車輛控制方法和裝置的製作方法
2023-04-27 00:10:26 1
專利名稱：車輛控制方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛控制方法，其中，通過一個傳感器探測一踏板的位置，藉助該傳感器產生至少兩個對應於該踏板位置的冗餘信號，進行藉助該傳感器產生的冗餘信號的似真性檢查。
本發明還涉及一種車輛控制裝置，它具有一個測量一踏板的位置的傳感器，藉助該傳感器產生至少兩個對應於該踏板位置的冗餘信號；一個用於控制和/或調整車輛的控制裝置和/或調整裝置，它可以執行該冗餘信號的似真性檢查。
背景技術：
上述類型的方法在市場上是已知的。在那裡，通過加速踏板來傳遞駕駛員願望。此時，通過兩個獨立的電位計即所謂的踏板值傳感器來識別加速踏板的位置。每個電位計隨後將一個表示加速踏板位置的信號傳輸給控制裝置。接著，在控制裝置裡結合冗餘信號進行似真性檢查，以便發現有誤的踏板值傳感器並且能採取適當措施。
在與安全相關的環境裡，通常採用冗餘系統，以便一方面提高一個系統失效時的安全性並且另一方面能夠通過似真性檢查來發現缺陷。於是，可以根據所發現的缺陷的類型和程度採取對應措施。
在上述類型的系統裡，例如產生至少兩個信號以便識別駕駛員願望並且將它們傳遞給控制裝置。此時，駕駛員願望通過一個踏板如油門踏板、一個剎車踏板或離合器踏板和/或一個用於測量轉向角度的和/或用於測量變速比預選值的機構來傳遞。
於是，控制裝置採用冗餘信號來識別缺陷，例如如DE10063584A1所述。
DE10006958C2公開了一種診斷雙電位測量傳感器的方法，它基於這兩個初始信號的比較來識別有缺陷的傳感器。
尤其為了控制車輛功率而也採用了這樣的系統，即該系統包括一個電位計量的踏板值傳感器和一個識別怠速位置的開關。在DE4339693A1中例如描述了這樣的用於識別怠速位置的開關。
越來越多地在所謂的非接觸式傳感器裡使用了非接觸式位置傳感器，位置傳感器的信號通過一個電子線路來處理。該電子線路通常是編程的微處理器，它也被稱為特定用途集成電路並且已經被集成到該傳感器裡。為了能夠把由該傳感器產生的信號傳輸給控制單元，通常藉助一個也被集成到傳感器裡的輸出級來放大。
在這裡，分為全冗餘系統和部分冗餘系統。全冗餘系統在每個傳感器裡具有兩個用於信號處理的微處理器，每個微處理分別有一個輸出級。在部分冗餘系統裡，只使用了一個用於信號處理的微處理器，在這裡，經過處理的信號隨後通過平行工作的輸出級被傳給控制裝置。
雖然部分冗餘系統的成本比全冗餘系統低廉，但在微處理器失效時就沒有了安全性。而全冗餘系統儘管在一個微處理器失效時提供了更高的安全性，但它比較昂貴並且在這裡也可能出現兩個分系統同時失效的現象。因此，全冗餘系統的全部失效不是完全不符合事實的，因為這兩個分系統有著相同的結構並且局部緊挨著，因此，例如強電磁力或機械力總是作用於這兩個分系統。
發明內容
本發明的任務是提出一種用於傳感器且尤其是踏板值傳感器的冗餘方案，它一方面比全冗餘系統成本更低地實現，另一方面，與部分冗餘系統相比，它具有更高的缺陷診斷可能性。
為了完成該任務，本發明在上述類型的方法裡建議，通過一個開關測量該踏板的某個位置並且藉助該開關產生一個信號；對藉助該開關產生的信號與藉助該傳感器產生的信號進行似真性比較。
在這裡，該開關是一個與踏板值班傳感器無關的機械電子裝置。因此，踏板值傳感器和開關同時失效的可能性降低並且整個系統的冗餘性提高。同時，這樣的開關很廉價，因此，可以成本低廉地實現更高的冗餘性。
在該方法的一個有利改進方案裡，如果識別出一個有缺陷的信號，則執行適當的措施來處理缺陷。
如果例如由於兩個信號的比較而從部分冗餘的踏板值傳感器裡發現一個缺陷，則開關信號還可以被用於決定適當的所謂「量身定做」措施。但開關參數的存在也能夠識別出一個踏板值傳感器的總失效。
如果踏板值傳感器例如是加速踏板值傳感器，它結合節氣門踏板的位置來識別並傳輸駕駛員所需功率，則開關是一個怠速開關，因此，利用該開關能識別出節氣門踏板是否主要由駕駛員操縱。因此，可以確定是否存在駕駛員所希望的功率或者是否車輛應怠速運轉。如果在加速踏板值傳感器的這個例子中提供了不統一的信號並且怠速開關顯示出駕駛員沒有提出功率要求，則控制裝置例如出於安全考慮而採取措施使車輛怠速運轉。
但如果在加速踏板傳感器的信號不同時通過開關識別出駕駛員的功率要求，則控制裝置可以例如使車輛以低功率運行，該低功率為駕駛員保證了原則上的但有限的機動性，例如以便能夠離開交叉區域或者能夠一直移到下個維修點。
就是說，所提出的冗餘方案與全冗餘方案相比的優點是，它不僅成本低廉地實現，而且在發現缺陷時能夠按照缺陷類型採取適當措施。
在方法的一個優選實施例裡，藉助開關產生的信號直接被送入一個控制裝置和/或調整裝置。因此，直接或間接由開關產生的信號的傳輸與直接或間接地由踏板值傳感器產生的信號無關。這又如此降低了整個系統失效的可能性，即附加傳輸機構的缺陷源被排除了。另外，由開關產生的信號的信號傳輸與可能出現在踏板值傳感器的信號傳輸中出現的缺陷無關。
在本發明的方法中，有利的是，-藉助開關產生的信號與藉助傳感器產生的第一信號邏輯聯接成一個組合信息；-該組合信息被傳給控制裝置和/或調整裝置；-在控制裝置和/或調整裝置裡選出表示藉助傳感器產生的第一信號和藉助開關產生的信號並且與另一個藉助傳感器產生的信號進行比較，從而識別出一個有缺陷的踏板值傳感器。
該實施例例如對在踏板值傳感器和控制裝置以及在開關和控制裝置之間的模擬傳輸來說具有以下優點，即需要更少線路。這例如允許簡單地改裝已有的部分冗餘系統，從而不需要在車輛中布設新線。
在一個實施例裡，在模擬傳輸中，例如可使用一個開關，其中，所產生信號的第一電平在未接通狀態下等於零位電平。開關的第二電平在接通狀態下高於最高電平，踏板值傳感器的第一輸出級的信號可以處於該最高電平。因此，兩個信號可以通過電平相加藉助線路被輸入控制裝置裡。
在控制裝置裡，接著比較是否在該線路上的電平高於對應的輸出級信號所具有的最高電平。如果是，則從這開始開關處於接通狀態。
通過線路加在控制裝置上的信號隨後減小該開關的電平並被認為是踏板值傳感器的輸出級信號。
另一實施例基於這樣的系統，其中，一些部件通過總線系統相互通訊，就是說，信號進行數位化傳輸。在這裡，踏板值傳感器的第一信號與由開關確定的參數的組合具有數據量與這樣的方法相比減少的優點，即在該方法裡，開關所測定的參數直接通過總線系統來傳輸。
在這裡，兩個信號的組合大多很容易實現。如果為了傳輸信號例如採用了CAN，則踏板值傳感器的輸出級信號通過一連串比特在所謂的信息站裡進行數位化傳輸。為了傳輸一個開關位置，通常唯一的比特就足夠了。就是說，例如一個比特保存在每個由踏板值傳感器輸出級發出的信息站裡以便傳輸開關位置就夠了。
在本發明方法中，藉助開關產生的信號最好提供關於踏板是否在怠速位置的信息。
如果例如根據部分冗餘的踏板值傳感器的輸出級信號的比較發現了缺陷，則該信號可以被用於決定採取何種措施。
如果踏板是節氣門踏板並且開關是在節氣門踏板偏移時離開靜止位置地觸發一開關過程的怠速開關，則在識別出缺陷的情況下，在節氣門踏板未踏下時，該控制裝置的功率控制例如可以促使車輛以怠速功率運行。但如果在其它都一樣的情況下怠速開關顯示出節氣門踏板被踏下，則控制裝置的功率控制例如促使發動機轉速被調節到高到恰好能夠保證基本的機動性。
在本發明的方法裡，有利地藉助至少另一個開關來產生一個附加信號並且藉助所有信號來識別有缺陷的踏板值傳感器和至少一個有缺陷的開關。
例如，除了上述怠速開關外，還設有一些開關，通過這些開關識別駕駛員希望有中等功率和全功率的願望。藉助由這些開關獲得的信息，在控制裝置裡在缺陷情況下控制不同的措施。另外，在該方法實施例裡，在控制裝置裡也通過開關信號的似真性比較來識別有缺陷的開關。
例如進行踏板值傳感器的輸出級信號的比較，從而踏板值傳感器裡存在缺陷並通過三個識別加速踏板不同位置的開關來傳輸，首先不需要怠速，第二要求中等功率，第三要求全功率，因而控制裝置例如可以很有可能假定實際上希望全功率並判斷出於安全考慮而至少例如提供一半功率。
但如果在這種情況下第一開關指示需要怠速，則控制裝置例如判斷，除了所識別的踏板值傳感器缺陷外，至少一個開關還提供了一個受幹擾的參數，根據踏板值傳感器的所識別的缺陷並出於安全考慮使車輛例如怠速運行或至少以很低的功率運行。
作為本發明任務的另一解決方案，基於上述類型裝置地提出了設有一個用於識別某個踏板位置的開關，藉助該開關產生一個信號；控制裝置和/或調整裝置具有這樣的機構，即藉助該機構來執行對藉助該開關和藉助該傳感器產生的冗餘信號的似真性比較。
從以上描述的方法的上述優點中得到了該裝置和以下實施例的優點。
在該裝置的一個有利改進方案裡，控制裝置和/或調整裝置具有這樣的機構，即藉助該機構能識別一個有缺陷的信號並且能夠執行適當措施來處理缺陷。
在一個優選實施例裡，開關直接通過線路與控制裝置連結。
如此有利地構成本發明的裝置，即設有一些機構，以便使由傳感器產生的第一信號與通過開關產生的信號邏輯聯接成一個組合信息；設有一些機構，它們將該組合信息輸入控制裝置和/或調整裝置；該控制裝置和/或調整裝置具有一些機構，以便將表示由傳感器產生的第一信號和由開關產生的信號的的信息從組合信息中抽出來並且使該信息與另一個藉助傳感器產生的冗餘信號做比較並識別出有一個缺陷的踏板值傳感器。
在本發明的裝置裡，開關最好是一個怠速開關。
該裝置的一個優選實施例包括至少另一個用於識別某個踏板位置的開關，藉助這個開關產生一個信號，在該控制裝置和/或調整裝置裡還有一些機構，以便藉助所有信號識別出一個有缺陷的踏板值傳感器和至少一個有缺陷的開關。
本發明以電腦程式的形式來實現是特別有意義的。此時，電腦程式能夠在計算機上且尤其是微處理器上運行並適用於執行本發明的方法。就是說，在這種情況下，本發明通過電腦程式來實現，從而該電腦程式與該方法一樣就是本發明，電腦程式適用於其實施。該電腦程式最好存儲在存儲件上。作為存儲件，尤其可以使用隨機存取存儲器、只讀存儲器或快閃記憶體器。
從以下對附圖所示的本發明實施例的描述中得到了本發明的其它特徵、應用可能性以及優點。在這裡，所有描述的或示出的特徵本身或在任何組合形式裡都構成本發明的主題，這與其在權利要求書或其回引關係以及其在說明書中的描述或在附圖中示出形式無關，其中圖1是用於控制調整內燃機的裝置的原理結構的示意圖；圖2是部分冗餘的踏板值傳感器和一個開關的線路框圖，其中該開關直接與控制裝置連接；圖3是一個部分冗餘的踏板值傳感器和一個開關的另一線路框圖，其中，通過開關產生的信號與該傳感器的冗餘信號組合；圖4是由一傳感器和一開關產生的信號的似真性檢查的流程圖。
具體實施例方式
在圖1裡是出了用於帶有控制裝置3的內燃機B1的原理結構的例子。內燃機B1包括一個氣缸B3，一個活塞B2可運動地移動於氣缸內腔裡。在與活塞B2相對的氣缸B3側，有一個進氣閥B5、一個排氣閥B6以及一個用於噴油的噴油器B9和一個點燃燃油空氣混合物的點火塞B10。在氣缸B3內形成一個燃燒室B4，它通過氣缸內壁(無標記)、活塞B2和進氣閥B5和排氣閥B6來界定。
噴油器B9通過一控制線14與控制裝置連接。另外，在油箱B15上安裝著燃油泵B16，燃油泵通過燃油管路B17與噴油器B9連接。點火線圈B14通過一個控制線路L5與控制裝置3連接並且通過一個高壓管路B7與點火塞B10連接。
進氣道B7通過進氣閥B5通入燃燒室B4。在進氣到B7裡，安裝有一個節氣門B11，它通過控制線路L2與控制裝置3連接。在進氣道裡還設有一個用於測量節氣門B11的位置的傳感器B13。通過傳感器B13產生的信號通過線路L3被送入控制裝置3。
進氣到B8通過進氣閥B6通入燃燒室B4。進氣道B8與一個帶有排氣淨化裝置B12的排氣管路連接。另外，示出了一個用於測量踏板位置的踏板值傳感器1。踏板值傳感器1通過線路L1與控制裝置連接。
圖1所示內燃機的工作原理如下在進氣閥B5打開的情況下，按照活塞B2的工作節奏，一個由節氣門B11的位置影響空氣體積的空氣量經進氣道B7進入燃燒室B4。在那裡，通過噴油器B9噴入由控制裝置3確定的燃油量。伺候，燃油空氣混合物在燃燒室B4裡通過在點火塞B10上產生的火花燃燒。
當尤其是車輛裡的內燃機B1 B運轉時，從踏板制傳感器1起給控制裝置3輸入一個信號，該信號表示節氣門踏板位置並進而表示駕駛員的功率要求。控制裝置3接著通過線路L2和一個未示出的伺服驅動機構促使節氣門B11處於某個位置。通過該位置傳感器B13，控制裝置3確定節氣門位置是否對應於預定值。
在所示裝置裡，通過踏板值傳感器確定的節氣門踏板位置還通過控制裝置被用於控制油量和噴油器B9將燃油噴入燃燒室B4的噴油時刻。另外，控制裝置3通過線路L5和點火線圈B14控制點燃在燃燒室裡的燃油空氣混合物的時刻。
圖2表示車輛裝置裝置20的第一實施例，它包括已如圖1所示的部分冗餘的非接觸式踏板值傳感器1和一個開關2，該踏板值傳感器通過信號線12、13與控制裝置3連接，該開關通過一信號線14a也與控制裝置3連接。部分冗餘的非接觸式踏板值傳感器1包括一個與踏板15連接的位置傳感器4、一個部分冗餘地構成的電子線路5。該電子線路5包括一個以編程微處理器(ASIC)的形式實現的信號處理裝置6和兩個輸出級7、8。控制裝置3包括一個存儲器16和一個微處理器17，它們通過一總線系統18連結。
圖2所示的裝置這樣工作由位置傳感器4測量的信號S0通過線路9被輸入信號處理裝置6。信號S0隨後通過線路10、11被平行地傳輸給輸出級7、8並從那裡通過線路12、13被輸入控制裝置3。線路2是一個所謂的怠速開關，它識別踏板是否在怠速位置上並且通過線路14a將成信號S3形式的信息傳輸給控制裝置3。
通過線路12、13由踏板值傳感器1傳給控制裝置3的信號S1、S2的比較允許控制裝置3發現有缺陷的踏板值傳感器1。如果踏板值傳感器被發現是有缺陷的，則控制裝置3利用由開關2通過線路14a傳輸的信息S3來診斷缺陷情況。
如果怠速開關2例如表示踏板15處於怠速位置，則在已經識別出信號S1、S2之間的偏差的情況下，控制裝置採取措施使車輛怠速運行。而如果怠速開關2表示出駕駛員踩下踏板15，則控制裝置3例如選擇輸出級7、8的對應於較低功率要求的信號S1或S2。
因此，怠速開關2提供一個附加的用於在有缺陷的踏板值傳感器1時選擇控制裝置3的方法的判斷準則。另外，在控制裝置3相應編程的情況下，怠速開關3能夠讓駕駛員在踏板值傳感器1全部失效時也能控制(但非常有限)車輛。
這例如可以這樣做到，即控制裝置3在踩下加速踏板時提供一個功率，該功率允許車輛原則上移動。
圖3示出車輛控制裝置的另一實施例。在這裡，具有與圖1所示實施例的區域、元件和框相同的功能的區域、元件和框具有相同標記。只要不是絕對必要，不再對其做詳細描述。
在圖3所示的裝置裡，通過開關2產生的信號S3沒有直接輸入控制裝置3，而是與輸出級8的信號S2a組合。此時，通過開關2產生的信號S3的電平被加到由踏板值傳感器1產生的信號S2a的電平上。這通過信號傳輸段14b表示。如此出現的信號S2b隨後通過線路13被輸入控制裝置3。
在這個實施例裡，控制裝置3包括機構，以便根據通過線路13被送入控制裝置3的組合信號S2b抽取出表示原來由踏板值傳感器1產生的信號S2a和由開關產生的S3的信息。
就是說，在這個實施例裡，一個已有的部分冗餘的非接觸式踏板值傳感器1與一個開關2組合。這加強了缺陷識別並且改善了缺陷診斷可能性，而又不必布設從開關2到控制裝置3的新線路。
圖4表示圖2或圖3所示裝置的運行方法的一個非常簡化的流程圖，可以藉此在車輛的控制裝置3裡進行信號S1、S2和S3的簡單的似真性檢查。
在圖4所示的方法裡，開關2佔主導地位。這意味著，對選擇適當的功率控制來說，通過開關2產生的信號S3總是其決定性作用。同時，在這個例子裡假定在控制裝置3輸入的信號S3是無缺陷的。
一旦內燃機起動了，則例如開始似真性檢查。在第一詢問步驟PS1裡檢查點火是否啟動。如果未啟動，則似真性檢查結束。但如果點火啟動了，則首先在步驟PS2裡提供一個形式適當的信號S1、S2、S3，例如作為記錄在微處理器17中的二進位編碼參數。
在詢問步驟PS3裡檢查，由開關2產生的信號S3是否標誌怠速要求。如果是，則在程序步驟PS4中將一個表示內燃機功率額定值的值LS設定到一個對應於怠速的值。在這裡，為這個簡單的實施例選擇的開關2主導性清楚可見。在此，進行內燃機的功率調整，而不用考慮由踏板值傳感器1產生的信號。
如果信號S3表示出怠速願望，則轉到詢問步驟PS5。在那裡檢查信號S1和信號S2是否表示同一踏板值。如果是，則踏板值傳感器被認為無缺陷。在程序步驟PS6裡，由信號S1和信號S2傳遞的功率要求作為額定值被接收。
如果不是，則踏板值傳感器被認為有缺陷。但由於開關以信號形式提出功率要求，所以，在程序步驟PS7裡，額定值LS被設定到一個預定值，該預定值確保車輛的機動性。
權利要求
1.一種車輛控制方法，其中，-通過一個傳感器(1)探測一踏板的位置，-藉助該傳感器(1)產生至少兩個對應於該踏板位置的冗餘信號，-進行藉助該傳感器(1)產生的冗餘信號的似真性檢查，其特徵在於，-通過一個開關測定該踏板的某個位置並且藉助該開關產生一個信號，-進行藉助該開關產生的信號與藉助該傳感器產生的信號的似真性比較。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果識別出一個有缺陷的信號，則執行適當的缺陷處理措施。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，藉助該開關(2)產生的該信號被直接輸入一個控制裝置和/或調整裝置(3)中。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，-藉助該開關(2)產生的該信號與藉助該傳感器產生的第一信號邏輯聯接一個組合信息；-該組合信息被傳輸給該控制裝置和/或調整裝置(3)；-在該控制裝置和/或調整裝置裡，抽選出表示藉助傳感器(1)產生的第一信號和藉助該開關(2)產生的信號的信息並且與其它藉助傳感器(1)產生的信號進行比較，從而識別一個有缺陷的踏板值傳感器。
5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特徵在於，藉助該開關(2)產生的信號提供了一個關於踏板是否在怠速位置上的信息。
6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特徵在於，藉助至少另一個開關產生一個附加信號，藉助所有信號來進行有缺陷的踏板值傳感器(1)和至少一個有缺陷的開關的識別。
7.一種車輛控制裝置，它具有-一個測量一踏板的位置的傳感器，藉助該傳感器產生至少兩個對應於該踏板位置的冗餘信號；-一個用於控制和/或調整車輛的控制裝置和/或調整裝置(3)，它能執行該冗餘信號的似真性檢查，其特徵在於，-設有一個用於識別踏板的某個位置的開關(2)，藉助該開關產生一個信號；-該控制裝置和/或調整裝置(3)具有一些機構，利用這些機構能執行通過開關(2)和通過該傳感器產生的冗餘信號的似真性比較。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，該控制裝置和/或調整裝置(3)具有一些機構，通過這些機構能夠識別有缺陷的信號並且能執行適當的缺陷處理措施。
9.如權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，該開關(2)直接通過一線路(14a)與該控制裝置連結。
10.如權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，-設有一些機構，以便使藉助傳感器(1)產生的信號與藉助開關(2)產生的信號邏輯聯接成一個組合信息；-設有一些機構，它們將組合信息輸入該控制裝置和/或調整裝置(3)；-該控制裝置和/或調整裝置(3)有一些機構，以便從組合信息裡抽取出表示藉助傳感器(1)產生的信號和藉助開關(2)產生的信號的信息，該信息與另一個藉助傳感器產生的冗餘信號進行比較並且識別出有缺陷的踏板值傳感器。
11.如權利要求7-10之一所述的裝置，其特徵在於，該開關(2)是一個怠速開關。
12.如權利要求7-11之一所述的裝置，其特徵在於，該裝置包括至少另一個用於識別踏板(15)的某個位置的開關，通過該開關產生一個信號，該裝置在該控制裝置和/或調整裝置(3)中有一些機構，以便通過所有信號來進行有缺陷的踏板值傳感器(1)和至少一個有缺陷的開關(2)的識別。
13.一種電腦程式，它能夠在計算機且尤其是微處理器(17)上運行，其特徵在於，當它在該控制裝置和/或調整裝置(3)上運行時，該電腦程式適用於執行如權利要求1所述的方法。
14.如權利要求13所述的電腦程式，它能在計算機且尤其是微處理器(17)上運行，其特徵在於，當它在該控制裝置和/或調整裝置(3)上運行時，該電腦程式適用於執行如權利要求2-6之一所述的方法。
15.如權利要求11所述的電腦程式，其特徵在於，該電腦程式存儲在存儲件(16)上，尤其是存儲在隨機存取存儲器、只讀存儲器或快閃記憶體器上。
全文摘要
為了控制車輛，採用部分冗餘的非接觸式踏板傳感器(1)。它藉助非接觸式傳感器(4)和一個電子線路(5)產生至少兩個冗餘信號(S1、S2)。這些信號被輸入控制裝置和/或調整裝置(3)並在那裡進行似真性檢查，以便識別出有缺陷的踏板值傳感器(1)。為了改善在踏板值傳感器(1)失效時的安全性以及為了改善診斷可能性而提出，通過一開關(2)測量踏板的某個位置並且藉助該開關(2)產生一信號(S3)。隨後，進行過該開關產生的信號(S3)與通過踏板值傳感器產生的信號(S1、S2)的似真性比較。
文檔編號F02D11/10GK1630771SQ03803527
公開日2005年6月22日 申請日期2003年7月11日 優先權日2002年10月19日
發明者K·－H·維斯, H·福赫斯, J·梅維斯, T·林克, T·克洛茨比歇爾, G·芬克 申請人:羅伯特-博希股份公司