignal E_A1 bezüglich des ersten Sensorwerts A₁ gesetzt und ggf. eine Fehlersignalisierung FE_A1 veranlasst. Ist hingegen der Abweichungswert X_A kleiner als der Schwellwert P_A, so wird der erste Sensorwert A₁ als zuverlässig betrachtet und der erste Sensorwert A₁ der weiteren Verarbeitung C_A1 für fahrzeuginternen Zwecke beispielsweise der Anzeige von Umgebungstemperaturen, sofern diese im ersten Sensorwert A₁ gemessen sind, zugeführt. Danach wird das Verfahren an den Start zurückverzweigt und, ggf. nach Ablauf einer einstellbaren, hier aber nicht dargestellten Zeitspanne neu gestartet.

Claims

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Sensors eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sensorwert (A₁) eines ersten Sensors (2) eines ersten Fahrzeugs (1) ermittelt wird, und dass ein entsprechender zweiter Sensorwert (A₂) von einem entsprechenden, zweiten Sensor (4) eines zweiten Fahrzeugs (3) per drahtloser Übertragung (6) durch das erste Fahrzeug (1) abgefragt und mit dem ersten Sensorwert (A₁) auf Plausibilität verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Plausibilität aus der Ähnlichkeit des ersten Sensorwert (A₁) mit dem zweiten Sensorwert (A₂) unter gleichen oder relativ zueinander bekannten Bedingungen ergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung nur dann erfolgt, wenn zwischen dem ersten Fahrzeug (1) und dem zweiten Fahrzeug (3) ein Prüfungseinleitungskriterium (K_p) erfüllt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfungseinleitungskriterium (K_p) eine räumliche Nähe ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sensor aus der Gruppe der Umgebungssensoren gewählt ist, beispielsweise ein Umgebungsdrucksensor oder ein Umgebungstemperatursensor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor aus der Gruppe der Betriebszustands- oder Fahrzustandsgrößensensoren gewählt ist, beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein GPS-Empfänger ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die drahtlose Übertragung (6) im GSM-Band erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Übertragung (6) mittels WIMAX (IEEE 802.16), WIMOBILE (IEEE 802.20), Ultra Wide Band (UWB IEEE 802.15.3), Bluetooth, WLAN (802.11) oder DSRC – Dedicated Short Range Communication erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Schutzroutine (11) zum Schutz vor missbräuchlicher Verwendung aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzroutine (11) eine Identifikationsroutine (12) und/oder eine Verschlüsselungsroutine (13) und/oder eine gesicherte, bidirektionale Kommunikation (14) ist.