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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors eines Kraftahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors eines Kraftahrzeugs.
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Aus der
DE 39 24 691 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs mit gleichzeitiger Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors bekannt. Der Beschleunigungssensor ist so im Kraftfahrzeug angebracht, dass ein Teil seines Ausgangssignals, das eine Beschleunigung in einer definierten Richtung repräsentiert, auf einer von einer anderen Einrichtung ermittelten Beschleunigung beruht. Durch vektorielle Addition dieser beiden Beschleunigungen kann eine beliebige Beschleunigung berechnet werden. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor so im Kraftfahrzeug angebracht, dass ein Teil seines Ausgangssignals auf der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung beruht. Diese Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung wird durch eine gesonderte Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuglängsbeschleunigung ermittelt. Abhängig von Drehzahlsignalen, die Drehzahlsensoren bereitstellen, kann die Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung aus den Drehzahlsignalen abgeleitet werden. Im Zuge einer Funktionsüberprüfung des Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs wird eine Fahrzeugquerbeschleunigung berechnet. Wird aus der allgemeinen Fahrsituation geschlossen, dass die Fahrzeugquerbeschleunigung Null sein muss, wird ein Vergleich der ermittelten Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung mit dem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors durchgeführt, wobei das Ausgangssignal der ermittelten Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung entsprechen muss. Bei einer Abweichung wird auf eine Funktionsstörung des Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs geschlossen. Wird aus der allgemeinen Fahrsituation geschlossen, dass die Fahrzeugquerbeschleunigung ungleich Null sein muss, wird der berechnete Wert der Fahrzeugquerbeschleunigung überprüft. Hat dieser berechnete Wert der Fahrzeugquerbeschleunigung einen Wert von Null, wird wiederum auf eine Funktionsstörung des Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs geschlossen.
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Aus der
DE 10 2015 209 132 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Inertialsensors des Kraftfahrzeugs bekannt, der in drei Raumrichtungen Beschleunigungen erfasst, und zwar in einem Inertialsensor-Koordinatensystem. Abhängig von der Einbaulage des Intertialsensors weicht das Inertialsensor-Koordinatensystem von einem parallel zu einem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem ausgebildeten Referenz-Koordinatensystem ab. Um die Messwerte des Intertialsensors zum Beispiel zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung verwenden zu können, wird der Inertialsensor kalibriert, sodass sein Inertialsensor-Koordinatensystem dem Referenz-Koordinatensystem entspricht. Diese Kalibrierung beruht auf einem Vergleich der Messdaten der Messgrößen des Inertialsensors mit Korrelationsdaten aus dem Referenz-Koordinatensystem. Ein Referenzsensor misst Drehzahlen, aus welchen Beschleunigungswerte berechnet werden, wobei diese berechneten Beschleunigungswerte mit den Messgrößen des Inertialsensors verglichen werden, um Abweichungen zu ermitteln, die bei einer Kalibrierung des Inertialsensors kompensiert werden.
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Es besteht Bedarf daran, die Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors zu vereinfachen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors eines Kraftahrzeugs zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors eines Kraftahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Der Beschleunigungssensor stellt Beschleunigungsmesswerte in einer Längsrichtung des Kraftahrzeugs, in einer Querrichtung des Kraftahrzeugs und in einer Hochrichtung des Kraftfahrzeugs bereit. Aus den Beschleunigungsmesswerten des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs, in der Querrichtung des Kraftahrzeugs und in der Hochrichtung des Kraftfahrzeugs wird zur Fehlerdetektion ein Detektionswert errechnet. Dann, wenn der Detektionswert um mehr als einen Grenzwert von einem Referenzwert abweicht, wird ein Fehler des Beschleunigungssensors detektiert.
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Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, aus den Beschleunigungsmesswerten des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung, der Querrichtung und der Hochrichtung des Kraftfahrzeugs den Detektionswert zu errechnen. Weicht der Detektionswert um mehr als einen Grenzwert vom Referenzwert ab, so kann darauf geschlossen werden, dass am Beschleunigungssensor ein Fehler vorliegt. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte und einfache Fehlerdetektion an einem Beschleunigungssensor eines Kraftfahrzeugs.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, wenn ein Fehler des Beschleunigungssensors detektiert wird, der Fehler zur Fehleridentifikation mindestens einer Messachse des Beschleunigungssensors zugeordnet. Vorzugsweise wird abhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einer Steigung, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird, eine Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs berechnet. Dann, wenn der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs um mehr als einen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs abweicht, wird der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Längsbeschleunigung zugeordnet. Abhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einem Radius einer Kurve, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird, wird eine Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftahrzeugs berechnet. Dann, wenn der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Querrichtung des Kraftahrzeugs um mehr als einen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftahrzeugs abweicht, wird der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Querbeschleunigung zugeordnet. Dann, wenn der Fehler weder der Messachse für die Längsbeschleunigung noch der Messachse für die Querbeschleunigung zugeordnet wird, wird der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Hochbeschleunigung zugeordnet. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung erfolgt nach der Fehlerdetektion die Fehleridentifikation. Wurde also bei der Fehlerdetektion auf das Vorliegen eines Fehlers am Beschleunigungssensor geschlossen, so kann bei der Fehleridentifikation der Fehler einer oder mehrerer Messachsen des Beschleunigungssensors zugeordnet werden. Auch dies ist einfach und zuverlässig möglich.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird abhängig von der Fehleridentifikation der Fehler im Sinne einer Fehlerklassifizierung klassifiziert. Vorzugsweise wird dann, wenn der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Längsbeschleunigung zugeordnet wird, der Fehler als kritischer Fehler klassifiziert, derart, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung nicht weiterverwendet wird. Dann, wenn der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Querbeschleunigung und/oder der Messachse des Beschleunigungssensors für die Hochbeschleunigung zugeordnet wird, wird der Fehler als unkritischer Fehler klassifiziert, derart, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung weiterverwendet wird. Nach dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt nach der Fehleridentifikation die Fehlerklassifizierung. Abhängig davon, welcher Messachse des Beschleunigungssensorder Fehler zugeordnet wird, kann der Fehler als kritischer Fehler oder unkritischer Fehler klassifiziert werden, um abhängig hiervon entweder die Verwendung von Beschleunigungsmesswerten des Sensors zuzulassen oder zu unterbinden.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Signalflussdiagramm für das Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Steuergerät zur Funktionsüberprüfung eines Beschleunigungssensors eines Kraftfahrzeugs.
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Das Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 1 beschrieben. In einem Block 10 des Signalflussdiagramms der 1 stellt ein im Kraftfahrzeug verbauter Beschleunigungssensor Beschleunigungsmesswerte in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs und in einer Hochrichtung des Kraftfahrzeugs bereit.
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Der Beschleunigungssensor stellt demnach Beschleunigungsmesswerte in drei Messachsen bereit, nämlich in einer Messachse der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, in einer Messachse der Querrichtung des Kraftfahrzeugs und in einer Messachse der Hochrichtung des Kraftfahrzeugs.
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In einem Block 11 wird aus den Beschleunigungsmesswerten des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs und in der Hochrichtung des Kraftfahrzeugs ein Detektionswert D berechnet.
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Der Detektionswert D wird vorzugsweise wie folgt berechnet:
wobei
D der Detektionswert ist,
ax der Beschleunigungsmesswert in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs ist,
ay der Beschleunigungsmesswert in der Querrichtung des Kraftahrzeugs ist,
az der Beschleunigungsmesswert in der Hochrichtung des Kraftahrzeugs ist.
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In Block 12 wird überprüft, ob der in Block 11 ermittelte Detektionswert D um mehr als einen Grenzwert von einem Referenzwert abweicht. Beim Referenzwert handelt es sich vorzugsweise um die Erdbeschleunigung g, die in etwa 9,81 m/s2 beträgt.
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Wird in Block 12 festgestellt, dass der ermittelte Detektionswert D nicht um mehr als den Grenzwert von dem Referenzwert abweicht, so wird darauf geschlossen, dass kein Fehler des Beschleunigungssensors vorliegt und es wird auf Block 10 zurückverzweigt.
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Wird hingegen in Block 12 festgestellt, dass der Detektionswert um mehr als den Grenzwert von dem Referenzwert abweicht, so wird ein Fehler des Beschleunigungssensors detektiert und nachfolgend auf Block 13 verzweigt.
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Die Blöcke 10, 11 und 12 sind Bestandteil einer Fehlerdetektion I.
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Dann, wenn bei der Fehlerdetektion I, welche die Blöcke 10, 11 und 12 umfasst, auf einen Fehler des Beschleunigungssensors geschlossen wird, wird der Fehler nachfolgend zur Identifikation des Fehlers mindestens einer Messachse des Beschleunigungssensors zugeordnet. An die Fehlerdetektion I schließt sich demnach vorzugsweise eine Fehleridentifikation II an.
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Zur Fehleridentifikation II wird im Schritt 13 abhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einer Steigung, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, eine Beschleunigung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs berechnet.
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Die Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs wird abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Steigung, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird, wie folgt berechnet:
wobei
axb die berechnete Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftahrzeugs ist,
v die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist,
g die Erdbeschleunigung ist,
s die Steigung ist, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird.
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Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs steht steuerungsseitig zur Verfügung und kann zum Beispiel abhängig von Drehzahlen eines Abtriebs berechnet werden.
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Die Steigung, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, kann zum Beispiel GPS-Daten, die dem Kraftfahrzeug über ein Navigationssystem bereitgestellt werden, entnommen werden. Auch aus Daten einer Fahrzeugkamera kann die Steigung, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, ermittelt werden.
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In einem Schritt 14 wird abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einem Radius einer Kurve, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Querrichtung desselben berechnet.
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Die Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftahrzeugs wird abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und dem Radius einer Kurve, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird, wie folgt berechnet:
wobei
ayb die berechnete Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftahrzeugs ist,
v die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist,
r der Radius einer Kurve ist, in welcher das Kraftfahrzeug betreiben wird.
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Der Radius der Kurve, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, kann zum Beispiel wiederum aus GPS-Daten, die dem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt werden, entnommen werden.
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Zur Fehleridentifikation II wird in dem Block 15 überprüft, ob der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs um mehr als einen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs abweicht, wobei dann, wenn in Block 15 festgestellt wird, dass dies der Fall ist, auf Block 16 verzweigt wird und in Block 16 der Fehler zumindest der Messachse für die Längsbeschleunigung zugeordnet wird.
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Ferner wird in einem Block 17 überprüft, ob der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs um mehr als einen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs abweicht, wobei dann, wenn in Block 17 festgestellt wird, dass dies der Fall ist, auf Block 18 verzweigt wird und der Fehler zumindest der Messachse für die Querbeschleunigung zugeordnet wird.
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Wird in Block 15 festgestellt, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung nicht um mehr als den jeweiligen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs abweicht, und wird ferner in Block 17 festgestellt, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs nicht um mehr als den jeweiligen Grenzwert von der berechneten Beschleunigung in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs abweicht, so wird in Block 19 der Fehler des Beschleunigungssensors, der in der Detektion I detektiert wurde, der Messachse des Beschleunigungssensors für die Hochbeschleunigung zugeordnet.
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Nach der Fehleridentifikation II erfolgt vorzugsweise eine Fehlerklassifizierung III, um abhängig von der Identifikation des Fehlers den Fehler zu klassifizieren.
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Bei der Fehlerklassifizierung III wird in einem Block 20 dann, wenn der Fehler der Messachse der Längsbeschleunigung zugeordnet wird, als Fehler ein kritischer Fehler klassifiziert, und zwar derart, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung nicht weiterverwendet wird.
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Wurde hingegen der Fehler der Messachse des Beschleunigungssensors für die Querbeschleunigung und/oder der Messachse des Beschleunigungssensors für die Hochbeschleunigung zugeordnet, so wird im Block 20 der Fehler als unkritischer Schaden klassifiziert, derart, dass der Beschleunigungsmesswert des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung weiterverwendet werden kann.
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Auch kann vorgesehen sein, dass dann, wenn der Fehler mehreren Messachsen des Beschleunigungssensors bei der Fehleridentifikation II zugeordnet wird, als Fehler bei der Fehlerklassifizierung III in Block 20 einen kritischen Fehler zu klassifizieren und Messwerte des Beschleunigungssensors nicht weiter zu verwenden, sondern vielmehr einen Fehlereintrag zu generieren, um einen Werkstattbesuch zu veranlassen und/oder bei einem Werkstattbesuch einen Tausch des Beschleunigungssensors veranlassen.
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Die Erfindung nutzt demnach zumindest die Fehlerdetektion I auf Basis der Beschleunigungsmesswerte des Beschleunigungssensors in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung. Vorzugsweise wird die Fehlerdetektion I mit der Fehleridentifikation II und besonders bevorzugt auch mit der Fehlerklassifizierung III verbunden. Dann, wenn die Fehlerdetektion I einen Fehler erkennt, ordnet die Fehleridentifikation II den Fehler mindestens einer Messachse zu. Abhängig von der Fehleridentifikation II wird in der Fehlerklassifizierung III das Ausmaß bzw. die Relevanz des Fehlers klassifiziert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Block Bereitstellung Beschleunigungsmesswerte
- 11
- Block Berechnung Detektionswert
- 12
- Block Überprüfung Detektionswert
- 13
- Block Berechnung Längsbeschleunigung
- 14
- Block Berechnung Querbeschleunigung
- 15
- Block Überprüfung Längsbeschleunigung
- 16
- Block Fehlerzuordnung Längsbeschleunigung
- 17
- Block Überprüfung Querbeschleunigung
- 18
- Block Fehlerzuordnung Querbeschleunigung
- 19
- Block Fehlerzuordnung Hochbeschleunigung
- 20
- Block Fehlerklassifizierung
- I
- Fehlerdetektion
- II
- Fehleridentifikation
- III
- Fehlerklassifizierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3924691 A1 [0002]
- DE 102015209132 A1 [0003]