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WO2016074929A1 - Verfahren zum sicheren betreiben eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum sicheren betreiben eines kraftfahrzeugs Download PDF

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Publication number
WO2016074929A1
WO2016074929A1 PCT/EP2015/074985 EP2015074985W WO2016074929A1 WO 2016074929 A1 WO2016074929 A1 WO 2016074929A1 EP 2015074985 W EP2015074985 W EP 2015074985W WO 2016074929 A1 WO2016074929 A1 WO 2016074929A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor vehicle
input signal
state
monitoring block
determined
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/074985
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Mueller
Simon Hufnagel
Thomas Hartgen
Volker Pitzal
Udo Schulz
Isidro Corral Patino
Thomas Mauer
Andreas Grimm
Evgeniya Ballmann
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 WO2016074929A1 publication Critical patent/WO2016074929A1/de

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0286—Modifications to the monitored process, e.g. stopping operation or adapting control
    • G05B23/0291—Switching into safety or degraded mode, e.g. protection and supervision after failure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • G05B23/0245—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model based on a qualitative model, e.g. rule based; if-then decisions
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2637—Vehicle, car, auto, wheelchair

Definitions

  • the invention relates to a method for safe operation of a motor vehicle.
  • the invention further relates to a device, in particular a control device, which is set up to carry out this method.
  • a method for driving the drive power of a vehicle wherein a microcomputer is provided for performing control functions and monitoring functions.
  • Microcomputers are defined at least two independent levels, wherein a first level performs the control function and a second level, the monitoring function.
  • a method having the features of independent claim 1 has the advantage that new requirements resulting from new drive concepts or new standards, such as the IS026262, are presented without increased effort, and that the implementation and application of this method is simple and transparent.
  • the invention relates to a computer program configured to perform all the steps of one of the above-mentioned aspects, to an electronic storage medium on which the computer program is stored, and to a controller adapted to perform all the steps of one of the methods of one to carry out the aforementioned aspects.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a drive train
  • Figure 2 schematically shows a system structure according to a first aspect of the invention
  • FIG. 3 schematically shows a signal flow according to a second aspect of the invention
  • FIG. 4 schematically shows a signal flow according to a third aspect of the invention
  • FIG. 5 is a flow chart of a possible method according to a fourth aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows an example of a motor vehicle 10, which is equipped with an electronic control unit 20, which in turn comprises an electronic storage medium 21, and on which the inventive method can proceed.
  • the electronic control unit 20 controls, for example, the internal combustion engine.
  • the feeder 10 in this example further includes a brake 40, a clutch 50, and a starter 60.
  • This illustrated powertrain may be hybridized by a battery 80 and an electric machine 70 that is both regenerative and electrically operable.
  • the detection of a driver's request for the torque to be provided by the drive train can be done for example by an accelerator pedal 90. All of these components and possible variations of their combinations are known from the prior art and serve here only to illustrate the method according to the invention, which can be performed independently of the topology of the drive train of the motor vehicle 10.
  • a navigation system 100 with which, in particular, a position and / or a speed and / or an acceleration of the motor vehicle 10 can be determined, with which the speed and / or acceleration of the motor vehicle can be determined, an acceleration sensor 120, can be provided which can determine the (longitudinal) acceleration of the motor vehicle 10, and a longitudinal inclination sensor 130 with which an incline of the roadway on which the motor vehicle 10 travels can be determined, and a wind force sensor 140.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of a first aspect of the invention.
  • the motor vehicle 10 includes the control unit 20.
  • a monitoring block 400 is implemented on the control unit 20, a monitoring block 400 is implemented. This includes an input signal monitoring block 150, a function monitoring block 200, and optionally an output signal monitoring block 300 and optionally a hardware monitoring block 500.
  • Input signal monitoring block 150 or output signal monitoring block 300 enables the connection to sensors and actuators as well as to the entire vehicle infrastructure.
  • Typical tasks of the input signal monitoring block 150 include reading in the driver's request about a position of the accelerator pedal 90 or further vehicle information, such as the desired torque of an ACC control unit which can be connected via CAN or FlexRay.
  • Safety-critical information is transmitted in the input signal monitoring block 150 or in the output signal monitoring block
  • the hardware monitoring block 500 serves to protect against random hardware errors. It also serves to protect against interference with software and / or hardware with a different ASIL rating, ie it provides a so-called "freedom from interference.”
  • the control unit 20 is used to control the internal combustion engine 30, it comprises, for example, components such as a CPU, a memory, internal bus systems, power supplies, etc. , but also input and output circuits such as ADC, such as a bus system such as CAN or FlexRay, as well as power amplifiers, sensors and / or actuators.
  • ECC Error Correcting Code
  • the function monitoring block 200 serves to safeguard-specific functions of the internal combustion engine 30 and includes the evaluation of plausible behavior as well as the initiation of a suitable error reaction and the transfer to a safe state.
  • the function monitoring block 200 includes, for example, the determination of defined system states, the incorporation of suitable monitoring models, the error detection and response as well as the transfer of the system to the safe state or to a fallback level.
  • Figure 3 shows a signal flow according to a second aspect of the invention.
  • An input signal S is supplied to the input signal monitoring block 150. This determines a secured input signal Ss, for example, by limiting the value of the input signal S to a plausible value range.
  • the secured input signal Ss is transmitted to the function monitoring block 200. This evaluates depending on the safe input signal Ss, whether or not an error, and generates from this an output signal B, which encodes a possible error response.
  • the output signal B is transmitted to the output signal monitoring block 300, which, for example, analogously to the input signal monitoring block 150, generates therefrom a protected output signal Bs, which is used to initiate the error reaction is issued.
  • the signals listed here may comprise a plurality of signals simultaneously as vector-valued signals.
  • FIG. 4 shows a possible signal flow within the function monitoring block 200 according to a third aspect of the invention.
  • the fused input signal Ss is supplied to an operation state detection block 210.
  • the operating state detection block derives therefrom an actual operating state of the motor vehicle 10 and transmits this to a monitoring model block 220 which determines, depending on this actual operating state of the motor vehicle 10, whether there is an error in the motor vehicle 10.
  • the result of this determination is transmitted to an error reaction block 230, which determines an error response dependent on this and outputs coded as output signal B.
  • FIG. 5 shows a possible sequence of a method in the function monitoring block 200 according to a fourth aspect of the invention.
  • a vehicle standstill is decided when a comparison of the determined speed of the motor vehicle 10 with the value zero shows that the determined speed assumes the value zero.
  • a driving state it is possible to decide on a driving state if the comparison of the ascertained speed value with the value zero reveals that the determined value of the motor vehicle is different from zero.
  • both the determined ascertained speed value and the ascertained ascertained acceleration value of the vehicle both assume the value zero, it is decided that the actual motional state corresponds to the state "driving". If the assured determined speed value and the ascertained determined acceleration value both assume values greater than zero, it is decided that the actual movement state of the motor vehicle 10 corresponds to the state "acceleration in the forward direction”. If the safe determined speed value is greater than zero and the asserted detected acceleration value is equal to zero, then it is decided that the current motion state of the motor vehicle 10 corresponds to the constant speed state determined acceleration value is less than zero, it is decided that the actual state of motion of the motor vehicle 10 corresponds to the state "deceleration in the forward direction".
  • step 1010 in which the target movement state of the motor vehicle 10 is determined.
  • the target movement state of the motor vehicle 10 can be stored coded in a tuple, whether the clutch 50 is open or closed, whether it changes its opening state from open to closed, whether the engine 30 is turned on or off, whether the starter 60 is on or off, whether the accelerator pedal 90 is constantly actuated or whether its degree of actuation is increased, etc.
  • the tuple of all these state variables describes the target motion state, ie Depending on the value of the tuple, it is decided which of the possible target movement states exists.
  • step 1020 in which a first set of desired movement states is determined for each of the five possible actual movement states. This amount can be stored for example in a memory of the controller 20. For example, it may be provided that the first quantity assigned to the "vehicle standstill" state is the desired movement states (Clutch 50 is open, road gradient is zero, brake 40 is active),
  • the first quantity assigned to the "start" state comprises, for example, the following desired movement states:
  • the first quantity assigned to the "accelerate" state comprises, for example, the following desired movement states:
  • the first quantity assigned to the state "constant travel” comprises, for example, the following desired movement states:
  • the first set of the state "delay" includes, for example, the following target motion states:
  • step 1030 in which it is determined whether the target movement state determined in step 1010 is included in the first quantity assigned to the actual movement state determined in step 1000. If this is not the case, step 1040 follows, it is decided that an error in the motor vehicle 10 is present. As a reaction, it can be provided, for example, that the drive of the motor vehicle 10 is switched to a safely controllable emergency operation.
  • step 1050 if the determined target motion state is included in said first set, it is decided in step 1050 that no fault could be diagnosed in step 1030, and a second set is determined, which is analogous to the state sets defined for step 1020 the determined actual motion state determines a set of states.
  • These target movement states contained in the second set are precisely the target movement states which may not occur together with the actual movement state in the case of fault-free operation of the motor vehicle 10.
  • the second set associated with the state "constant travel” comprises, for example, the following desired movement states:
  • step 1060 it is checked whether the target movement state determined in step 1010 is included in the second amount determined in step 1050. If this is the case, step 1070 follows, in which, analogously to step 1040, it is determined that an error exists and, if necessary, is switched to a safely controllable emergency operation. Otherwise, step 1080 follows, in which it is decided that the vehicle 10 has been diagnosed as faultless, and the method according to the invention ends.
  • the mechanism of checking the respective first amount is optional, i. It may be provided that the determination of the first quantity in step 1020 and the associated check in step 1030 as to whether the target movement state determined in step 1010 is included in the first quantity assigned to the actual movement state determined in step 1000 may be dispensed with , and branched from step 1010 directly to step 1050.
  • the mechanism of checking the respective second amount is also optional, i. It may be provided that the determination of the second quantity in step 1050 and the associated check in step 1060 as to whether the target movement status determined in step 1010 is not included in the second quantity associated with the actual movement status determined in step 1000 omitted, and from step 1030 instead of step 1050 immediately branched to step 1080.
  • inventive method may be implemented in software, or implemented in hardware, or implemented in part in software and partly in hardware.

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Abstract

Verfahren zum sicheren Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), bei dem Eingangssignal (S), welches den Zustand des Kraftfahrzeugs (10), eines Umfelds des Kraftfahrzeugs und eines Fahrerwunsches charakterisieren einem Überwachungsblock (400) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsblock (400) einen Eingangssignalüberwachungsblock (150) und einen Funktionsüberwachungsblock (200) umfasst, wobei das Eingangssignal (S) zunächst dem Eingangssignalüberwachungsblock (150) zugeführt wird, der das Eingangssignal (S) auf Plausibilität überprüft, und abhängig vom Ergebnis dieser Überprüfung ein abgesichtertes Eingangssignal (Ss) an den Funktionüberwachungsblock (200) übermittelt, wobei der Funktionsüberwachungsblock (200) das Eingangssignal (S) daraufhin überprüft, ob im Kraftfahrzeug (10) ein Fehlerzustand vorliegt oder nicht.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Sicheren Betreiben eines Kraftfahrzeugs Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, das eingerichtet ist, dieses Verfahren durchzuführen.
Aus der DE 44 38 714 AI ist ein Verfahren zur Ansteuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs bekannt, wobei ein Mikrocomputer zur Durchführung von Steuerungsfunktionen und Überwachungsfunktionen vorgesehen ist. Mikrocomputer sind dabei wenigstens zwei voneinander unabhängige Ebenen festgelegt, wobei eine erste Ebene die Steuerfunktion und eine zweite Ebene die Überwachungsfunktion durchführt.
Offenbarung der Erfindung
Ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass neue Anforderungen, die sich aus neuen Antriebskonzepten oder neuen Normen, wie der IS026262 ergeben, ohne erhöhten Aufwand dargestellt werden, und dass die Umsetzung und Applikation dieses Verfahrens einfach und transparent ist.
Die Elemente des Sicherheitskonzeptes ermöglichen es, neue Sicherheitsziele zu ergänzen und funktionale Überwachungsmodelle für den jeweiligen Anwendungsfall angepasst effektiv einzubinden. Es werden bei der Portierung auf andere Kraftfahrzeuge nur geringe Anpassungen notwendig. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem vorhergenannten Aspekte auszuführen, ein elektronisches Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein Steuergerät, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der vorhergenannten Aspekte auszuführen.
Die Figuren zeigen beispielhaft eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang;
Figur 2 schematisch einen Systemaufbau gemäß eines ersten Aspekt der Erfindung;
Figur 3 schematisch einen Signalfluss gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung;
Figur 4 schematisch einen Signalfluss gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung;
Figur 5 ein Flussdiagramm eines möglichen Verfahrens gemäß eines vierten Aspekts der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt beispielhaftes ein Kraftfahrzeug 10, welches mit einem elektronischen Steuergerät 20 ausgestattet ist, das wiederum ein elektronisches Speichermedium 21 umfasst, und auf dem das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. Das elektronische Steuergerät 20 steuert beispielsweise den Verbrennungsmotor an. Das Fehrzeug 10 umfasst in diesem Beispiel ferne eine Bremse 40, eine Kupplung 50, und einen Starter 60. Dieser dargestellte Antriebsstrang kann durch eine Batterie 80 und eine elektrische Maschine 70, die sowohl generatorisch, wie auch elektrisch betreibbar ist, hybridisert sein. Die Erfassung eines Fahrerwunsches für das vom Antriebsstrang zu erbringende Drehmoment kann beispielsweise durch ein Fahrpedal 90 erfolgen. All diese Komponenten und Variationsmöglichkeiten ihrer Kombinationen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen hier lediglich zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens, das unabhängig von der Topologie des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 10 durchgeführt werden kann.
Weiterhin vorgesehen sein können ein Navigationssystem 100, mit dem sich insbesondere eine Position und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 10 bestimmen lässt, mit dem sich die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermitteln lässt, ein Beschleunigungssensor 120, mit dem sich die (Längs-)beschleunigung des Kraftfahrzeugs 10 bestimmen lässt, und ein Längsneigungssensor 130, mit dem sich eine Steigung der Fahrbahn, auf der das Kraftfahrzeug 10 fährt, bestimmen lässt, sowie ein Windkraftsensor 140.
Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines ersten Aspekts der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 10 beinhaltet das Steuergerät 20. Auf dem Steuergerät 20 ist ein Überwachungsblock 400 implementiert. Dieser umfasst einen Eingangssig- nalüberwachungsblock 150, einen Funktionsüberwachungsblock 200, sowie optional einen Ausgangssignalüberwachungsblock 300 und optional einen Hardwareüberwachungsblock 500.
Eingangssignalüberwachungsblock 150 bzw. der Ausgangssignalüberwachungs- block 300 ermöglicht die Anbindung an Sensoren und Aktoren, sowie an die Ge- samtfahrzeug-lnfrastruktur. Typische Aufgabe des Eingangssignalüberwa- chungsblocks 150 umfassen das Einlesen des Fahrerwunsches über eine Stellung des Fahrpedals 90 oder weitere Fahrzeuginformationen, wie das Wunschdrehmoment eines ACC-Steuergeräts welches über CAN oder FlexRay angebunden sein kann. Sicherheitskritischen Informationen werden über im Ein- gangssignalüberwachungsblock 150 bzw. im Ausgangssignalüberwachungsblock
300 über geeignete Sicherheitsmechanismen in Hardware und/oder Software abgesichert.
Der Hardwareüberwachungsblock 500 dient zum Schutz vor zufälligen Hard- warefehlern. Er dient auch zum Schutz vor einer Beeinflussung von Software und/oder Hardware mit einer unterschiedlichen ASIL-Einstufung, d.h. er leistet eine sogenannte„Freedom from Interference". Wird das Steuergerät 20 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 30 eingesetzt, umfasst es beispielsweise Komponenten wie eine CPU, einen Speicher, interne Bussysteme, Spannungsversorgungen etc., aber auch Eingangs- und Ausgangsbeschaltungen wie ADC, wie ein Bussystem wie CAN bzw. FlexRay, sowie Endstufen, Sensorik und/oder Aktorik.
Auswirkungen von Fehlverhalten dieser oder auch weiterer Komponenten des Steuergeräts 20 müssen korrigiert oder zumindest auf ein akzeptables Niveau, d.h. sowohl in der Auswirkung des Fehlverhaltens als auch im zeitlichen Rahmen begrenzt werden. Für die Speicherüberwachung ist der ECC (Error Correcting Code) ein typischer Sicherheitsmechanismus, der Fehler je nach Umsetzung erkennen und korrigieren kann.
Der Funktionsüberwachungsblock 200 dient der Absicherung -spezifischer Funktionen des Verbrennungsmotors 30 und beinhaltet das Bewerten auf plausibles Verhalten sowie das Einleiten einer geeigneten Fehlerreaktion und das Überführen in einen sicheren Zustand. Der Funktionsüberwachungsblock 200 beinhaltet beispielsweise das Bestimmen definierter Systemzustände, das Einbinden geeigneter Überwachungsmodelle, die Fehlererkennung und -reaktion sowie die Überführung des Systems in den sicheren Zustand oder in eine Rückfallebene.
Abbildung 3 zeigt einen Signalfluss gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung. Ein Eingangssignal S wird dem Eingangssignalüberwachungsblock 150 zugeführt. Dieser ermittelt daraus ein abgesichertes Eingangssignal Ss, beispielsweise, indem der Wert des Eingangssignals S auf einen plausiblen Wertebereich begrenzt wird. Das abgesicherte Eingangssignal Ss wird dem Funktionsüberwachungsblock 200 übermittelt. Dieser bewertet abhängig vom abgesicherten Eingangssignal Ss, ob ein Fehler vorliegt, oder nicht, und generiert hieraus ein Ausgangssignal B, welches eine etwaige Fehlerreaktion codiert. Das Ausgangssignal B wird dem Ausgangssignalüberwachungsblock 300 übermittelt, der beispielsweise analog zum Eingangssignalüberwachungsblock 150 hieraus ein abgesichertes Ausgangssignal Bs generiert, welches zur Einleitung der Fehlerreaktion ausgegeben wird.
Die hier aufgeführten Signale können selbstverständlich als vektorwertige Signale eine Mehrzahl von Signalen gleichzeitig umfassen.
Abbildung 4 zeigt einen möglichen Signalfluss innerhalb des Funktionsüberwachungsblocks 200 gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung. Das abgesicherte Eingangssignal Ss wird einem Betriebszustandserkennungsblock 210 zugeführt. Der Betriebszustandserkennungsblock leitet hieraus einen Ist- Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 10 her, und übermittelt diesen einem Überwachungsmodellblock 220, der abhängig diesem Ist-Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt, ob im Kraftfahrzeug 10 ein Fehler vorliegt. Das Ergebnis dieser Ermittlung wird einem Fehlerreaktionsblock 230 übermittelt, der hiervon abhängig eine Fehlerreaktion ermittelt und als Ausgangssignal B codiert ausgibt.
Figur 5 zeigt einen möglichen Ablauf eines Verfahrens im Funktionsüberwachungsblock 200 gemäß eines vierten Aspekts der Erfindung.
In einem ersten Schritt 1000 wird der Ist- Bewegungszustand des Fahrzeugs er- mittelt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass auf einen Fahrzeugstillstand entschieden wird, wenn ein Vergleich der ermittelten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 mit dem Wert Null ergibt, dass die ermittelte Geschwindigkeit den Wert Null annimmt. Es kann beispielsweise auf einen Fahrzustand entschieden werden, wenn der Vergleich des ermittelten Geschwindigkeitswerts mit dem Wert Null ergibt, dass der ermittelte Wert des Kraftfahrzeugs von Null verschieden ist.
Im Folgenden soll das Verfahren anhand eines komplexeren Beispiels illustriert werden. Als mögliche Ist-Bewegungszustände sind ein Zustand„Fahrzeugstillstand", ein Zustand„Anfahren", ein Zustand„Beschleunigen in Vorwärtsrichtung", ein Zustand„Konstant-Fahrt" und ein Zustand„Verzögern in Vorwärtsrichtung" vorgesehen.
Wenn der abgesicherte ermittelte Geschwindigkeitswert und der abgesicherte ermittelte Beschleunigungswert des Fahrzeugs beide den Wert Null annehmen, wird darauf entschieden, dass der Ist- Bewegungszustand dem Zustand„Fahr- zeugstillstand" entspricht. Wenn der abgesicherte ermittelte Geschwindigkeitswert und der abgesicherte ermittelte Beschleunigungswert beide Werte größer als Null annehmen, wird darauf entschieden, dass der Ist-Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs 10 den Zustand„Beschleunigen in Vorwärtsrichtung" entspricht. Wenn der abgesicherte ermittelte Geschwindigkeitswert größer als Null ist und der abgesicherte ermittelte Beschleunigungswert gleich Null ist, wird darauf entschieden, dass der Ist- Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs 10 dem Zustand„Konstant-Fahrt" entspricht. Wenn der abgesicherte ermittelte Geschwindigkeitswert größer als Null und der abgesicherte ermittelte Beschleunigungswert kleiner als Null ist, wird darauf entschieden, dass der Ist- Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs 10 dem Zustand„Verzögern in Vorwärtsrichtung" entspricht. Wenn festgestellt wird, dass sich der abgesicherte ermittelte Geschwindigkeitswert des Kraftfahrzeugs 10 von einem Wert gleich Null zu einem ersten Zeitpunkt zu einem Wert größer als Null zu einem zweiten Zeitpunkt verändert, und der abgesicherte ermittelte Ist-Beschleunigungswert größer als Null ist, wird entschieden, dass der Fahrzeugzustand dem Zustand„Anfahren" entspricht.
Es folgt Schritt 1010, in dem der Soll-Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt wird. Hier kann beispielsweise in einem Tupel codiert hinterlegt sein, ob die Kupplung 50 offen oder geschlossen ist, ob sie ihren Öffnungszustand von geöffnet zu geschlossen ändert, ob der Verbrennungsmotor 30 an- oder ausgeschaltet ist, ob der Starter 60 an- oder ausgeschaltet ist, ob das Fahrpedal 90 konstant aktuiert wird oder ob sein Aktuierungsgrad erhöht wird, usw. Das Tupel all dieser Zustandsvariablen beschreibt den Soll-Bewegungszustand, d.h. abhängig vom Wert des Tupels wird darauf entschieden, welcher der möglichen Soll-Bewegungszustände vorliegt.
Es folgt Schritt 1020, in dem zu jedem der fünf möglichen Ist- Bewegungszustände eine jeweils erste Menge an Soll-Bewegungszuständen ermittelt wird. Diese Menge kann beispielsweise in einem Speicher des Steuergeräts 20 hinterlegt sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die dem Zustand„Fahrzeugstillstand" zugeordnete erste Menge die Soll- Bewegungszustände (Kupplung 50 ist geöffnet, Fahrbahnneigung ist gleich null, Bremse 40 ist aktu- iert),
(Verbrennungsmotor 30 ausgeschaltet, Kupplung 50 ist geschlossen) umfasst.
Die dem Zustand„Anfahren" zugeordnete erste Menge umfasst beispielsweise die folgenden Soll-Bewegungszustände:
(Kupplung 50 ändert sich von geöffnet zu geschlossen, Verbrennungsmotor 30 ist angeschaltet mit konstanter Last),
(Kupplung 50 ist geschlossen, Starter 60 ändert sich von ausgeschaltet zu angeschaltet)
(Kupplung 50 ist geschlossen, Starter 60 ist ausgeschaltet, Fahrbahnneigung ist negativ, Aktuierungsgrad der Bremse 40 ändert sich von aktuiert zu nicht aktu- iert).
Die dem Zustand„Beschleunigen" zugeordnete erste Menge umfasst beispielsweise die folgenden Soll-Bewegungszustände:
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist ansteigend, Fahrbahnneigung ist gering),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist gleichbleibend, Fahrbahnneigung ist negativ),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist gleichbleibend, Kupplung 50 ändert sich von geschlossen zu geöffnet, Verbrennungsmotor 30 ist angeschaltet mit konstanter Last),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist gleichbleibend, vom Windkraftsensor 140 ermittelte Windgegenkraft ist abfallend),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist gleichbleibend, Kupplung 50 ist geschlossen, Betriebsart der elektrischen Maschine 70 ändert sich von generatorisch zu motorisch, Batterie 80 ist nicht leer).
Die dem Zustand„Konstant-Fahrt" zugeordnete erste Menge umfasst beispielsweise die folgenden Soll-Bewegungszustände:
(Fahrbahnneidung ist ansteigend, Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist in entsprechendem Maße ansteigend), (Fahrbahnneigung ist abfallend, Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist in entsprechendem Maße abfallend).
Die erste Menge des Zustands„Verzögern" umfasst beispielsweise die folgenden Soll-Bewegungszustände:
(Kupplung 50 ändert sich von geschlossen zu geöffnet, Fahrbahnneigung ist positiv),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 sinkt, Fahrbahnneigung ist null),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist konstant, mittels Windkraftsensor 140 ermittelte Gegenkraft sinkt),
(Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 ist konstant, Kupplung 50 ist geschlossen, Betriebsart der elektrischen Maschine 70 ändert sich von motorisch zu generatorisch, Batterie 80 ist nicht vollständig geladen).
Es folgt Schritt 1030, in dem ermittelt wird, ob der in Schritt 1010 ermittelte Soll- Bewegungszustand in der zu dem in Schritt 1000 ermittelten Ist- Bewegungszustand zugeordneten ersten Menge enthalten ist. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 1040, so wird entschieden, dass ein Fehler im Kraftfahrzeug 10 vorliegt. Als Reaktion kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Antrieb des Kraftfahrzeugs 10 in einen sicher beherrschbaren Notlauf umgeschaltet wird.
Andernfalls, falls der ermittelte Soll-Bewegungszustand in der genannten ersten Menge enthalten ist, wird in Schritt 1050 entschieden, dass in Schritt 1030 kein Fehler diagnostiziert werden konnte, und es wird eine zweite Menge bestimmt, die analog zu den in Schritt 1020 definierten Zustandsmengen für den ermittelten Ist- Bewegungszustand eine Menge an Zuständen bestimmt. Diese in der zweiten Menge enthaltenen Soll-Bewegungszustände sind gerade die Soll- Bewegungszustände, die bei fehlerfreiem Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 nicht gemeinsam mit dem Ist-Bewegungszustand auftreten dürfen.
Die dem Zustand„Konstant-Fahrt" zugeordnete zweite Menge umfasst beispielsweise die folgenden Soll-Bewegungszustände:
(Fahrbahnneidung ist ansteigend, Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 sinkt, Bremse 40 ist nicht aktuiert), (Fahrbahnneigung ist abfallend, Aktuierungsgrad des Fahrpedals 90 steigt, Bremse 40 ist nicht aktuiert).
In Schritt 1060 wird überprüft, ob der in Schritt 1010 ermittelte Soll- Bewegungszustand in der in Schritt 1050 ermittelten zweiten Menge enthalten ist. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1070, in dem analog zu Schritt 1040 festgestellt wird, dass ein Fehler vorliegt, und ggf. in einen sicher beherrschbaren Notlauf umgeschaltet wird. Andernfalls folgt Schritt 1080, in dem entschieden wird, dass das Fahrzeug 10 als fehlerfrei diagnostiziert wurde, und das erfindungsgemäße Verfahren endet.
Der Mechanismus des Überprüfens der jeweiligen ersten Menge ist optional, d.h. es kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung der ersten Menge in Schritt 1020 und die zugehörige Überprüfung in Schritt 1030, ob der in Schritt 1010 ermittelte Soll-Bewegungszustand in der zu dem in Schritt 1000 ermittelten Ist- Bewegungszustand zugeordneten ersten Menge enthalten ist, kann entfallen, und von Schritt 1010 unmittelbar zu Schritt 1050 verzweigt werden.
Der Mechanismus des Überprüfens der jeweiligen zweiten Menge ist auch optional, d.h. es kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung der zweiten Menge in Schritt 1050 und die zugehörige Überprüfung in Schritt 1060, ob der in Schritt 1010 ermittelte Soll-Bewegungszustand nicht in der zu dem in Schritt 1000 ermittelten Ist- Bewegungszustand zugeordneten zweiten Menge enthalten ist, kann entfallen, und von Schritt 1030 wird anstelle zu Schritt 1050 unmittelbar zu Schritt 1080 verzweigt.
Es versteht sich für den Fachmann, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Software implementiert werden kann, oder in Hardware implementiert werden kann, oder teilweise in Software und teilweise in Hardware implementiert werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum sicheren Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), bei dem Eingangssignal (S), welches den Zustand des Kraftfahrzeugs (10), eines Umfelds des Kraftfahrzeugs und eines Fahrerwunsches charakterisieren einem Überwachungsblock (400) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsblock (400) einen Ein- gangssignalüberwachungsblock (150) und einen Funktionsüberwachungsblock (200) umfasst,
wobei das Eingangssignal (S) zunächst dem Eingangssignalüberwachungs- block (150) zugeführt wird, der das Eingangssignal (S) auf Plausibilität überprüft, und abhängig vom Ergebnis dieser Überprüfung ein abgesichtertes Eingangssignal (Ss) an den Funktionüberwachungsblock (200) übermittelt, wobei der Funktionsüberwachungsblock (200) das Eingangssignal (S) daraufhin überprüft, ob im Kraftfahrzeug (10) ein Fehlerzustand vorliegt oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsblock (400) auch einen Ausgangssignalüberwachungsblock (300) umfasst,
wobei der Funktionsüberwachungsblock (200) ein Ausgangssignal (B) ausgibt, das eine Soll-Reaktion des Kraftfahrzeugs (10) auf das Ergebnis der im Funktionsüberwachungsblock (200) durchgeführten Überprüfung charakterisiert, wobei dieses Ausgangssignal (B) dem Ausgangssignalüberwachungs- block (300) zugeführt und von diesem auf Plausibilität überprüft wird, und wobei der Ausgangssignalüberwachungsblock (300) abhängig vom Ergebnis dieser Überprüfung ein abgesichertes Ausgangssignal (Bs) ausgibt, das vom Überwachungsblock (400) ausgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsüberwachungsblock (200) einen Betriebszustandserkennungsblock (210) umfasst, der dem abgesichteren Eingangssignal (Ss) einen Betriebs- zustand des Kraftfahrzeugs (10) zuordnet,
und dass der Funktionsüberwachungsblock (200) einen Überwachungsmo- dellblock (220) umfasst, der abhängig von diesem Betriebszustand ermittelt, ob im Kraftfahrzeug (10) ein Fehler vorliegt,
und dass der Funktionsüberwachungsblock (200) einen Fehlerreaktionsblock (230) umfasst, der abhängig vom Ermittlungsergebnis des Überwachungsmodellblocks (220) das Ausgangssignal (B) ausgibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsblock (400) ferner einen Hardwareüberwachungsblock (500) umfasst, der überprüft, ob Hardwarefehler in einem Steuergerät (20), in dem der Überwachungsblock (400) eingebettet ist, vorliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (S) einen ermittelter Geschwindigkeitswert des Kraftfahrzeugs (10) umfasst,
und das abgesicherte Eingangssignal (Ss) einen abgesicherten Geschwindigkeitswert des Kraftfahrzeugs (10) umfasst, welcher mit einem vorgebbaren Geschwindigkeitsgrenzwert, insbesondere dem Wert Null, verglichen wird, und abhängig von diesem Vergleich ein Ist- Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird,
wobei abhängig von einem Vergleich des Ist-Bewegungszustands mit dem Soll-Bewegungszustand darauf entschieden wird, ob ein Fehlerzustand vorliegt, oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Eingangssignal (S) auch einen ermittelter Beschleunigungswert des Kraftfahrzeugs (10) umfasst, und das abgesicherte Eingangssignal (S) auch einen abgesicherten Beschleunigungswert des Kraftfahrzeugs (10) umfasst, welcher mit einem vorgebbaren Beschleunigungsgrenzwert, insbesondere dem Wert Null, verglichen wird, und der Ist- Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs (10) auch abhängig von diesem Vergleich bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei jedem Ist- Bewegungszustand eine erste Menge an Soll-Bewegungszuständen zugeordnet ist, wobei dann darauf entschieden wird, dass kein Fehlerzustand vor- liegt, wenn der bestimmte Soll-Bewegungszustand in der dem bestimmten Ist-Bewegungszustand zugeordneten ersten Menge liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dann darauf entschieden wird, dass ein Fehlerzustand vorliegt, wenn der bestimmte Soll-Bewegungszustand nicht in der ersten Menge liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei jedem Ist- Bewegungszustand eine zweite Menge an Soll-Bewegungszuständen zugeordnet ist, wobei dann darauf entschieden wird, dass ein Fehlerzustand vorliegt, wenn der bestimmte Soll-Bewegungszustand in der dem bestimmten Ist-Bewegungszustand zugeordneten zweiten Menge liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei dann darauf entschieden wird, dass kein Fehlerzustand vorliegt, wenn der bestimmte Soll-Bewegungszustand nicht in der zweiten Menge liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
wobei das Eingangssignal (S) auch Signale von Sensoren (110, 120, 130, 140) umfasst, und das abgesicherte Eingangssignal (Ss) abgesicherte Signale dieser Sensoren (110, 120, 130, 140) umfasst und bei dem ein Soll- Bewegungszustand abhängig von diesen abgesicheretn Signalen der Sensoren (110, 120, 130, 140) des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird, und/oder
das Eingangssignal (S) auch Schaltsignale von Bedienelementen (90) des Kraftfahrzeugs (10) umfasst, und das abgesicherte Eingangssignal (Ss) auch abgesicherte Schaltsignale der Bedienelemente (90) umfasst, und der Soll- Bewegungszustand des Kraftfahrzeugs (10) abhängig von diesen abgesicherten Schaltsignalen der Bedienelemente (90) des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird.
12. Computerprogramm, das eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
13. Elektronisches Speichermedium (21), auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
14. Steuergerät (20), das eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
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