DE4108417A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung von sensoren - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum über­ wachen von Sensoren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen An­ sprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung zur Überwachung von Sensoren, insbesondere von Sensoren, die die Bremspedalstellung anzeigen, ist aus der WO 89/10 473 bekannt. Dort wird ein System beschrieben, bei dem die Bremspedalbetätigung ausgewertet wird. Wird eine Betätigung der Bremse erkannt, so wird eine vorhandene Fahrge­ schwindigkeitsregelung unterbunden. Aus Sicherheitsgründen werden zwei Bremskontakte verwendet, die unabhängig voneinander sind. Dabei muß überprüft werden, ob beide Bremskontakte funktionsfähig sind. Die Kontakte sind so ausgelegt, daß der eine erst bei einer stärke­ ren Betätigung des Bremspedals anspricht. Um Fehler auszuschließen wird überprüft, ob der zweite Kontakt innerhalb einer Verzögerungs­ zeit anspricht. Ist die nicht der Fall, so wird auf Fehler erkannt. Da die beiden Kontakte unabhängig voneinander sind, kann es vorkom­ men, daß bei nur leichter Bremsbetätigung der eine Kontakt an­ spricht, der andere aber nicht anspricht. Diese Vorgehensweise führt häufig zu Fehlerdiagnosen, da bei leichter Bremsbetätigung der zwei­ te Kontakt auch nach längerer Zeit nicht anspricht.

Ferner ist aus der DE-OS 38 32 567 ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Sicherheitsabstellung des Mengenstellwerks bei einer Die­ selbrennkraftmaschine bekannt. Bei diesem System ist vorgesehen, daß, wenn die Drehzahl oberhalb einer Grenzdrehzahl liegt, das Fahr­ pedal sich in der Leerlaufstellung befindet und gleichzeitig die Bremse betätigt wird, die Ansteuerleitung zwischen dem Steuergerät (EDC-Steuergerät) und dem Stellwerk unterbrochen wird. Bei solchen Systemen muß verhindert werden, daß bei einem Defekt des Sensors der eine Bremsbetätigung oder die Leerlaufstellung des Fahrpedals an­ zeigt, die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrich­ tung und einem Verfahren zur Sensorüberwachung der eingangs genann­ ten Art Fehldiagnosen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch den Übergang von einer Zeitbewertung zu einer Wahrscheinlich­ keitsbewertung können Fehldiagnosen vermieden werden. Bei jeder Be­ tätigung eines Bremskontakts wird ein den Bremskontakten zugeordne­ ter Zähler um eins erhöht. Sobald ein Zähler einen vorgebbaren Zäh­ lerstand erreicht hat, wird der Zählerstand des anderen Kontaktes überprüft. Weichen die Zählerstände um mehr als einen vorgegebenen Betrag voneinander ab, so wird eine Unplausibilität erkannt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß auf Fehler erst erkannt wird, wenn mehrmals eine Unplausibilität erkannt wurde.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform erläutert. So zeigen die Fig. 1 ein grobes Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems. Die Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden im folgenden am Beispiel der Überwachung von Sensoren insbeson­ dere von Schaltern beschrieben, die anzeigen, ob ein Bremspedal be­ tätigt ist. Solche Einrichtungen und Verfahren werden insbesondere auch bei Dieselbrennkraftmaschinen eingesetzt.

So wird bei solchen Steuersystemen überprüft, ob bei betätigter Bremse andere Betriebsparameter bestimmte Werte annehmen. Ist dies nicht der Fall, so wird auf Fehler im Steuersystem erkannt. Die er­ findungsgemäße Vorgehensweise ist aber nicht nur auf solche Systeme beschränkt. So kann es auch auf fremdgezündete Brennkraftmaschinen angewandt werden. So eignet es sich zum Beispiel auch zur Überwa­ chung von anderen Sensoren. Solche Sensoren erkennen zum Beispiel, ob sich das Fahrpedal in Leerlaufstellung befindet, oder ob das Fahrpedal betätigt ist.

In Fig. 1 ist grobschematisch die erfindungsgemäße Einrichtung auf­ gezeigt. Eine Brennkraftmaschine 100 wird von einem Steuergerät 10 mit Signalen, die die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine beein­ flussen, beaufschlagt. Hierzu enthält das Steuergerät eine Steuer­ einheit 80. Zu dieser Steuereinheit 80 gelangt ein Signal, das die Position eines Fahrpedals 20 anzeigt sowie weitere Signale von ver­ schiedenen Sensoren. Ein Bremspedal 30 ist mechanisch mit zwei Sen­ soren 50 und 55 gekoppelt. Diese Sensoren sind im einfachsten Fall als Schalter realisiert.

Erfolgt eine Bremsbetätigung, so ändert sich der Schaltzustand der beiden Schalter. Dies hat zur Folge, daß an den Eingängen 51 und 56 der Steuereinheit ein bestimmter Signalwert anliegt. Die Eingänge 51 und 56 führen zu einer Eingangsschaltung 75, die im wesentlichen zwei Zähler 60 und 65 sowie eine Logikeinheit 70 enthält. Die Ein­ gangsschaltung gibt wiederum ein Signal, das die Bremsbetätigung anzeigt, an die Steuereinheit 80 ab.

Die beiden Schalter die die Betätigung des Bremspedals erkennen sind üblicherweise völlig unabhängig voneinander. Bei dem einen Schalter handelt es sich um einem dem Bremspedal zugeordneten Kontaktgeber, der im übrigen auch die Bremslichter bedient. Der zweite Schalter ist vorzugsweise seperat vom ersten angeordnet und völlig unabhängig von diesem. Die beiden Schalter sind beide mit dem Bremspedal ver­ bunden. Bei einer Betätigung der Bremse gehen beide in einen anderen Schaltzustand über. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß sich ein Schalter bei betätigter Bremse im offenen und der andere sich im geschlossenen Zustand befindet.

Die Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Abhängig von der Fahrpedal­ stellung und den Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren 40 er­ zeugt die Steuereinheit 80 ein Stellsignal, das die von der Brenn­ kraftmaschine abgegebene Leistung beeinflußt. Abhängig von der Fahrpedalstellung stellt die Steuereinrichtung 80 eine bestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 bzw. eine bestimmte Fahrge­ schwindigkeit des von ihr angetriebenen Fahrzeugs ein. Hierzu wird ein Stellsignal für ein geeignetes Stellwerk erzeugt. Bei einer Die­ selbrennkraftmaschine ist dies üblicherweise die Regelstange. Bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine ist dies die Drosselklappe.

Um zu verhindern, daß die Brennkraftmaschine Betriebszustände er­ reicht, die eine Zerstörung derselben zur Folge haben, sind umfang­ reiche Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen. So ist zum Beispiel vorge­ sehen, daß bei einer Betätigung der Bremse 30 der Fahrgeschwindig­ keitsregler außer Betrieb gesetzt wird. Dieser Fahrgeschwindigkeits­ regler regelt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen vom Fahrer gewünschten Wert ein. Erkennt einer der Schalter eine Bremsbetäti­ gung, so wird der Fahrgeschwindigkeitsregler abgeschaltet. Damit wird sichergestellt, daß die Fahrgeschwindigkeitsregelung bei betätigter Bremse auf jeden Fall ausgeschaltet ist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß bei Vorliegen verschiedener Bedin­ gungen, eine Notabschaltung der Brennkraftmaschine vorgenommen wird. Diese Notabschaltung erfolgt, wenn sich das Fahrpedal in Leerlauf­ position befindet, die momentane Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb einer Grenzdrehzahl liegt und gleichzeitig der Fahrer die Bremse betätigt.

Hierbei muß sichergestellt werden, daß bei einer Betätigung der Bremse eine Notabschaltung bzw. Abschaltung des Fahrgeschwindig­ keitsreglers erfolgt. Bei einem Defekt des Schalters, der die Brems­ betätigung erkennt, ist dies nicht gewährleistet. Daher sind üb­ licherweise die Schalter, die eine Bremsbetätigung erkennen, doppelt ausgelegt. Es ist vorgesehen, daß zwei unabhängige Schalter 50 und 55 vorhanden sind, die bei Betätigung der Bremse ansprechen. Wenn der erste oder wenn beide Schalter eine Bremsbetätigung erkennen wird ein Notfahrbetrieb eingeleitet.

Um eine fehlerhafte Funktion eines der Schalter 50 und 55 zu erken­ nen, wird wie folgt vorgegangen. Stellt im Schritt 205 der erste Schalter eine Bremsbetätigung fest, so wird im Schritt 210 der erste Zähler Z1 um eins erhöht. Erkennt der zweite Schalter im Schritt 215 eine Bremsbetätigung, so wird im Schritt 220 der Inhalt des Zählers Z2 um eins erhöht. Nach jeder Erhöhung eines Zählers erfolgt im Block 225 eine Abfrage, ob der Inhalt Z1, Z2 der beiden Zähler größer als eine Schwelle S ist. Ist dies nicht der Fall, so wird mit Schritt 230 das Überwachungsprogramm beendet und in das normale Hauptprogramm zurückgesprungen.

Wird jedoch erkannt, daß der Inhalt eines Zählers die Schwelle S überschreitet, so wird im Schritt 235 die Differenz der beiden Zäh­ lerstände Z1 und Z2 und anschließend der Betrag D der Differenz gebildet. In einer sich anschließenden Abfrageeinheit 240 wird über­ prüft, ob die Inhalte der Zähler um mehr als einen vorgegebenen Be­ trag voneinander abweichen. Ist dies nicht der Fall, dies bedeutet, der Betrag D der Differenz ist kleiner als eine Grenzwert G, so werden beide Zähler Z1 und Z2 auf Null gesetzt (siehe Block 245). Anschließend endet im Block 230 das Unterprogramm. Weichen die Inhalte der beiden Zähler um mehr als einen vorgegebenen Betrag voneinander ab, so wird im Block 250 auf Unplausibilität der beiden Schalter erkannt. Dies bedeutet, daß einer der Schalter fehlerhaft arbeitet.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß nach Er­ kennen eine Unplausibilität eine weitere Abfrage 265 erfolgt, ob schon mehrmals während des Betriebs eine solche Unplausibilität auf­ getreten ist. Ist dies nicht der Fall, so endet das Unterprogramm im Block 230. Wird jedoch erkannt, daß schon mehrfach eine Unplausibli­ tät aufgetreten ist, wird auf Fehler in einem der Schalter erkannt. Bei erkanntem Fehler werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Eine solche Maßnahme kann zum Beispiel darin bestehen, daß die Fehl­ funktion dem Fahrer durch eine entsprechende Anzeige signalisiert wird. Eine weitere Maßnahme besteht darin, daß jedes Auftreten einer Unplausibilität in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt und im Rahmen der Wartung ausgelesen wird.

Diese Vorgehensweise läßt sich auch auf die Überprüfung von anderen Schaltern oder Sensoren übertragen. So ist es zum Beispiel denkbar, daß bei der Überprüfung eines Leergasschalters entsprechend vorge­ gangen wird.

Ferner läßt sich die beschriebene Vorgehensweise auch auf die Über­ prüfung von mehr als zwei Sensoren übertragen. Sind n Sensoren vor­ handen müssen auch n Zähler vorhanden sein. In diesem Fall werden die Differenzen zwischen allen Zählerständen dahingehend überprüft, ob sie größer als ein bestimmter Grenzwert sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Überprüfung von Sensoren, die Zählerstände erhöht werden, wenn das Ausgangssignal einen be­ stimmten Schwellwert über- bzw. unterschreitet.

Vorteilhaft ist auch eine Anwendung des beschrieben Verfahrens bei Sensoren mit digitalen Ausgangssignalen. Bei solchen Sensoren wird ebenfalls bei jedem Auftreten eines bestimmten Signalpegels der Zäh­ lerstand des entsprechenden Zählers um eins erhöht. Solche digitalen Signale liegen beispielsweise am Ausgang von Sensoren die Impulsrä­ der abtasten. Bei Impulsrädern sind auf einer Scheibe eine Anzahl von Zähnen angeordnet. Ein Sensor gibt jeweils beim Vorbeilauf eines Zahnes einen Impuls ab. Sind zwei solche Sensoren vorhanden, so kann mit dem beschriebenen Verfahren deren Funktionsfähigkeit überprüft werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Überwachung von Sensoren, insbesondere von Sensoren die zur Steuerung einer Brennkraftmaschine dienen, wobei die Senso­ ren jeweils ein Signal abgeben, das den gleichen Betriebszustand charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlererkennung die Häufigkeit des Auftretens der Signale der Sensoren verglichen wird, wobei eine Unplausibilität erkannt wird, wenn einer der Sensoren wesentlich häufiger das Signal abgibt als der andere.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sen­ sor ein Zählmittel zugeordnet ist, und der Inhalt der Zählmittel ein Maß für die Häufigkeit des Auftretens des Signals darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhal­ te der Zählmittel verglichen werden, wenn der Inhalt eines der Zähl­ mittel einen vorgegebenen Wert überschreitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Unplausibiltät erkannt wird, wenn die Inhalte der Zählmittel um mehr als einen vorgegebenen Betrag voneinander ab­ weichen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensoren ein Signal abgeben, wenn ein Bedien­ element betätigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bedienelement um das Bremspedal oder das Fahrpedal handelt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer erkannten Unplausibilät auf fehlerhafte Sensoren erkannt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß erst nach einer mehrmals erkannten Unplausibilät auf feh­ lerhafte Sensoren erkannt wird.

9. Einrichtung zur Überwachung von Sensoren, insbesondere von Sen­ soren die zur Steuerung einer Brennkraftmaschine dienen, wobei wenigstens zwei Sensoren jeweils ein Signal abgeben, das den glei­ chen Betriebszustand charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zur Fehlererkennung die Häufigkeit des Auftretens der Signale der Sensoren vergleichen, wobei Mittel eine Unplausibilität erkennen, wenn einer der Sensoren das Signal wesent­ lich häufiger abgibt als ein anderer.