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Stand der
Technik
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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;
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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.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein
Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor,
ablauffähig
ist.
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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.
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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.
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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.
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Das Steuergerät verwendet diese redundanten
Signale dann zur Fehlererkennung, wie es beispielsweise in der
DE 100 53 584 A1 dargestellt
ist.
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Aus der
DE 100 06 958 C2 ist ein
Verfahren pur Diagnose eines doppeltpotentiometrischen Gebers bekannt,
das auf der Basis eines Vergleichs der beiden Ausgangssignale einen
fehlerhaften Geber erkennt.
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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
A1 ist beispielsweise solch ein Schalter zur Erkennung
der Leerlaufposition beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
Plausibilitätsvergleich
des mittels des Schalters generierten Signals mit den mittels des
Sensors generierten Signalen durchgeführt wird.
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Vorteile der Erfindung
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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.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung
des Verfahrens werden dann, wenn ein fehlerhaftes Signal erkannt
wird, geeignete Maßnahmen
zur Fehlerbehandlung durchgeführt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahren wird das mittels des Schalters generierte Signal unmittelbar
einem Steuer- und/oder Regelgerät
zugeführt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Plausibilitätsvergleich
der Signale der Schalter erkannt.
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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.
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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.
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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 Plausibilitätsvergleich
der mittels des Schalters und mittels des Sensors generierten redundanten
Signale durchgeführt
werden kann.
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Die Vorteile dieser Vorrichtung und
der folgenden Ausführungsformen
ergeben sich aus den oben genannten Vorteilen der dort beschriebenen Verfahren.
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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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Schalter unmittelbar über
eine Leitung mit dem Steuergerät
verbunden.
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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.
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Vorzugsweise ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Schalter ein Leerlaufschalter.
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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.
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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.
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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:
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1 eine Übersicht über einen
prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung und Regelung
einer Brennkraftmaschine;
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2 ein
Blockschaltbild eines teilredundanten Pedalwertgebers und eines
Schalters, wobei der Schalter unmittelbar mit einem Steuergerät verbunden
ist;
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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
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4 ein
Ablaufdiagramm einer Plausibilitätsprüfung der
von einem Sensor und von einem Schalter generierten Signale.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Beispiel für
einen prinzipiellen Aufbau einer Brennkraftmaschine B1 mit einem
Steuergerät 3 dargestellt.
Die Brennkraftmaschine B1 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 B10 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.
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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 B10 verbunden.
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Ein Einlasskanal B7 mündet über das
Einlassventil B5 in den Brennraum B4. In dem Einlasskanal B7 ist
eine Drosselklappe B11 angebracht, die über eine Steuerleitung L2 von
dem Steuergerät 3 ansteuerbar
ist. In dem Einlasskanal ist außerdem ein
Sensor B13 zur Positionserkennung der Drosselklappe B11 angebracht.
Die über
den Sensor B13 generierten Signale werden über die Leitung L3 dem Steuergerät 3 zugeführt.
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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 L1 mit dem
Steuergerät 3 verbunden.
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Die prinzipielle Arbeitsweise der
in 1 dargestellten Brennkraftmaschine
ist folgende: Bei geöffnetem
Einlassventil B5 gelangt in einem Arbeitstakt des Kolbens B2 eine
durch die Stellung der Drosselklappe B11 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 B10 erzeugten Funken
entflammt.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine
B1, 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 B11 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.
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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.
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Außerdem steuert das Steuergerät 3 über Leitung
L5 und die Zündspule
B14 den Zeitpunkt einer Entflammung des sich in dem Brennraum befindlichen
Kraftstoff-Luftgemisches.
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2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 20 zur Steuerung eines Fahrzeugs, bestehend
aus dem bereits in 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.
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Die in 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.
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Ein Vergleich der über die
Leitungen 12 und 13 vom Pedalwertgeber 1 dem Steuergerät 3 zugeführten Signale
S1, 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.
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Zeigt der Leerlaufschalter 2 beispielsweise an,
dass sich das Pedal 15 in der Leerlaufstellung befindet,
so wird (bei erkannter Diskrepanz zwischen den Signalen S1 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 S1 oder S? der Ausgangsstufe 7 und 8 auswählen, das
der geringeren Leistungsanforderung entspricht.
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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.
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Dies kann beispielsweise dadurch
geschehen, dass das Steuergerät 3 bei
gedrücktem
Fahrpedal eine Leistung zur Verfügung
stellt, die ein prinzipielles Bewegen des Fahrzeugs ermöglicht.
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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 1 gezeigten Ausführungsbeispiels aufweisen,
die gleichen Bezugszeichen. Sie sind, sofern nicht unbedingt erforderlich, nicht
nochmals im Detail erläutert.
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Bei der in 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.
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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.
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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.
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4 zeigt
ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben
einer der Vorrichtungen der 2 oder 3, mit dem in einem Fahrzeug
eine einfache Plausibilitätsprüfung der
Signale S1, S2, S3 in dem Steuergerät 3 durchgeführt werden
kann.
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Bei dem in 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.
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Die Plausibilitätsprüfung wird Beispielsweise gestartet, sobald
die Brennkraftmaschine anläuft.
In einem ersten Abfrageschritt PSl 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 S1, S2, S3 in geeigneter Form bereitgestellt, beispielsweise
als binär
codierte Größen in Registern
das Mikroprozessors 17.
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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.
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Zeigt das Signal S3 keinen Leerlaufwunsch an,
so wird zu dem Abfrageschritt PS5 verzweigt. Dort wird überprüft, ob das
Signal S1 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 S1, S2 übermittelte
Leistungsanforderung als Sollwert übernommen.
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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.