DE102009002859B4

DE102009002859B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Stellgebers

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Publication number: DE102009002859B4
Application number: DE102009002859.5A
Authority: DE
Inventors: Zeynep Tosun; Torsten Baumann; Ralf Buehrle; Gebhard Schumacher; Carsten Wetzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: US8428906B2; CN101929392B; CN101929392A; DE102009002859A1; US20100286844A1

Abstract

Verfahren zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers (1), wobei der Stellgeber (1) einen Stellgebermotor (3) aufweist, der über mehrere Anschlüsse bidirektional ansteuerbar ist, so dass eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse des Stellgebermotors (3) zu einer Umkehrung der Stellrichtung des Stellgebers (1) führt; mit folgenden Schritten:- Einstellen eines Stellglieds (4) des Stellgebers (1) auf eine Nullstellung (N);- Ansteuern des Stellgebermotors (3) gemäß einer Diagnosegröße, die so gewählt ist, dass sich aufgrund des Ansteuerns mit der Diagnosegröße bei einer Nicht-Vertauschung der Anschlüsse und bei einer Vertauschung der Anschlüsse unterschiedliche Beträge der Änderungen der Stellposition des Stellgliedes (4) zu erwarten sind;- Erfassen einer sich durch die Ansteuerung des Stellgebermotors (3) ergebenden aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4);- Feststellen einer Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse, wenn der Betrag der aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4) von dem Betrag der zu erwartenden Änderung der Stellposition abweicht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Motorsysteme, die einen durch eine Steuereinheit elektrisch ansteuerbaren Stellgeber aufweisen. Die Stellposition des Stellgebers kann durch einen oder mehrere geeignete Stellgebersensoren erfasst und an die Steuereinheit zur Plausibilisierung der gewünschten Stellposition rückgemeldet werden.
Stand der Technik
Bei Motorsystemen mit Verbrennungsmotoren werden in der Regel eine Reihe von elektrisch ansteuerbaren Stellgebern verwendet, deren Stellpositionen durch geeignete Sensoren erfasst werden, so dass bei Ansteuerung des betreffenden Stellgebers dessen jeweilige Stellposition überprüft werden kann. Beispiele für derartige Stellgeber sind z. B. eine Drosselklappe in einem Luftzuführungssystem für den betreffenden Verbrennungsmotor, ein Abgasrückführungsventil, ein Wastegate-Ventil zur Steuerung eines Turboladers und dergleichen.
Die DE 196 07 688 A1 betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Diagnose, sowie ein Verfahren zur Korrektur anomaler Zustände in einem Servosteuersystem, welches beispielsweise in einem Numeriksteuersystem verwendet wird, welches eine Werkzeugmaschine, einen Roboter oder dergleichen steuert.
Die DE 10 2004 011 222 A1 offenbart ein Verfahren zur Überprüfung des elektrischen Anschlusses eines einen Scroll-Kompressor antreibenden Elektromotors. Das beschriebene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, DOLLAR A - daß eine oder mehrere Temperaturen, die sich während des Betriebes des Scroll-Kompressors in der den Scroll-Kompressor enthaltenden Anlage einstellen, erfasst werden, DOLLAR A - dass anhand der einen oder mehreren Temperaturen ermittelt wird, ob sich der Scroll-Kompressor oder die diesen enthaltende Anlage so verhält wie es bei einem elektrisch richtig angeschlossenen Elektromotor der Fall sein müsste, und DOLLAR A - dass abhängig vom Ergebnis dieser Überprüfung entschieden wird, ob der Elektromotor elektrisch richtig angeschlossen ist oder nicht.
Die WO 2008/101687 A2 betrifft ein Pumpenaggregat mit einer Pumpe (4) und einem elektrischen Antriebsmotor (6) sowie einer elektronischen Steuereinrichtung (8), wobei die elektronische Steuereinrichtung (8) ein Drehrichtungserkennungsmodul (14) zum Erkennen der korrekten Drehrichtung (CW, CCW) des Antriebsmotors (6) und der Pumpe (4) aufweist, welches Mittel (22, 24) zum Erfassen zumindest eines Leistungskennwertes (H, Q, P) des Pumpenaggregates aufweist und derart ausgestaltet ist, dass es bei Drehung des Antriebsmotors (6) zumindest einen Leistungskennwert (H, Q, P) erfasst und durch Auswertung des Leistungskennwertes (H, Q, P) die korrekte Drehrichtung ermittelt.
In der Regel wird für die Stellgeber ein elektrischer Gleichstrommotor (Stellgebermotor) als Antrieb eingesetzt. Wie für Gleichstrommotoren bekannt, ist die Polarität der elektrischen Größe (Versorgungsspannung), mit der der Gleichstrommotor angesteuert wird, für die Richtung einer Änderung einer Stellgeberposition wesentlich.
Insbesondere in frühen Entwicklungsstadien, in denen elektrische Verbindungen im Gesamtsystem ganz oder teilweise nicht mit Hilfe verpolungssicherer Steckverbinder ausgebildet sind, kann es durch Kabelbaumunstimmigkeiten, falsche Konfiguration der hardwarenächsten Software oder falsche Pinlegung zu einem Vertauschen von Anschlussleitungen kommen, so dass die Ansteuerung des Stellgebers falsch gerichtet ist und/oder die Rückmeldung des an dem Stellgeber angeordneten Stellgebersensors fehlerhaft ist. Dies kann unter Umständen bei einem Vertauschen von Anschlüssen des Stellgebermotors und/oder bei einem Vertauschen von Anschlüssen des Stellgebersensors dazu führen, dass durch einfache Plausibilisierung der Stellgeberfunktion mit der Lagerückmeldung des Stellgebersensors der Fachmann bei der Suche nach einem Fehler fehlgeleitet wird, so dass die Fehlersuche aufwändig werden kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Stellgebersystem mit einem über einen bidirektionalen Stellgebermotor angesteuerten Stellgeber und mit einem Stellgebersensor zum Rückmelden einer Stellgeberposition ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Verpolung der Ansteuerung des Stellgebermotors und weiterhin eine Verpolung von Stellpositionssignalen des Stellgebersensors zuverlässig erkannt werden können. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinheit vorzusehen, die den erkannten Fehler automatisch korrigiert, so dass das fehlerhaft konfigurierte Stellgebersystem dennoch betrieben werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers gemäß Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers vorgesehen, wobei der Stellgeber einen Stellgebermotor aufweist, der über mehrere Anschlüsse bidirektional ansteuerbar ist, so dass eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse des Stellgebermotors zu einer Umkehrung der Stellrichtung des Stellgebers führt; mit folgenden Schritten:

- Einstellen eines Stellglieds des Stellgebers auf eine Nullstellung;
- Ansteuern des Stellgebermotors gemäß einer Diagnosegröße, die so gewählt ist, dass sich aufgrund des Ansteuerns mit der Diagnosegröße bei einer Nicht-Vertauschung der Anschlüsse und bei einer Vertauschung der Anschlüsse unterschiedliche Beträge der Änderungen der Stellposition des Stellgliedes zu erwarten sind;
- Erfassen einer sich durch die Ansteuerung des Stellgebermotors ergebenden aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes;
- Feststellen einer Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse, wenn der Betrag der aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes von dem Betrag der zu erwartenden Änderung der Stellposition abweicht.

Eine Idee des obigen Stellgebersystems sowie des Verfahrens zum Betreiben des Stellgebersystems besteht darin, durch eine geeignete Ansteuerung des Stellgebermotors und durch Überwachung der von dem Stellgebersensor erfassten Änderung der Stellgeberposition herauszufinden, ob eine Verpolung (Vertauschung von Anschlüssen) des Stellgebermotors vorliegt. Dazu wird der Stellgebermotor ausgehend von einer definierten Nullstellung so angesteuert, dass bei einer richtigen Polung (Nicht-Vertauschen) der Anschlüsse des Stellgebermotors ein bestimmter erster Betrag der Änderung der Stellgeberposition zu erwarten ist während bei einer Vertauschung der Anschlüsse ein davon verschiedener zweiter Betrag der Änderung zu erwarten ist.
Weiterhin kann die Nullstellung zwischen einem ersten Endanschlag des Stellglieds und einem zweiten Endanschlag des Stellglieds vorgesehen sein, wobei die Diagnosegröße so gewählt wird, dass sich bei einer Ansteuerung des Stellgebermotors das Stellglied in Richtung des ersten Endanschlags bewegt und durch den ersten Endanschlag blockiert wird, oder in Richtung des zweiten Endanschlags bewegt, ohne den zweiten Endanschlag zu erreichen, abhängig davon, ob die mindestens zwei Anschlüsse vertauscht sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Vertauschung festgestellt werden, wenn das Ansteuern des Stellgebermotors mit der Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des ersten Endanschlags und dortigem Blockieren durchgeführt wird und ein Betrag der Änderung der Stellposition ermittelt wird, der dem Betrag der Änderung der Stellposition bei Ansteuern des Stellgebermotors mit einer Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des zweiten Endanschlags, insbesondere ohne den zweiten Endanschlag zu erreichen, entspricht.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Vertauschung festgestellt werden, wenn das Ansteuern des Stellgebermotors mit der Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des zweiten Endanschlags, insbesondere ohne den zweiten Endanschlag zu erreichen, durchgeführt wird und ein Betrag der Änderung der Stellposition ermittelt wird, der dem Betrag der Änderung der Stellposition bei Ansteuern des Stellgebermotors mit einer Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des ersten Endanschlags und dortigem Blockieren entspricht.
Die Nullstellung kann weiterhin an einem ersten Endanschlag des Stellglieds liegen, wobei die Diagnosegröße so gewählt wird, dass sich bei einer Ansteuerung des Stellgebermotors das Stellglied nicht bewegt und durch den ersten Endanschlag blockiert wird, oder in Richtung eines zweiten Endanschlags bewegt abhängig davon, ob die mindestens zwei Anschlüsse vertauscht sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach dem Feststellen einer Vertauschung der Anschlüsse der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors die Ansteuerung des Stellgebermotors automatisch, insbesondere durch eine Invertierung der Ansteuerung, korrigiert wird.
Der Stellgeber kann einen Stellgebersensor aufweisen, wobei nach einem Feststellen, dass keine Vertauschung der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors vorliegt, oder nach einem Korrigieren der Ansteuerung des Stellgebermotors der Stellgebermotor mit einer Ansteuergröße angesteuert wird und ein Vertauschen von mindestens zwei Anschlüssen des Stellgebersensors festgestellt wird, wenn das Vorzeichen der Änderung der Stellposition nicht einer erwarteten Änderung der Stellposition entspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers bei einer Verbindung zwischen dem Stellgeber und einer Steuereinheit zum Ansteuern eines Stellgebermotors des Stellgebers vorgesehen. Der Stellgebermotor ist über mehrere Anschlüsse bidirektional ansteuerbar ist, so dass eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse des Stellgebermotors zu einer Umkehrung der Richtung der Stellbewegung des Stellgebers führt;
wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um ein Stellglied des Stellgebers auf eine Nullstellung einzustellen;
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist,

- um den Stellgebermotor gemäß einer Diagnosegröße anzusteuern, die so gewählt ist, dass sich aufgrund des Ansteuerns mit der Diagnosegröße bei einer Nicht-Vertauschung der Anschlüsse und bei einer Vertauschung der Anschlüsse unterschiedliche Beträge der Änderungen der Stellposition des Stellgliedes zu erwarten sind; und
- um eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse festzustellen, wenn sich der aus der Ansteuerung des Stellgebermotors ergebende Betrag der Änderung der Stellposition des Stellgliedes von dem Betrag der zu erwartenden Änderung der Stellposition abweicht.

Weiterhin kann eine Ansteuereinheit für den Stellgebermotor vorgesehen sein, um nach dem Feststellen einer Vertauschung der Anschlüsse der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors durch die Steuereinheit die Ansteuerung des Stellgebermotors automatisch, insbesondere durch eine Invertierung der Ansteuerung, zu korrigieren.
Der Stellgeber kann einen Stellgebersensor aufweisen, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um nach einem Feststellen, dass keine Vertauschung der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors vorliegt, bzw. nach einem Korrigieren der Ansteuerung des Stellgebermotors den Stellgebermotor mit einer Ansteuergröße anzusteuern, und um ein Vertauschen von mindestens zwei Anschlüssen des Stellgebersensors festzustellen, wenn das Vorzeichen der Änderung der Stellposition nicht einem Vorzeichen einer erwarteten Änderung der Stellposition entspricht.
Figurenliste
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Stellgebersystems mit einem Stellgebermotor, einem Stellglied sowie einem Stellgebersensor;
2 ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der Stellgeberposition abhängig von einer Ansteuergröße für den Stellgebermotor; und
3 ein Flussdiagramm zur Darstellung des Verfahrens zur Diagnose des Stellgebersystems gemäß 1.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Stellgebersystem 1 mit einem Stellgeber 2 zum Einsatz in einem Verbrennungsmotor, z. B. in einem Kraftfahrzeug. Der Stelleber 2 kann beispielsweise einer Drosselklappe in einem Luftsystem, einer Abgasrückführungsklappe, einem Wastegateventil für einen Abgasturbolader oder einem anderen variabel ansteuerbaren Stellgeber entsprechen. Der Stellgeber 2 ist elektrisch ansteuerbar und kann die Stellgeberposition bzw. Stellung eines oder mehrerer Stellglieder 4 gemäß einer Ansteuergröße variabel einstellen.
Der in 1 gezeigte Stellgeber 2 umfasst einen Stellgebermotor 3, der in Form eines Gleichstrommotors ausgebildet ist. Der Gleichstrommotor wird über Ansteuerleitungen 8 angesteuert. Der Gleichstrommotor ist in geeigneter Weise mit einem Stellglied 4, z. B. einer Luftsystemklappe wie z. B. einer Drosselklappe, oder einem in sonstiger Weise ausgebildeten Stellelement vorgesehen. Das Stellglied 4 kann abhängig von der Ansteuerung des Stellgebermotors 3 seine Stellposition bzw. seine Stellung (Winkellage) verändern. Je nach Ansteuerung des Stellgebermotors 3, z.B. abhängig von der Polarität der angelegten elektrischen Spannung, kann die Position des Stellglieds 4 in positiver oder in negativer Richtung verändert werden. Somit kann es bei einem Verpolen der Versorgungsanschlüsse bzw. von Anschlüssen der Ansteuerleitungen des Stellgebermotors 3 zu einer Stellbewegung des Stellgliedes 4 kommen, dessen Richtung der gewünschten Richtung entgegen wirkt.
Das Stellglied 4 ist mit einer Nullstellungseinheit 5 gekoppelt, die das Stellglied 4 bei Wegfall der Ansteuerung des Gleichstrommotors 3 oder bei einer Ansteuerung mit einer Ansteuerspannung von 0V auf eine vorbestimmte Stellposition bzw. Stellung bringt. Beispielsweise kann die Nullstellungseinheit 5 ein Federelement aufweisen, das das Stellglied 4 in eine Nullposition bringt. Durch geeignete Ansteuerung des Stellgebermotors 3 kann das Stellglied 4 ausgehend von der Nullposition in positiver oder negativer Richtung verstellt werden. Alternativ kann die Nullstellungseinheit 5 das Stellglied 4 in eine Anschlagsposition bringen, von der aus das Stellglied 4 nur in Richtung eines weiteren Endanschlags verfahren werden kann.
Das Stellglied 4 ist mit einem Stellgebersensor 6 gekoppelt, der ein geeignetes elektrisches Signal (z.B. ein Spannungssignal) bzw. eine elektrische Größe (z.B. Widerstandswert) zur Verfügung stellt, das die Stellposition bzw. Stellung des Stellglieds 4 angibt. Beispielsweise kann der Stellgebersensor 6 als ein veränderlicher, von der Stellposition bzw. Stellung des Stellglieds 4 abhängiger elektrischer Widerstand (Potentiometer) sein, so dass über ein Anlegen eines vorbestimmten Stroms oder einer vorbestimmten Spannung entsprechend eine von der Stellung des Stellglieds 4 abhängige Messspannung bzw. ein Messstrom detektiert werden kann. Die Verbindungsleitungen zum Bereitstellen der vorbestimmten Spannung bzw. des vorbestimmten Stromes und/oder die Verbindungsleitungen zum Erfassen der Messspannung bzw. des Messstromes können vertauscht sein und führen dann zu einem fehlerhaften Messwert.
Alternativ kann der Stellgebersensor 6 auch mit Hilfe einer Widerstandsmessbrücke oder dergleichen ausgebildet sein, in der einer oder mehrere der Widerstände von der Stellposition abhängig ausgebildet sind. Bei Anlegen einer vorgegebenen Versorgungsspannung an die Widerstandsmessbrücke kann somit eine von der Stellposition bzw. Stellung des Stellglieds 4 abhängige Messspannung bereitgestellt werden. Auch hier können die Verbindungsleitungen zum Bereitstellen der vorbestimmten Versorgungsspannung und/oder die Verbindungsleitungen zum Erfassen der Messspannung vertauscht sein.
Der Stellgeber 2 wird mit Hilfe einer Steuereinheit 7 angesteuert. Die Steuereinheit 7 weist eine Ansteuereinheit 10 auf, um z.B. gemäß einer externen Vorgabe eine Ansteuergröße bereitzustellen, die dem Stellgebermotor 3 über die Ansteuerleitungen 8 zugeführt wird. Bei Verwendung eines Gleichstrommotors kann die Ansteuergröße eine elektrische Ansteuerspannung sein, deren Polarität die Richtung der Verstellung des Stellglieds 4 angibt.
Beispielsweise kann die Ansteuereinheit 10 eine H-Brücken-Schaltung aufweisen, bei der als Ansteuerspannung entweder 0V eingestellt werden kann oder bei der alle elektronischen Schalter der H-Brücke ausgeschaltet werden, so dass keine Ansteuerung des Stellgebermotors 3 erfolgt (open load). In diesem Fall ist zu erwarten, dass das Stellglied 4 sich auf die Nullstellung N einstellt.
Weiterhin ist die Steuereinheit 7 über mehrere Positionssignalleitungen 9 mit dem Stellgebersensor 6 verbunden, um ein Stellpositionssignal zu empfangen. Die Steuereinheit 7 kann ausgebildet sein, das Stellpositionssignal auszuwerten und entsprechend eine Stellposition des Stellglieds 4 ableiten. Stellt der Stellgebersensor 6 ein analoges Signal als Stellpositionssignal zur Verfügung, so kann in der Steuereinheit 7 mit Hilfe einer Analog-Digital-Wandlung das Stellpositionssignal digitalisiert werden, um so eine vereinfachte softwaretechnische Auswertung zu ermöglichen.
Zur Überprüfung, ob der Stellgebermotor 3 oder der Stellgebersensor 6 verpolt mit der Steuereinheit 7 worden sind, ist nun vorgesehen, dass die Nullstellungseinheit 5 das Stellglied 4 in eine Stellposition bringt, die von Endanschlägen des Stellglieds 4 verschieden weit beabstandet ist bzw. in eine Stellposition bringt, die einem der Endanschläge entspricht. Diese Nullstellung wird eingenommen, wenn der Stellgebermotor 3 nicht angesteuert wird oder allgemein so angesteuert wird, dass keine Stellkraft auf das Stellglied 4 ausgeübt wird. Dies kann z. B. mit Hilfe einer Federkraft oder einer sonstigen Einrichtung durchgeführt werden, wodurch das Stellglied 4 auf die Nullstellung bewegt wird.
In 2 ist ein Diagramm dargestellt, das abhängig von der Ansteuerung des Stellgebermotors 3 die Stellgeberposition qualitativ angibt. In dem Diagramm der 2 ist auf der x-Achse eine Ansteuerspannung für den Stellgebermotor 3 dargestellt und auf der y-Achse qualitativ die Auslenkung des Stellglieds 4. Die Auslenkung des Stellglieds 4 kann z.B. als Positionsangabe oder als Winkelangabe erfolgen. Ein erster und zweiter Endanschlag des Stellglieds 4 sind mit A₁ und A₂ gekennzeichnet. Die Nullstellung des Stellglieds 4 ist mit N gekennzeichnet und wird bei einer Ansteuerspannung von 0V eingenommen. Im vorliegenden Fall besteht zwischen der Ansteuerspannung und der entsprechenden Stellung des Stellglieds 4 ein linearer Verlauf. Dieser Verlauf ist jedoch nur beispielhaft und es können auch andere nicht lineare Verläufe vorgesehen sein. Die Nullstellung ist so vorgesehen, dass bei einer Ansteuerung mit einer positiver Spannung dV das Stellglied 4 in positiver Richtung, d. h. in der Richtung des Endanschlags A₂, bewegt wird.
In 3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Diagnose des Stellgebers 2 dargestellt. In einem Schritt S₁ wird überprüft, ob sich das Stellglied 4 in einer Nullstellung N befindet, bzw. es wird sicher gestellt, dass die Nullstellung N erreicht worden ist. Dies kann durch Einstellen der Ansteuerspannung auf 0V oder durch Nichtansteuern des Stellgebermotors 3 erfolgen, so das die Nullstellungseinheit 5 das Stellglied auf die Nullstellung N bringt. Alternativ kann die Nullstellung N auch durch eine geeignete Ansteuerung des Stellgebermotors 3 angefahren werden, bei der, ungeachtet einer etwaigen Verpolung, die Nullstellung N zuverlässig eingenommen wird.
Ist die Nullstellung N erreicht (Alternative: Ja), so wird die Ansteuergröße (Ansteuerspannung) für den Stellgebermotor 3 um die vorbestimmte Diagnosespannung dV_D verändert, d. h. erhöht oder erniedrigt (Schritt S2). Die Erhöhung bzw. die Erniedrigung der Ansteuergröße findet so statt, so dass sich bei richtiger Polung des Stellgebermotors 3 eine Veränderung der Stellgeberposition bzw. der Stellung in eine Richtung ergibt, in der bei der gewählten Diagnosespannung dV_D kein Erreichen eines Endanschlags A₁, A₂ zu erwarten ist. Wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel also die Ansteuerspannung um die Diagnosespannung dV_D erhöht, so bewegt sich - keine Verpolung des Stellgebermotors 3 vorausgesetzt - die Stellgeberposition in Richtung des zweiten Endanschlags A₂, ohne den zweiten Endanschlag A₂ zu erreichen. Liegt eine Verpolung vor, so bewegt sich das Stellglied 4 in Richtung des ersten Endanschlags A₁ und erreicht den ersten Endanschlag A₁.
Wird in einem nachfolgenden Schritt S3 durch Auswerten des von dem Stellgebersensor 6 gelieferten Stellpositionssignals festgestellt, dass sich die Stellposition bzw. die Stellung des Stellglieds 4 so geändert hat, dass sie im Wesentlichen der Diagnosespannung bzw. der Diagnoseansteuerung entspricht, so kann dadurch festgestellt werden, dass sich das Stellglied 4 ausgehend von der Nullstellung N in eine Richtung des weiter entfernten Endanschlags (in diesem Fall in Richtung des zweiten Endanschlags A₂) bewegt hat. Je nachdem, ob dies der Erwartung entsprochen hat (Alternative: Ja) oder nicht (Alternative: Nein), kann festgestellt werden, ob der Stellgebermotor 3 verpolt angeschlossen ist oder nicht. Entspricht die Änderung der Stellposition der Erwartung, d. h. der Änderung der Stellposition, die durch die Diagnosespannung dV_D ohne Erreichen eines Endanschlags bewirkt werden würde, so wird festgestellt, dass keine Verpolung des Stellgebermotors 3 vorliegt.
Da in diesem Schritt S3 noch nicht bekannt ist, ob eine Verpolung des Stellgebersensors 6 vorliegt, wird lediglich der Betrag der durch das Stellpositionssignal angegebenen Änderung der Stellposition ausgewertet, so dass die Änderung der Stellposition ausgewertet werden kann.
Wenn eine Verpolung des Stellgebermotors 3 vorliegt (Alternative: nein), so kann gemäß Schritt S4 eine Korrektur der Vertauschung der Ansteueranschlüsse des Stellgebermotors 3 vorgenommen werden.
Die Korrektur kann erfolgen, indem die Ansteuerung des Stellgebermotors 3 in der Steuereinheit 7 invertiert wird. Dazu kann die Ansteuergröße (Ansteuerspannung), die an dem Stellgebermotor 3 angelegt wird, vor der Ausgabe an den Stellgeber 2 invertiert werden. Dies ist bei Verwendung einer H-Brücken-Treiberschaltung in besonders einfacher Weise durch Invertieren der an Leistungsschalter der H-Brücke angelegten Steuersignale möglich.
Nach dem Feststellen, dass keine Verpolung vorliegt, in Schritt S3 (Alternative: Ja) bzw. nach der Korrektur der Verpolung wird daher in Schritt S5 überprüft, ob eine Verpolung des Stellgebersensors 6 vorliegt, indem bei vorgegebener Ansteuergröße das Vorzeichen der Änderung des Stellpositionssignals analysiert wird. Erhöht sich die durch das Stellpositionssignal angegebene Stellposition bei Annähern an den zweiten Endanschlag A₂ erwartungsgemäß (Alternative: Ja), so kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Nichterreichen eines Endanschlags durch Anlegen der Diagnosespannung und bei einer positiven Änderung des Werts des Stellpositionssignals festgestellt werden, dass keine Verpolung des Stellgebersensors 6 vorliegt (Alternative: ja). Liegt - entgegen der Erwartung - eine negative Änderung des Stellpositionssignal des Stellgebersensors vor, so kann eine Verpolung der Signalleitungen des Stellgebersensors 6 festgestellt werden (Alternative: nein).
In ähnlicher Weise kann in Schritt S6 das Stellpositionssignal, das beispielsweise in der Steuereinheit 7 digitalisiert wird, entsprechend invertiert bzw. gemäß einem Modell des Stellgebersensors 6 so umgerechnet werden, dass eine Änderung der Ansteuergröße in eine Richtung eine gewünschte Änderung des Werts des Stellpositionssignals ergibt. Gleichzeitig kann, wenn eine Verpolung festgestellt worden ist, die Angabe über die aktuelle Stellposition gemäß einem Modell des Stellgebersensors korrigiert werden. Wesentlich ist, dass die Korrektur der Ansteuergröße oder die Korrektur des Werts des Stellpositionssignals nur dann erfolgt, wenn zuvor eine Verpolung des Stellgebermotors 3 ausgeschlossen wurde bzw. eine etwaige Verpolung korrigiert wurde.
Weiterhin kann festgestellt werden, dass bei einer Ansteuerung des Stellgebermotors 3 ausgehend von der Nullstellung N ein Klemmen des Stellglieds 4 vorliegt, wenn keine Änderung der Position bzw. Stellung des Stellglieds 4 detektiert werden kann.
Um sicherzustellen, dass kein Fehler des Stellgebersensors 6 vorliegt, kann in der Nullstellung N ein entsprechendes Stellpositionssignal plausibilisiert werden, indem dieses mit einem zu erwartenden Wert des Stellpositionssignals verglichen wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung einer Verpolung des Stellgebersensors 6 kann darin bestehen, indem zwei gegenläufige Stellgebersensoren verwendet werden, die jeweils ein Stellpositionssignal bereitstellen. Je nachdem, ob sich in der Nullstellung N die durch die Stellpositionssignale angegebenen Werte der Stellpositionen beider Stellgebersensoren jeweils innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, der die Nullstellung N definiert, befinden oder vertauscht sind, kann ebenfalls eine Verpolung des Stellgebersensors 6 festgestellt werden.

Claims

Verfahren zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers (1), wobei der Stellgeber (1) einen Stellgebermotor (3) aufweist, der über mehrere Anschlüsse bidirektional ansteuerbar ist, so dass eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse des Stellgebermotors (3) zu einer Umkehrung der Stellrichtung des Stellgebers (1) führt; mit folgenden Schritten: - Einstellen eines Stellglieds (4) des Stellgebers (1) auf eine Nullstellung (N); - Ansteuern des Stellgebermotors (3) gemäß einer Diagnosegröße, die so gewählt ist, dass sich aufgrund des Ansteuerns mit der Diagnosegröße bei einer Nicht-Vertauschung der Anschlüsse und bei einer Vertauschung der Anschlüsse unterschiedliche Beträge der Änderungen der Stellposition des Stellgliedes (4) zu erwarten sind; - Erfassen einer sich durch die Ansteuerung des Stellgebermotors (3) ergebenden aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4); - Feststellen einer Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse, wenn der Betrag der aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4) von dem Betrag der zu erwartenden Änderung der Stellposition abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nullstellung (N) zwischen einem ersten Endanschlag (A₁) des Stellglieds (4) und einem zweiten Endanschlag (A₂) des Stellglieds (4) liegt, wobei die Diagnosegröße so gewählt wird, dass, abhängig davon, ob die mindestens zwei Anschlüsse vertauscht sind, sich bei einer Ansteuerung des Stellgebermotors (3) das Stellglied in Richtung des ersten Endanschlags (A₁) bewegt und durch den ersten Endanschlag (A₁) blockiert wird, oder in Richtung des zweiten Endanschlags (A₂) bewegt, insbesondere ohne den zweiten Endanschlag (A₂) zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Vertauschung festgestellt wird, wenn das Ansteuern des Stellgebermotors (3) mit der Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des ersten Endanschlags (A₁) und dortigem Blockieren durchgeführt wird und ein Betrag der Änderung der Stellposition ermittelt wird, der dem Betrag der Änderung der Stellposition bei Ansteuern des Stellgebermotors (3) mit einer Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds (4) in Richtung des zweiten Endanschlags (A₂), ohne den zweiten Endanschlag (A₂) zu erreichen, entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Vertauschung festgestellt wird, wenn das Ansteuern des Stellgebermotors (3) mit der Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds in Richtung des zweiten Endanschlags (A₂), insbesondere ohne den zweiten Endanschlag (A₂) zu erreichen, durchgeführt wird und ein Betrag der Änderung der Stellposition ermittelt wird, der dem Betrag der Änderung der Stellposition bei Ansteuern des Stellgebermotors (3) mit einer Diagnosegröße zum Bewegen des Stellglieds (4) in Richtung des ersten Endanschlags (A₁) und dortigem Blockieren entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nullstellung an einem ersten Endanschlag (A₁) des Stellglieds (4) liegt, wobei die Diagnosegröße so gewählt wird, dass, abhängig davon, ob die mindestens zwei Anschlüsse vertauscht sind, bei einer Ansteuerung des Stellgebermotors (3) das Stellglied (4) sich nicht bewegt und durch den ersten Endanschlag (A₁) blockiert wird, oder in Richtung eines zweiten Endanschlags (A₂) bewegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nach dem Feststellen einer Vertauschung der Anschlüsse der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors (3) die Ansteuerung des Stellgebermotors (3) automatisch, insbesondere durch eine Invertierung der Ansteuerung, korrigiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stellgeber (1) einen Stellgebersensor (6) aufweist, wobei nach einem Feststellen, dass keine Vertauschung der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors (3) vorliegt, oder nach einem Korrigieren der Ansteuerung des Stellgebermotors (3) der Stellgebermotor (3) mit einer Ansteuergröße angesteuert wird und ein Vertauschen von mindestens zwei Anschlüssen des Stellgebersensors (6) festgestellt wird, wenn das Vorzeichen der Änderung der Stellposition nicht einer erwarteten Änderung der Stellposition entspricht.
Vorrichtung zum Feststellen einer Vertauschung von Anschlüssen eines Stellgebers (1) bei einer Verbindung zwischen dem Stellgeber (1) und einer Steuereinheit (7) zum Ansteuern eines Stellgebermotors (3) des Stellgebers (1), der über mehrere Anschlüsse bidirektional ansteuerbar ist, so dass eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse des Stellgebermotors. (3) zu einer Umkehrung der Richtung der Stellbewegung des Stellgebers führt; wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um ein Stellglied (4) des Stellgebers (1) auf eine Nullstellung einzustellen; wobei die Steuereinheit (7) ausgebildet ist, um den Stellgebermotor (3) gemäß einer Diagnosegröße anzusteuern, die so gewählt ist, dass sich aufgrund des Ansteuerns mit der Diagnosegröße bei einer Nicht-Vertauschung der Anschlüsse und bei einer Vertauschung der Anschlüsse unterschiedliche Beträge der Änderungen der Stellposition des Stellgliedes (4) zu erwarten sind; wobei ein Stellgebersensor (6) vorgesehen ist, um eine sich durch die Ansteuern des Stellgebermotors (3) ergebenden aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4) zu erfassen; wobei die Steuereinheit (7) weiterhin ausgebildet ist, um eine Vertauschung von mindestens zwei der Anschlüsse festzustellen, wenn der Betrag der aktuellen Änderung der Stellposition des Stellgliedes (4) von dem Betrag der zu erwartenden Änderung der Stellposition abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Ansteuereinheit (10) für den Stellgebermotor (3) vorgesehen ist, um nach dem Feststellen einer Vertauschung der Anschlüsse der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors (3) durch die Steuereinheit die Ansteuerung des Stellgebermotors (3) automatisch, insbesondere durch eine Invertierung der Ansteuerung, zu korrigieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Stellgeber einen Stellgebersensor (6) aufweist, wobei die Steuereinheit (7) ausgebildet ist, um nach einem Feststellen, dass keine Vertauschung der mindestens zwei Anschlüsse des Stellgebermotors (3) vorliegt, bzw. nach einem Korrigieren der Ansteuerung des Stellgebermotors (3) den Stellgebermotor (3) mit einer Ansteuergröße anzusteuern, und um ein Vertauschen von mindestens zwei Anschlüssen des Stellgebersensors (6) festzustellen, wenn das Vorzeichen der Änderung der Stellposition nicht einem Vorzeichen einer erwarteten Änderung der Stellposition entspricht.