EP1556601A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines pedalwertgebers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines pedalwertgebers

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Publication number
EP1556601A1
EP1556601A1 EP03797957A EP03797957A EP1556601A1 EP 1556601 A1 EP1556601 A1 EP 1556601A1 EP 03797957 A EP03797957 A EP 03797957A EP 03797957 A EP03797957 A EP 03797957A EP 1556601 A1 EP1556601 A1 EP 1556601A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
signal
generated
pedal
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP03797957A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinrich Weis
Heinz Fuchs
Johannes Meiwes
Thomas Linke
Thomas Klotzbuecher
Guido Funcke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1556601A1 publication Critical patent/EP1556601A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/281—Interface circuits between sensors and control unit
    • F02D2041/285—Interface circuits between sensors and control unit the sensor having a signal processing unit external to the engine control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/08—Redundant elements, e.g. two sensors for measuring the same parameter

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a vehicle, in which the position of a pedal is detected by a sensor, at least two redundant signals corresponding to the position of the pedal are generated by means of this sensor; a plausibility check of the redundant signals generated by means of this sensor is carried out;
  • the invention also relates to a device for controlling a vehicle with a sensor for detecting the position of a pedal, by means of which at least two redundant signals corresponding to the position of the pedal are generated; and a control and / or regulating device for controlling and / or regulating a vehicle, which can carry out a plausibility check of the redundant signals.
  • the invention also relates to a computer program which can run on a computing device, in particular on a microprocessor.
  • a method of the type mentioned is known from the market. A driver request is transmitted there via an accelerator pedal. It is about two independent
  • Potentiometer so-called pedal value transmitter
  • a signal describing the position of the accelerator pedal is then transmitted from each of these potentiometers to the control unit.
  • a plausibility check is then carried out in the control unit on the basis of these redundant ones
  • At least two signals for recognizing a driver's request are generated and transmitted to the control unit.
  • the driver's request can be transmitted via a pedal, for example an accelerator pedal, a brake pedal or a clutch pedal, and / or a means for detecting the steering angle and / or for detecting a gear ratio preselection.
  • the control unit uses these redundant signals for error detection, as is shown, for example, in DE 100 63 584 AI.
  • DE 100 06 958 C2 discloses a method for diagnosing a double-potentiometric sensor which recognizes a faulty sensor on the basis of a comparison of the two output signals.
  • Non-contact position sensors whose signals are processed by electronic circuits are increasingly being used in so-called contactless sensors.
  • These electronic circuits are generally programmed microprocessors, which are also referred to as ASICs (Application Specific Integrated Circuits) and are already integrated in the sensors. So that the signal generated by the sensors can be transmitted to the control unit, it is generally amplified by means of an output stage which is also integrated in the sensors.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • Fully redundant systems include two microprocessors for signal processing, each of which is equipped with an output stage.
  • partially redundant systems only one microprocessor is used for signal processing, the processed ones Signals are then passed on to the control unit via two parallel output stages.
  • Partially redundant systems are cheaper than fully redundant systems, but do not offer any security in the event of a microprocessor failure.
  • fully redundant systems offer increased security in the event of a microprocessor failure, but they are comparatively expensive and it can also happen that both subsystems fail at the same time.
  • the object of the invention is to propose a redundancy concept for sensors, in particular pedal value sensors, which on the one hand can be implemented more cost-effectively than a fully redundant system and on the other hand has improved failure diagnosis options compared to the partially redundant system.
  • the invention proposes that a specific position of the pedal be detected by a switch and that a signal be generated by means of the switch; - A plausibility comparison of the means of
  • Switch generated signal is carried out with the signals generated by the sensor.
  • the switch here represents a system that is mechanically and electronically independent of the pedal value transmitter. This reduces the probability of a simultaneous failure of the pedal value transmitter and the switch and increases the redundancy of the overall system. At the same time, such a switch is very inexpensive, so that the increased redundancy can nevertheless be implemented inexpensively.
  • the signal of the switch can additionally be used to make a decision about suitable and, so to speak, "tailor-made” measures.
  • the presence of the size of the switch also makes it possible to detect a total failure of a pedal value transmitter.
  • the pedal value transmitter is, for example, an accelerator pedal value transmitter that recognizes and transmits the driver's desired performance based on the position of an accelerator pedal, and the switch is an idle switch
  • this switch can be used to detect whether the accelerator pedal is actuated by the driver at all. It can be used to determine whether the driver is requesting performance or whether the vehicle should be idling.
  • the control unit will, for safety reasons, take measures to operate the vehicle at idle, for example.
  • the control unit can, for example, operate the vehicle with a low output, which guarantees the driver basic, albeit limited mobility, for example in order to drive out of an intersection area or up to to be able to drive to a next service point.
  • the redundancy concept proposed here has the advantage over a fully redundant concept that it is not only less expensive to implement, but that appropriate measures can also be taken in the event of a detected fault in accordance with a type of fault.
  • the signal generated by the switch is fed directly to a control and / or regulating device.
  • the transmission of the signal generated directly or indirectly by the switch is thus independent of the signals generated directly or indirectly by the pedal value transmitter. This further reduces the probability of failure of the overall system by excluding sources of error from additional transmission means.
  • the signal transmission of the signals generated by the switch is independent of the errors that can occur when transmitting the signals of the pedal value transmitter.
  • the signal generated by means of the switch is advantageously combined with the first signal generated by means of the sensor to form combined information; the combined information is transmitted to the control and / or regulating device; and in the control and / or regulating device, information that describes the first signal generated by the sensor and the signal generated by the switch is extracted and compared with another signal generated by the sensor in such a way that a faulty pedal value transmitter is recognized.
  • This embodiment has the advantage, for example, in the case of an analog transmission path between the pedal value transmitter and the control unit and between the switch and the control unit that fewer lines are required. This enables, for example, a simple retrofitting of an already existing partially redundant system by the fact that no new cables have to be installed in the vehicle.
  • a switch can be used, for example, in which a first level of the generated signal corresponds to a zero level in the non-switched state. In the switched state, a second level of this switch is higher than a maximum level that the signal of a first output stage of the pedal value transmitter can assume. Both signals can thus be supplied to the control unit by adding the levels via a line.
  • the control unit compares whether the level present on this line is higher than the maximum level that the signal of the corresponding output stage can assume. If this is the case, it is assumed that the switch is in the switched state. That about the The signal applied to the control unit is then reduced by the level of the switch and interpreted as the signal from the output stage of the pedal encoder.
  • Another implementation example is based on a system in which the individual components communicate via a bus system, ie the signals are transmitted in digital form.
  • a combination of the first signal of the pedal value transmitter with the variable determined by the switch has the advantage of a reduced data volume compared to a method in which the variable detected by the switch is transmitted directly via the bus system.
  • a combination of both signals is usually very easy to achieve here. If, for example, a controller area network (CAN) is used for the transmission of the signals, the signal of an output stage of the pedal value transmitter is transmitted digitized by a sequence of bits within a so-called message. A single bit is usually sufficient to transmit a position of the switch. It is therefore sufficient, for example, to reserve a bit in each message sent by an output stage of the pedal value transmitter for the transmission of the position of the switch.
  • CAN controller area network
  • the signal generated by means of the switch preferably provides information as to whether the pedal is in an idle position or not.
  • this signal can be used to decide which measures are to be taken. If the pedal is, for example, an accelerator pedal and the switch is the idle switch, which triggers a switching process when the accelerator pedal is deflected from the idle state, the power control of the control unit can, for example, cause the vehicle to be operated at idle power in the event of a detected fault when the accelerator pedal is not pressed , However, if the idle switch indicates that the accelerator pedal is depressed in an otherwise identical situation, the
  • Power control of the control unit for example, cause the engine speed to be regulated just high enough to ensure basic mobility.
  • an additional signal is advantageously generated by means of at least one further switch and a detection of a faulty pedal value transmitter and at least one faulty switch is carried out by means of the entirety of the signals.
  • Performance is recognized. With the help of the information obtained from these switches, differentiated measures are then controlled in the control unit in the event of a fault. In addition, in this embodiment of the method, defective switches in the control unit are replaced by a
  • a comparison of the signals of the output stages of the pedal value transmitter reveals that an error in the Pedal value transmitter is present, and is transmitted by three switches, which recognize different positions of the accelerator pedal, that firstly no idling is required, secondly that there is a request for medium power and thirdly that full power is required, so the control unit can do so with high probability assume that full power is actually desired and decide to provide at least half the power for safety reasons.
  • the control unit will, for example, decide that in addition to the detected error in the pedal value transmitter, at least one
  • Switch delivers a disturbed variable, and, depending on the detected error of the pedal value transmitter, will operate the vehicle for safety reasons, for example in idle mode or at least with only a low power.
  • a switch for detecting a specific position of the pedal is provided, by means of which a signal is generated; and the control and / or regulating device has means with which a plausibility comparison of the redundant signals generated by means of the switch and by means of the sensor can be carried out.
  • control and / or regulating device has means with which a faulty signal can be recognized and suitable measures for fault handling can be carried out.
  • the switch is connected directly to the control device via a line.
  • a device according to the invention is designed in such a way that means are provided to move the first over the
  • Means are available to supply the combined information to the control and / or regulating device; and the control and / or regulating device has means for extracting information describing the first signal generated by the sensor and the signal generated by the switch from the combined information and this information using another redundant signal generated by the sensor to compare and detect a faulty pedal value sensor.
  • the switch is preferably an idle switch.
  • a preferred embodiment of the device comprises at least one further switch for recognizing a specific position of the pedal, by means of which a signal is generated, and means in the control and / or regulating device for using the totality of the signals
  • the computer program is executable on a computing device, in particular on a microprocessor, and is suitable for executing the method according to the invention.
  • the invention is implemented by the computer program, so that this
  • Computer program represents the invention in the same way as the method for the execution of which the computer program is suitable.
  • the computer program is preferably stored on a storage element. Random access memory, read-only memory or flash memory can be used in particular as the memory element.
  • FIG. 1 shows an overview of a basic structure of a device for controlling and regulating an internal combustion engine
  • Figure 2 is a block diagram of a partially redundant
  • Pedal value transmitter and a switch the switch being connected directly to a control unit
  • FIG. 3 shows a further block diagram of a partially redundant pedal value transmitter and a switch, the signal generated via the switch being combined with a redundant signal from the sensor;
  • Figure 4 is a flowchart of a plausibility check of the signals generated by a sensor and a switch.
  • FIG. 1 shows an example of a basic structure of an internal combustion engine B1 with a control unit 3.
  • the internal combustion engine Bl comprises a cylinder B3, in the cylinder interior of which a piston B2 is movably guided.
  • Injector B9 for injecting fuel and a BIO spark plug for igniting the fuel-air mixture.
  • a combustion chamber B4 is formed in the interior of the cylinder B3 Reference number), the piston B2, and the inlet valve B5 and the outlet valve B6 is limited.
  • the injector B9 is connected to the control unit via a control line L4. There is also one
  • Fuel tank B15 a fuel pump B16 attached, which is connected via a fuel line B17 to the injector B9.
  • An ignition coil B14 is connected to the control unit 3 via a control line L5 and to the spark plug BIO via a high-voltage line B7.
  • An inlet duct B7 opens into the combustion chamber B via the inlet valve B5.
  • a throttle valve B1 is attached in the inlet duct B7 and can be controlled by the control unit 3 via a control line L2.
  • a sensor B13 for position detection of the throttle valve B1 is installed in the inlet duct. The signals generated by sensor B13 are fed to control unit 3 via line L3.
  • An exhaust duct B8 opens into the combustion chamber B4 via the exhaust valve B6.
  • An exhaust pipe with a gas cleaning system B12 is connected to the outlet channel B8.
  • a pedal value transmitter 1 for position detection of a pedal is shown.
  • the pedal value transmitter 1 is connected to the control unit 3 via the line L1.
  • the basic mode of operation of the internal combustion engine shown in FIG. 1 is as follows:
  • a signal is sent to the control unit 3 from the pedal value transmitter 1, which signal describes a position of an accelerator pedal and thus a driver's performance request.
  • the control unit 3 then causes the throttle valve B1 via the line L2 and an actuator (not shown) to assume a specific position.
  • the control unit 3 uses the position sensor B13 to determine whether the throttle valve position corresponds to the predetermined value.
  • the position of the accelerator pedal determined by the pedal value transmitter is also used by the control unit 3 in the illustrated device to control the fuel quantity and the time one
  • control unit 3 controls the point in time at which the fuel-air mixture in the combustion chamber is ignited via line L5 and ignition coil B14.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a device 20 for controlling a vehicle, consisting of the partially redundant, contactless pedal value transmitter 1 already shown in FIG.
  • the partially redundant, non-contact pedal value transmitter 1 comprises a position sensor 4, which is connected to a pedal 15, and a partially redundant electronic circuit 5.
  • This electronic circuit 5 comprises a device for signal processing, which is implemented as a programmed microprocessor 6 (ASIC), and two
  • the control unit 3 comprises a memory 16 and a microprocessor 17, which are connected via a bus system 18.
  • the signal SO determined by the position sensor 4 is fed via line 9 to the device 6 for signal processing.
  • the signal SO is then forwarded in parallel via lines 10 and 11 to output stages 7 and 8 and from there to control unit 3 via lines 12 and 13.
  • Switch 2 is a so-called idle switch, which detects whether the pedal is in the idle position and this
  • the idle switch 2 indicates that the pedal 15 is in the idle position, then (if a discrepancy between the signals S1 and S2 is detected) that becomes Take control unit measures to operate the vehicle at idle. If, on the other hand, the idle switch 2 indicates that the driver is holding the pedal 15 depressed, the control signal 3 will select, for example, the signal S1 or S2 of the output stages 7 and 8 that corresponds to the lower power requirement.
  • the idle switch 2 consequently provides an additional decision criterion for the selection of a procedure by the control unit 3 in the event of a faulty pedal value transmitter 1.
  • an idle switch enables the driver, if the pedal value transmitter 1 fails completely, the vehicle, albeit to a very limited extent, to control.
  • control unit 3 providing power when the accelerator pedal is depressed, which enables the vehicle to be moved in principle.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a device for controlling a vehicle. Areas, elements and blocks which have functions equivalent to areas, elements and blocks of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 have the same reference symbols. Unless absolutely necessary, they are not explained in detail again.
  • the signal S3 generated via the switch 2 is not fed directly to the control unit 3, but is combined with the signal S2a of the output stage 8.
  • the level of the signal S3 generated by the switch 2 is at the level of the signal S2a generated the pedal value generator 1 added. This is indicated by the signal transmission path 14b.
  • the signal S2b thus generated is then fed to control unit 3 via line 13.
  • control unit 3 comprises means for extracting information from the combined signal S2b, which is fed to the control unit 3 via line 13, which describes the signal S2a originally generated by the pedal value transmitter 1 and the signal S3 generated by the switch.
  • an already existing partially redundant contactless pedal value transmitter 1 is combined with a switch 2. This increases the error detection and improves the
  • FIG. 4 shows a greatly simplified flow diagram of a method for operating one of the devices of FIGS. 2 or 3, with which a simple plausibility check of the signals S1, S2, S3 in the control unit 3 can be carried out in a vehicle.
  • the switch 2 is assumed to be dominant. This means that the signal S3 generated via the switch 2 is always assumed to be decisive for the selection of a suitable power control. At the same time, it is assumed in this example that the signal S3 arriving in the control unit 3 is error-free.
  • the plausibility check is started, for example, as soon as the internal combustion engine starts.
  • a first query step PS1 it is then checked whether the ignition is switched on. If this is not the case, the plausibility check ends. However, if the ignition is switched on, the signals S1, S2, S3 are first provided in a suitable form in step PS2, for example as binary-coded variables in registers of the microprocessor 17.
  • a query step PS3 it is checked whether the signal S3 generated by the switch 2 indicates an idle request. If this is the case, then in program step PS4 a value LS, which denotes a target value for the power of the internal combustion engine, is set to a value corresponding to idling. At this point, the dominance of the switch 2 selected for this simple embodiment becomes clear. Power control of the internal combustion engine takes place here without taking into account the signals generated by the pedal value transmitter 1.
  • the signal S3 does not indicate an idling request, a branch is made to the query step PS5. There it is checked whether the signal S1 and the signal S2 describe the same pedal value. If this is the case, the pedal value transmitter is recognized as error-free. In the program step PS6, the power requirement transmitted by the signals S1, S2 is then adopted as the setpoint.
  • the pedal value transmitter is recognized as faulty.
  • the switch 2 since the switch 2 signals a power request, the setpoint LS is set to a predefined value in a program step PS7, which ensures maneuverability of the vehicle.

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Abstract

Zur Steuerung eines Fahrzeuges wird ein teilredundanter, berührungsloser Pedalwertgeber (1) eingesetzt. Dieser generiert mittels eines berührungslosen Sensors (4) und einer elektronischen Schaltung (5) mindestens zwei redundante Signale (S1, S2). Diese Signale werden einem Steuer- und/oder Regelgerät (3) zugeführt und dort einer Plausibilitätsprüfung unterzogen, um einen fehlerhaften Pedalwertgeber (1) zu erkennen. Zur Verbesserung der Sicherheit bei einem Ausfall eines Pedalwertgebers (1) und zur Verbesserung der Diagnosemöglichkeiten wird vorgeschlagen, dass eine bestimmte Stellung des Pedals durch einen Schalter (2) erfasst und mittels des Schalters (2) ein Signal (S3) generiert wird. Dann wird ein Plausibilitätsvergleich des mittels des Schalters generierten Signals (S3) mit den mittels des Pedalwertgebers generierten Signalen (S1, S2) durchgeführt.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ÜBERWACHUNG EINES PEDALWERTGEBERS
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuges, bei dem die Stellung eines Pedals durch einen Sensor erfasst wird, mittels dieses Sensors mindestens zwei der Stellung des Pedals entsprechende und redundante Signale generiert werden; eine Plausibilitätsprüfung der mittels dieses Sensors generierten redundanten Signale durchgeführt wird;
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Sensor zum Erfassen der Stellung eines Pedals, mittels dem mindestens zwei der Stellung des Pedals entsprechende redundante Signale generiert werden; und einem Steuer- und/oder Regelgerät zum Steuern und/oder Regeln eines Fahrzeuges, welches eine Plausibilitätsprüfung der redundanten Signale durchführen kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.
Stand der Technik
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist vom Markt her bekannt. Dort wird ein Fahrerwunsch über ein Fahrpedal übermittelt. Dabei wird über zwei unabhängige
Potentiometer, sogenannten Pedalwertgeber, die Stellung des Fahrpedals erkannt. Von jedem dieser Potentiometer wird dann ein die Stellung des Fahrpedals beschreibendes Signal an das Steuergerät übertragen. In dem Steuergerät wird dann eine Plausibilitätsprüfung anhand dieser redundanten
Signale durchgeführt, um einen defekten Pedalwertgeber erkennen und geeignete Maßnahmen ergreifen zu können.
In sicherheitsrelevanten Umgebungen werden häufig redundante Systeme verwendet, um einerseits die Sicherheit bei einem Ausfall eines Systems zu erhöhen und andererseits eine Fehlererkennung durch eine Plausibilitätsprüfung durchführen zu können. Dann können in Abhängigkeit von Art und Umfang der erkannten Fehler entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.
In dem eingangs genannten System werden beispielsweise mindestens zwei Signale zur Erkennung eines Fahrerwunsches erzeugt und an das Steuergerät übertragen. Dabei kann der Fahrerwunsch über ein Pedal, beispielsweise ein Fahrpedal, ein Bremspedal oder ein Kupplungspedal, und/oder ein Mittel zur Lenkwinkelerfassung und/oder zur Erfassung einer Getriebeübersetzungsvorwahl übertragen werden. Das Steuergerät verwendet diese redundanten Signale dann zur Fehlererkennung, wie es beispielsweise in der DE 100 63 584 AI dargestellt ist.
Aus der DE 100 06 958 C2 ist ein Verfahren zur Diagnose eines doppeltpotentiometrischen Gebers bekannt, das auf der Basis eines Vergleichs der beiden Ausgangssignale einen fehlerhaften Geber erkennt.
Insbesondere zur Leistungssteuerung von Fahrzeugen werden auch Systeme verwendet, die aus einem potentiometrischen Pedalwertgeber und einem Schalter zur Erkennung der Leerlaufposition bestehen. In der DE 43 39 693 AI ist beispielsweise solch ein Schalter zur Erkennung der Leerlaufposition beschrieben.
Vermehrt werden in sogenannten berührungslosen Gebern berührungslose Positionssensoren verwendet, deren Signale durch elektronische Schaltungen aufbereitet werden. Diese elektronischen Schaltungen sind im allgemeinen programmierte Mikroprozessoren, die auch als ASICs (Application Specific Integrated Circuits) bezeichnet werden und bereits in den Gebern integriert sind. Damit das von den Gebern erzeugte Signal an die Steuereinheit übertragen werden kann, wird es im allgemeinen mittels einer ebenfalls in den Gebern integrierten Ausgangsstufe verstärkt.
Man unterscheidet hierbei vollredundante Systeme und teilredundante Systeme. Vollredundante Systeme umfassen pro Geber zwei Mikroprozessoren zur Signalaufbereitung, von denen jeder jeweils mit einer Ausgangsstufe versehen ist. In teilredundanten Systemen wird nur ein Mikroprozessor zur Signalaufbereitung verwendet, wobei die aufbereiteten Signale dann über zwei parallel arbeitende Ausgangsstufen an das Steuergerät weitergegeben werden.
Teilredundante Systeme sind zwar kostengünstiger als vollredundante Systeme, bieten jedoch keine Sicherheit bei einem Ausfall des Mikroprozessors. Vollredundante Systeme bieten demgegenüber zwar eine erhöhte Sicherheit bei einem Ausfall eines Mikroprozessors, allerdings sind sie vergleichsweise teuer und es kann auch hier geschehen, dass beide Teilsysteme zur gleichen Zeit ausfallen. Ein
Totalausfalls eines vollredundanten Systems ist deshalb nicht ganz unwahrscheinlich, da beide Teilsysteme gleichartig aufgebaut und lokal dicht beieinander angeordnet sind, so dass beispielsweise starke elektromagnetische oder mechanische Kräfte immer auf beide Teilsysteme einwirken.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Redundanzkonzept für Geber, insbesondere Pedalwertgeber, vorzuschlagen, das einerseits kostengünstiger als ein vollredundantes System zu realisieren ist und andererseits gegenüber dem teilredundanten System verbesserte Ausfalldiagnosemöglichkeiten besitzt .
Die Erfindung schlägt zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannte Art vor, dass eine bestimmte Stellung des Pedals durch einen Schalter erfasst und mittels des Schalters ein Signal generiert wird; - ein Plausibilitatsvergleich des mittels des
Schalters generierten Signals mit den mittels des Sensors generierten Signalen durchgeführt wird.
Vorteile der Erfindung Der Schalter stellt hier ein mechanisch und elektronisch von dem Pedalwertgeber unabhängiges System dar. Damit sinkt die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls des Pedalwertgebers und des Schalters und erhöht die Redundanz des Gesamtsystems. Gleichzeitig ist ein derartiger Schalter sehr preiswert, so dass die erhöhte Redundanz dennoch kostengünstig realisiert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden dann, wenn ein fehlerhaftes Signal erkannt wird, geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung durchgeführt .
Wenn beispielsweise aufgrund eines Vergleichs der beiden Signale aus dem teilredundanten Pedalwertgeber ein Fehler erkannt wird, kann das Signal des Schalters zusätzlich dazu verwendet werden, eine Entscheidung über geeignete und sozusagen "maßgeschneiderte" Maßnahmen zu treffen. Das Vorhandensein der Größe des Schalters ermöglicht es aber auch, einen Totalausfall eines Pedalwertgebers zu erkennen.
Ist der Pedalwertgeber beispielsweise ein Fahrpedalwertgeber, der den Leistungswunsch des Fahrers anhand der Position eines Gaspedals erkennt und übermittelt, und ist der Schalter ein LeerlaufSchalter, so lässt sich mit diesem Schalter erkennen, ob das Gaspedal vom Fahrer überhaupt betätigt wird. Damit kann bestimmt werden, ob ein Leistungswunsch des Fahrers anliegt oder ob das Fahrzeug im Leerlauf betrieben werden soll. Liefert in diesem Beispiel der Fahrpedalwertgeber uneinheitliche Signale und der LeerlaufSchalter zeigt keinen Leistungswunsch seitens des Fahrers an, so wird das Steuergerät aus Sicherheitsgründen beispielsweise Maßnahmen ergreifen, um das Fahrzeug im Leerlauf zu betreiben. Wird jedoch bei uneinheitlichen Signalen des Fahrpedalwertgebers durch den Schalter ein Leistungswunsch des Fahrers erkannt, so kann das Steuergerät beispielsweise das Fahrzeug mit einer geringen Leistung betreiben, die dem Fahrer eine prinzipielle, wenn auch eingeschränkte Mobilität gewährleistet, beispielsweise um aus einem Kreuzungsbereich herausfahren oder bis zu einer nächsten Servicestelle fahren zu können.
Das hier vorgeschlagene Redundanzkonzept hat also gegenüber einem vollredundanten Konzept den Vorteil, dass es nicht nur kostengünstiger zu realisieren ist, sondern auch im Fall eines erkannten Fehlers entsprechend einer Fehlerart geeignete Maßnahmen eingeleitet werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahren wird das mittels des Schalters generierte Signal unmittelbar einem Steuer- und/oder Regelgerät zugeführt. Damit ist die Übertragung des direkt oder indirekt von dem Schalter generierten Signals unabhängig von den direkt oder indirekt vom Pedalwertgeber generierten Signalen. Dies verringert zusätzlich eine Ausfallswahrscheinlichkeit des Gesamtsystems dadurch, dass Fehlerquellen zusätzlicher Übertragungsmittel ausgeschlossen sind. Außerdem ist damit die Signalübertragung der von dem Schalter generierten Signale unabhängig von den Fehlern, die bei der Übertragung der Signale des Pedalwertgebers auftreten können.
Vorteilhafterweise werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das mittels des Schalters generierte Signal mit dem ersten mittels des Sensors generierten Signal zu einer kombinierten Information verknüpft; die kombinierte Information dem Steuer- und/oder Regelgerät übermittelt; und in dem Steuer- und/oder Regelgerät Informationen, die das erste mittels des Sensors generierte Signal und das mittels des Schalters generierte Signal beschreiben, extrahiert und mit einem anderen mittels des Sensors generierten Signal derart verglichen, dass ein fehlerhafter Pedalwertgeber erkannt wird.
Diese Ausführungsform hat beispielsweise bei analogem Übertragungsweg zwischen Pedalwertgeber und Steuergerät und zwischen Schalter und Steuergerät den Vorteil, dass weniger Leitungen benötigt werden. Das ermöglicht beispielsweise ein einfaches Nachrüsten eines bereits bestehenden teilredundanten Systems dadurch, dass keine neuen Leitungen im Fahrzeug verlegt werden müssen.
In einem Realisierungsbeispiel bei einem analogen Übertragungsweg kann also beispielsweise ein Schalter verwendet werden, bei dem ein erster Pegel des generierten Signals im nicht geschalteten Zustand einem Nullniveau entspricht. Ein zweiter Pegel dieses Schalters ist im geschalteten Zustand höher als ein maximaler Pegel, den das Signal einer ersten Ausgangsstufe des Pedalwertgebers annehmen kann. Damit können beide Signale durch Addition der Pegel über eine Leitung dem Steuergerät zugeführt werden.
In dem Steuergerät wird dann verglichen, ob der an dieser Leitung anliegende Pegel höher ist als der maximale Pegel, den das Signal der entsprechenden Ausgangsstufe annehmen kann. Ist dies der Fall, so wird davon ausgegangen, dass der Schalter im geschalteten Zustand ist. Das über die Leitung am Steuergerät anliegende Signal wird daraufhin um den Pegel des Schalters verringert und als das Signal der Ausgangstufe des Pedalwertgebers interpretiert.
Ein anderes Realisierungsbeispiel geht von einem System aus, bei dem die einzelnen Komponenten über ein Bussystem kommunizieren, die Signale also digitalisiert übertragen werden. Hier hat eine Kombination des ersten Signals des Pedalwertgebers mit der von dem Schalter ermittelten Größe den Vorteil eines verringerten Datenvolumens verglichen mit einem Verfahren, bei dem die von dem Schalter erfasste Größe unmittelbar über das Bussystem übertragen wird.
Eine Kombination beider Signale ist hier meist sehr einfach zu erreichen. Wird zur Übertragung der Signale beispielsweise ein Controller Area Network (CAN) verwendet, so wird das Signal einer Ausgangsstufe des Pedalwertgebers durch eine Folge von Bits innerhalb einer sogenannten Botschaft digitalisiert übertragen. Zur Übertragung einer Stellung des Schalters genügt in der Regel ein einziges Bit. Es genügt also beispielsweise, ein Bit in jeder von einer Ausgangstufe des Pedalwertgebers abgesandten Botschaft für die Übertragung der Stellung des Schalters zu reservieren.
Vorzugsweise liefert in einem erfindungsgemäßen Verfahren das mittels des Schalters generierte Signal eine Information darüber, ob sich das Pedal in einer LeerlaufStellung befindet oder nicht.
Ist beispielsweise aufgrund des Vergleichs der Signale der Ausgangsstufen des teilredundanten Pedalwertgebers ein Fehler erkannt worden, so kann dieses Signal dazu verwendet werden, zu entscheiden, welche Maßnahmen getroffen werden. Ist das Pedal beispielsweise ein Gaspedal und der Schalter der LeerlaufSchalter, der bei einer Auslenkung des Gaspedals aus dem Ruhezustand heraus einen Schaltvorgang auslöst, so kann in einem erkannten Fehlerfall bei nicht gedrücktem Gaspedal die Leistungssteuerung des Steuergerätes beispielsweise veranlassen, dass das Fahrzeug mit Leerlaufleistung betrieben wird. Zeigt der LeerlaufSchalter bei ansonsten gleicher Situation jedoch an, dass das Gaspedal gedrückt ist, so kann die
Leistungssteuerung des Steuergerätes beispielsweise veranlassen, dass die Motordrehzahl gerade hoch genug geregelt wird, um eine grundsätzliche Mobilität zu gewährleisten .
Vorteilhafterweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels mindestens eines weiteren Schalters ein zusätzliches Signal generiert und mittels der Gesamtheit der Signale eine Erkennung eines fehlerhaften Pedalwertgebers und mindestens eines fehlerhaften Schalters durchgeführt .
Beispielsweise sind neben dem oben beschriebenen LeerlaufSchalter noch Schalter angebracht, durch die ein Fahrerwunsch nach mittlerer Leistung und nach voller
Leistung erkannt wird. Mit Hilfe der aus diesen Schaltern gewonnen Information werden dann im Steuergerät differenziertere Maßnahmen im Fehlerfall gesteuert. Außerdem werden bei dieser Ausführungsform des Verfahrens auch defekte Schalter im Steuergerät durch einen
Plausibilitatsvergleich der Signale der Schalter erkannt.
Ergibt beispielsweise ein Vergleich der Signale der Ausgangsstufen des Pedalwertgebers, dass. ein Fehler im Pedalwertgeber vorliegt, und wird durch drei Schalter, die unterschiedliche Stellungen des Fahrpedals erkennen, übermittelt, dass erstens kein Leerlauf gefordert wird, dass zweitens eine Anforderung nach mittlerer Leistung vorliegt und dass drittens volle Leistung gefordert ist, so kann das Steuergerät beispielsweise mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass tatsächlich volle Leistung gewünscht wird und entscheiden, aus Sicherheitsgründen zumindest beispielsweise die halbe Leistung zur Verfügung zu stellen.
Zeigt jedoch in eben dieser Situation der erste Schalter eine Leerlaufanforderung an, so wird das Steuergerät beispielsweise entscheiden, dass zusätzlich zu dem erkannten Fehler in dem Pedalwertgeber mindestens ein
Schalter eine gestörte Größe liefert, und wird, abhängig von dem erkannten Fehler des Pedalwertgebers, aus Sicherheitsgründen das Fahrzeug beispielsweise im Leerlauf oder zumindest mit nur geringer Leistung betreiben.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass ein Schalter zur Erkennung einer bestimmten Stellung des Pedals vorhanden ist, mittels dem ein Signal generiert wird; und das Steuer- und/oder Regelgerät über Mittel verfügt, mit denen ein Plausibilitatsvergleich der mittels des Schalters und mittels des Sensors generierten redundanten Signale durchgeführt werden kann.
Die Vorteile dieser Vorrichtung und der folgenden Ausführungsformen ergeben sich aus den oben genannten Vorteilen der dort beschriebenen Verfahren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung verfügt das Steuer- und/oder Regelgerät über Mittel, mit denen ein fehlerhaftes Signal erkannt werden kann und geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung durchgeführt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter unmittelbar über eine Leitung mit dem Steuergerät verbunden.
Vorteilhafterweise ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, dass - Mittel vorhanden sind, um das erste über den
Sensor generierte Signal mit dem über den Schalter generierten Signal zu einer kombinierten Information zu verknüpfen; Mittel vorhanden sind, die kombinierte Information dem Steuer- und/oder Regelgerät zuzuführen; und das Steuer- und/oder Regelgerät über Mittel verfügt, um Informationen, die das erste mittels des Sensors generierte Signal und das mittels des Schalters generierte Signal beschreiben, aus der kombinierten Information zu extrahieren und diese Informationen mit einem anderen mittels des Sensors generierten redundanten Signal zu vergleichen und einen fehlerhaften Pedalwertgeber zu erkennen.
Vorzugsweise ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Schalter ein LeerlaufSchalter . Eine bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst mindestens einen weiteren Schalter zur Erkennung einer bestimmten Stellung des Pedals, mittels dem ein Signal generiert wird, und Mittel in dem Steuer- und/oder Regelgerät, um mittels der Gesamtheit der Signale eine
Erkennung eines fehlerhaften Pedalwertgebers und mindestens eines fehlerhaften Schalters durchzuführen.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung der vorliegenden Erfindung in Form eines Computerprogramms. Dabei ist das Computerprogramm auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses
Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm ist vorzugsweise auf einem Speicherelement abgespeichert. Als Speicherelement kann insbesondere ein Random-Access-Memory, ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory zur Anwendung kommen .
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen :
Figur 1 eine Übersicht über einen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine;
Figur 2 ein Blockschaltbild eines teilredundanten
Pedalwertgebers und eines Schalters, wobei der Schalter unmittelbar mit einem Steuergerät verbunden ist;
Figur 3 ein weiteres Blockschaltbild eines teilredundanten Pedalwertgebers und eines Schalters, wobei das über den Schalter generierte Signal mit einem redundanten Signal des Sensors kombiniert wird; und
Figur 4 ein Ablaufdiagramm einer Plausibilitätsprüfung der von einem Sensor und von einem Schalter generierten Signale.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Beispiel für einen prinzipiellen Aufbau einer Brennkraftmaschine Bl mit einem Steuergerät 3 dargestellt. Die Brennkraftmaschine Bl umfasst einen Zylinder B3, in dessen Zylinderinnenraum ein Kolben B2 bewegbar geführt ist. An der dem Kolben B2 gegenüberliegenden Seite des Zylinders B3 befindet sich ein Einlassventil B5, ein Auslassventil B6, sowie eine
Einspritzdüse B9 zur Injektion von Kraftstoff und eine Zündkerze BIO zum Entflammen des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Im Inneren des Zylinders B3 ist ein Brennraum B4 ausgebildet, der durch eine Zylinderinnenwand (ohne Bezugszeichen), den Kolben B2, sowie das Einlassventil B5 und das Auslassventil B6 begrenzt ist.
Die Einspritzdüse B9 ist über eine Steuerleitung L4 mit dem Steuergerät verbunden. Außerdem ist an einem
Kraftstoffvorratsbehälter B15 eine Kraftstoffpumpe B16 angebracht, die über eine Kraftstoffleitung B17 mit der Einspritzdüse B9 verbunden ist. Eine Zündspule B14 ist über eine Steuerleitung L5 mit dem Steuergerät 3 und über eine Hochspannungsleitung B7 mit der Zündkerze BIO verbunden.
Ein Einlasskanal B7 mündet über das Einlassventil B5 in den Brennraum B . In dem Einlasskanal B7 ist eine Drosselklappe Bll angebracht, die über eine Steuerleitung L2 von dem Steuergerät 3 ansteuerbar ist. In dem Einlasskanal ist außerdem ein Sensor B13 zur Positionserkennung der Drosselklappe Bll angebracht. Die über den Sensor B13 generierten Signale werden über die Leitung L3 dem Steuergerät 3 zugeführt.
Ein Auslasskanal B8 mündet über das Auslassventil B6 in den Brennraum B4. Dem Auslasskanal B8 ist eine Abgasleitung mit einer Angasreinigungsanlage B12 angeschlossen. Außerdem ist ein Pedalwertgeber 1 zur Positionserkennung eines Pedals dargestellt. Der Pedalwertgeber 1 ist über die Leitung Ll mit dem Steuergerät 3 verbunden.
Die prinzipielle Arbeitsweise der in Figur 1 dargestellten Brennkraftmaschine ist folgende:
Bei geöffnetem Einlassventil B5 gelangt in einem Arbeitstakt des Kolbens B2 eine durch die Stellung der Drosselklappe Bll in ihrem Volumen beeinflussbare Luftmasse durch den Einlasskanal B7 in den Brennraum B4. Dort wird über die Einspritzdüse B9 eine durch das Steuergerät 3 bestimmbare Kraftstoffmasse eingespritzt. Daraufhin wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Brennraum B4 durch einen an der Zündkerze BIO erzeugten Funken entflammt.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine Bl, insbesondere in einem Fahrzeug, wird ausgehend von dem Pedalwertgeber 1 dem Steuergerät 3 ein Signal zugeführt, das eine Stellung eines Gaspedals und damit eine Leistungsanforderung des Fahrers beschreibt. Das Steuergerät 3 veranlasst daraufhin die Drosselklappe Bll über die Leitung L2 und einen nicht dargestellten Stellantrieb, eine bestimmte Stellung einzunehmen. Über den Positionssensor B13 ermittelt das Steuergerät 3, ob die Drosselklappenstellung dem vorgegebenen Wert entspricht.
Die durch den Pedalwertgeber ermittelte Position des Gaspedals wird außerdem durch das Steuergerät 3 in der dargestellten Vorrichtung verwendet zur Steuerung der Kraftstoffmenge und des Zeitpunkts einer
Kraftstoffeinspritzung, die durch die Einspritzdüse B9 in den Brennraum B4 erfolgt .
Außerdem steuert das Steuergerät 3 über Leitung L5 und die Zündspule B14 den Zeitpunkt einer Entflammung des sich in dem Brennraum befindlichen Kraftstoff-Luftgemisches.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 20 zur Steuerung eines Fahrzeugs, bestehend aus dem bereits in Figur 1 gezeigten teilredundanten, berührungslosen Pedalwertgeber 1, der über die
Signalleitungen 12 und 13 mit dem Steuergerät 3 verbunden ist, und einem Schalter 2, der über eine Signalleitung 14a ebenfalls mit dem Steuergerät 3 verbunden ist. Der teilredundante, berührungslose Pedalwertgeber 1 umfasst einen Positionssensor 4, der mit einem Pedal 15 verbunden ist, und eine teilredundant aufgebaute elektronische Schaltung 5. Diese elektronische Schaltung 5 umfasst eine Vorrichtung zur Signalaufbereitung, die als programmierter Mikroprozessor 6 (ASIC) realisiert ist, und zwei
Ausgangsstufen 7 und 8. Das Steuergerät 3 umfasst einen Speicher 16 und einen Mikroprozessor 17, die über ein Bus- System 18 verbunden sind.
Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen :
Das von dem Positionssensor 4 ermittelte Signal SO wird über die Leitung 9 der Vorrichtung 6 zur Signalaufbereitung zugeführt. Das Signal SO wird dann parallel über die Leitungen 10 und 11 an die Ausgangsstufen 7 und 8 weitergeleitet und von dort über die Leitungen 12 und 13 dem Steuergerät 3 zugeführt. Der Schalter 2 ist ein sogenannter LeerlaufSchalter, der erkennt, ob das Pedal sich in der LeerlaufStellung befindet, und diese
Information in Form eines Signals S3 dem Steuergerät 3 über die Leitung 14a übermittelt.
Ein Vergleich der über die Leitungen 12 und 13 vom Pedalwertgeber 1 dem Steuergerät 3 zugeführten Signale Sl, S2 ermöglicht es dem Steuergerät 3, einen fehlerhaften Pedalwertgeber 1 zu erkennen. Ist ein Pedalwertgeber als fehlerhaft erkannt worden, so verwendet das Steuergerät 3 die vom Schalter 2 über die Leitung 14a übermittelte Information S3 zur Diagnose der Fehlersituation.
Zeigt der LeerlaufSchalter 2 beispielsweise an, dass sich das Pedal 15 in der LeerlaufStellung befindet, so wird (bei erkannter Diskrepanz zwischen den Signalen Sl und S2) das Steuergerät Maßnahmen ergreifen, um das Fahrzeug im Leerlauf zu betreiben. Zeigt der LeerlaufSchalter 2 hingegen an, dass der Fahrer das Pedal 15 gedrückt hält, so wird das Steuersignal 3 beispielsweise dasjenige Signal Sl oder S2 der Ausgangsstufe 7 und 8 auswählen, das der geringeren Leistungsanforderung entspricht.
Der LeerlaufSchalter 2 liefert folglich ein zusätzliches Entscheidungskriterium für die Auswahl einer Verfahrensweise durch das Steuergerät 3 bei fehlerhaftem Pedalwertgeber 1. Außerdem ermöglicht es ein LeerlaufSchalter bei entsprechender Programmierung des Steuergerätes 3 dem Fahrer, bei einem Totalausfall eines Pedalwertgebers 1 das Fahrzeug, wenn auch stark eingeschränkt, zu steuern.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Steuergerät 3 bei gedrücktem Fahrpedal eine Leistung zur Verfügung stellt, die ein prinzipielles Bewegen des Fahrzeugs ermöglicht.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs . Dabei tragen solche Bereiche, Elemente und Blöcke, welche äquivalente Funktionen zu Bereichen, Elementen und Blöcken des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind, sofern nicht unbedingt erforderlich, nicht nochmals im Detail erläutert.
Bei der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung wird das über den Schalter 2 generierte Signal S3 nicht direkt dem Steuergerät 3 zugeführt, sondern mit dem Signal S2a der Ausgangsstufe 8 kombiniert. Dabei wird der Pegel des über den Schalter 2 generierten Signals S3 auf den Pegel des von dem Pedalwertgeber 1 generierten Signals S2a addiert. Dies ist durch die Signalübermittlungsstrecke 14b angedeutet. Das so entstehende Signal S2b wird dann über Leitung 13 dem Steuergerät 3 zugeführt.
In dieser Ausführungsform umfasst das Steuergerät 3 Mittel, um aus dem kombinierten Signal S2b, das über Leitung 13 dem Steuergerät 3 zugeführt wird, Informationen zu extrahieren, die das ursprünglich von dem Pedalwertgeber 1 generierte Signal S2a und das von dem Schalter generierte Signal S3 beschreiben.
Bei dieser Ausführungsform wird also ein bereits vorhandener teilredundanter berührungsloser Pedalwertgeber 1 mit einem Schalter 2 kombiniert. Dies erhöht die Fehlerkennung und verbessert die
Fehlerdiagnosemöglichkeiten, ohne dass neue Leitungen vom Schalter 2 zum Steuergerät 3 verlegt werden müssen.
Figur 4 zeigt ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer der Vorrichtungen der Figuren 2 oder 3, mit dem in einem Fahrzeug eine einfache Plausibilitätsprüfung der Signale Sl, S2, S3 in dem Steuergerät 3 durchgeführt werden kann.
Bei dem in Figur 4 gezeigten Verfahren wird eine Dominanz des Schalters 2 angenommen. Das bedeutet, dass das über den Schalter 2 generierte Signal S3 immer als entscheidend für die Wahl einer geeigneten Leistungssteuerung angenommen wird. Gleichzeitig wird in diesem Beispiel davon ausgegangen, dass das in dem Steuergerät 3 ankommende Signal S3 fehlerfrei ist.
Die Plausibilitätsprüfung wird beispielsweise gestartet, sobald die Brennkraftmaschine anläuft. In einem ersten Abfrageschritt PS1 wird dann überprüft, ob die Zündung eingeschaltet ist. Ist dies nicht der Fall, so endet die Plausibilitätsprüfung. Ist die Zündung jedoch eingeschaltet, so werden zunächst in dem Schritt PS2 die Signale Sl, S2, S3 in geeigneter Form bereitgestellt, beispielsweise als binär codierte Größen in Registern des Mikroprozessors 17.
In einem Abfrageschritt PS3 wird überprüft, ob das von dem Schalter 2 generierte Signal S3 eine Leerlaufanforderung kennzeichnet. Ist dies der Fall, so wird in dem Programmschritt PS4 ein Wert LS, der einen Sollwert der Leistung der Brennkraftmaschine bezeichnet, auf einen dem Leerlauf entsprechenden Wert gesetzt. An dieser Stelle wird die für diese einfache Ausführungsform gewählte Dominanz des Schalters 2 deutlich. Hier findet eine Leistungsregelung der Brennkraftmaschine statt, ohne die von dem Pedalwertgeber 1 generierten Signale zu berücksichtigen.
Zeigt das Signal S3 keinen Leerlaufwunsch an, so wird zu dem Abfrageschritt PS5 verzweigt. Dort wird überprüft, ob das Signal Sl und das Signal S2 denselben Pedalwert beschreiben. Ist dies der Fall, so wird der Pedalwertgeber als fehlerfrei erkannt. In dem Programmschritt PS6 wird dann die durch die Signale Sl, S2 übermittelte Leistungsanforderung als Sollwert übernommen.
In dem anderen Fall wird der Pedalwertgeber als fehlerhaft erkannt. Da jedoch der Schalter 2 eine Leistungsanforderung signalisiert, wird der Sollwert LS in einem Programmschritt PS7 auf einen vordefinierten Wert gesetzt, der eine Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges gewährleistet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuges, bei dem die Stellung eines Pedals durch einen Sensor (1) erfasst wird, mittels dieses Sensors (1) mindestens zwei der Stellung des Pedals entsprechende und redundante
Signale generiert werden; eine Plausibilitätsprüfung der mittels dieses
Sensors (1) generierten redundanten Signale durchgeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Stellung des Pedals durch einen Schalter erfasst und mittels des Schalters ein Signal generiert wird; ein Plausibilitatsvergleich des mittels des Schalters generierten Signals mit den mittels des
Sensors generierten Signalen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein fehlerhaftes Signal erkannt wird, geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels des Schalters (2) generierte Signal unmittelbar einem Steuer- und/oder Regelgerät (3) zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels des Schalters (2) generierte Signal mit dem ersten über den Sensor generierten Signal zu einer kombinierten Information verknüpft wird; die kombinierte Information dem Steuer- und/oder Regelgerät (3) übermittelt wird; und in dem Steuer- und/oder Regelgerät Informationen, die das erste mittels des Sensors (1) generierte Signal und das mittels des Schalters (2) generierte Signal beschreiben, extrahiert werden und mit dem anderen mittels des Sensors (1) generierten Signal derart verglichen werden, dass ein fehlerhafter Pedalwertgeber erkannt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels des Schalters (2) generierte Signal eine Information darüber liefert, ob sich das Pedal in einer LeerlaufStellung befindet oder nicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines weiteren
Schalters ein zusätzliches Signal generiert wird, und dass mittels der Gesamtheit der Signale eine Erkennung eines fehlerhaften Pedalwertgebers (1) und mindestens eines fehlerhaften Schalters durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, mit einem Sensor zum Erfassen der Stellung eines Pedals, mittels dem mindestens zwei der Stellung des Pedals entsprechende redundante Signale generiert werden; und einem Steuer- und/oder Regelgerät (3) zum Steuern und/oder Regeln eines Fahrzeuges, welches eine Plausibilitätsprüfung der redundanten Signale durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (2) zur Erkennung einer bestimmten Stellung des Pedals vorhanden ist, mittels dem ein Signal generiert wird; und - das Steuergerät- und/oder Regelgerät (3) über
Mittel verfügt, mit denen ein
Plausibilitatsvergleich der mittels des Schalters (2) und mittels des Sensors generierten redundanten Signale durchgeführt werden kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und/oder Regelgerät über Mittel verfügt, mit denen ein fehlerhaftes Signal erkannt werden kann und geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung durchgeführt werden können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (2) unmittelbar über eine Leitung (14a) mit dem Steuergerät verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- Mittel vorhanden sind, um das erste mittels des Sensors (1) generierte Signal mit dem mittels des Schalters (2) generierten Signal zu einer kombinierten Information zu verknüpfen; Mittel vorhanden sind, die kombinierte Information dem Steuer- und/oder Regelgerät (3) zuzuführen; und das Steuer- und/oder Regelgerät (3) über Mittel verfügt, um In ormationen, die das erste mittels des Sensors (1) generierte Signal und das mittels des Schalters (2) generierte Signal beschreiben, aus der kombinierten Information zu extrahieren, diese Informationen mit einem anderen mittels des Sensors generierten redundanten Signal zu vergleichen, und einen fehlerhaften Pedalwertgeber zu erkennen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (2) ein LeerlaufSchalter ist .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen weiteren Schalter zur Erkennung einer bestimmten Stellung des Pedals (15) umfasst, mittels dem ein Signal generiert wird, und dass die Vorrichtung Mittel in dem Steuer- und/oder Regelgerät (3) umfasst, um mittels der Gesamtheit der Signale eine Erkennung eines fehlerhaften Pedalwertgebers (1) und mindestens eines fehlerhaften Schalters (2) durchzuführen.
13. Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (17), ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 geeignet ist, wenn es auf einem Steuer- und/oder Regelgerät (3) abläuft.
14. Computerprogramm nach Anspruch 13, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (17] ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 2 bis 6 geeignet ist, wenn es auf einem Steuer- und/oder Regelgerät (3) abläuft.
15. Computerprogramm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement (16) , insbesondere auf einem Random-Access- Memory, Read-Only-Memory, oder Flash-Memory abgespeichert ist.
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