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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Moderne Fahrzeuge können mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet sein. Die von den Sensoren bereitgestellten Signale können genutzt werden, um verschiedenste Funktionen wie Airbag, ESP, Motorsteuerung oder Dämpferregelung und verschiedenste Fahrhilfen, etwa für das autonome Fahren, zu realisieren. Um Fehlfunktionen zu vermeiden, ist eine frühe Erkennung fehlerhafter Sensoren wichtig.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion zumindest eines Sensors zum Steuern einer Rückhaltevorrichtung eines Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, ein Fahrzeug sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion zumindest eines Sensors zum Steuern einer Rückhaltevorrichtung eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines einen Fahrzeugzustand des Fahrzeugs repräsentierenden Fahrzeugzustandssignals; und
Ändern einer Fehlererkennungsfunktion zum Erkennen der Fehlfunktion unter Verwendung des Fahrzeugzustandssignals, um die Fehlfunktion mit einer von dem Fahrzeugzustand abhängigen Sensibilität zu erkennen.
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Unter einem Sensor kann beispielsweise ein Beschleunigungs-, Drehraten- oder Drucksensor verstanden werden. Bei der Rückhaltevorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Airbag oder einen Gurtstraffer handeln. Unter einem Fahrzeugzustand kann beispielsweise ein normaler Fahrbetrieb, eine Parkstellung oder ein Aufenthalt des Fahrzeugs in einer Werkstatt verstanden werden. Entsprechend kann es sich bei dem Fahrzeugzustandssignal etwa um ein eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder eine Neigung des Fahrzeugs repräsentierendes Sensorsignal oder auch um eine den Fahrzeugzustand charakterisierende Umgebungsvariable handeln. Eine solche Umgebungsvariable kann beispielsweise ein Signal über eine Aktivierung oder Deaktivierung einer Zündung, einer Parkbremse oder einer Türverriegelung, eine bestimmte Getriebestellung, eine Pedalbetätigung oder ein Ladestatus einer Batterie des Fahrzeugs repräsentieren. Unter einer Fehlererkennungsfunktion kann eine Funktion, ein Modul oder ein Algorithmus verstanden werden, durch die vom Sensor bereitgestellte fehlerhafte Signale erkannt werden können. Unter einer Fehlfunktion kann ein Betriebszustand des Sensors verstanden werden, in dem der Sensor ein Signal aussendet, das zumindest zeitweise einen vordefinierten Amplitudenbereich verlässt. Unter einer Sensibilität kann eine variierbare Schwelle oder ein Schwellwert verstanden werden, bei deren Überschreiten die Fehlererkennungsfunktion das von dem Sensor bereitgestellte Signal als fehlerhaft erkennt.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass durch Erkennen eines genauen Fahrzustands eines Fahrzeugs eine Sensibilität beim Ermitteln von Fehlfunktionen eines Sensors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Fahrzustand eingestellt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass je nach erkanntem Fahrzustand eine möglichst hohe Erkennungstiefe erreicht werden kann, sodass das Risiko von Fehldetektionen minimiert und die Fahrsicherheit erhöht werden kann, beispielsweise dadurch, dass beim Erkennen eines fehlerhaften Sensors das System rechtzeitig in einen sicheren Zustand versetzt werden kann, etwa indem eine Warnlampe aktiviert wird oder eine mit dem fehlerhaften Sensor gekoppelte Funktion eingeschränkt oder abgeschaltet wird.
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Sensorfehler werden in der Regel ohne Kenntnis eines aktuellen Fahrzustands während einer Initialisierung eines Steuergeräts oder im normalen Fahrbetrieb erkannt. Um einen guten Kompromiss zwischen Erkennungstiefe und der Möglichkeit einer Fehldetektion zu erreichen, kann eine entsprechende Fehlererkennungsfunktion beispielsweise so ausgelegt sein, dass die Wahrscheinlichkeit einer Fehldetektion, etwa infolge äußerer Einflüsse oder wegen seltener Fahrsituationen, gering ist. Dadurch kann die Erkennungstiefe sinken und damit fehlerhafte Sensoren über längere Zeit im Verkehr bleiben.
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Dadurch, dass der Fahrzeugzustand während der Fehlererkennung bekannt ist, ist es möglich, auch solche Fehlerbilder zu erkennen, die nicht über längere Zeit anliegen oder nicht gerichtet sind, wobei zwischen einem tatsächlichen Sensordefekt und einer temporären Sensorstörung sicher unterschieden werden kann.
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Mithilfe einer adaptiven Fehlererkennung, wie sie Gegenstand des hier vorgestellten Ansatzes ist, kann die Erkennung von Sensorfehlern vereinfacht und beschleunigt werden, indem die Möglichkeit geschaffen wird, bei der Fehlererkennung einen aktuellen Systemzustand des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Die Kenntnis des aktuellen Systemzustands ermöglicht es beispielsweise, Fehlererkennungsfunktionen in einem entsprechenden Steuergerät oder in Sensoren so umzuprogrammieren, dass dem Systemzustand entsprechende Grenzen zur Erkennung von Sensorfehlern verwendet werden.
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Das Umprogrammieren oder Aktivieren der entsprechenden Fehlererkennungsfunktionen kann beispielsweise durch die Erkennung einer parkenden Lage, entweder manuell in einer Werkstatt oder aber automatisch im Feld, geschehen. Indem der aktuelle Fahrzeugzustand verwendet wird, um Fehlererkennungsfunktionen anzupassen, kann eine große Klasse von Fehlern in kurzer Zeit erkannt werden. Hierbei kann zwischen verschiedenen Fahrzuständen unterschieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Änderns eine Detektionsschwelle auf einen ersten Schwellenwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal eine Parkstellung des Fahrzeugs repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann die Detektionsschwelle auf einen zweiten Schwellenwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs repräsentiert. Hierbei kann der erste Schwellenwert eine niedrigere Detektionsschwelle als der zweite Schwellenwert repräsentieren. Unter einer Detektionsschwelle kann eine Schwelle verstanden werden, anhand derer die Fehlfunktion des Sensors detektiert werden kann. Beispielsweise wird die Fehlfunktion des Sensors erkannt, wenn ein von dem Sensor bereitgestelltes Signal die Detektionsschwelle überschreitet. Unter einer Parkstellung des Fahrzeugs kann ein Fahrzeugzustand verstanden werden, in dem das Fahrzeug stillsteht. Wie bereits erwähnt, kann die Parkstellung mithilfe verschiedener Umgebungsvariablen detektiert werden. Entsprechend kann unter einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs ein Fahrzeugzustand verstanden werden, in dem sich das Fahrzeug fortbewegt. Durch diese Ausführungsform kann die Sensibilität der Fehlererkennungsfunktion in Abhängigkeit von einer Parkstellung und einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs angepasst werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Änderns die Detektionsschwelle auf einen dritten Schwellenwert geändert wird, wenn das Fahrzeugzustandssignal einen Aufenthalt des Fahrzeugs in einer Werkstatt repräsentiert. Hierbei kann der dritte Schwellenwert eine niedrigere Detektionsschwelle als der erste Schwellenwert repräsentieren. Beispielsweise kann das den Aufenthalt des Fahrzeugs in der Werkstatt repräsentierende Fahrzeugzustandssignal durch manuelles Betätigen eines entsprechenden Schalters oder eine entsprechende manuelle Eingabe über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Alternativ kann das Fahrzeugzustandssignal automatisch bereitgestellt werden, etwa beim Einlesen eines Sensorsignals, das eine im Wesentlichen horizontale Lage des Fahrzeugs bei gleichzeitigem Stillstand des Fahrzeugs repräsentiert, oder eines von einer externen Stromquelle herrührenden Stromsignals. Durch diese Ausführungsform kann die Fehlererkennungsfunktion beim Aufenthalt des Fahrzeugs in einer Werkstatt sensibler geschaltet werden als im normalen Fahrbetrieb oder in der Parkstellung. Dadurch kann eine große Klasse von Sensorfehlern sicher erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Änderns die Detektionsschwelle auf den dritten Schwellenwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal ferner eine im Wesentlichen horizontale Lage des Fahrzeugs repräsentiert. Dadurch die Wahrscheinlichkeit von Fehldetektionen verringert werden.
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Weiterhin kann im Schritt des Änderns die Detektionsschwelle auf den ersten Schwellenwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal einen Zustand des Fahrzeugs repräsentiert, in dem eine Zündung des Fahrzeugs deaktiviert ist und/oder eine Parkbremse des Fahrzeugs aktiviert ist und/oder eine Parkposition eines Getriebes des Fahrzeugs aktiviert ist und/oder eine Aufladefunktion zum Aufladen einer Batterie des Fahrzeugs aktiviert ist und/oder eine Türverriegelung des Fahrzeugs aktiviert ist und/oder sich alle Pedale des Fahrzeugs in einer Ruhestellung befinden. Durch diese Ausführungsform kann die Parkstellung des Fahrzeugs mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden.
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Von Vorteil ist auch, wenn im Schritt des Änderns ferner eine Beobachtungszeit, während der die Fehlfunktion beobachtet wird, auf einen ersten Zeitwert geändert wird, wenn das Fahrzeugzustandssignal die Parkstellung repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Änderns die Beobachtungszeit auf einen zweiten Zeitwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal den Fahrbetrieb repräsentiert. Hierbei kann der erste Zeitwert eine kürzere Beobachtungszeit als der zweite Zeitwert repräsentieren. Unter einer Beobachtungszeit kann eine Fehlerqualifizierungszeit verstanden werden. Durch diese Ausführungsform können die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Fehlererkennungsfunktion weiter verbessert werden.
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Hierbei kann die Beobachtungszeit auf einen dritten Zeitwert geändert werden, wenn das Fahrzeugzustandssignal den Aufenthalt des Fahrzeugs in der Werkstatt repräsentiert. Der dritte Zeitwert kann eine kürzere Beobachtungszeit als der erste Zeitwert repräsentieren. Durch diese Ausführungsform kann die Erkennungsgenauigkeit beim Aufenthalt des Fahrzeugs in der Werkstatt verbessert werden, d. h., es kann eine größere Klasse von Sensorfehlern in kürzerer Zeit detektiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ferner ein von dem Sensor bereitgestelltes Sensorsignal eingelesen werden. In einem Schritt des Prüfens kann das Sensorsignal unter Verwendung einer im Schritt des Änderns geänderten Fehlererkennungsfunktion auf die Fehlfunktion geprüft werden. Dadurch kann die Funktionsfähigkeit des Sensors sichergestellt werden.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung der Rückhaltevorrichtung des Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungssignale, Drehratensignale oder Drucksignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie beispielsweise Zündkapseln oder magnetische Aktoren.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Fahrzeug mit folgenden Merkmalen:
einer Rückhaltevorrichtung;
zumindest einem Sensor (beispielsweise zum Steuern der Rückhaltevorrichtung); und
einem mit dem Sensor gekoppelten Steuergerät gemäß einer vorstehenden Ausführungsform.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Darstellung zweier Signalverläufe zur Verarbeitung durch ein Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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5 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Rückhaltevorrichtung 102, hier ein in ein Lenkrad 104 eingebauter Airbag, einen Sensor 106 zum Steuern der Rückhaltevorrichtung 102 sowie ein Steuergerät 108, das ausgebildet ist, um eine Fehlererkennungsfunktion zum Erkennen einer Fehlfunktion des Sensors 106 in Abhängigkeit von einem erkannten Fahrzeugzustand des Fahrzeugs 100 zu ändern.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 108 ausgebildet, um ferner ein von dem Sensor 106 bereitgestelltes Sensorsignal 110 einzulesen und dieses unter Verwendung der in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand geänderten Fehlererkennungsfunktion mit einer entsprechenden Sensibilität auf die Fehlfunktion zu prüfen. Wird hierbei die Fehlfunktion erkannt, so stellt das Steuergerät 108 beispielsweise ein Steuersignal 112 zum Steuern der Rückhaltevorrichtung 102 bereit, etwa um die Rückhaltevorrichtung 102 bei erkannter Fehlfunktion des Sensors 106 zu deaktivieren. Dabei können sich ein Sensor 106 oder mehrere entsprechende Sensoren im Steuergerät 108 oder auch in der Peripherie befinden. Die Sperrung der Zündung erfolgt beispielsweise im Steuergerät 108 selbst.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 kann beispielsweise von einem Steuergerät, wie es vorangehend anhand von 1 beschrieben ist, durchgeführt oder angesteuert werden. Das Verfahren 200 wird mit einem Schritt 202 gestartet. In einem Schritt 204 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug in einer Werkstatt aufhält. Wird die Werkstatt im Schritt 204 erkannt, so wird in einem Schritt 206 eine sensible Fehlererkennungsstrategie eingelesen. Wird hingegen im Schritt 204 die Werkstatt nicht erkannt, so wird in einem Schritt 208 geprüft, ob sich das Fahrzeug in einer parkenden Lage befindet. Ergibt sich im Schritt 208, dass sich das Fahrzeug in der parkenden Lage befindet, so wird in einem Schritt 210 eine robuste Fehlererkennungsstrategie eingelesen. Andernfalls wird in einem Schritt 212 eine sehr robuste Fehlererkennungsstrategie eingelesen. Hierauf wird in einem Schritt 214 die Fehlererkennungsfunktion je nach eingelesener Fehlererkennungsstrategie angepasst. In einem Schritt 216 wird das Verfahren 200 beendet oder unterbrochen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung zweier Signalverläufe 300, 302 zur Verarbeitung durch ein Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Signalverläufe 300, 302 können beispielsweise von einem vorangehend anhand der 1 und 2 beschriebenen Steuergerät verarbeitet werden. Der erste Signalverlauf 300 repräsentiert einen Sensorfehler des Sensors, während der zweite Signalverlauf 302 einen korrekten, hier sinusförmigen Signalverlauf in parkender Lage des Fahrzeugs repräsentiert. Gezeigt sind ferner ein erster Schwellenwert 304 zur Fehlererkennung in der parkenden Lage, gekennzeichnet durch eine gestrichelte Linie, sowie ein zweiter Schwellenwert 306 zur Fehlererkennung im Normalbetrieb des Fahrzeugs, gekennzeichnet eine durchgehende Linie.
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Der erste Signalverlauf 300 weist eine Amplitude auf, die den ersten Schwellenwert 304 deutlich überschreitet, aber noch unterhalb des zweiten Schwellenwerts 306 liegt. Die Amplitude des zweiten Signalverlaufs 302 liegt deutlich unterhalb des ersten Schwellenwerts 304.
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Beispielsweise ist die Detektionsschwelle für die Erkennung von Sensorfehlern im Steuergerät im Normalbetrieb des Fahrzeugs mittels des zweiten Schwellenwerts 306 auf robust eingestellt, sodass eine Fehldetektion möglichst ausgeschlossen wird. Wenn der Fahrzeugzustand bekannt ist, beispielsweise die parkende Lage, wird die Detektionsschwelle auf den ersten Schwellenwert 304 reduziert. Ein nach unten gerichteter Pfeil markiert in 3 eine der Reduzierung der Detektionsschwelle entsprechende Sensibilisierung der Fehlererkennungsfunktion. Damit kann eine größere Klasse von Sensorfehlern in kürzerer Zeit detektiert werden.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 400 kann beispielsweise von einem vorangehend anhand der 1 bis 3 beschriebenen Steuergerät durchgeführt oder angesteuert werden. Hierbei wird in einem Schritt 410 ein einen Fahrzeugzustand des Fahrzeugs repräsentierendes Fahrzeugzustandssignal eingelesen. In einem weiteren Schritt 420 wird die Fehlererkennungsfunktion unter Verwendung des Fahrzeugzustandssignals geändert, um die Fehlfunktion mit einer von dem Fahrzeugzustand abhängigen Sensibilität zu erkennen.
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Je nach Ausführungsbeispiel können die Schritte 410, 420 fortlaufend oder in bestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 zusätzlich ein von dem Sensor bereitgestelltes Sensorsignal eingelesen. Entsprechend wird in einem optionalen Schritt 430 das Sensorsignal unter Verwendung der im Schritt 420 geänderten Fehlererkennungsfunktion mit einer dem Fahrzeugzustand entsprechenden Sensibilität auf die Fehlfunktion geprüft.
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Beispielsweise kann das Fahrzeug während eines Werkstattaufenthalts auf einer ebenen Fläche abgestellt und bestromt werden. Durch ein externes Signal kann dem Steuergerät des Fahrzeugs über einen Kommunikationsbus mitgeteilt werden, dass sich das Fahrzeug in einem definierten Zustand befindet, etwa in einer horizontalen Ebene in Ruhelage in der Werkstatt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das am Kommunikationsbus angeschlossene Steuergerät ausgebildet, um das externe Signal zu verarbeiten, um die Fehlererkennungsfunktionen im Steuergerät oder im Sensor sensibler zu schalten als im normalen Fahrbetrieb. Durch den Betrieb des Steuergeräts über längere Zeit in einem konstanten Umfeld kann eine große Klasse von Sensorfehlern sicher erkannt werden. Dies gilt auch für solche Fehler, die sonst unentdeckt blieben, etwa weil sie eigentlichen Anwendungssignalen ähnlich sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs ausgebildet, um einen Parkzustand des Fahrzeugs zu erkennen, während das Fahrzeug abgestellt ist, und automatisch Fehlererkennungsroutinen für alle am Kommunikationsbus angeschlossenen Steuergeräte zu starten. Die Fehlererkennungsroutinen in diesem Zustand arbeiten anders als diejenigen, die während eines Werkstattaufenthalts aktiviert werden, weil der Parkzustand anders bestimmt ist als der Zustand des Fahrzeugs in horizontaler Lage in der Werkstatt. Zum Beispiel können beim Parken in Hanglage gewisse Sensoren wie etwa ein offsetstabiler Beschleunigungssensor in vertikaler Richtung einen Wert kleiner als 1 g anzeigen, ohne dass ein Sensorfehler vorliegt.
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Beispielsweise kann die Steuereinheit ausgebildet sein, um den Parkzustand wiederkehrend mit geringer Frequenz über den Tag verteilt zu erkennen und automatisch Fehlererkennungsroutinen zu aktivieren. Hierbei können die Fehlererkennungsroutinen gestoppt werden, sobald Hinweise auf eine Inbetriebnahme des Fahrzeugs vorliegen. Beispielsweise kann durch Auswertung von Umgebungsvariablen ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug im Parkzustand befindet. Dies wird beispielsweise dadurch erkannt, dass ein Zündschlüssel anliegt, eine Person auf dem Fahrersitz erkannt wird, eine Parkbremse gelöst wird, ein Gas- oder Bremspedal oder die Kupplung betätigt wird oder die Türen des Fahrzeugs nicht verschlossen sind. Der Parkzustand wird somit nicht unter Verwendung von Sensoren, die ja gerade auf Fehler überprüft werden sollen, sondern anhand der Umgebungsvariablen erkannt.
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Bei Elektrofahrzeugen kann beispielsweise beim Anschließen des Fahrzeugs an eine Ladestation ein Signal an den Kommunikationsbus gesendet werden, durch das der Parkzustand erkannt oder zusätzlich plausibilisiert werden kann. Somit kann die Fehlererkennungsfunktion mittels eines solchen Ladesignals sensibler geschaltet werden.
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Die Erkennung des Parkzustands erfolgt beispielsweise in einem Airbag oder in einem ESP-Steuergerät.
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Im Folgenden werden drei mögliche Fehlererkennungsstrategien der Fehlerkennungsfunktion beschrieben.
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Eine sensible Fehlererkennungsstrategie kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn der Fahrzeugzustand sehr genau bekannt ist. Dies kann ein Werkstattaufenthalt sein, bei dem das Fahrzeug auf einer horizontalen Ebene abgestellt ist. Eine sehr robuste Fehlererkennungsstrategie kommt im normalen Fahrbetrieb zum Einsatz und ist durch Detektionsschwellen und Fehlerqualifizierungszeiten charakterisiert, die nicht nur die Normalfahrt, sondern auch grenzwertige Fahrsituationen berücksichtigen können. Eine robuste Fehlererkennungsstrategie ist zwischen den beiden genannten Extremen angesiedelt. Die robuste Fehlererkennungsstrategie arbeitet sensibler als die sehr robuste Fehlerkennungsstrategie im normalen Fahrbetrieb, aber robuster als die sensible Fehlererkennungsstrategie, da im Parkzustand äußere Einflüsse nicht ausgeschlossen werden können und die horizontale Lage des Fahrzeugs nicht sichergestellt werden kann.
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Die in der nachfolgenden Tabelle dargestellten Fehlererkennungsstrategien können in dem Steuergerät fest programmiert sein und beispielsweise gemäß einem Verfahren aus
2 je nach erkannter Fahrsituation eingelesen werden.
| Fehlererkennungsstrategie: | Einsatzbereich: |
| sensibel | manuelle Aktivierung in der Werkstatt bei horizontaler Lage |
| robust | automatische Erkennung des Parkzustands |
| sehr robust | Fahrzeugbetrieb |
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Beispielsweise wird zur Aktivierung der sensiblen Fehlererkennungsstrategie in einer Werkstatt über eine Diagnosefunktion ein Werkstatterkennungssignal an ein Airbag-Steuergerät übermittelt. Das Werkstatterkennungssignal wird nur dann gesendet, wenn das Fahrzeug in im Wesentlichen horizontaler Lage abgestellt ist und keine Wartungsarbeiten am Fahrzeug durchgeführt werden. Mit dem Empfang des Werkstatterkennungssignals werden die Detektionsschwellen und die Fehlerqualifizierungszeiten von der sehr robusten auf die sensible Fehlererkennungsstrategie umgestellt. Durch den Betrieb des Steuergeräts über eine längere Zeit in einem definierten Zustand können Signalverläufe, wie sie beispielhaft in 3 dargestellt sind, erkannt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass das System über längere Zeit fehlerhaften Signalen ausgesetzt ist. Beispielsweise kann dadurch im Fall eines Beschleunigungssensors für eine Frontcrasherkennung verhindert werden, dass das Airbag-Steuergerät fälschlicherweise einen Airbag aktiviert.
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Der Parkzustand wird beispielsweise erkannt, wenn sich das Fahrzeug nicht im Werkstattmodus befindet. Die Erkennung erfolgt beispielsweise durch Auswertung geeigneter Umgebungsvariablen wie:
- – Zündschlüssel steckt nicht.
- – Parkbremse ist aktiv.
- – Konstanter Gang oder, bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe, Parkposition ist aktiv.
- – Pedale sind in Ruhestellung.
- – Bei Elektrofahrzeugen: Es liegt ein Signal auf dem Kommunikationsbus, das eine externe Aufladung einer Fahrzeugbatterie anzeigt.
- – Das Fahrzeug ist abgeschlossen.
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Sobald der Parkzustand erkannt ist, werden vorprogrammierte Detektionsschwellen, die etwa in einem EEPROM abgespeichert sind, ausgelesen und aktiviert. Dadurch wird statt der bei Normalfahrt aktiven, sehr robusten Fehlererkennungsstrategie eine Strategie benutzt, die engere Grenzen und kürzere Fehlerqualifizierungszeiten verwendet. Dadurch wird die Erkennungstiefe erhöht, ohne dass sich das Risiko einer Fehldetektion signifikant erhöht.
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Wird weder das Werkstatterkennungssignal eingelesen noch der Parkzustand erkannt oder wird ein Fehlererkennungslauf unterbrochen, so wird die sehr robuste Fehlererkennungsstrategie verwendet, deren Detektionsschwellen sehr hoch und deren Fehlerqualifizierungszeiten relativ lang sind. Somit können Fehldetektionen im Fahrbetrieb während einer normalen Fahrt, aber auch in grenzwertigen Fahrsituationen, nahezu ausgeschlossen werden.
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5 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand der 1 bis 4 beschrieben ist. Das Steuergerät 108 umfasst eine Einleseeinheit 510, die ausgebildet ist, um ein einen Zustand des Fahrzeugs repräsentierendes Fahrzustandssignal 515 einzulesen und dieses an eine Änderungseinheit 520 weiterzuleiten. Die Änderungseinheit 520 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Fahrzustandssignals 515 die Fehlererkennungsfunktion zum Erkennen der Fehlfunktion des Sensors der Rückhaltevorrichtung so zu ändern, dass die Fehlfunktion mit einer von dem Fahrzeugzustand abhängigen Sensibilität erkannt wird.
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Gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinheit 510 ausgebildet, um zusätzlich zum Fahrzustandssignal 515 das vom Sensor bereitgestellte Sensorsignal 110 einzulesen und dieses an eine optionale Prüfeinheit 530 weiterzuleiten. Die Prüfeinheit 530 prüft nun unter Verwendung der durch die Änderungseinheit 520 geänderten Fehlererkennungsfunktion, ob das Sensorsignal 110 einen auf eine Fehlfunktion des Sensors hindeutenden Signalverlauf aufweist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Prüfeinheit 530 ausgebildet, um in Abhängigkeit von einem Resultat der Prüfung des Sensorsignals 110 ein Steuersignal 535 zum Steuern des Sensors oder der Rückhaltevorrichtung bereitzustellen, etwa um den Sensor oder die Rückhaltevorrichtung bei einer erkannten Fehlfunktion des Sensors zu deaktivieren.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
