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Dokumentenidentifikation DE102006001549A1 02.08.2007
Titel Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität wenigstens eines in ein elektronisches Steuergerät einer Regeleinrichtung eingesteuerten Signalwerts
Anmelder Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH, 80809 München, DE
Erfinder Werner, Frank, 71254 Ditzingen, DE;
Katona, Peter, 71701 Schwieberdingen, DE
DE-Anmeldedatum 12.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006001549
Offenlegungstag 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse G05B 23/02(2006.01)A, F, I, 20060112, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G05B 9/02(2006.01)A, L, I, 20060112, B, H, DE   B60T 8/17(2006.01)A, L, I, 20060112, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität wenigstens eines in ein elektronisches Steuergerät einer Regeleinrichtung eingesteuerten Signalwerts, beinhaltend folgende Schritte:
a) Durchführen einer Plausibilitätsprüfung (P1) durch das Steuergerät mittels Überprüfung, ob der Signalwert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt,
b) falls gemäß einer positiven Plausibilitätsprüfung (P1) der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest eine dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,
c) falls gemäß einer negativen Plausibilitätsprüfung (P1) der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird das elektronische Steuergerät zumindest teilweise in einen Ausgangszustand zurückgesetzt (reset) und erneut eine Plausibilitätsprüfung (P2) durchgeführt,
d) falls gemäß einer positiven erneuten Plausibilitätsprüfung (P2) der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,
e) falls gemäß einer negativen erneuten Plausibilitätsprüfung (P2) der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird ein Plausibilitätsfehlersignal erzeugt und/oder wenigstens die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung eingeschränkt oder überhaupt nicht ausgeführt.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität wenigstens eines in ein elektronisches Steuergerät einer Regeleinrichtung eingesteuerten Signalwerts gemäß Anspruch 1.

In elektronischen Regeleinrichtungen werden oftmals Plausibilitätsprüfungen durchgeführt, bei denen überprüft wird, ob ein in ein Steuergerät eingesteuerter Signalwert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Die DE 101 55 252 B4 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität eines von einem Drucksensor gelieferten Kraftstoffdruckwerts zur Regelung der Druckhöhe in einem Druckspeicher einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine. Als Konsequenz einer negativen Plausibilitätsprüfung, d.h. falls der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird in der Regel ein Plausibilitätsfehlersignal erzeugt und/oder wenigstens die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung eingeschränkt oder überhaupt nicht ausgeführt.

Bei bestimmten Anwendungen ist es schwierig, das zulässige Intervall für den Signalwert so anzugeben, dass es nur bei Auftreten von relevanten Fehlern zu einer Einschränkung der Funktionalität der Regeleinrichtung und/oder zur Erzeugung des Plausibilitätsfehlersignals kommt. Darüber hinaus sind Fälle denkbar, in denen der Signalwert stark streut und vereinzelte Abweichungen von der zugelassenen Toleranz auftreten, ohne dass tatsächlich ein Fehler in der Regeleinrichtung vorhanden ist. Nicht zuletzt kann auch die Entscheidungsinstanz, nämlich das Steuergerät eine vorübergehende Fehlfunktion aufweisen, so dass die Plausibilitätsprüfung fehlerbehaftet ist.

In der Praxis kann folglich nicht ausgeschlossen werden, dass es trotz einer im wesentlichen fehlerfrei arbeitenden Regeleinrichtung zu einer Funktionsbeschränkung oder Totalabschaltung kommt. Dies resultiert in einer verminderten Verfügbarkeit der Regeleinrichtung. Insbesondere für den Fall, dass es sich bei der Regeleinrichtung um ein elektronisch geregeltes Bremssystem eines Nutzfahrzeugs handelt, führt eine Einschränkung oder eine Totalabschaltung des Bremssystems zu einem kostenintensiven Stillstand des Nutzfahrzeugs einschließlich der dann fälligen Überprüfung des Bremssystems in einer Werkstatt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass es zuverlässiger funktioniert und nur für den Fall, dass tatsächlich ein Fehler vorliegt zu einer Einschränkung der Funktionalität oder zur Erzeugung des Plausibilitätsfehlersignals kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das Verfahren gemäß der Erfindung beinhaltet folgende Schritte:

  • a) Durchführen einer Plausibilitätsprüfung durch das Steuergerät mittels Überprüfung, ob der Signalwert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt,
  • b) falls gemäß einer positiven Plausibilitätsprüfung der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest eine dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,
  • c) falls gemäß einer negativen Plausibilitätsprüfung der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird das elektronische Steuergerät zumindest teilweise in einen Ausgangszustand zurückgesetzt und erneut eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt,
  • d) falls gemäß einer positiven erneuten Plausibilitätsprüfung der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,
  • e) falls gemäß einer negativen erneuten Plausibilitätsprüfung der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird ein Plausibilitätsfehlersignal erzeugt und/oder wenigstens die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung eingeschränkt oder überhaupt nicht ausgeführt.

Von an sich intakten elektronischen Systemen ist bekannt, dass bei Auftreten von Fehlfunktionen die Fehlerursache oftmals bereits durch Zurücksetzen in den Ausgangszustand, auch „reset" genannt, beseitigt werden kann. Diese spezielle Eigenschaft elektronischer Komponenten nutzt die Erfindung. Im Unterschied zu üblichen Plausibilitätsprüfungen, bei welchen es bei einem negativen Ergebnis sofort zu den entsprechenden Konsequenzen kommt, welche in einem Erzeugen eines Plausibilitätsfehlersignals und/oder in einer Beschränkung oder Abschalten der Funktionalität der Regeleinrichtung resultieren, werden gemäß der Erfindung solche Eingriffe erst dann durchgeführt, wenn es nach einem wenigstens teilweisen Zurücksetzen des Steuergeräts und nach einer erneuten Plausibilitätsprüfung wiederum zu einem negativen Ergebnis kommt.

Durch diese Vorgehensweise wird der Einfluss zufällig auftretender Fehler auf die Funktionalität der Regeleinrichtung weitestgehend eliminiert. Insbesondere das Zurücksetzen der Entscheidungsinstanz in Form des Steuergeräts ermöglicht eine erneute Plausibilitätsprüfung unter Voraussetzungen, in denen die Fehlerwahrscheinlichkeit geringer ist als bei ständig aufrechterhaltenem Betrieb.

Der Begriff „Intervall" soll im weitesten Sinne verstanden werden. Darunter sollen sowohl weite als auch enge Wertebereiche für Signalwerte fallen. Als enger Wertebereich kann daher auch ein definierter Wert mit sehr geringen Toleranzen gesehen werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.

Besonders bevorzugt wird nach einer negativen ersten Plausibilitätsprüfung eine dem jeweils aufgetretenen Fehler zugeordnete Information über die negative Plausibilitätsprüfung gespeichert, ohne dass ein Plausibilitätsfehlersignal erzeugt wird und/oder eine Einschränkung der Funktionalität der Regeleinrichtung erfolgt. Diese Information kann im Rahmen einer regelmäßigen Wartung oder Überprüfung der Regeleinrichtung ausgelesen werden. Sie erlaubt einen Rückschluss auf die Art des vermeintlichen Fehlers und je nach Auftreten seiner Häufigkeit eine Beurteilung der Güte der Plausibilitätsprüfung, insbesondere vor dem Hintergrund eines positiven Ergebnisses bei einem erneuten Durchlauf. Demselben Zweck dient auch die Option, die Anzahl der Fälle, in welchen das Steuergerät zumindest teilweise in den Ausgangszustand zurückgesetzt worden ist, zu speichern.

Das Zurücksetzen des Steuergeräts in den Ausgangszustand kann beispielsweise durch Ausschalten und Wiedereinschalten der Spannungsversorgung des Steuergeräts erfolgen. Durch das Ausschalten der Spannungsversorgung werden laufende Routinen und Funktionen des Steuergeräts gestoppt, nach dem Wiedereinschalten beginnen diese Routinen von Anfang an zu laufen, wobei Startwerte für Parameter und Zähler neu gesetzt werden. Alternativ könnte die Spannungsversorgung des Steuergeräts beim reset aufrechterhalten werden und ein Neustart bzw. ein erneutes Hochlaufen des Steuergeräts softwaregesteuert erfolgen, d.h. die Beendigung laufender Routinen, deren Neustart und die damit verbundene Festlegung der Startwerte für Parameter und Zähler werden durch eine Softwarefunktion gesteuert. Denkbar ist auch, dass nicht alle Funktionen des Steuergeräts einem reset oder Neustart unterworfen werden, sondern nur diejenigen oder diejenige, welche von dem Fehler im Rahmen der Plausibilitätsprüfung betroffen ist. Auch einzelne Komponenten, z.B. ein EPM können separat hardware- oder softwaregesteuert einem reset unterworfen werden.

Besonders bevorzugt wird die Regeleinrichtung durch ein elektronisch geregeltes Bremssystem eines Nutzfahrzeugs und der zu überwachende Signalwert durch einen Bremsdruckwert oder einen Steuerdruckwert des Bremssystems gebildet. Wie eingangs bereits erwähnt, verursacht eine auf einem vermeintlichen Fehler der Bremsanlage beruhende vorübergehende Stilllegung eines Nutzfahrzeugs hohe Kosten, so dass die Anwendung der Erfindung gerade auf diesem Gebiet große Vorteile mit sich bringt.

Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Zeichnungen

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Ablaufplan einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität wenigstens eines in ein elektronisches Steuergerät einer Regeleinrichtung eingesteuerten Signalwerts soll gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei einem elektronisch geregelten Bremssystem (EBS) für Nutzfahrzeuge eingesetzt werden. Es ist aber generell für alle elektronischen Systeme, wie beispielsweise auch für eine elektronische Luftfederungseinrichtung, ein ABS oder ein EAC des Nutzfahrzeugs verwendbar. Bei einem solchen Bremssystem wird der Bremsdruck achs- oder radweise elektronisch geregelt.

Die zentrale Schaltstelle eines EBS besteht aus einem oder mehreren Steuergeräten. Das Steuergerät erhält einerseits elektrische Bremsanforderungssignale von einem Bremswertgeber zur Bildung eines Bremsdruck-Sollwerts und andererseits Werte für den momentanen Bremsdruck-Istwert, die von einem oder mehreren Drucksensoren erzeugt werden. Die Regelroutinen des Steuergeräts sorgen dafür, dass die Regelabweichung durch Anpassen des Bremsdruck-Istwerts an den Bremsdruck-Sollwert ausgesteuert wird. Andererseits steuert der Bremswertgeber neben den elektrischen Bremsanforderungssignalen auch pneumatische Bremsanforderungssignale aus, welche einem als Sicherheitsebene unterlegten pneumatischen Bremskreis des EBS zugeordnet sind.

Die Umsetzung der elektrischen und pneumatischen Bremsanforderungssignalen erfolgt in sog. Druckregelmoduln, welche jeweils ein Relaisventil beinhalten, dessen Steuereingang mit einem Einlassmagnetventil, einem Auslassmagnetventil und einem Back-up-Magnetventil in Verbindung steht. Die pneumatischen Bremsanforderungssignale werden durch das Back-up-Magnetventil zurückgehalten, solange der übergeordnete elektronische Bremskreis intakt ist. Eine Fehlererkennung löst in der elektronischen Bremsanlage eine selektive Abschaltung der betroffenen Funktionen oder Komponenten aus. Insbesondere wird in diesem Fall der übergeordnete elektronische Bremskreis deaktiviert und der pneumatische, als Sicherheitsebene unterlegte Bremskreis aktiviert. Ein solches EBS ist hinlänglich bekannt, deshalb soll hier nicht weiter darauf eingegangen werden.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass eine Plausibilitätsprüfung für den Signalwert des Bremsdruck-Istwerts stattfindet, d.h. der gemessene Bremsdruck-Istwert wird dahingehend überprüft, ob er innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Liegt der gemessene Bremsdruck-Istwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls, wird auf einen Fehler im EBS geschlossen. In diesem Fall wird also die Plausibilitätsprüfung mit negativem Ergebnis abgeschlossen. Bei innerhalb des Intervalls liegendem Bremsdruck-Istwert verläuft die Plausibilitätsprüfung hingegen positiv.

Das Verfahren ist in dem Ablaufplan der Figur schematisch dargestellt und wird durch Einschalten der Zündung des Nutzfahrzeugs gemäß Schritt 1 gestartet. Wenn es noch im Stand oder nach Aufnahme der Fahrt zu einer ersten Betätigung der Betriebsbremse kommt, wird wie oben beschrieben ein Bremsdruck-Istwert erzeugt, welcher einer ersten Plausibilitätsprüfung P1 unterzogen wird.

Dabei wird überprüft, ob der Bremsdruck-Istwert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Bei positiver Plausibilitätsprüfung P1, welche hier symbolisch durch ein „J" für „Ja" dargestellt ist, d.h., falls der Signalwert des Bremsdruck-Istwerts innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird eine dem Bremsdruck-Istwerts zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt, nämlich im Rahmen der Bremsdruckregelung der Bremsdruck-Istwert auf den Bremsdruck-Sollwert wie vorgesehen eingeregelt und in die Bremszylinder eingesteuert.

Falls die Plausibilitätsprüfung P1 dagegen negativ ausfällt, hier symbolisiert durch „N" für „Nein", wird das elektronische Steuergerät zumindest teilweise in einen Ausgangszustand (reset) zurückgesetzt. Das Zurücksetzen des Steuergeräts in den Ausgangszustand kann durch Ausschalten und Wiedereinschalten der Spannungsversorgung oder bei aufrechterhaltener Spannungsversorgung softwaregesteuert erfolgen.

Anschließend wird erneut eine Plausibilitätsprüfung P2 durchgeführt, bei welcher vorzugsweise wiederum überprüft wird, ob der Signalwert des Bremsdruck-Istwerts innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt. Bei positiver Plausibilitätsprüfung P2 im Zweig „J" für „Ja" wird die dem Signalwert des Bremsdruck-Istwerts zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt, d.h. elektronisch geregelt gebremst.

Darüber hinaus wird vorzugsweise eine dem im Rahmen der vorangehenden Plausibilitätsprüfung P1 aufgetretenen Fehler zugeordnete Information, z.B. „Bremsdruck-Istwert bei Plausibilitätsprüfung P1 nicht plausibel" in einem Speicher 2 gespeichert, ohne dass ein Plausibilitätsfehlersignalerzeugt wird und/oder eine Einschränkung der Funktionalität der Regeleinrichtung erfolgt. Diese Information kann im Rahmen einer regelmäßigen Wartung oder Überprüfung des Bremssystems aus dem Speicher 2 ausgelesen werden. Sie erlaubt einen Rückschluss auf die Art des vermeintlichen Fehlers und je nach Auftreten seiner Häufigkeit eine Beurteilung der Güte der Plausibilitätsprüfung P1. Zu demselben Zweck kann auch die Anzahl der Fälle, in welchen das Steuergerät zumindest teilweise in den Ausgangszustand zurückgesetzt worden ist (reset), in dem Speicher 2 gespeichert werden.

Falls jedoch auch die erneute Plausibilitätsprüfung P2 negativ ausfällt und deshalb der Zweig „N" für „Nein" weiterverfolgt wird, wird gemäß einem Funktionsblock 3 ein optisches und/oder akustisches Plausibilitätsfehlersignalerzeugt und/oder wenigstens die dem Signalwert des Bremsdruck-Istwerts zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung eingeschränkt oder überhaupt nicht ausgeführt. Beispielsweise kann dann die elektronische Regelung des Bremsdrucks außer Betrieb gesetzt und der unterlegte pneumatische Bremskreis aktiviert werden, indem das entsprechende Back-up-Magnetventil im Druckregelmodul das bisher gesperrte pneumatische Bremsanforderungssignal an den Steuereingang des Relaisventils weiterschaltet.


Anspruch[de]
Verfahren zur Überprüfung der Plausibilität wenigstens eines in ein elektronisches Steuergerät einer Regeleinrichtung eingesteuerten Signalwerts, beinhaltend folgende Schritte

a) Durchführen einer Plausibilitätsprüfung (P1) durch das Steuergerät mittels Überprüfung, ob der Signalwert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt,

b) falls gemäß einer positiven Plausibilitätsprüfung (P1) der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest eine dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,

c) falls gemäß einer negativen Plausibilitätsprüfung (P1) der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird das elektronische Steuergerät zumindest teilweise in einen Ausgangszustand zurückgesetzt (reset) und erneut eine Plausibilitätsprüfung (P2) durchgeführt,

d) falls gemäß einer positiven erneuten Plausibilitätsprüfung (P2) der Signalwert innerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird zumindest die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung uneingeschränkt durchgeführt,

e) falls gemäß einer negativen erneuten Plausibilitätsprüfung (P2) der Signalwert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, wird ein Plausibilitätsfehlersignal erzeugt und/oder wenigstens die dem Signalwert zugeordnete Funktion der Regeleinrichtung eingeschränkt oder überhaupt nicht ausgeführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem jeweils aufgetretenen Fehler zugeordnete Information über die negative Plausibilitätsprüfung (P1) gespeichert wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Fälle, in welchen das Steuergerät zumindest teilweise in den Ausgangszustand zurückgesetzt worden ist, gespeichert wird. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zurücksetzen des Steuergeräts in den Ausgangszustand durch Ausschalten und Wiedereinschalten der Spannungsversorgung oder bei aufrechterhaltener Spannungsversorgung softwaregesteuert erfolgt. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung durch ein elektronisch geregeltes Bremssystem eines Nutzfahrzeugs und der Signalwert durch einen Bremsdruckwert oder einen Steuerdruckwert des Bremssystems gebildet wird.






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