DE102013218079A1 - Device and method for detecting an error - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung mit mindestens zwei redundanten Drucksensoren, die einen Druck in einem Druckgefäß überwachen. Dabei werden die Ausgangssignale der beiden redundanten Drucksensoren während einer Variation des zu überwachenden Druckes analysiert und basierend auf den Ausgangssignale in der Drucksensoren während der Druckvariation auf eine mögliche Fehlfunktion eines der beiden Drucksensoren geschlossen.The present invention provides an apparatus and method for detecting a fault in a sensor assembly having at least two redundant pressure sensors that monitor a pressure in a pressure vessel. In this case, the output signals of the two redundant pressure sensors are analyzed during a variation of the pressure to be monitored and closed based on the output signals in the pressure sensors during the pressure variation on a possible malfunction of one of the two pressure sensors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung mit zwei Drucksensoren.The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an error. In particular, the present invention relates to a device, a method for detecting a fault in a sensor arrangement with two pressure sensors.

Stand der TechnikState of the art

Kraftfahrzeuge mit einer Unterdruckbremskraftverstärkungsvorrichtung sind bekannt. Hierbei wird der Fahrer durch den Bremskraftverstärker beim Bremsen unterstützt. Der Bremskraftverstärker bezieht dabei seine Energie aus einem Unterdruck einer Unterdruckkammer. Die deutsche Patentanmeldung DE 199 35 899 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Bremskraftverstärkungsvorrichtung. Dabei wird bei Betätigung der Bremse der Bremskraftverstärker durch einen Drucksensor überwacht und der Wert des Drucksensors in Abhängigkeit von der Betätigung der Bremse ausgewertet. Automobiles with a vacuum brake booster are known. Here, the driver is assisted by the brake booster when braking. The brake booster draws its energy from a negative pressure of a vacuum chamber. The German patent application DE 199 35 899 A1 relates to a method for operating a motor vehicle with a brake booster device. When the brake is actuated, the brake booster is monitored by a pressure sensor and the value of the pressure sensor is evaluated as a function of the actuation of the brake.

Bei modernen Bremskraftverstärkungsvorrichtungen ist dabei die Kenntnis über den Unterdruck in der Unterdruckkammer von großer Bedeutung. Der Unterdruck wird beispielsweise zur Regelung einer mit dem Bremskraftverstärkung gekoppelten elektrischen Vakuumpumpe herangezogen. Weiterhin wird auch die Steuerung des Start-Stopp-Verhaltens eines Verbrennungsmotors basierend auf diesen Größen beeinflusst. Ferner kann basierend auf dem Unterdruck der Aussteuerpunkt für eine Overboost-Funktion berechnet werden und gegebenenfalls ein Ausfall der Boosterfunktion erkannt werden, um mögliche Kompensationsfunktionen anzusteuern.In modern brake booster devices, the knowledge of the negative pressure in the vacuum chamber is of great importance. The negative pressure is used, for example, to control an electric vacuum pump coupled to the brake booster. Furthermore, the control of the start-stop behavior of an internal combustion engine is influenced based on these quantities. Furthermore, based on the negative pressure, the control point for an overboost function can be calculated and, if appropriate, a failure of the booster function can be detected in order to control possible compensation functions.

Daher ist eine sichere und zuverlässige Ermittlung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkung erforderlich. Da es sich bei der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs um eine sicherheitsrelevante Anlage handelt, kann der Unterdruck in der Unterdruckkammer zur Steigerung der Sicherheit durch zwei redundante Drucksensoren ermittelt werden. Solange beide Drucksensoren zumindest annähernd gleiche Messwerte liefern, kann davon ausgegangen werden, dass beide Sensoren intakt sind. Unterscheiden sich dagegen die Messwerte der beiden Drucksensoren signifikant um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert, so ist von einer Fehlfunktion mindestens eines der beiden Drucksensoren auszugehen. Auf diese Weise ist eine sehr robuste Fehlererkennung möglich, ohne jedoch dabei eine Aussage treffen zu können, welcher der beiden Sensoren fehlerhaft ist.Therefore, a reliable and reliable determination of the negative pressure in the vacuum chamber of the brake booster is required. Since the brake system of a motor vehicle is a safety-relevant system, the negative pressure in the vacuum chamber can be determined by two redundant pressure sensors to increase safety. As long as both pressure sensors deliver at least approximately the same measured values, it can be assumed that both sensors are intact. On the other hand, if the measured values of the two pressure sensors differ significantly more than a predefined threshold value, it is to be assumed that at least one of the two pressure sensors malfunctions. In this way, a very robust error detection is possible, but without being able to make a statement which of the two sensors is faulty.

Aus Gründen der Systemverfügbarkeit besteht daher ein Bedarf, den fehlerhaften Sensoren zu identifizieren.For system availability reasons, therefore, there is a need to identify the faulty sensors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung, mit einem ersten und einem zweiten Drucksensor, die einen Druck in einem Druckgefäß bestimmen; einer Druckveränderungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Druck in dem Druckgefäß zu verändern; einer Messwerterfassungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, Messwerte von dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor zu empfangen, nachdem der Druck in den Druckgefäß durch die Druckveränderungsvorrichtung verändert worden ist; und einem Fehlerdetektor, da dazu ausgelegt ist, eine Fehlfunktion des ersten Drucksensors und/oder des zweiten Drucksensors unter Verwendung der empfangenen Messwerte zu bestimmen.According to a first aspect, the present invention provides an apparatus for detecting a fault in a sensor assembly having first and second pressure sensors that determine a pressure in a pressure vessel; a pressure changing device configured to change the pressure in the pressure vessel; a measured value detecting device configured to receive measured values from the first pressure sensor and the second pressure sensor after the pressure in the pressure vessel has been changed by the pressure changing device; and an error detector, as configured to determine a malfunction of the first pressure sensor and / or the second pressure sensor using the received measurement values.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung mit einem ersten und einem zweiten Drucksensor, die einen Druck in einem Druckgefäß bestimmen, mit den Schritten des Veränderns des Drucks in dem Druckgefäß; des Bereitstellens von veränderten Messwerten durch den ersten Drucksensor und durch den zweiten Drucksensor; und des Bestimms einer Fehlfunktion des ersten Drucksensors und/oder des zweiten Drucksensors der Verwendung der erfassten veränderten Messwerten.In another aspect, the present invention provides a method of detecting a fault in a sensor assembly having first and second pressure sensors that determine a pressure in a pressure vessel, including the steps of varying the pressure in the pressure vessel; the provision of changed measured values by the first pressure sensor and by the second pressure sensor; and determining a malfunction of the first pressure sensor and / or the second pressure sensor using the detected changed measured values.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zu Grunde, die Messwerte zweier redundante Drucksensoren zu überwachen, während der durch die Sensoren zu überwachende Druck variiert wird. Wird dabei festgestellt, dass während der Variation des Drucks einer der beiden Sensoren dieser Veränderung nicht korrekt folgt, so kann dieser Drucksensoren als fehlerhaft klassifiziert werden. Hierdurch ist auf einfache Weise eine Identifikation eines fehlerhaften Sensors bei einem Sensorsystem aus mehreren redundante Sensoren möglich.The present invention is based on the idea of monitoring the measured values of two redundant pressure sensors while the pressure to be monitored by the sensors is varied. If it is determined that during the variation of the pressure of one of the two sensors this change does not follow correctly, then these pressure sensors can be classified as faulty. This makes it easy to identify a faulty sensor in a sensor system of several redundant sensors possible.

Durch die Identifikation des fehlerhaften Sensors ist es daraufhin möglich, die fehlerhaften Sensor zu verwerfen und im weiteren Verlauf nur die korrekten Messwerte des verbleibenden Sensors für den weiteren Betrieb heranzuziehen. Somit kann selbst bei Auftreten eines Fehlers in einem der beiden redundante Sensoren das System weiterhin auf Basis der korrekten Messwerte des intakten Sensors weiterbetrieben werden.By identifying the faulty sensor, it is then possible to discard the faulty sensor and subsequently use only the correct measured values of the remaining sensor for further operation. Thus, even if an error occurs in one of the two redundant sensors, the system can continue to be operated based on the correct measured values of the intact sensor.

Es ist daher basierend auf den Messwerten des intakten Sensors auch nach Ausfall eines Sensors noch ein weiter Betrieb unter Verwendung der korrekten Messdaten möglich. Somit steigt die Verfügbarkeit des Systems. Therefore, based on the measured values of the intact sensor, even after failure of a sensor, further operation using the correct measurement data is possible. This increases the availability of the system.

In einer Ausführungsform empfängt die Messwerterfassungseinrichtung ferner Messwerte von dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor bevor der Druck in dem Druckgefäß durch die Druckveränderungsvorrichtung verändert wurde, und die Druckveränderungsvorrichtung verändert den Druck in dem Druckgefäß, wenn sich der empfangenen Messwert des ersten Drucksensors von dem empfangenen Messwerte des zweiten Drucksensors unterscheidet. Hiermit kann die Variation in dem Druckgefäß durch die Druckveränderungsvorrichtung auf die Fälle beschränkt werden, in denen zuvor eine Diskrepanz zwischen den beiden Messwerten der redundanten Drucksensoren detektiert wurde. Vorzugsweise wird dabei die Variation des Drucks in den Druckgefäß und die darauf folgende Fehlerdetektion nur dann ausgeführt, wenn sich die beiden Messwerte der Drucksensoren mindestens um einen vorgegebenen Schwellwert unterscheiden.In one embodiment, the measured value detection device further receives measured values from the first pressure sensor and the second pressure sensor before the pressure in the pressure vessel has been changed by the pressure changing device, and the pressure changing device changes the pressure in the pressure vessel when the received measured value of the first pressure sensor is from the received measured values the second pressure sensor is different. Hereby, the variation in the pressure vessel by the pressure changing device can be limited to the cases in which a discrepancy between the two measured values of the redundant pressure sensors has previously been detected. Preferably, the variation of the pressure in the pressure vessel and the subsequent error detection is carried out only if the two measured values of the pressure sensors differ by at least a predetermined threshold value.

In einer Ausführungsform ist die Druckveränderungsvorrichtung eine Pumpe, vorzugsweise eine Vakuumpumpe. Eine solche Pumpe eignet sich sehr gut zur Variation des Drucks in dem zu überwachenden Druckgefäß. Dabei kann durch eine angeschlossene Vakuumpumpe der Druck in dem zu überwachenden Druckgefäß insbesondere bei der Überwachung von Unterdrücken abgesenkt werden. Je nach Anwendungsfall und zu überwachendem Druck in dem Druckgefäß sind jedoch ebenso andere Vorrichtungen zur Variation des Druckes möglich.In one embodiment, the pressure change device is a pump, preferably a vacuum pump. Such a pump is very suitable for varying the pressure in the pressure vessel to be monitored. In this case, the pressure in the pressure vessel to be monitored, in particular in the monitoring of negative pressures can be lowered by a connected vacuum pump. Depending on the application and pressure to be monitored in the pressure vessel, however, other devices for varying the pressure are also possible.

In einer Ausführungsform gibt der Fehlerdetektor ein Fehlersignal aus, nachdem eine Fehlfunktion des ersten Drucksensors und/oder des zweiten Druckersensors bestimmt worden ist. Vorzugsweise ist das ausgegebene Fehlersignale dabei abhängig von einer detektierten Fehlfunktion des Fehlersdetektors. Hierdurch kann durch Auswertung eines derartigen Signals eine angeschlossene Logik eine Fehlfunktion eines Drucksensors erkennen und auswerten und daraufhin die Messwerte des als fehlerhaft detektierten Sensors für die Weiterverarbeitung verwerfen. Zusätzlich oder alternativ kann bei der Detektion eines fehlerhaften Sensors auch ein Benutzer benachrichtigt werden und/oder ein entsprechendes Fehlerprotokoll in einem Fehlerspeicher abgelegt werden.In one embodiment, the error detector outputs an error signal after a malfunction of the first pressure sensor and / or the second printer sensor has been determined. The outputted error signal is preferably dependent on a detected malfunction of the error detector. As a result, by evaluating such a signal, a connected logic can recognize and evaluate a malfunction of a pressure sensor and then reject the measured values of the sensor detected as faulty for further processing. Additionally or alternatively, upon detection of a faulty sensor, a user may also be notified and / or a corresponding error log may be stored in a fault memory.

In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner einen Schritt des Bereitstellens von weiteren Messwerten durch den ersten Drucksensoren und durch den zweiten Drucksensor, wobei der Schritt zum Verändern des Drucks in dem Druckgefäß dann ausgeführt wird, wenn sich die bereitgestellten weiteren Messwerte von dem ersten Drucksensoren und dem zweiten Drucksensoren mindestens um einen vorbestimmten Schwellwert unterscheiden.In one embodiment, the method according to the invention further comprises a step of providing further measured values by the first pressure sensor and by the second pressure sensor, wherein the step of varying the pressure in the pressure vessel is carried out when the provided further measured values from the first pressure sensors and the second pressure sensors differ by at least a predetermined threshold.

In einer weiteren Ausführungsform vergleicht der Schritt zu bestimmen einer Fehlfunktion die bereitgestellten weiteren Messwerte und die bereitgestellten veränderten Messwerte.In a further embodiment, the step of determining a malfunction compares the provided further measured values and the provided changed measured values.

In noch einer weiteren Ausführungsform wird der Schritt zum Bestimmen einer Fehlfunktion über eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt. Alternativ ist auch eine Ausführung der Bestimmung einer Fehlfunktion über eine vorbestimmte Anzahl von Druckvariationen möglich, bevor endgültig eine Fehlfunktion eines der Drucksensoren bestimmt wird. Auf diese Weise kann eine einmalige Abweichung eines Messwertes aufgrund von Störungen oder ähnlichem ohne Einfluss auf eine mögliche Fehlerdetektion bleiben und somit ein falscher Alarm vermieden werden.In yet another embodiment, the step of determining a malfunction is performed over a predetermined period of time. Alternatively, execution of the determination of a malfunction over a predetermined number of pressure variations is also possible before finally determining a malfunction of one of the pressure sensors. In this way, a one-time deviation of a measured value due to disturbances or the like can remain without influence on a possible error detection and thus a false alarm can be avoided.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zur ausgegebene Benachrichtigung über die bestimmte Fehlfunktion des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors.In another embodiment, the method includes a step of issuing notification of the particular malfunction of the first pressure sensor or the second pressure sensor.

In einer weiteren Ausführungsform vergleicht der Schritt zum Bestimmen einer Fehlfunktion die bereitgestellten weiteren Messwerte und die bereitgestellten veränderten Messwerte mit gespeicherten Referenzwerten. Durch die Verwendung von zuvor gespeicherten Referenzwerten kann bereits inerhalb sehr kurzer Zeit eine zuverlässige Bewertugn der ermittelten Drückwerte erfolgen. Die Referenzwerte können dabei einteder aus zuvor durchgeführten Messungen der Sensoren bereitgestellt werden. Alternativ kann der Vergleich auch mit vorgegebenen fest abgespeicherten Referenzwerten erfolgen.In a further embodiment, the step of determining a malfunction compares the provided further measured values and the provided modified measured values with stored reference values. By using previously stored reference values, a reliable evaluation of the determined pressure values can take place within a very short time. The reference values can be provided in one of the previously performed measurements of the sensors. Alternatively, the comparison can also be made with predetermined fixed reference values.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner einen Bremskraftverstärker mit einer Vakuumskammer, einer Sensoranordnung mit mindestens zwei Drucksensoren, die den Druck in der Vakuumskammer bestimmen; und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers in der Sensoranordnung. The present invention further includes a brake booster having a vacuum chamber, a sensor assembly having at least two pressure sensors that determine the pressure in the vacuum chamber; and an inventive device for detecting a fault in the sensor arrangement.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegende Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:Further embodiments and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. Showing:

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds einer Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers gemäß einer Ausführungsform; 1 a schematic representation of a block diagram of an apparatus for detecting an error according to an embodiment;

2 eine schematische Darstellung der Druckverläufe, wie sie beim Betrieb der Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers gemäß einer Ausführungsform auftreten; 2 a schematic representation of the pressure waveforms, such as occur during operation of the device for detecting an error according to an embodiment;

3 eine schematische Darstellung von alternativen Druckverläufen, wie sie beim Betrieb einer Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers gemäß einer Ausführungsform auftreten; und 3 a schematic representation of alternative pressure curves, as they occur in the operation of an apparatus for detecting a fault according to an embodiment; and

4 eine schematische Darstellung eines Ablaufsdiagramms, wie es einem Verfahren der vorliegenden Erfindung gemäß einer Ausführungsform zugrundeliegt. 4 a schematic representation of a flow chart, as it is based on a method of the present invention according to an embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Gleich Bezugszeichen entsprechend dabei gleichen oder gleich wirkenden Komponenten.In the following, the present invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals corresponding to the same or equivalent components.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Nachfolgenden unter Bezug auf Drucksensoren einer Vakuumskammer eines Bremskraftverstärker beschrieben wird, so ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung ebenso auf weitere Systeme zur Überwachung eines Drucks in einem Druckgefäß angewendet werden, das mittels zweier redundante Drucksensoren überwacht wird. Dabei kann es sich bei denen zu überwachenden Druckverhältnissen sowohl um einen Druck eines Gases, als auch um den Druck einer Flüssigkeit handeln. Ebenso ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Überwachung von Unterdrücken, wie zum Beispiel eines Vakuums, begrenzt. Ebenso kann die vorliegende Erfindung auch auf die Überwachung von Drücken oberhalb des Umgebungsdrucks angewendet werden.Although the present invention will be described below with reference to pressure sensors of a vacuum chamber of a brake booster, the present invention is not limited to this application. Moreover, the present invention may also be applied to other systems for monitoring pressure in a pressure vessel monitored by two redundant pressure sensors. The pressure ratios to be monitored may be both a pressure of a gas and the pressure of a liquid. Likewise, the present invention is not limited to the monitoring of negative pressures, such as a vacuum. Likewise, the present invention can also be applied to the monitoring of pressures above ambient pressure.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung 2 mit einem ersten Drucksensor 2a und einem zweiten Drucksensor 2b. Die beiden Drucksensoren 2a und 2b bestimmen dabei einen Druck in einem Druckgefäß 1. Beispielsweise kann er sich bei dem Druckgefäß 1 um die Vakuumskammer eines Bremskraftverstärkers handeln. 1 shows a schematic representation of an apparatus for detecting a fault in a sensor arrangement 2 with a first pressure sensor 2a and a second pressure sensor 2 B , The two pressure sensors 2a and 2 B determine a pressure in a pressure vessel 1 , For example, he can with the pressure vessel 1 to act around the vacuum chamber of a brake booster.

Die Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b werden der Messwerterfassungseinrichtung 4 zugeführt. Die Messwerterfassungseinrichtung 4 vergleicht die beiden Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b. Unterscheiden sich die beiden Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert, so wird davon ausgegangen, dass mindestens einer der beiden Drucksensoren 2a und 2b eine fehlerhaftes Ausgangssignal ausgegeben hat. Basierend auf dieser detektierten Abweichung der beiden Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b kann jedoch zunächst keine Aussage darüber getroffen werden, welcher der beiden Drucksensoren 2a und 2b das fehlerhafte Ausgangssignal ausgegeben hat.The output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B become the measured value acquisition device 4 fed. The measured value acquisition device 4 compares the two output signals of the pressure sensors 2a and 2 B , The two output signals of the pressure sensors differ 2a and 2 B by more than a predetermined threshold, it is assumed that at least one of the two pressure sensors 2a and 2 B has issued a faulty output signal. Based on this detected deviation of the two output signals of the pressure sensors 2a and 2 B However, initially no statement can be made about which of the two pressure sensors 2a and 2 B has issued the erroneous output signal.

Zur Ermittlung des fehlerhaften Drucksensors wird daher nach einer Detektion einer Abweichung zwischen den beiden Ausgangssignale in der Drucksensoren 2a und 2b die Druckveränderungsvorrichtung 3 so angesteuert, dass sie den Druck in den Druckgefäß 1 verändert. Beispielsweise kann er sich bei der Druckveränderungsvorrichtung 3 um eine elektrische Vakuumpumpe eines Bremskraftverstärkers handeln. Durch das Ansteuern der Druckveränderungsvorrichtung 3 wird daraufhin der Druck in dem Druckgefäß 1 entweder erniedrigt oder erhöht. Handelt es sich bei der Druckveränderungsvorrichtung 3 um die zuvor genannte elektrische Vakuumpumpe eines Bremskraftverstärker, so wird beispielsweise der Druck in der Vakuumskammer des Bremskraftverstärkers abgesenkt.To determine the faulty pressure sensor is therefore after detection of a deviation between the two output signals in the pressure sensors 2a and 2 B the pressure change device 3 so driven that they put the pressure in the pressure vessel 1 changed. For example, it may be in the pressure change device 3 to act an electric vacuum pump of a brake booster. By driving the pressure change device 3 then the pressure in the pressure vessel 1 either lowered or increased. Is it the pressure change device 3 For example, the pressure in the vacuum chamber of the brake booster is lowered around the aforementioned electric vacuum pump of a brake booster.

Nach und gegebenenfalls auch während der Veränderung des Drucks in dem Druckgefäß 1 empfängt die Messwerterfassungsvorrichtung 4 weitere Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b. Dabei wird ein korrekt arbeitender Drucksensor 2a bzw. 2b während des Absinkens bzw. Ansteigens des Drucks in dem Druckgefäß 1 einen zu der Druckveränderung korrespondierendes, ansteigendes bzw. absinkendes Ausgangssignal liefern. Ein fehlerhafter Drucksensor 2a bzw. 2b dagegen wird der Variation des Drucks in dem Druckgefäß 1 nicht korrekt folgen.After and possibly also during the change of the pressure in the pressure vessel 1 receives the data logging device 4 further output signals of the pressure sensors 2a and 2 B , This will be a correctly working pressure sensor 2a respectively. 2 B during the decrease or increase of the pressure in the pressure vessel 1 provide an increasing or decreasing output signal corresponding to the pressure change. A faulty pressure sensor 2a respectively. 2 B on the other hand, the variation of the pressure in the pressure vessel 1 do not follow correctly.

Der Fehlerdetektor 5 empfängt die von der Messwerterfassungseinrichtung 4 empfangenen Messwerte der beiden Drucksensoren 2a und 2b und analysiert diese Messwerte. Dabei bewertet der Fehlerdetektor 5 insbesondere die Variation der von den beiden Drucksensoren 2a und 2b ausgegebenen Messwerte während der Variation des Drucks in dem Druckgefäß 1 durch die Druckveränderungsvorrichtung 3. Erkennt der Fehlerdetektor 5 dabei, dass eines der beiden Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b der Druckveränderung in dem Druckgefäß nicht oder nicht korrekt folgt, so erkennt der Fehlerdetektor 5 den entsprechenden Drucksensor 2a bzw. 2b als fehlerhaft und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal aus.The error detector 5 receives from the measured value acquisition device 4 received measured values of the two pressure sensors 2a and 2 B and analyze these readings. The error detector evaluates 5 in particular the variation of the two pressure sensors 2a and 2 B output measured values during the variation of the pressure in the pressure vessel 1 by the pressure change device 3 , Detects the error detector 5 doing that one of the two output signals of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B the pressure change in the pressure vessel does not follow or does not follow correctly, the error detector recognizes 5 the corresponding pressure sensor 2a respectively. 2 B as faulty and outputs a corresponding output signal.

Für die Analyse der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b während einer Druckveränderung in dem Druckgefäß 1 durch die Druckveränderungsvorrichtung 3 kann der Fehlerdetektor 5 dabei zuvor während eines korrekt arbeitenden Betriebes der beiden Drucksensoren 2a und 2b jeweils Referenzwerte ermitteln und abspeichern. Auf diese Weise kann insbesondere ein sehr guter Zusammenhang zwischen einer Dauer des Laufes der Druckveränderungsvorrichtung 3 und einer damit verbundenen Variation des Drucks in dem Druckgefäß 1 ermittelt werden. Basierend auf diesen Referenzwerten ist nachfolgend eine besonders zuverlässige Analyse der Ausgangssignale während der Druckveränderung in dem Druckgefäß 1 durch die Druckveränderungsvorrichtung 3 möglich. Weichen in die ermittelten Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b im weiteren von den zuvor bestimmten Referenzwerten signifikant ab, so kann daraus zuverlässig auf eine Störung des jeweiligen Drucksensor 2a bzw. 2b geschlossen werden.For the analysis of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B during a pressure change in the pressure vessel 1 by the pressure change device 3 can the error detector 5 previously during a correctly operating operation of the two pressure sensors 2a and 2 B determine and save reference values. In this way, in particular a very good relationship between a duration of the run of the pressure change device 3 and one with it associated variation of the pressure in the pressure vessel 1 be determined. Based on these reference values is a particularly reliable analysis of the output signals during the pressure change in the pressure vessel 1 by the pressure change device 3 possible. Switch to the determined output signals of the pressure sensors 2a and 2 B in the further from the previously determined reference values significantly, it can reliably from a disturbance of the respective pressure sensor 2a respectively. 2 B getting closed.

Zur weiteren Erhöhung der Zuverlässigkeit eines detektierten Fehlers in einem der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b kann eine Fehlermeldung auch erst dann ausgegeben werden, wenn der Fehlerdetektor 5 einen der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b über eine vorbestimmte Zeitdauer hinaus als fehlerhaft klassifiziert hat. Beispielsweise kann hierzu durch die Druckveränderungsvorrichtung 3 der Druck innerhalb dem Druckgefäß 1 über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg variiert werden und dabei während dieser Zeitdauer die Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b überprüft werden.To further increase the reliability of a detected fault in one of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B An error message can only be output when the error detector 5 one of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B has classified as erroneous beyond a predetermined period of time. For example, this can be done by the pressure change device 3 the pressure inside the pressure vessel 1 be varied over a predetermined period of time while during this period, the output signals of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B be checked.

Alternativ ist es auch möglich, erst dann einen Fehler eines der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b durch den Fehlerdetektor 5 anzuzeigen, wenn der Fehlerdetektor 5 mindestens eine vorbestimmte Anzahl von Fehlerdetektionen eines der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b bestimmt hat. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit für einen falschen Alarm aufgrund von Störungen oder ähnlichem minimiert werden.Alternatively, it is also possible only then an error of one of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B through the error detector 5 indicate when the error detector 5 at least a predetermined number of fault detections of one of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B has determined. In this way, the probability of a false alarm due to disturbances or the like can be minimized.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Überwachung der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b auch unabhängig von einer zuvor detektierten Differenz in den Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b überwacht und analysiert werden. Beispielsweise kann hierzu während jedes Betriebs der Druckveränderungsvorrichtung 3 jeweils die Variationen der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b durch den Fehlerdetektor 5 ausgewertet werden.In an alternative embodiment, the monitoring of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B also independent of a previously detected difference in the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B monitored and analyzed. For example, during each operation of the pressure change device 3 in each case the variations of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B through the error detector 5 be evaluated.

So können beispielsweise für den Fall eines Bremskraftverstärkers mit einer elektrischen Vakuumpumpe bei jeder Ansteuerung der elektrischen Vakuumpumpe durch den Fehlerdetektor 5 die beiden Ausgangssignale der Drucksensoren 2a und 2b ausgewertet werden.For example, in the case of a brake booster with an electric vacuum pump at each control of the electric vacuum pump by the fault detector 5 the two output signals of the pressure sensors 2a and 2 B be evaluated.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verlauf der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b. Im linken Teil des Diagramms liefern die beiden Drucksensoren 2a und 2b die beiden Ausgangssignale P1 und P2, die sich um den Wert ΔP unterscheiden. Wie im rechten Teil des Diagramms dargestellt sinkt nach dem Ansteuern der Druckveränderungsvorrichtung 3 das Ausgangssignal des ersten Drucksensors 2a auf den Wert P1' ab, während das Ausgangssignale des zweiten Drucksensors 2b nur auf den Wert P2' absinkt. Diese nur marginale Veränderung des Ausgangssignals des zweiten Drucksensors 2b führt den Fehlerdetektor 5 zu der Feststellung, dass es sich bei dem Ausgangssignal des zweiten Drucksensors 2b um eine fehlerhaftes Signal handelt. 2 shows a schematic representation of an exemplary course of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B , In the left part of the diagram provide the two pressure sensors 2a and 2 B the two output signals P1 and P2, which differ by the value .DELTA.P. As shown in the right part of the diagram, it decreases after the driving of the pressure changing device 3 the output signal of the first pressure sensor 2a to the value P1 'while the output signals of the second pressure sensor 2 B only to the value P2 'decreases. This only marginal change in the output signal of the second pressure sensor 2 B leads the error detector 5 to the conclusion that the output signal of the second pressure sensor 2 B is a faulty signal.

3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines beispielhaften Verlauf der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b mit einem fehlerhaften Drucksensor. Wie hier zunächst links dargestellt, liefert der zweite Drucksensor 2b bereits zu Beginn ein deutlich niedrigeres Ausgangssignal P2, als das Ausgangssignal P1 des ersten Drucksensor 2a. Nach Ansteuern der Druckveränderungsvorrichtung 3 bleibt das Ausgangssignal P2' des zweiten Drucksensors 2b jedoch nahezu unverändert, während das Ausgangssignal P1 des ersten Drucksensors 2a deutlich absinkt (rechte Spalte des Diagramms). Auch in diesem Fall kann daher aufgrund der ungewöhnlich Veränderungen des Ausgangssignals P2‘ des zweiten Drucksensors 2b auf eine Fehlfunktion des zweiten Drucksensors 2b geschlossen werden. 3 shows a further schematic representation of an exemplary course of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B with a faulty pressure sensor. As shown here on the left, the second pressure sensor delivers 2 B already at the beginning of a significantly lower output signal P2, as the output signal P1 of the first pressure sensor 2a , After driving the pressure change device 3 remains the output signal P2 'of the second pressure sensor 2 B however, almost unchanged, while the output signal P1 of the first pressure sensor 2a drops significantly (right column of the diagram). Also in this case, therefore, due to the abnormal changes of the output signal P2 'of the second pressure sensor 2 B to a malfunction of the second pressure sensor 2 B getting closed.

Darüber hinaus ist es ebenso denkbar, dass der Fehlerdetektor 5 nicht nur die absoluten Werte vor bzw. nach dem Ansteuern der Druckveränderungsvorrichtung 5 auswertet, sondern auch die von der Messwerterfassungsvorrichtung 4 empfangenen Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b kontinuierlich überwacht. Dabei können insbesondere Unsetigkeiten, wie zum Beispiel starke Sprünge in den Ausgangssignale erkannt werden, die ebenfalls ein Anzeichen für eine mögliche Fehlfunktion eines Drucksensors 2a oder 2b sein können. Weitere Möglichkeiten zur Auswertung der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b sind darüber hinaus selbstverständlich ebenso möglich.In addition, it is also conceivable that the error detector 5 not only the absolute values before and after the driving of the pressure changing device 5 evaluates, but also from the measured value detection device 4 received output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B continuously monitored. In particular, imperfections, such as sharp jumps in the output signals can be detected, which are also an indication of a possible malfunction of a pressure sensor 2a or 2 B could be. Further possibilities for the evaluation of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B are of course also possible.

Werden bei der Analyse der Ausgangssignale der beiden Drucksensoren 2a und 2b darüber hinaus Unregelmäßigkeiten erkannt, die keine eindeutige Zuordnung eines Fehlers zu nur einem der beiden Drucksensoren 2a bzw. 2b zulassen, so kann der Fehlerdetektor 5 in diesem Fall auch für beide Drucksensoren 2a und 2b einen Fehler detektieren.Be in the analysis of the output signals of the two pressure sensors 2a and 2 B In addition, irregularities detected that no clear assignment of an error to only one of the two pressure sensors 2a respectively. 2 B allow, so can the error detector 5 in this case also for both pressure sensors 2a and 2 B detect an error.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms für ein Verfahren 100 zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung 2 mit einem ersten Drucksensor 2a und einem zweiten Drucksensor 2b, die einen Druck in ein Druckgefäß 1 bestimmen. In Schritt 110 werden von dem ersten Drucksensor 2a und dem zweiten Drucksensor 2b jeweils mindestens ein Messwert bereitgestellt. Wird festgestellt, dass die bereitgestellten Messwerte des ersten Drucksensors 2a von den bereitgestellten Messwerten des zweiten Drucksensors 2b mindestens um einen vorbestimmten Schwellwert abweichen, so wird daraufhin 120 der Druck in dem Druckgefäß 1 verändert. In Schritt 130 werden weiterhin von dem ersten Drucksensor 2a und dem zweiten Drucksensor 2b veränderte Messwerte bereitgestellt. Unter Verwendung dieser bereitgestellten Messwerte wird daraufhin Schritt 140 eine Fehlfunktion des ersten Drucksensors 2a und/oder des zweiten Drucksensors 2b bestimmt. 4 shows a schematic representation of a flowchart for a method 100 for detecting a fault in a sensor arrangement 2 with a first pressure sensor 2a and a second pressure sensor 2 B putting a pressure in a pressure vessel 1 determine. In step 110 be from the first pressure sensor 2a and the second pressure sensor 2 B each provided at least one measured value. It is determined that the provided Measured values of the first pressure sensor 2a from the provided readings of the second pressure sensor 2 B deviate at least by a predetermined threshold, then it will 120 the pressure in the pressure vessel 1 changed. In step 130 will continue from the first pressure sensor 2a and the second pressure sensor 2 B provided changed measured values. Then, using these provided metrics will take a step 140 a malfunction of the first pressure sensor 2a and / or the second pressure sensor 2 B certainly.

Vorzugsweise werden dabei zur Bestimmung der Fehlfunktion in Schritt 140 die bereitgestellten Messwerte und die bereitgestellten veränderten Messwerte miteinander verglichen. Die Bestimmung der Fehlfunktion kann dabei über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg durchgeführt werden, oder alternativ kann auch erst nach einer vorbestimmten Anzahl von detektierten Fehlfunktionen eine Signalisierung der detektierten Fehlfunktionen ausgegeben werden. Dabei kann bei einer bestimmten Fehlfunktion eines oder beider Drucksensoren in Schritt 150 eine Benachrichtigung ausgegeben werden.Preferably, to determine the malfunction in step 140 compared the provided measured values and the provided changed measured values. The determination of the malfunction can be carried out over a predetermined period of time, or alternatively, signaling of the detected malfunctions can be output only after a predetermined number of detected malfunctions. In the case of a certain malfunction of one or both pressure sensors in step 150 a notification will be issued.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung das Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung mit mindestens zwei redundanten Drucksensoren, die einen Druck in einem Druckgefäß überwachen. Dabei werden die Ausgangssignale der beiden redundanten Drucksensoren während einer Variation des zu überwachenden Druckes analysiert und basierend auf den Ausgangssignale in der Drucksensoren während der Druckvariation auf eine mögliche Fehlfunktion eines der beiden Drucksensoren geschlossen. In summary, the present invention relates to detecting a fault in a sensor assembly having at least two redundant pressure sensors that monitor a pressure in a pressure vessel. In this case, the output signals of the two redundant pressure sensors are analyzed during a variation of the pressure to be monitored and closed based on the output signals in the pressure sensors during the pressure variation on a possible malfunction of one of the two pressure sensors.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19935899 A1 [0002] DE 19935899 A1 [0002]

Claims (10)

Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung (2) mit einem ersten und einem zweiten Drucksensor (2a, 2b), die einen Druck in einem Druckgefäß (1) bestimmen, mit: einer Druckveränderungsvorrichtung (3), die dazu ausgelegt ist, den Druck in dem Druckgefäß (1) zu verändern; einer Messwerterfassungseinrichtung (4), die dazu ausgelegt ist, Messwerte von dem ersten Drucksensor (2a) und von dem zweiten Drucksensor (2b) zu empfangen, nachdem der Druck in dem Druckgefäß (1) durch die Druckveränderungsvorrichtung (3) verändert worden ist; und einem Fehlerdetektor (5), der dazu ausgelegt ist, eine Fehlfunktion des ersten Drucksensors (2a) und/oder des zweiten Drucksensors (2b) unter Verwendung der empfangenen Messwerte zu bestimmen.Device for detecting a fault in a sensor arrangement ( 2 ) with a first and a second pressure sensor ( 2a . 2 B ), a pressure in a pressure vessel ( 1 ), comprising: a pressure change device ( 3 ) designed to reduce the pressure in the pressure vessel ( 1 ) to change; a measured value acquisition device ( 4 ), which is adapted to receive measured values from the first pressure sensor ( 2a ) and the second pressure sensor ( 2 B ) after the pressure in the pressure vessel ( 1 ) by the pressure change device ( 3 ) has been changed; and an error detector ( 5 ), which is adapted to a malfunction of the first pressure sensor ( 2a ) and / or the second pressure sensor ( 2 B ) using the received measurements. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die einer Messwerterfassungseinrichtung (4) ferner Messwerte von dem ersten Drucksensor (2a) und von dem zweiten Drucksensor (2b) zu empfängt, bevor der Druck in dem Druckgefäß (1) durch die Druckveränderungsvorrichtung (3) verändert wurde, und die Druckveränderungsvorrichtung (3) den Druck in dem Druckgefäß (1) verändert, wenn sich der empfangene Messwert von dem ersten Drucksensor (2a) von dem Messwert empfangenen Messwert von den zweiten Drucksensor (2b) unterscheidet.Apparatus according to claim 1, wherein the measured value acquisition device ( 4 ) further measured values from the first pressure sensor ( 2a ) and the second pressure sensor ( 2 B ) before the pressure in the pressure vessel ( 1 ) by the pressure change device ( 3 ), and the pressure change device ( 3 ) the pressure in the pressure vessel ( 1 ) when the received reading from the first pressure sensor ( 2a ) from the measured value received by the second pressure sensor ( 2 B ) is different. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckveränderungsvorrichtung (3) eine Pumpe, vorzugsweise eine Vakuumpumpe, ist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressure change device ( 3 ) is a pump, preferably a vacuum pump. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Fehlerdetektor (5) ein Fehlersignal ausgibt, nachdem eine Fehlfunktion des ersten Drucksensors (2a) und/oder des zwei Drucksensors (2b) bestimmt worden ist. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the error detector ( 5 ) outputs an error signal after a malfunction of the first pressure sensor ( 2a ) and / or the two pressure sensor ( 2 B ) has been determined. Bremskraftverstärker, mit einer Vakuumkammer (1); eine Sensoranordnung (2) mit mindestens zwei Drucksensoren (2a, 2b), die den Druck in der Vakuumkammer (1) bestimmen; und einer Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlers in der Sensoranordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Brake booster, with a vacuum chamber ( 1 ); a sensor arrangement ( 2 ) with at least two pressure sensors ( 2a . 2 B ), the pressure in the vacuum chamber ( 1 ) determine; and a device for detecting a fault in the sensor arrangement ( 2 ) according to one of claims 1 to 4. Verfahren (100) zum Erkennen eines Fehlers in einer Sensoranordnung (2) mit einem ersten und einem zweiten Drucksensor (2a, 2b), die einen Druck in einem Druckgefäß (1) bestimmen, mit den Schritten: Verändern (120) des Drucks in dem Druckgefäß (1); Bereitstellen (130) von veränderten Messwerten durch den ersten Drucksensor (2a) und durch den zweiten Drucksensor (2b); und Bestimmen (140) einer Fehlfunktion des ersten Drucksensors (2a) und/oder des zweiten Drucksensors (2b) unter Verwendung der erfassten veränderten Messwerte.Procedure ( 100 ) for detecting a fault in a sensor arrangement ( 2 ) with a first and a second pressure sensor ( 2a . 2 B ), a pressure in a pressure vessel ( 1 ), with the steps: Change ( 120 ) of the pressure in the pressure vessel ( 1 ); Provide ( 130 ) of changed measured values by the first pressure sensor ( 2a ) and by the second pressure sensor ( 2 B ); and determining ( 140 ) a malfunction of the first pressure sensor ( 2a ) and / or the second pressure sensor ( 2 B ) using the acquired measured values. Verfahren nach Anspruch 6, mit dem Schritt: Bereitstellen (110) von weiteren Messwerten durch den ersten Drucksensor (2a) durch den zweiten Drucksensor (2b); wobei der Schritt (120) zum Verändern des Drucks in dem Druckgefäß (1) dann ausgeführt wird, wenn sich die bereitgestellten weiteren Messwerte von dem ersten Drucksensor (2a) und dem zweiten Drucksensor (2b) mindestens um einen vorgebestimmten Schwellwert unterscheiden. The method of claim 6, comprising the step of: providing ( 110 ) of further measured values by the first pressure sensor ( 2a ) by the second pressure sensor ( 2 B ); the step ( 120 ) for changing the pressure in the pressure vessel ( 1 ) is executed when the provided further measured values from the first pressure sensor ( 2a ) and the second pressure sensor ( 2 B ) differ by at least one predetermined threshold. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt (140) zum Bestimmen einer Fehlfunktion die bereitgestellten weiteren Messwerte und die bereitgestellten veränderten Messwerte des ersten Drucksensors (2a) und des zweiten Drucksensors (2b) vergleicht.The method of claim 7, wherein the step ( 140 ) for determining a malfunction, the further measured values provided and the provided modified measured values of the first pressure sensor ( 2a ) and the second pressure sensor ( 2 B ) compares. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritt (140) zum Bestimmen einer Fehlfunktion die bereitgestellten weiteren Messwerte und die bereitgestellten veränderten Messwerte mit gespeicherten Referenzwerten vergleicht.Method according to one of claims 6 to 8, wherein the step ( 140 ) for determining a malfunction, compares the provided further measured values and the provided changed measured values with stored reference values. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, mit dem Schritt: Ausgeben (150) einer Benachrichtigung über die bestimmte Fehlfunktion des ersten Drucksensors (2a) und/oder des zweiten Drucksensors (2b).Method according to one of claims 6 to 8, comprising the step: outputting ( 150 ) a notification of the specific malfunction of the first pressure sensor ( 2a ) and / or the second pressure sensor ( 2 B ).
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