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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Moderne Fahrzeuge verfügen über eine Vielzahl von Sensoren, die überwacht werden sollten, um fehlerhaft arbeitende Sensoren frühzeitig zu erkennen und in einen sicheren Zustand zu versetzen oder zu deaktivieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, 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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Ein fehlerhafter Drehratensensor kann beispielsweise anhand eines integrierten Winkels sowie von mindestens einem Beschleunigungssignal in vertikaler und lateraler Richtung detektiert werden.
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Es wird ein Verfahren zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Einlesen eines Signals des Drehratensensors und zumindest eines Beschleunigungssignals, wobei aus dem Signal des Drehratensensors ein Wankwinkelsignal ermittelt wird, das eine Größe eines Wankwinkels repräsentiert und das Beschleunigungssignal eine Größe einer Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert;
- Überprüfen, ob der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und ob die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Quer- und/oder Hochbeschleunigung innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt; und
- Erkennen, dass der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und dass die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Beschleunigung innerhalb des vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt, um den fehlerhaft arbeitenden Drehratensensor des Fahrzeugs zu detektieren.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug zur Personenbeförderung, beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Omnibus oder auch ein hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug, handeln. Ein Drehratsensor kann die Drehrate, also eine Rotationsgeschwindigkeit um die Fahrzeuglängsachse ermitteln. Unter einem Wankwinkel kann der Winkel verstanden werden, um den sich das Fahrzeug während der Fahrt seitlich um seine Längsachse neigt. Unter einer Beschleunigung kann eine Bewegungsänderung des Fahrzeug in Längs - oder Querrichtung verstanden werden. Ein Wankwinkelsignal kann eine Größe eines Wankwinkels repräsentieren. Ein Beschleunigungssignal kann die Größe einer Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentieren.
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Ein Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors durch das Ermitteln des Wankwinkels und der Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander ermöglicht eine schnelle und sichere Fehlerauswertung unter Verwendung weniger Größen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens des fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors ein Entscheidungswert verändert werden und der Entscheidungswert in Abhängigkeit eines Schwellwerts zur Detektion des fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors verwendet werden. Der Entscheidungswert beschreibt hierbei beispielsweise eine natürliche Größe oder Zahl, um dessen Wert die Größe oder Zahl entweder verringert oder erhöht wird. Vorteilhafterweise definiert der Schwellwert eine Größe einer Mindestschwelle, die sicherstellt, dass kein fehlerhaft arbeitender Drehratensensor qualifiziert wird, wenn die Wankrate niedrige Werte anzeigt, die auch im Normalfahrbereich erzielt werden könnten.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens der Entscheidungswert erhöht werden, wenn der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Beschleunigung innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens der Entscheidungswert verringert werden, wenn der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel außerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und/oder die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Beschleunigung außerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt. Auch hier kann vorteilhafterweise mit den Messwerten des Winkelsignals und des Beschleunigungssignals die Plausibilitätsprüfung stattfinden, wobei nun jedoch bei einem Außerhalbliegens des Wankwinkels oder der Beschleunigung aus den jeweils vordefinierten Bereichen angenommen werden kann, dass ein möglicher Überschlag eher wahrscheinlich ist und somit der Entscheidungswert als entsprechendes Plausibilitätskriterium entsprechend verändert wird, derart dass die Wahrscheinlichkeit der Fehlererkennung eines durch einen Überschlagsalgorithmus erkannten Überschlags reduziert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens des fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors, der Entscheidungswert in Abhängigkeit einer Drehrate des Fahrzeugs verändert werden. Sollte die Drehrate des Fahrzeugs den Normalbereich verlassen, kann ein Entscheidungswert schneller erhöht oder verringert werden, um einen fehlerhaft arbeitenden Drehratensensor schneller zu detektieren.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens als Beschleunigungssignal, ein Beschleunigungssignal eingelesen werden, das eine Größe einer Quer- und einer Hochbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert. Vorteilhafterweise zeigt ein Beschleunigungssignal während eines Überschlags sowohl in Richtung einer Querbeschleunigung als auch in Richtung einer Hochbeschleunigung charakteristische Signalverläufe. Sollten diese charakteristischen Signalverläufe trotz eines hohen Wankwinkels ausbleiben, ist dies ein Indiz für einen fehlerhaft arbeitenden Drehratensensor.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Überprüfens überprüft werden, ob der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs zwischen 60° und 300° liegt. Vorteilhafterweise die Grenzwerte des Wankwinkelbereichs so gewählt, dass dies bereits einen recht eindeutigen Hinweis darauf geben kann, das der Drehratensensor fehlerhaft arbeitet.
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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 eine Vorrichtung, die 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 einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann die Vorrichtung 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 Daten- oder 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 EEPROM 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 einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung 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 der Vorrichtung 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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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 des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensor eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Funktionskurve des Verlaufs einer Beschleunigungsgröße in Abhängigkeit einer Größe eines Wankwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine Funktionskurve des Verlaufs einer Größe eines Entscheidungswerts in Abhängigkeit einer Wankrate gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 eine Funktionskurve des Verlaufs einer Größe eines Entscheidungswerts in Abhängigkeit einer Wankrate gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine Funktionskurve des Verlaufs einer Beschleunigungsgröße in Abhängigkeit einer Größe eines Wankwinkels gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 8 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors 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 mit einer Vorrichtung 102 zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehsensors 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In dem Fahrzeug 100 ist eine Vorrichtung 102 zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors 104 angeordnet. Ferner ist in dem Fahrzeug 100 eine Personenschutzeinrichtung 106, wie beispielsweise eine Airbag-Steuereinrichtung angeordnet, dass einen möglichen Unfall erkennt und entsprechend der Unfallart und Unfallschwere ein jeweiliges Rückhaltesystem aktiviert. Außerdem findet sich in dem Fahrzeug 100 der Drehratensensor 104, der eine Drehrate, also eine Rotationsgeschwindigkeit um die Fahrzeuglängsachse bzw. die x-Achse des Fahrzeugs 100 ermittelt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in dem Fahrzeug 100 zumindest ein Beschleunigungssensor 108 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel misst der Beschleunigungssensor 108 eine Hochbeschleunigung des Fahrzeugs 100. Der Beschleunigungssensor 108 ist ausgebildet, um aus den erfassten Beschleunigungsdaten ein Beschleunigungssignal 110 zu bestimmen und an eine Schnittstelle zu der Vorrichtung 102 bereitzustellen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird im Fahrzeug 100 aus einem Signal des Drehratensensors 104 beispielsweise durch Integration ein einen Wankwinkel repräsentierendes Wankwinkelsignal 112 ermittelt. Der durch das Wankwinkelsignal 112 repräsentierte Wankwinkel wird die reale Wankbewegung des Fahrzeugs 100 nur dann richtig wiedergeben, wenn der Drehratensensor 104 nicht fehlerhaft arbeitet. Umgekehrt spiegelt sich ein fehlerhafter Drehratensensor 104 in einem falschen Wankwinkel wieder, der zur Erkennung eines Drehratenfehlers in der Vorichtung 102 zum Detektieren benutzt werden kann. Das den Wankwinkel repräsentierende Wankwinkelsignal 112 wird an einer Schnittstelle zu der Vorrichtung 102 bereitgestellt.
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Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um das Wankwinkelsignal 112 und das Beschleunigungssignal 110 zu empfangen (das die Beschleunigung in y-(Querbeschleunigung) und/oder z-Richtung (Hochbeschleunigung) repräsentiert) und unter Verwendung des Wankwinkelsignals 112 ein Fehlererkennungssignal 116 zu bestimmen. Das Wankwinkelsignal 112 enthält hierbei Informationen über die Größe eines Wankwinkels des Fahrzeugs 100 basierend auf den Drehratensensor 102. Das Beschleunigungssignal 110 enthält eine Information über die Größe einer Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs 100.
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Die Vorrichtung 102 ist ferner ausgebildet, um das Fehlererkennungssignal 116 an eine Schnittstelle zu einer Personenschutzeinrichtung 106 wie beispielsweise der genannten Airbag-Steuereinrichtung bereitzustellen. Durch das Fehlererkennungssignal 116 wird ein fehlerhaft arbeitender Drehratensensor 104 als solcher erkannt, in einen sicheren Zustand versetzt oder deaktiviert.
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Moderne Fahrzeuge 100 sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet. Die Sensorsignale werden genutzt, um die verschiedensten Funktionen, beispielsweise Airbag, ESP, Motorsteuerung und/oder Dämpfregelung, sowie in zunehmenden Maße um das autonome Fahren realisieren zu können.
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Zur richtigen Darstellung dieser Funktionen sind fehlerfrei arbeitende Sensoren notwendig. Je nach Funktion können defekte Sensoren das Fahrerlebnis einschränken oder gar eine sicherheitskritische Situation für den Fahrer und seine Umwelt schaffen. Aus diesem Grund ist eine frühe Erkennung von fehlerhaft arbeitenden Sensoren wichtig. Ist ein fehlerhaft arbeitender Sensor erkannt, kann das System in einen sicheren Zustand versetzt werden. Dieser Zustand kann die Aktivierung einer Warnlampe und/oder die Abschaltung und/oder Einschränkung der Funktion sein. Andererseits dürfen temporäre Störungen infolge äußerer Einflüsse nicht zu einer Abschaltung von an sich funktionierenden Sensoren führen.
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Für die Erkennung eines Überschlags zum Insassenschutz kann im Airbag-Steuergerät als Personenschutzmittel neben einem Signal eines Drehratensensors auch das Signal von Beschleunigungssensoren in vertikaler und lateraler Richtung verwendet werden. Während eines Überschlags zeigt der Hochbeschleunigungssensor hierbei charakteristische Signalverläufe. Wenn diese charakteristischen Signalverläufe ausbleiben, doch anhand der Größe eines Wankwinkels ein Überschlag erfolgt sein müsste, dann kann diese Diskrepanz ein Hinweis für einen fehlerhaft arbeitenden Drehratensensor sein.
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In anderen Worten: Ein sich überschlagendes Fahrzeug 100 wird den Normalfahrtbereich verlassen, wie er sich in vertikaler und lateraler Beschleunigungsrichtung zeigen würde. Wenn dieser Umstand für eine gewisse Zeit nicht gegeben ist und die Größe des Wankwinkels zunimmt, dann liegt eine nicht plausible Situation vor, die zu entsprechenden Gegenmaßnahmen im System führen sollte.
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Auch sogenannte dynamische Belastungssituationen, die einen hohen Wankwinkel akkumulieren können, ohne dass ein Sensorfehler oder ein Überschlag vorliegen braucht, werden den Normalfahrtbereich in eine vertikale und/oder laterale Richtung verlassen. Dadurch kann eine falsch positive Erkennung eines Sensorfehlers vermieden werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 102 zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei der Vorrichtung 102 handelt es sich beispielsweise um die anhand von 1 beschriebene Vorrichtung 102.
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Die Vorrichtung umfasst eine Einleseeinrichtung 202. Die Einleseeinrichtung 202 ist ausgebildet, um das Wankwinkelsignal 112 und das zumindest ein Beschleunigungssignal 110, beispielsweise unter Verwendung des Drehratensensors und des Quer- und/oder Hochbeschleunigungssensors, einzulesen und an eine Schnittstelle zu einer Überprüfungseinrichtung 204 zu senden.
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Die Überprüfungseinrichtung 204 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Wankwinkelsignals 112 und des Beschleunigungssignals 110 zu prüfen, ob der durch das Wankwinkelsignal 112 repräsentierte Winkel des Fahrzeugs innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und ob die durch das Beschleunigungssignal 112 repräsentierte Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt.
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Weiterhin umfasst die Vorrichtung 102 eine Erkennungseinrichtung 206. Die Erkennungseinrichtung 206 ist ausgebildet, um zu erkennen, dass der durch das Wankwinkelsignal 112 repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und dass die durch das Beschleunigungssignal 110 repräsentierte Beschleunigung innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt, wodurch der fehlerhaft arbeitende Drehratensensor des Fahrzeugs detektiert wird. Dementsprechend wird dann das Fehlererkennungssignal 116 von der Erkennungseinrichtung 206 an eine Schnittstelle zu der Airbag Steuereinrichtung bereitgestellt.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden.
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Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 301, in dem ein Signal des Drehratensensors und zumindest ein Beschleunigungssignal eingelesen werden, wobei aus dem Signal des Drehratensensors ein Wankwinkelsignal ermittelt wird, das eine Größe eines Wankwinkels repräsentiert und das Beschleunigungssignal eine Größe einer Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert. Das Drehratensignal repräsentiert somit die Größe einer Rotation und das Beschleunigungssignal repräsentiert die Größe einer Quer- und/oder Hochbeschleunigung des Fahrzeugs.
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In einem Schritt 303 wird überprüft, ob der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und ob die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Quer- und/oder Hochbeschleunigung innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt.
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In einem Schritt 305 wird erkannt, dass der durch das Wankwinkelsignal repräsentierte Winkel innerhalb eines vordefinierten Wankwinkelbereichs liegt und dass die durch das Beschleunigungssignal repräsentierte Beschleunigung ebenso innerhalb eines vordefinierten Beschleunigungsbereichs liegt, wodurch der fehlerhaft arbeitende Drehratensensor des Fahrzeugs detektiert werden kann.
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4 zeigt eine Funktionskurve 400 des Verlaufs einer Beschleunigung 402 in Abhängigkeit einer Größe eines Wankwinkels 404 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Eine Beschleunigungsachse 406, die eine Amplitude der Beschleunigungsgröße 402 anzeigt, reicht von einem positiven Bereich mit 5g bis zu einem negativen Bereich von -5g. Typischerweise liegt die Normallage des Fahrzeugs auf 0g, sodass bei einer Seitenlage des Fahrzeugs der Beschleunigungssensor in Richtung der Hochachse -1g zeigt und bei der Dachlage einen Wert von -2g. Eine Wankwinkelachse 408 zeigt die aufsteigende Größe eines Wankwinkels 404, im Weiteren auch als Wankwinkelwert 404 bezeichnet, in Grad an. Der mögliche Wankwinkelbereich der Funktion 400 auf der Wankwinkelachse 408 reicht hierbei von 0° bis 360°.
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Aufgrund eines Drehratenfehlers wird beispielsweise ein Überschlagsalgorithmus gestartet, wobei das Fahrzeug sich jedoch in einer alltäglichen Fahrtsituation befindet. Der integrierte Wankwinkel 404 nimmt mit der Zeit immer größere Werte an.
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Die Funktion wertet dann den integrierten Wankwinkels 404 des Überschlagsalgorithmus aus. Aufgrund physikalischer Überlegungen sollte die Hochbeschleunigungsgröße 402 in Abhängigkeit vom Wankwinkel 404 bestimmte Werte annehmen. Wenn diese Werte über eine gewisse Zeit nicht angenommen werden, dann liegt eine nicht plausible Situation vor. Insbesondere dann, wenn die Hochbeschleunigungsgröße 402 im Normalfahrtbereich liegen.
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Wenn sich das Fahrzeug um seine x-Achse dreht, dann sollte das Beschleunigungssignal gegen einen Wert konvergieren, der einer stationären Seitenlage entsprechen würde. Typischerweise wird die Normallage in Richtung der Hochachse auf 0g geeicht, sodass in der Seitenlage der Beschleunigungssensor -1g zeigt. Auf der Dachlage würde sich dann ein Wert von -2g einstellen.
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Der von der durchgezogenen Linie 400 in dem Diagramm aus der 4 eingegrenzte Bereich markiert den physikalisch nicht plausiblen Bereich 410 des Beschleunigungssignals für den gegebenen Wankwinkel 404. Wenn infolge eines Drehratenfehlers der Wankwinkel 404 ansteigt, aber die Hochbeschleunigungsgröße 402 den Normalfahrtbereich nicht verlässt, dann wird ein Zähler (der hier auch als Entscheidungswert bezeichnet werden kann) inkrementiert, um ein Maß für die Dauer der Inkonsistenz zu erhalten. Immer wenn das Beschleunigungssignal den Normalfahrtbereich verlässt, wird der Zähler dekrementiert.
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5 zeigt eine Funktionskurve 500 des Verlaufs einer Größe eines Entscheidungswerts 502 in Abhängigkeit einer Wankrate 504 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Eine Entscheidungswertachse 504 zeigt die Größe des Entscheidungswerts 502 an. Eine Wankratenachse 508 zeigt die Größe einer Wankrate 504 an.
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Der Wert der Erhöhung des Entscheidungswerts 502 kann von dem aktuellen Wert der Drehrate abhängig gemacht werden. Wenn bei einem hohen Wankwinkel eine hohe Wankrate 504 vorliegt, jedoch die Beschleunigungssgröße im Normalfahrtbereich liegt, dann wird der Entscheidungswert entsprechend schneller inkrementiert, als wenn die Wankrate 504 klein wäre. Eine real hohe Wankrate 504 entspräche dabei einer dynamischen Überschlagssituation, die zu Beschleunigungssignalen führen würde, die den Normalfahrtbereich relativ schnell verlassen würden. Wenn dieses Verhalten ausbleibt, dann ist das ein weiteres Indiz für einen Sensorfehler. Daraus resultierend kann der Entscheidungswert schneller inkrementiert werden.
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Andererseits darf ein Sensorfehler nicht qualifiziert werden, wenn die Wankrate 504 nur sehr kleine Werte anzeigt, die auch in einer Normalfahrt des Fahrzeugs erreicht werden können. Dass dies nicht passiert, ist durch eine Mindestschwelle 510 sichergestellt. Wenn der Wert der Drehrate unter der der Mindestschwelle 510 liegt, dann wird das Inkrement auf 0 gesetzt.
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6 zeigt eine Funktionskurve 600 des Verlaufs einer Größe eines Entscheidungswerts 502 in Abhängigkeit einer Wankrate 504 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Eine Entscheidungswertachse 504 zeigt die Größe des Entscheidungswerts 502 an. Eine Wankratenachse 508 zeigt die Größe einer Wankrate 504 an.
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Der Wert der Verringerung des Entscheidungswerts 502 kann von dem aktuellen Wert der Drehrate abhängig gemacht werden. Wenn die Fehlerqualifizierungsbedingung nicht erfüllt ist, dann wird das Dekrement als Funktion der Drehrate ermittelt. Wenn die Drehrate innerhalb des Normalfahrtbereichs liegt, wird der Entscheidungswert schneller dekrementiert, wenn jedoch die Drehrate hoch ist, kann der Entscheidungswert langsamer dekrementiert werden.
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7 zeigt eine Funktionskurve 700 vom Verlauf einer Beschleunigungsgröße 402 in Abhängigkeit einer Größe eines Wankwinkels 404 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Beschleunigungsachse 406, die eine Beschleunigungsgröße 402 anzeigt, reicht von einem positiven Bereich mit 5g bis zu einem negativen Bereich von - 5g. Typischerweise liegt die Normallage des Fahrzeugs auf 0g, sodass bei einer Seitenlage des Fahrzeugs der Beschleunigungssensor in Querrichtung entweder 1g oder -1g zeigt. Eine Wankwinkelachse 408 zeigt die aufsteigende Größe eines Wankwinkels 404, im Weiteren auch als Wankwinkelwert 404 bezeichnet, in Grad an. Der Wankwinkelbereich der Funktion 400 reicht hierbei von 0° bis 360°.
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Neben dem Hochbeschleunigungssignal kann das Querbeschleunigungssignal optional verwendet werden, um gewisse grenzwertige Fahrsituationen zusätzlich auszuschließen, die zu einem hohen Wankwinkel 404 führen können, ohne das ein Überschlag oder ein Sensorfehler vorliegt. Analog des kombinierten Kriteriums der Hochbeschleunigungsgröße und der Winkelgröße kann eine Kennlinie für die Querbeschleunigung als Funktion des Winkels 404 definiert werden. Immer wenn der Querbeschleunigungswert 702 innerhalb des durch die durchgezogene Linie 700 definierten Bereichs ist und damit nicht plausibel und gleichzeitig der Hochbeschleunigungswert nicht plausibel ist, wird der Fehlerzähler als Entscheidungswert inkrementiert, sonst dekrementiert.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm 800 des Verfahrens zum Detektieren eines fehlerhaft arbeitenden Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Sobald der Wankwinkel eines Fahrzeugs innerhalb eines definierten Winkelbereichs liegt, beispielsweise zwischen 60° und 300°, wird die Fehlererkennungsfunktion gestartet 802. Es wird dann geprüft, in welchem Bereich das Hochbeschleunigungssignal 804 und das Querbeschleunigungssignal 806 liegen. Die entsprechenden Schwellwerte können hierbei von der Größe des Wankwinkels abhängen. Wenn die Werte innerhalb des vorstehend beschriebenen nicht plausiblen Bereiches liegen, dann wird der Fehlerzähler bzw. der Entscheidungswert inkrementiert 808. Das Inkrement hängt hierbei von der aktuellen Drehrate des Fahrzeugs ab. Liegt das Hochbeschleunigungssignal oder das Querbeschleunigungssignal im vorstehend beschriebenen plausiblen Bereich, dann wird das Dekrement als Funktion der Drehrate ermittelt und der Fehlerzähler dekrementiert 810. Liegt der Fehlerzähler über einem Schwellwert 812, dann wird ein fehlerhaft arbeitender Sensor erkannt 814 und die Funktion des Drehratensensors abgeschaltet 816.
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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.
