DE19850175C1

DE19850175C1 - Verfahren zum Überprüfen von analogen Sensoren

Info

Publication number: DE19850175C1
Application number: DE19850175A
Authority: DE
Inventors: Wojciech Cianciara; Ralph Mader; Michael Stuertz; Gerhard Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: FR2785389B1; US6421625B1; FR2785389A1

Abstract

Nach dem Start der Brennkraftmaschine wird überprüft, ob sich eine positive Änderung des Meßsignals (T) einstellt, wenn das Meßsignal (T_START) beim Start der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes (T_START_DIAG) liegt. Es erfolgt ein Fehlereintrag, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne (T1) die Änderung des Meßsignals (DELTAT) ausgedrückt als Differenz zwischen dem Meßsignal (T_START) beim Start der Brennkraftmaschine und dem aktuellen Wert des Meßsignals (T) bei Ablauf der Zeitspanne (T1) einen Erwartungswert (DELTAT_SOLL) nicht erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen von ana logen Sensoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit zunehmendem Einsatz der Elektronik in Kraftfahrzeugen wächst auch die Zahl der eingebauten Sensoren und Sensorsy steme - nicht nur für die reinen Fahrfunktionen, sondern auch für die Sicherheitsfunktionen, zur Schonung der Umwelt und für den Komfort. Über ein elektronisches Steuergerät, daß seine Informationen von diesen Sensoren erhält, werden geeig nete, zum Betrieb der Brennkraftmaschine nötigen Maßnahmen ergriffen wie zum Beispiel die Zündung und die Kraftstoffein spritzung geregelt. Um eine optimale Ausnutzung des Kraft stoffs bei geringster Belastung der Umwelt und höchsten Fahr komfort zu gewährleisten, werden unter anderem mittels analo gen Temperatursensoren die Ansauglufttemperatur und insbeson dere die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine erfaßt. Da die Ausgangssignale dieser Temperatursensoren so wohl das Motor-, als auch das Abgasmanagement beeinflussen, müssen diese Temperatursensoren hinsichtlich ihrer Funktions fähigkeit überprüft werden.

Aus der DE 33 28 450 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung von Meßfühlern bekannt, welche die für die Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine repräsentative, in einer Überprü fungseinheit statisch überwachte elektrische Meßsignale er fassen. Die Meßsignale der Brennkraftmaschinen Betriebspara meter werden zyklisch erfaßt und hinsichtlich ihrer Meßwer tänderung von einem Abfragezyklus zu einem darauffolgenden überprüft und nur dann akzeptiert, wenn die Meßwertänderung innerhalb zulässiger Grenzen liegt. Stochastische Störungen werden aus dem Meßsignal ausgeblendet, registriert und bis zu einer sinnvollen Grenze toleriert. Bei einer Erkennung eines fehlerbehafteten Meßsignals wird eine diesem Fehler entgegen wirkende Notfahrprozedur aktiviert. Bei einem solchen Verfah ren läßt sich feststellen, ob sich das Sensorausgangssignal innerhalb eines plausiblen Wertebereichs befindet.

Sensoren, insbesondere Temperatursensoren zeigen unter Um ständen ein sporadisches Verhalten in der Weise, daß das Sen sorausgangssignal auf einen konstanten Wert innerhalb des plausiblen Wertebereiches springt. Dieser Fehler kann sich auch selbst heilen. Die bekannte Gradientenprüfung kann diese Sprünge nur dann detektieren, wenn sie während des Betriebes der elektronischen Steuerungseinrichtung, die das Ausgangs signal des Sensors auswertet, auftreten. Tritt der Fehler bei ausgeschalteter Steuerungseinrichtung auf, wird er nicht er kannt. In einer darauf folgenden Betriebsphase, d. h. bei Wie derstart der Brennkraftmaschine wird der nun konstante Wert des Ausgangssignals des Sensors als in Ordnung betrachtet. Aufgrund der falschen Information wird die Brennkraftmaschine nicht optimal gesteuert oder geregelt, was insbesondere zu erhöhten Abgasemissionen führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Überprüfen von analo gen Sensoren anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet.

Nach dem Start der Brennkraftmaschine wird überprüft, ob sich eine positive Änderung des Meßsignals einstellt, wenn das Meßsignal beim Start der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Es erfolgt ein Fehlerein trag, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Ände rung des Meßsignals, ausgedrückt als Differenz zwischen dem Meßsignal beim Start der Brennkraftmaschine und dem aktuellen Wert des Meßsignals bei Ablauf der Zeitspanne einen Erwar tungswert nicht erreicht.

Da eine eventuelle Fehlerheilung in diesem Fahrzyklus nicht mehr möglich ist, wird während des darauffolgenden Fahrzy klus überprüft, ob innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne der Betrag der Änderung des Meßsignals den Erwartungswert über schreitet. Wenn dies der Fall ist, dann gilt der Fehler als geheilt. Damit lassen sich sporadisch auftretende Fehler von permanent auftretenden Fehlern zuverlässig unterscheiden, wodurch das unnötige Auswechseln von Sensoren vermieden wer den kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Als typischer Sensor in einer Brennkraftmaschine wird ein die Kühlmittel temperatur der Brennkraftmaschine erfassender Temperatursen sor überprüft. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zur Überprüfung eines plausiblen Temperaturanstiegs zur Fehlererkennung und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Überprüfung einer plausiblen Temperaturänderung zur Fehlerheilung

Bei dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ablaufdiagramm zur Prüfung eines analogen Temperatursensors wird davon ausgegan gen, daß sich nach dem Start der Brennkraftmaschine eine po sitive Temperaturänderung einstellen wird, wenn die Tempera tur beim Start der Brennkraftmaschine unterhalb eines ab stimmbaren Schwellenwertes liegt.

In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird deshalb unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine das Signal T_START des Temperatursensors erfaßt und überprüft, ob dieser Wert unter halb eines vorgegebenen Schwellenwertes T_START_DIAG liegt. Dieser Schwellenwert wird experimentiell ermittelt und ist in einem Speicher einer Steuerungseinrichtung für die Brenn kraftmaschine abgelegt. Wird beim Start der Brennkraftmaschi ne der Schwellenwert T_START_DIAG bereits erreicht, so wird keine Prüfung auf Plausibilität des Ausgangssignals des Tem peratursensors durchgeführt und das Verfahren ist zu Ende (Verfahrensschritt S7). Dieser Fall tritt insbesondere dann ein, wenn die Brennkraftmaschine nur kurz abgestellt und an schließend wieder gestartet wird. Die Temperatur der Brenn kraftmaschine ist bereits so hoch, daß nach deren Wiederstart die Temperaturänderung aufgrund des erneuten Betriebes nur sehr gering ist und somit keine sinnvolle Prüfung des Tempe ratursensors möglich ist.

Liegt die Temperatur beim Start T_START unterhalb des erwähn ten Schwellenwertes T_START_DIAG, so wird im Verfahrens schritt S2 ein Zeitzähler für eine abstimmbare Zeitspanne T1 inkrementiert und anschließend im Verfahrensschritt S3 über prüft, ob sich die Brennkraftmaschine im Betriebszustand Schubabschaltung SA befindet. Liegt dieser Betriebszustand vor, so wird ein weiterer Zeitzähler für eine abstimmbare Zeitspanne T_SA inkrementiert und anschließend abgefragt, ob die vorgegebene Zeitspanne T_SA schon abgelaufen ist (Verfahrensschritte S4 und S5). Da im Betriebszustand Schu babschaltung die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen ist und somit keine Verbrennungsvorgänge in den Zylindern stattfin den, stellt sich auch keine Temperaturerhöhung ein. Über schreitet die Summe der Zeiten, innerhalb derer sich die Brennkraftmaschine im Betriebszustand Schubabschaltung befin det, die vorgegebene Zeitspanne T_SA, so wird davon ausgegan gen, daß sich die Brennkraftmaschine nicht um einen vorgege benen Wert ΔT erhöht und das Verfahren ist zu Ende (Verfahrensschritt S7).

Ist die Zeitspanne T_SA noch nicht abgelaufen, wurde die Brennkraftmaschine also nur für kurze Zeiten im Betriebsbe reich Schubabschaltung betrieben oder war die Abfrage im Ver fahrensschritt S3 negativ, so wird im Verfahrensschritt S6 geprüft, ob die Temperaturänderung ΔT unterhalb eines vorge gebenen Erwartungswertes ΔT_SOLL liegt. Hierzu wird der aktu elle Wert T der Temperatur erfaßt und die Differenz zwischen diesem Wert T und dem Wert beim Start der Brennkraftmaschine T_START gebildet (ΔT = T - T_START) und mit dem Erwartungswert ΔT_SOLL verglichen.

Liegt die Temperaturänderung oberhalb des Erwartungswertes, so ist die Prüfung beendet (Verfahrensschritt S7), andern falls wird im Verfahrensschritt S8 abgefragt, ob die vorgege bene Zeitspanne T1 seit Start der Brennkraftmaschine abgelau fen ist. Ist das Ergebnis der Abfrage negativ, wird zum Ver fahrensschritt S1 verzweigt. Bleibt innerhalb der Zeitspanne T1 die Temperaturänderung ΔT unterhalb des Erwartungswertes ΔT_SOLL, ist die Prüfung beendet und es wird ein Fehler in einen Fehlerspeicher eingetragen. Zur Steuerung der Brenn kraftmaschine wird ein Ersatzwert für das offensichtlich nicht plausible Temperatursignal herangezogen (Verfahrensschritt S10). Der Ersatzwert kann im Fall des Aus falles des Kühlmitteltemperatursensors entweder aus dem Si gnal eines Ansauglufttemperatursensors abgeleitet werden oder es kann ein fest abgespeicherter Wert für die Temperatur sein. Eine Fehlerheilung ist während diesem Fahrzyklus nicht mehr möglich.

Wurde in einem vorausgegangenen Fahrzyklus ein Fehler in den Fehlerspeicher eingetragen, so kann die Prüfung auf plausible Änderung des Ausgangssignals des analogen Sensors zur Fehler heilung herangezogen werden, wie es in der Fig. 2 anhand des angegebenen Ablaufdiagrammes dargestellt ist.

Dieses Verfahren zur Überprüfung einer plausiblen Temperatu ränderung zur Fehlerheilung ist mit dem Verfahren zur Feh lererkennung, wie es anhand der Fig. 1 beschrieben ist, zum großen Teil identisch, weshalb die in beiden Verfahren vor kommenden, identischen Verfahrenssschritte S2-S5, S7, S8 nicht noch einmal erläutert werden.

Anstelle des Verfahrensschrittes S1 des Fehlererkennungsver fahren nach Fig. 1, bei dem abgefragt wird, ob die Starttem peratur unterhalb des Schwellenwertes liegt, wird nun abge fragt, ob ein Fehlereintrag vorliegt. Ist im vorangegangenen Fahrzyklus kein Fehler eingetragen worden, so wird zum be reits beschriebenen Verfahrensschritt S7 verzweigt.

Die Verfahrensschritte S3-S5 sind identisch mit den entspre chenden Verfahrensschritten in Fig. 1. Im Unterschied zu Verfahrensschritt S6 in Fig. 1 wird nun im Verfahrensschritt S6' nicht die Temperaturänderung ΔT mit dem Erwartungswert ΔT_SOLL verglichen wird, sondern der Betrag der Temperaturän derung |ΔT|. Liegt der Betrag der Temperaturänderung |ΔT| oberhalb des Erwartungswertes ΔT_SOLL, so gilt der Fehler als geheilt und das Verfahren ist zu Ende (Verfahrensschritt S7).

Bleibt innerhalb der Zeitspanne T1 der Betrag der Temperatu ränderung |ΔT| unterhalb des Erwartungswertes ΔT_SOLL, so wird im Verfahrensschritt S13 festgestellt, daß der Fehler unverändert vorhanden ist und es wird eine Notlaufprozedur eingeleitet (Verfahrensschritt S14).

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen von analogen Sensoren, welche für die Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine repräsenta tive Meßsignale (T) zyklisch erfassen, diese Meßsignale (T) einer Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine zur weite ren Verarbeitung zugeführt werden und die Sensoren auf der Grundlage von in einer vorgegebenen Zeitspanne auftretenden Meßwertänderungen hinsichtlich der Plausibilität der Meßsi gnale (T) bewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

1. in einem ersten Fahrzyklus nach dem Start der Brennkraftma schine überprüft wird, ob sich eine positive Änderung des Meßsignals (T) einstellt, wenn das Meßsignal (T_START) beim Start der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes (T_START_DIAG) liegt und
2. ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt, wenn in nerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne (T1) die Änderung des Meßsignals (ΔT) ausgedrückt als Differenz zwischen dem Meßsi gnal (T_START) beim Start der Brennkraftmaschine und dem ak tuellen Wert des Meßsignals (T) bei Ablauf der Zeitspanne (T1) einen Erwartungswert (ΔT_SOLL) nicht erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung ohne einen Fehlereintrag beendet wird, wenn die Änderung des Meßsignals (ΔT) den Erwartungswert (ΔT_SOLL) überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Eintrag eines Fehlers zur Steuerung der Brennkraftma schine ein aus weiteren Betriebsbedingungen der Brennkraft maschine abgeleiteter Ersatzwert für das Meßsignal (T) her angezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Start der Brennkraftmaschine überprüft wird, ob der Betriebsbereich Schubabschaltung (SA) vorliegt, die Zeiten erfaßt werden, innerhalb derer die Brennkraftmaschine in diesem Betriebsbereich betrieben wird und die Überprüfung abgebrochen wird, wenn die Summe der Zeiten einen vorgegebe nen Schwellenwert (T_SA) überschreitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei erfolgtem Fehlereintrag während des vorausgehenden Fahrzy klus der Brennkraftmaschine in dem aktuellen Fahrzyklus und außerhalb des Betriebsbereiches der Schubabschaltung (SA) überprüft wird, ob innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne (T) der Betrag der Änderung des Meßsignals |ΔT| den Erwartungs wert (ΔT_SOLL) überschreitet und bei positivem Ergebnis der Abfrage der Fehler als geheilt gilt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlereintrag endgültig bestätigt wird, wenn der Betrag der Änderung des Meßsignals |ΔT| den Erwartungswert (ΔT_SOLL) nicht erreicht und dann eine Notlaufprozedur für die Brenn kraftmaschine eingeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßsignal (T) das Ausgangssignal ei nes die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine er fassenden Sensors herangezogen wird.