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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Kraftmaschinensteuersysteme und insbesondere ein Verfahren zum Kalibrieren und zur Fehlerdetektion von berührungslosen Positionssensoren.
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HINTERGRUND
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Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
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Brennkraftmaschinen saugen durch ein Ansaugsystem, das durch eine Drosselklappe geregelt werden kann, Luft in einen Ansaugkrümmer ein. Die Drosselklappe kann ein Ventil enthalten, das geöffnet und geschlossen wird, um eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer hinein zu regeln. Das Ventil kann beispielsweise ein Schmetterlingsventil sein. Die Luft im Ansaugkrümmer kann auf mehrere Zylinder verteilt werden und mit Kraftstoff kombiniert werden, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (A/F-Gemisch) zu erzeugen. Das A/F-Gemisch kann in den Zylindern verbrannt werden, um Kolben anzutreiben, die eine Kurbelwelle drehen und ein Antriebsdrehmoment erzeugen.
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Eine elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) umfasst das elektrische Steuern der Drosselklappe auf der Grundlage eines oder mehrerer Drosselklappenpositionsmesswerte. Beispielsweise kann eine erste Drosselklappenposition (TPS1) eine Position der Drosselklappe relativ zu einer ersten Position angeben und eine zweite Drosselklappenposition (TPS2) kann eine Position der Drosselklappe relativ zu einer zweiten Position angeben. Auf ähnliche Weise kann eine Fahrereingabe einen oder mehrere Gaspedalpositionsmesswerte umfassen. Mehrere Positionsmesswerte können sowohl die Genauigkeit als auch die Redundanz der zugeordneten Steuersysteme erhöhen.
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Die Druckschrift
DE 102 07 314 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine, das einen Widerstand bereitstellt, der zwischen einem Steuermodul und einem Positionssensor in Reihe geschaltet ist. Auf der Grundlage eines Spannungsabfalls über diesem Widerstand können Fehler des Positionssensors detektiert werden.
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In der Druckschrift
DE 10 2006 002 837 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung von Sensoranomalitäten offenbart, bei dem eine Summe einer Änderung einer Steuerabweichung für eine vorbestimmte Zeit berechnet wird und anhand eines Vergleichs der Summe mit einem vorbestimmten Wert festgestellt wird, ob eine Sensoranomalität vorliegt.
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Die Druckschrift US 2006/ 0 075 809 A1 offenbart einen Drosselklappenpositionssensor, der aus einem Widerstandsstreifen, an dem eine Spannung anliegt, und einem elektrisch leitfähigen Wischer besteht, der in Gleitkontakt mit dem Streifen und in mechanischem Kontakt mit der beweglichen Drosselklappe steht, sodass sich bei einer Positionsänderung der Drosselklappe ein Spannungswert am Wischer verändert, der zur Positionsbestimmung herangezogen werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit von berührungslosen Positionssensoren und Möglichkeiten zur Erkennung von Fehlern in derartigen Positionssensoren zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine umfasst, dass ein Widerstand bereitgestellt wird, der zwischen einem Steuermodul und einem berührungslosen Positionssensor in Reihe geschaltet wird, und dass ein Fehler des berührungslosen Positionssensors selektiv auf der Grundlage eines Spannungsabfalls über dem Widerstand detektiert wird. Zudem wird ein Umgehungsmodul bereitgestellt, das über den Widerstand parallelgeschaltet wird, wobei das Umgehungsmodul den Widerstand während einer Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors umgeht, und wobei das Umgehungsmodul nach der Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors deaktiviert wird.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Darstellung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, in denen:
- 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2A ein Schaltplan eines beispielhaften Steuermoduls gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2B ein Schaltplan eines beispielhaften Steuermoduls gemäß einer weiteren Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist; und
- 3 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Betreiben eines berührungslosen Positionssensors gemäß einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Der Klarheit halber werden gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Bei der Verwendung hierin kann der Begriff „Modul“ eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gate Array (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa ein System-on-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten. Der Begriff „Modul“ kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) enthalten, der einen Code speichert, der vom Prozessor ausgeführt wird.
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Der Begriff „Code“ kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff „gemeinsam genutzt“ bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff „Gruppe“ bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können von einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden, konkreten, von einem Computer lesbaren Medium gespeichert werden. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten. Beispiele ohne Einschränkung des nicht vorübergehenden, konkreten, von einem Computer lesbaren Mediums sind nichtflüchtiger Speicher, magnetischer Speicher und optischer Speicher.
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Berührungslose Positionssensoren umfassen einen Magneten und einen Hall-Sensor, die auf der Grundlage einer Position eines beweglichen Elements zusammen eine variierende Spannung erzeugen. Insbesondere kann der Magnet derart angeordnet sein, dass das von dem Magnet erzeugte Magnetfeld rechtwinklig zum Hall-Sensor ist. Die vom Hall-Sensor gemessene Spannung kann dann aufgrund von Veränderungen beim Magnetfeld, die durch den Hall-Effekt verursacht werden, variieren.
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Das bewegliche Element kann ein Drehventil sein (z.B. ein Schmetterlingsventil). Bei Kraftmaschinensteuersystemen können berührungslose Positionssensoren beispielsweise verwendet werden, um eine Position einer Drosselklappe und/oder eine Position eines Gaspedals zu messen. Berührungslose Positionssensoren können jedoch auch verwendet werden, um Positionen von anderen Fahrzeugsystemkomponenten zu messen, wie etwa einer Radposition für Federungssysteme, einer Gangwahl für Getriebesysteme, eine Scheinwerferposition für adaptive Scheinwerfersysteme usw.
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Berührungslose Positionssensoren können zwei komplementäre Signale (d.h. zwei Signale mit entgegengesetzten Steigungen) ausgeben. Ein zugehöriges Steuersystem (z.B. eine elektronische Drosselklappensteuerung oder ein ETC-System) können beide Ausgangssignale zum Steuern des Ventils, das dem berührungslosen Positionssensor zugeordnet ist, verwenden. Beispielsweise kann bei einem berührungslosen Drosselklappenpositionssensor (TPS) ein Ausgangssignal eine erste Drosselklappenposition (TPS1) darstellen und das andere Ausgangssignal kann eine zweite Drosselklappenposition (TPS2) darstellen.
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Steuersysteme, die berührungslose Positionssensoren implementieren, können jedoch Widerstandskurzschlüsse zwischen den Ausgängen des berührungslosen Positionssensors erleiden. Die Widerstandskurzschlüsse können falsche Positionsmesswerte verursachen. Die falschen Positionsmesswerte können die Leistungsfähigkeit und/oder die Kraftstoffsparsamkeit verschlechtern. Zudem können die falschen Positionsmesswerte verursachen, dass das zugeordnete Ventil in einer vorbestimmten Position verriegelt wird. Beispielsweise bezeichnet ein „Heimschleichmodus“ den Fall, wenn die Drosselklappe in einer vorbestimmten Position verriegelt ist. Widerstandskurzschlüsse zwischen den Ausgängen des berührungslosen Positionssensors können jedoch nur schwer und/oder unter Kosten detektiert werden.
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Daher kann gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Offenbarung ein Widerstand implementiert und in Reihe zwischen den berührungslosen Positionssensor und ein Steuermodul geschaltet werden. Das Steuermodul kann den Widerstand verwenden, um Widerstandskurzschlüsse zwischen den Ausgängen des berührungslosen Positionssensors zu detektieren. Jedoch kann der Widerstand auch eine Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors behindern. Insbesondere kann der Widerstand die Kalibrierungsgenauigkeit verschlechtern oder eine Kalibrierung insgesamt verhindern. Es kann jedoch sein, dass der berührungslose Positionssensor nur eine Anfangskalibrierung für die Gesamtlebensdauer des zugehörigen Steuersystems benötigt.
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Daher kann gemäß einem zweiten Beispiel der vorliegenden Offenbarung ein Umgehungsmodul parallel zum Widerstand implementiert werden. Nur als Beispiel kann das Umgehungsmodul (i) eine Diode und eine Schmelzsicherung, (ii) eine Schmelzsicherung oder (iii) einen Transistor enthalten. Das Umgehungsmodul kann den Widerstand selektiv umgehen, wodurch es eine anfängliche Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors ermöglicht. Nach dem Kalibrieren des berührungslosen Positionssensors jedoch kann das Umgehungsmodul deaktiviert werden, wodurch der parallele Kalibrierungspfad unterbrochen wird. Nur als Beispiel kann bei einer Konfiguration aus Diode und Schmelzsicherung des Umgehungsmoduls die Diode mit einer vorbestimmten Spannung vorgespannt werden, was veranlasst, dass die Schmelzsicherung unterbrochen wird. Dann kann der Widerstand verwendet werden, um Fehler beim berührungslosen Positionssensor zu detektieren.
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Mit Bezug nun auf 1 enthält ein Kraftmaschinensystem 10 eine Kraftmaschine 12. Beispielsweise kann das Kraftmaschinensystem 10 zum Vorantreiben eines Fahrzeugs verwendet werden. Die Kraftmaschine 12 kann eine Funkenzündungskraftmaschine (SI-Kraftmaschine), eine Kompressionszündungskraftmaschine (CI-Kraftmaschine, z.B. eine Dieselkraftmaschine) oder eine Kraftmaschine mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Kraftmaschine) enthalten. Das Kraftmaschinensystem 10 kann jedoch auch einen anderen Typ von Kraftmaschine und/oder zusätzliche Komponenten (z.B. einen Elektromotor, ein Batteriesystem, einen Generator usw.) enthalten, etwa in einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug.
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Die Kraftmaschine 12 saugt Luft durch ein Ansaugsystem 16, das von einer Drosselklappe 18 geregelt werden kann, in einen Ansaugkrümmer 14 ein. Beispielsweise kann die Drosselklappe 18 über die ETC elektrisch gesteuert werden. Ein erster berührungsloser Positionssensor 20 misst eine oder mehrere Positionen der Drosselklappe 18. Beispielsweise kann der erste berührungslose Positionssensor 20 einen Magnet und einen Hall-Sensor enthalten, die auf der Grundlage einer Position der Drosselklappe 18 gemeinsam eine variierende Spannung erzeugen. Insbesondere kann der erste berührungslose Positionssensor 20 zwei komplementäre Signale erzeugen, welche erste und zweite Positionen der Drosselklappe 18 (TPS1 bzw. TPS2) angeben. Die erste Position TPS1 kann beispielsweise relativ zu einer geöffneten Drosselklappe (z.B. 100 % geöffnet) sein und die zweite Position TPS2 kann relativ zu einer geschlossenen Drosselklappe (z.B. 0 % geöffnet) sein, oder umgekehrt.
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Die Luft im Ansaugkrümmer 14 kann auf mehrere Zylinder 22 verteilt werden. Obwohl sechs Zylinder gezeigt sind, kann die Kraftmaschine 12 andere Zylinderzahlen enthalten. Die Luft kann mit Kraftstoff von mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 24 kombiniert werden, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (A/F-Gemisch) zu erzeugen. Beispielsweise können die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 24 den Kraftstoff jeweils in Ansaugkanäle der Zylinder 22 einspritzen (Kanalkraftstoffeinspritzung) oder jeweils direkt in die Zylinder 22 (direkte Kraftstoffeinspritzung). Zudem können die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 24 in Abhängigkeit vom Typ der Kraftmaschine beispielsweise den Kraftstoff bei verschiedenen Zeitpunkten einspritzen.
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Das A/F-Gemisch in den Zylindern 22 kann durch Kolben (nicht gezeigt) verdichtet werden und jeweils durch mehrere Zündkerzen 26 gezündet werden (z.B. SI-Kraftmaschinen oder HCCI-Kraftmaschinen mit Zündfunkenunterstützung). Die Luft in den Zylindern 22 kann jedoch auch durch die Kolben (nicht gezeigt) verdichtet und durch Einspritzen des Kraftstoffs in die druckbeaufschlagte Luft verbrannt werden (z.B. CI-Kraftmaschinen wie etwa Dieselkraftmaschinen). Die Verbrennung des A/F-Gemisches treibt die Kolben (nicht gezeigt) an, welche eine Kurbelwelle 28 drehen, wodurch ein Antriebsdrehmoment erzeugt wird. Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor (nicht gezeigt) kann eine Drehzahl der Kurbelwelle 28 messen (z.B. in Umdrehungen pro Minute oder RPM).
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Das Antriebsdrehmoment kann über ein Getriebe 30 an einen Endantrieb 32 des Fahrzeugs übertragen werden. Bei einigen Implementierungen kann das Getriebe 30 mit der Kurbelwelle 28 durch eine Fluidkopplung wie etwa einen Drehmomentwandler (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Ein Getriebeabtriebswellen-Drehzahlsensor (TOSS-Sensor) (nicht gezeigt) kann eine Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes 30 messen (z.B. in RPM). Der TOSS kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs angeben. Aus der Verbrennung resultierendes Abgas kann aus den Zylindern 22 in einen Auslasskrümmer 34 ausgestoßen werden.
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Ein Abgasbehandlungssystem 36 kann das Abgas im Auslasskrümmer 34 behandeln, um Emissionen zu verringern, bevor das Abgas in die Atmosphäre freigesetzt wird. Beispielsweise kann das Abgasbehandlungssystem 36 Katalysatoren, Stickoxid-(NOx-)Absorber/Adsorber, Katalysatoren mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR-Katalysatoren) und/oder Partikelfilter (PM-Filter) enthalten. Das Kraftmaschinensystem 10 kann auch andere Systeme enthalten, die ohne Einschränkung einen Turbolader, einen Superlader und/oder ein Abgasrückführsystem (AGR-System) umfassen.
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Eine Fahrereingabe kann über ein Gaspedal 38 empfangen werden. Ein zweiter berührungsloser Positionssensor 40 misst eine oder mehrere Positionen des Gaspedals 38. Beispielsweise kann der zweite berührungslose Positionssensor 40 einen Magnet und einen Hall-Sensor enthalten, die auf der Grundlage einer Position des Gaspedals 38 gemeinsam eine variierende Spannung erzeugen. Insbesondere kann der zweite berührungslose Positionssensor 40 zwei komplementäre Signale erzeugen, die erste und zweite Positionen des Gaspedals 38 (AP1 bzw. AP2) angeben. Beispielsweise kann die erste Position AP1 relativ zu einem vollständig niedergedrückten Pedal sein (z.B. 100 % niedergedrückt) und die zweite Position AP2 kann relativ zu einem nicht gedrückten Pedal sein (z.B. 0 % niedergedrückt), oder umgekehrt.
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Ein Steuermodul 50 steht in Verbindung mit verschiedenen Komponenten des Kraftmaschinensystems 10 und/oder steuert diese. Insbesondere kann das Steuermodul 50 Signale von dem ersten berührungslosen Positionssensor 20, den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 24, den Zündkerzen 26, dem Getriebe 30, dem Abgasbehandlungssystem 36 und/oder dem zweiten berührungslosen Positionssensor 40 empfangen. Das Steuermodul 50 kann die Drosselklappe 18 (z.B. ETC), die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 24, die Zündkerzen 26, das Getriebe 30, das Abgasbehandlungssystem 36 und/oder das Gaspedal 38 steuern. Das Steuermodul 50 kann auch das System oder Verfahren der vorliegenden Offenbarung implementieren.
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Mit Bezug nun auf 2A ist ein Beispiel des Steuermoduls 50 gezeigt. Insbesondere veranschaulicht 2A eine beispielhafte Konfiguration des Steuermoduls 50 zum Kalibrieren eines berührungslosen Positionssensors (nicht gezeigt). Beispielsweise kann der berührungslose Positionssensor (nicht gezeigt) der erste berührungslose Positionssensor 20 oder der zweite berührungslose Positionssensor 40 sein. Ein Widerstand 60 ist zwischen dem Steuermodul 50 und dem berührungslosen Positionssensor (nicht gezeigt) in Reihe geschaltet. Nur als Beispiel kann der Widerstand 60 einen Widerstandswert zwischen 1 Kiloohm (k(Ω) und 2 kΩ aufweisen. Der Widerstand 60 ist jedoch wie gezeigt im Steuermodul 50 enthalten.
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Das Steuermodul 50 kann ferner ein Umgehungsmodul 62, einen Pull-down-Widerstand 64, ein Kalibrierungssteuermodul 68, ein Kalibrierungsmodul 70 und ein Speichermodul 72 enthalten. Das Umgehungsmodul 62 ist über den Widerstand 60 parallel geschaltet. Das Umgehungsmodul 62 kann den Widerstand 60 selektiv umgehen. Insbesondere kann das Umgehungsmodul 62 den Widerstand 60 während einer Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors (nicht gezeigt) umgehen und kann dann deaktiviert werden. Nur als Beispiel kann der Pull-down-Widerstand 64 einen Widerstandswert von etwa 7,5 kΩ aufweisen. Obwohl ein Pull-down-Widerstand 64 gezeigt ist, kann der berührungslose Positionssensor (nicht gezeigt) eine entgegengesetzte Polarität ausgeben (d.h. eine negative Steigung anstelle einer positiven Steigung), wobei in diesem Fall ein Pull-up-Widerstand (nicht gezeigt) implementiert sein kann. Nur als Beispiel kann der Pull-up-Widerstand (nicht gezeigt) einen Widerstandswert von etwa 220 kΩ aufweisen.
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Während einer Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors (nicht gezeigt) empfängt das Steuermodul 50 Kalibrierungsdaten 66. Die Kalibrierungsdaten 66 können vorbestimmt sein. Nur als Beispiel können die Kalibrierungsdaten 66 von einem Bediener während einer anfänglichen Kalibrierung des Kraftmaschinensystems 10 (d.h. bevor das Fahrzeug die Fabrik verlässt) eingegeben werden. Das Kalibrierungssteuermodul 68 steuert das Umgehungsmodul 62 während einer Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors (nicht gezeigt). Insbesondere kann das Kalibrierungssteuermodul 68 während der Kalibrierung das Umgehungsmodul derart steuern, dass der Widerstand 60 umgangen wird.
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Das Kalibrierungsmodul 70 empfängt die Kalibrierungsdaten 66 über das Umgehungsmodul 62 (d.h. über den Umgehungspfad um den Widerstand 60 herum). Das Kalibrierungsmodul 70 kann die Kalibrierungsdaten 66 in das Speichermodul 72 laden. Beispielsweise kann das Speichermodul 72 einen nichtflüchtigen Speicher (NVM) oder einen anderen geeigneten Speichertyp enthalten. Zudem kann das Kalibrierungsmodul 70 bei einigen Implementierungen die Kalibrierungsdaten 66 manipulieren, bevor die Kalibrierungsdaten 66 im Speichermodul 72 gespeichert werden.
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Mit Bezug nun auf 2B ist ein weiteres Beispiel des Steuermoduls 50 gezeigt. Insbesondere veranschaulicht 2B eine beispielhafte Konfiguration des Steuermoduls 50 für einen Betrieb des berührungslosen Positionssensors 80 nach einer Kalibrierung. Das Steuermodul 50 kann ferner ein Fehlerdetektionsmodul 82 und ein Komponentensteuermodul 84 enthalten. Wie vorstehend angegeben wurde, kann der berührungslose Positionssensor 80 der erste berührungslose Positionssensor 20 oder der zweite berührungslose Positionssensor 40 sein. Bei einigen Implementierungen jedoch kann das System oder Verfahren der vorliegenden Offenbarung für sowohl den ersten als auch den zweiten berührungslosen Positionssensor 20, 40 implementiert sein. Zudem können weitere berührungslose Positionssensoren implementiert sein.
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Nach der Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors 80 kann das Umgehungsmodul 62 deaktiviert werden. Das Deaktivieren des Umgehungsmoduls 62 kann von der Konfiguration des Umgehungsmoduls 62 abhängen. Insbesondere kann das Umgehungsmodul 62 entweder durch das Kalibrierungssteuermodul 68 oder extern (z.B. durch den Bediener) deaktiviert werden.
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Beispielsweise kann das Umgehungsmodul 62 eine Schmelzsicherung umfassen, die über den Widerstand 60 parallel geschaltet ist, und eine Diode, die parallel zu der Schmelzsicherung und der Versorgungsspannung Vs geschaltet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann das Kalibrierungssteuermodul 68 das Umgehungsmodul 62 deaktivieren, indem es die Diode mit einer vorbestimmten Spannung ansteuert, die eine Amplitude aufweist, die größer als die Versorgungsspannung Vs ist. Das Ansteuern der Diode mit der großen vorbestimmten Spannung unterbricht die Schmelzsicherung, wodurch das Umgehungsmodul 62 dauerhaft deaktiviert wird.
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Alternativ kann das Umgehungsmodul 62 eine Schmelzsicherung enthalten, die über den Widerstand 60 parallelgeschaltet ist. Die Schmelzsicherung kann unterbrochen werden, indem ein Laserstrahl durch ein Fenster (z.B. über der Schmelzsicherung) auf die Schmelzsicherung aufgebracht wird. Beispielsweise kann der Bediener den Laserstrahl auf die Schmelzsicherung aufbringen. Ähnlich wie bei der Kombination aus Schmelzsicherung und Diode kann diese Operation das Umgehungsmodul 62 dauerhaft deaktivieren.
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Alternativ kann das Umgehungsmodul 62 jedoch auch temporär deaktiviert werden. Insbesondere kann das Umgehungsmodul 62 einen Transistor enthalten, der zum Widerstand 60 parallelgeschaltet ist. Der Transistor kann dann zum Umgehen des Widerstands 60 selektiv aktiviert/deaktiviert werden. Beispielsweise kann das Kalibrierungssteuermodul 68 eine Schwellenwertspannung an ein Gate des Transistors während der Kalibrierung anlegen, wodurch der Widerstand 60 umgangen wird. Nach der Kalibrierung kann das Kalibrierungssteuermodul 68 dann die Schwellenwertspannung vom Gate des Transistors nach der Kalibrierung entfernen (wodurch das Umgehungsmodul 62 deaktiviert wird).
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Nach dem Deaktivieren des Umgehungsmoduls 62 kann das Fehlerdetektionsmodul 82 Fehler des berührungslosen Positionssensors 80 detektieren. Insbesondere kann das Fehlerdetektionsmodul 82 Fehler des berührungslosen Positionssensors 80 durch Überwachen eines Spannungsabfalls über dem Widerstand 60 detektieren. Der Spannungsabfall kann beispielsweise aufgrund eines Widerstandskurzschlusses zwischen Ausgängen des berührungslosen Positionssensors 80 entstehen. Der Spannungsabfall über den Widerstand 60 kann durch eine Differenz zwischen einer Spannung an einem Knoten A und einer Spannung an einem Knoten B dargestellt werden. Wenn der Spannungsabfall über dem Widerstand 60 größer als ein Schwellenwert ist, kann das Fehlerdetektionsmodul 82 einen Fehler des berührungslosen Positionssensors 80 detektieren. Der Schwellenwert kann vorbestimmt sein. Beispielsweise kann der Schwellenwert auf den Kalibrierungsdaten 66 beruhen, die im Speichermodul 72 gespeichert sind.
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Das Fehlerdetektionsmodul 82 kann das Komponentensteuermodul 84 benachrichtigen, wenn ein Fehler detektiert wird. Wenn ein Fehler detektiert wird, kann das Komponentensteuermodul 84 eine Komponente 90 steuern, die dem berührungslosen Positionssensor 80 zugeordnet ist. Beispielsweise kann der berührungslose Positionssensor 80 der erste berührungslose Positionssensor 20 sein und die zugeordnete Komponente 90 kann die Drosselklappe 18 sein. Bei dieser Konfiguration kann das Komponentensteuermodul 84 die Drosselklappe 18 in eine vorbestimmte Position befehlen und die Drosselklappe 18 in dieser Position, die einem „Heimschleichmodus“ entspricht, verriegeln.
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Alternativ kann der berührungslose Positionssensor 80 beispielsweise der zweite berührungslose Positionssensor 40 sein und die zugeordnete Komponente 90 kann das Gaspedal 38 sein. Bei dieser Konfiguration kann das Komponentensteuermodul 84 das Gaspedal 38 deaktivieren, wodurch eine Fahrereingabe über das Gaspedal 38 verhindert wird. Obwohl diese zwei speziellen Konfigurationen erörtert werden, kann die Fehlerdetektion und Komponentensteuerung auf andere berührungslose Positionssensoren mit zugeordneten Komponenten angewendet werden.
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Mit Bezug nun auf 3 beginnt ein Verfahren zur Kalibrierung und Fehlerdetektion für einen berührungslosen Positionssensor bei 100. Bei 100 kann das Steuermodul 50 ermitteln, ob eine Kalibrierung des berührungslosen Positionssensors 80 angefordert ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 104 weitergehen. Wenn nicht, kann die Steuerung zu 112 weitergehen. Bei 104 kann das Steuermodul 50 den Widerstand 60 umgehen. Bei 108 können Kalibrierungsdaten 66 in das Steuermodul 50 geladen und gespeichert werden. Die Steuerung kann dann zu 100 zurückkehren. Bei 112 kann das Steuermodul 50 ermitteln, ob das Umgehungsmodul 62 deaktiviert ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung 120 weitergehen. Wenn nicht, kann die Steuerung 116 weitergehen, wo das Umgehungsmodul 62 deaktiviert wird.
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Bei 120 kann das Steuermodul 50 ermitteln, ob ein Fehler des berührungslosen Positionssensors 80 detektiert wird. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 124 weitergehen. Wenn nicht, kann die Steuerung zu 120 zurückkehren. Bei 124 kann das Steuermodul 50 die Komponente 90 steuern, die dem berührungslosen Positionssensor 80 zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Drosselklappe 18 in die vorbestimmte Position befohlen und dort verriegelt werden oder das Gaspedal 38 kann deaktiviert werden. Bei 128 kann das Steuermodul 50 ermitteln, ob der Fehler entfernt/korrigiert wurde. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 120 zurückkehren. Wenn nicht, kann die Steuerung zu 124 zurückkehren.
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Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden.
