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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium.
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Derartige Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils, Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren, entsprechende Computerprogrammprodukte und computerlesbare Medien sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fehlfunktionen bei einer Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils mit wenig Aufwand zu detektieren.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Schalteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der Aufwand der Fehlerdetektion bei einer Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils gering gehalten ist. So ist eine Fehlerdetektion ermöglicht, bei der keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Darüber hinaus ist die Stromaufnahme des Elektromotors unabhängig von dem Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung, so dass keine ungewünschte Beeinflussung der Stromaufnahme des Elektromotors durch den Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung erfolgt.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren lediglich bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage Anwendung findet. Bei Ausführungsformen von beweglichen Bauteilen, die bei deren bestimmungsgemäßen Gebrauch sowohl von deren erster Lage in deren zweite Lage wie auch von deren zweiter Lage in deren erste Lage überführt werden, also zwischen deren erster Lage und deren zweiter Lage hin und her bewegt werden, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei in dessen zweiter Lage überführten beweglichen Bauteil die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte vor: Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage, wobei sich die Stromaufnahme des Elektromotors in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert und wobei sich der Schaltzustand des Schalters bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Schalters in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert; Auswertung der Stromaufnahme des Elektromotors und des Schaltzustands des Schalters in der Auswerteeinheit und Auslösung einer weiteren Fehleraktion, falls sich die Stromaufnahme des Elektromotors in der weiteren vorher festgelegten Weise geändert hat und sich der Schaltzustand des Schalters nicht in der weiteren vorher festgelegten Weise geändert hat. Auf diese Weise sind sowohl Fehlfunktionen der Schalteranordnung bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage wie auch bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage ermöglicht.
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Die Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage, oder von dessen erster Lage in dessen zweite Lage und von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage, ist in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Vorteilhafterweise sieht eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass sich die Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mindestens auf einen vorher festgelegten Schwellwert erhöht oder bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage mindestens auf einen weiteren vorher festgelegten Schwellwert erhöht. Hierdurch ist die Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors auf vorher festgelegte Weise bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage, oder von dessen erster Lage in dessen zweite Lage und von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage, messtechnisch einfach realisiert.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors auf vorher festgelegte Weise bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mindestens für eine vorher festgelegte Zeitdauer andauert oder bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage mindestens für eine weitere vorher festgelegte Zeitdauer andauert. Auf diese Weise ist beispielsweise gewährleistet, dass lediglich kurzzeitige Stromspitzen oder dergleichen die Auswertung nicht in ungewünschter Weise beeinträchtigen.
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Darüber hinaus ist es zum einen denkbar, dass die Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mindestens auf einen vorher festgelegten Schwellwert und bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage mindestens auf einen weiteren vorher festgelegten Schwellwert erhöht wird.
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Zum anderen es auch möglich, dass die Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mindestens für eine vorher festgelegte Zeitdauer andauert und bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage mindestens für eine weitere vorher festgelegte Zeitdauer andauert.
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Ferner kann der vorher festgelegte Schwellwert für die Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mit dem weiteren vorher festgelegten Schwellwert für die Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage übereinstimmen. Vergleichbares gilt für die vorher festgelegte Zeitdauer und die weitere vorher festgelegte Zeitdauer.
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Analog zu der Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 2 sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das bewegliche Bauteil mittels des Antriebs zusätzlich von der zweiten Lage in die erste Lage überführbar ist, und bei der sich bei der vorgenannten Überführung des beweglichen Bauteils der Schaltzustand des Schalters bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Schalters in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert, vor, dass sich bei der vorgenannten Überführung des beweglichen Bauteils die Stromaufnahme des Elektromotors in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert und die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Auswertung des Schaltzustands des Schalters und der Auswertung der Stromaufnahme des Elektromotors mittels der Auswerteeinheit eine weitere Fehleraktion auslösbar ist.
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Grundsätzlich ist das mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs bewegliche Bauteil nach Art, Funktion, Material, Dimensionierung und Anordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Zweckmäßigerweise ist das bewegliche Bauteil als ein Verriegelungsbolzen zur Verriegelung einer Anhängerkupplung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet.
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Auch der mindestens eine Schalter der Schalteranordnung zur Überwachung der Lage des beweglichen Bauteils ist nach Art, Funktion, Material, Dimensionierung, Anordnung und elektrischer Verschaltung mit dem Rest der Schalteranordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Schalter der Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter als ein diagnostizierbarer Schalter ausgebildet. Auf diese Weise ist die Fehlerdetektion bei der Schalteranordnung redundant ausgebildet.
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Im Nachfolgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlerdetektion bei einer Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt und das erfindungsgemäße computerlesbare Medium anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein als Verriegelungsbolzen ausgebildetes bewegliches Bauteil zur Verriegelung einer als halbautomatische Kupplung ausgebildeten Anhängerkupplung für ein Kraftfahrzeug auf. Der Benutzer, also beispielsweise der Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs, startet mittels Betätigung eines Bedienelementes, beispielsweise eines in einem Kofferraum des Kraftfahrzeugs angeordneten und entsprechend gekennzeichneten Tasters, das Ausklappen der in einer Aufnahme des Kraftfahrzeugs angeordneten, ausklappbaren Anhängerkupplung.
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Durch das Drücken des Tasters wird der Verriegelungsbolzen, der die Anhängerkupplung in einer Ruhelage der Anhängerkupplung in der Aufnahme des Kraftfahrzeugs verriegelt, mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs aus dessen Verriegelungslage in eine Entriegelungslage überführt, wobei die Anhängerkupplung in der Verriegelungslage des Verriegelungsbolzens in der Aufnahme verriegelt ist, während die Anhängerkupplung in der Entriegelungslage des Verriegelungsbolzens mittels der Schwerkraft aus der Aufnahme herausschwenken kann. Der Antrieb kann neben dem Elektromotor noch weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Getriebe, umfassen.
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Von der ausgeschwenkten Lage der Anhängerkupplung kann der Benutzer, also beispielsweise der Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs, die Anhängerkupplung manuell in eine Verwendungslage der Anhängerkupplung überführen. In der Verwendungslage der Anhängerkupplung wird der Elektromotor des Antriebs auf dem Fachmann bekannte Weise veranlasst, beispielsweise durch eine Betätigung eines Endschalters bei der Überführung der Anhängerkupplung in deren Verwendungslage, den Verriegelungsbolzen in die Gegenrichtung, nämlich von dessen Entriegelungslage in dessen Verriegelungslage zu überführen, so dass die Anhängerkupplung in deren Verwendungslage ebenfalls mittels des Verriegelungsbolzens verriegelt ist.
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In analoger Weise kann der Benutzer die Anhängerkupplung von deren Verwendungslage wieder manuell in deren Ruhelage überführen. Auch ist es möglich, dass der Benutzer die Anhängerkupplung von der ausgeschwenkten Lage nicht in deren Verwendungslage, sondern manuell zurück in deren Ruhelage überführt.
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Die Vorrichtung weist ferner eine Schalteranordnung auf, die mindestens einen Schalter zur Überwachung der Lage des Verriegelungsbolzens umfasst. Der mindestens eine Schalter ist als ein mechanischer Schalter ausgebildet, der bei der Überführung des Verriegelungsbolzens von dessen Verriegelungslage in dessen Entriegelungslage von dem Verriegelungsbolzen betätigbar ist. Ein Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung sowie eine Stromaufnahme des Elektromotors des Antriebs werden in einer Auswerteeinheit auf nachfolgend noch näher erläuterte Weise ausgewertet.
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Bei der oben genannten Überführung des Verriegelungsbolzens von dessen Verriegelungslage in dessen Entriegelungslage wird der Verriegelungsbolzen mittels des Antriebs und damit mittels des Elektromotors des Antriebs in Richtung von dessen Entriegelungslage bewegt. Dabei wird ein an dem Verriegelungsbolzen fix angeordnetes Betätigungsglied des Verriegelungsbolzens von einer ersten Lage in eine zweite Lage überführt. Aufgrund der fixen Anordnung des Betätigungsglieds an dem Verriegelungsbolzen, beispielsweise ist das Betätigungsglied als ein integraler Bestandteil des Verriegelungsbolzens ausgebildet, wird mit der Überführung des Betätigungsglieds von deren erster Lage in deren zweite Lage gleichzeitig der Verriegelungsbolzen bewegt, nämlich auch von einer ersten Lage des Verriegelungsbolzens in eine zweite Lage des Verriegelungsbolzens. Dabei ist die erste Lage des Verriegelungsbolzens ungleich der Verriegelungslage des Verriegelungsbolzens und die zweite Lage des Verriegelungsbolzens ist ungleich der Entriegelungslage des Verriegelungsbolzens. Die jeweiligen Lagen, also die erste Lage und die Verriegelungslage sowie die zweite Lage und die Entriegelungslage des Verriegelungsbolzens müssen sich somit nicht zwingend entsprechen.
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Das Betätigungsglied des Verriegelungsbolzens ist derart ausgebildet, dass es bei der Überführung von dessen erster Lage in dessen zweite Lage den mindestens einen Schalter der Schalteranordnung derart betätigt, dass sich der Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung, bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Schalters, auf eine vorher festgelegte Weise ändert.
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Beispielsweise könnte die Schalteranordnung zwei Schalter zur Überwachung der Lage des Verriegelungsbolzens aufweisen. Entsprechend würde das Betätigungsglied des Verriegelungsbolzens bei der Überführung des Verriegelungsbolzens von dessen Verriegelungslage in dessen Entriegelungslage und damit bei der Überführung des Betätigungsglieds von dessen erster Lage in dessen zweite Lage den Schaltzustand jedes der beiden Schalter der Schalteranordnung bei einer ordnungsgemäßen Funktion des jeweiligen Schalters ändern, beispielsweise den einen Schalter öffnen und den anderen Schalter schließen. Dabei ist die Schalteranordnung relativ zu dem Verriegelungsbolzen mit dem Betätigungsglied derart angeordnet, dass das Betätigungsglied dessen erste Lage kurz nach dem Starten der Bewegung des Verriegelungsbolzens von dessen Verriegelungslage in dessen Entriegelungslage mittels des Tasters erreicht und dessen zweite Lage nach einer vorher festgelegten Zeitdauer. Die vorher festgelegte Zeitdauer kann beispielsweise in einem Bereich von wenigen 100 Millisekunden liegen, gerechnet von dem Zeitpunkt an, zu dem das Betätigungsglied dessen erste Lage erreicht hat. Bezogen auf den Zeitpunkt, zu dem der Benutzer den Taster gedrückt hat, kann die vorher festgelegte Zeitdauer beispielsweise in einem Bereich von wenigen Sekunden liegen.
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Im Normalfall, also wenn der mindestens eine Schalter der Schalteranordnung ordnungsgemäß funktioniert, wechselt der mindestens eine Schalter der Schalteranordnung dessen Schaltzustand bei der Überführung des Betätigungsglieds von dessen erster Lage in dessen zweite Lage auf eine vorher festgelegte Weise. Beispielsweise, wie oben erläutert, dass der eine Schalter der Schalteranordnung geöffnet wird, während der andere Schalter der Schalteranordnung geschlossen wird. Bei der Überführung des Betätigungsglieds von dessen erster Lage in dessen zweite Lage ändert sich zusätzlich eine Stromaufnahme des Elektromotors des Antriebs auf eine vorher festgelegte Weise.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht sich die Stromaufnahme des Elektromotors bei der Überführung des Betätigungsglieds von dessen erster Lage in dessen zweite Lage mindestens auf einen vorher festgelegten Schwellwert. Sowohl der Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung wie auch die Stromaufnahme des Elektromotors wird in der Auswerteeinheit ausgewertet. Sofern sich der Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung auf die vorher festgelegte Weise geändert hat, beispielsweise der eine Schalter der Schalteranordnung geöffnet und der andere Schalter der Schalteranordnung geschlossen wurde, und sich die Stromaufnahme des Elektromotors des Antriebs auf die vorher festgelegte Weise geändert hat, nämlich sich mindestens auf den Schwellwert erhöht hat, funktioniert der mindestens eine Schalter der Schalteranordnung zur Überwachung der Lage des Verriegelungsbolzens ordnungsgemäß.
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Sollte sich der Schaltzustand des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung jedoch nicht auf die vorher festgelegte Weise geändert haben, beispielsweise sollte der eine Schalter der Schalteranordnung nicht geöffnet und der andere Schalter der Schalteranordnung nicht geschlossen worden sein, funktioniert der mindestens eine Schalter der Schalteranordnung zur Überwachung der Lage des Verriegelungsbolzens nicht ordnungsgemäß und die Auswerteeinheit löst eine Fehleraktion aus. Die Fehleraktion könnte beispielsweise ein Ausschalten des Elektromotors des Antriebs und damit ein Anhalten des Verriegelungsbolzens sein. Denkbar wäre jedoch auch, dass die Fehleraktion lediglich als eine Ausgabe einer akustischen und/oder optischen Fehlermeldung an den Benutzer, beispielsweise auf einer Anzeige in der Nähe des Tasters oder an dem Taster selbst, ausgebildet ist.
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Da die erste und die zweite Lage des Verriegelungsbolzens nahe an der Verriegelungslage des Verriegelungsbolzens liegen, ist es möglich, eine etwaige Fehlfunktion des mindestens einen Schalters der Schalteranordnung zeitnah nach dem Start der Überführung des Verriegelungsbolzens von dessen Verriegelungslage in dessen Entriegelungslage zu detektieren. Entsprechend ist auch die Auslösung einer Fehleraktion, beispielsweise einer der oben genannten Fehleraktionen, frühzeitig möglich.
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Um eine gegen Störeinflüsse, beispielsweise Stromspitzen oder dergleichen, robuste Fehlerdetektion zu schaffen, ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Änderung der Stromaufnahme des Elektromotors in einer vorher festgelegten Weise bei der Überführung des Betätigungsglieds von dessen erster Lage in dessen zweite Lage neben der Erhöhung der Stromaufnahme des Elektromotors auf mindestens den vorher festgelegten Schwellwert als weitere Bedingung das Vorliegen der auf mindestens den vorher festgelegten Schwellwert erhöhten Stromaufnahme für mindestens eine vorher festgelegte Zeitdauer umfasst. Entsprechend wird in der Auswerteeinheit nicht nur ausgewertet, ob sich die Stromaufnahme bei der vorgenannten Überführung mindestens auf den Schwellwert erhöht hat, sondern ob die Stromaufnahme während der gesamten Dauer der vorher festgelegten Zeitdauer auf oder über dem Schwellwert lag. Die vorher festgelegte Zeitdauer kann beispielsweise in einem Bereich von wenigen 100 Millisekunden liegen, gerechnet von dem Zeitpunkt an, zu dem das Betätigungsglied dessen erste Lage erreicht hat.
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Ein Computerprogrammprodukt kann vorgesehen sein, dass Befehle umfasst, die bewirken, dass die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausführt.
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Ferner kann ein computerlesbares Medium vorgesehen sein, auf dem das vorgenannte Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei in dessen zweiter Lage überführten beweglichen Bauteil zusätzlich die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Überführung des beweglichen Bauteils von dessen zweiter Lage in dessen erste Lage, wobei sich die Stromaufnahme des Elektromotors in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert und wobei sich der Schaltzustand des Schalters bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Schalters in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert; Auswertung der Stromaufnahme des Elektromotors und des Schaltzustands des Schalters in der Auswerteeinheit und Auslösung einer weiteren Fehleraktion, falls sich die Stromaufnahme des Elektromotors in der weiteren vorher festgelegten Weise geändert hat und sich der Schaltzustand des Schalters nicht in der weiteren vorher festgelegten Weise geändert hat.
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Analoges gilt für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das bewegliche Bauteil mittels des Antriebs zusätzlich von der zweiten Lage in die erste Lage überführbar ist, und bei der sich bei der vorgenannten Überführung des beweglichen Bauteils der Schaltzustand des Schalters bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Schalters in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert, nämlich, dass sich bei der vorgenannten Überführung des beweglichen Bauteils die Stromaufnahme des Elektromotors in einer weiteren vorher festgelegten Weise ändert und die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Auswertung des Schaltzustands des Schalters und der Auswertung der Stromaufnahme des Elektromotors mittels der Auswerteeinheit eine weitere Fehleraktion auslösbar ist.
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Mindestens einer der Schalter der Schalteranordnung mit mindestens einem Schalter zur Überwachung der Lage des beweglichen Bauteils kann als ein diagnostizierbarer Schalter ausgebildet sein. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Redundanz bei der erfindungsgemäßen Fehlerdetektion realisiert.
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Abweichend von dem Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Schalteranordnung lediglich einen einzigen Schalter oder mehr als zwei Schalter zur Überwachung der Lage eines mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Antriebs beweglichen Bauteils umfasst.
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Die Anhängerkupplung könnte auch als eine vollautomatische Anhängerkupplung ausgebildet sein. Das bewegliche Bauteil kann auch ein anderes Bauteil einer Anhängerkupplung oder einer anderen Einrichtung sein. Analoges gilt für die Fehleraktion und die weitere Fehleraktion, die nicht auf die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel exemplarisch genannten Aktionen begrenzt sind.