DE19958384A1 - Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors - Google Patents
Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften SensorsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors, beispielsweise des Kühlmitteltemperatursensors bei einer Brennkraftmaschine, der eine Meßgröße ermittelt und ein von der Meßgröße abhängiges Ausgangssignal abgibt, das in einer Auswerteeinrichtung, z. B. dem Steuergerät, auf Plausibilität überwacht wird. Ein Fehler wird erkannt, wenn sich innerhalb einer vorgebbaren Zeit nach Aufschalten einer die Meßgröße beeinflussenden Störgröße keine Änderung des Ausgangssignals des Sensors einstellt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines
fehlerhaften Sensors nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1.
Bei modernen Brennkraftmaschinen mit Steuergeräten für Zündung
oder/und Einspritzung wird die Kühlwassertemperatur der
Brennkraftmaschine mittels eines Temperatursensors gemessen und
im Steuergerät zur Diagnose verwendet. Dabei wird die gemessene
Temperatur mit einer rechnerisch ermittelten Modelltemperatur
als Sollwert verglichen.
Nach diesem Stand der Technik wird dabei nur dann die gemessene
Temperatur als falsch erkannt, wenn die gemessene Temperatur
die Modelltemperatur unterschreitet. Bei der Diagnose ist es
nicht möglich, einen defekten Temperatursensor zu erkennen, der
eine konstante falsche hohe Temperatur von bspw. 80°C liefert.
Aus der DE 39 90 872 C2 ist eine Failsafe-Vorrichtung für einen
Temperatursensor einer Brennkraftmaschine bekannt, mit einer
Diagnoseeinrichtung zur Fehlererkennung bei der Erfassung der
Kühlmitteltemperatur des Motors.
Dort ist eine Temperatursensorausfall-Beurteilungseinrichtung
vorgesehen, die unzulässige Temperaturwerte erkennen soll.
Diese Temperatursensorausfall-Beurteilungseinrichtung beurteilt
den Temperatursensor als ausgefallen, wenn sich die Signale des
Temperatursensors für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht ändern.
Nachteil des Stands der Technik besteht darin, daß zum einen
bei Vorgabe einer rechnerisch ermittelten Modelltemperatur als
Sollwert bestimmte Fehler nicht erkannt werden können, wenn
bspw. die gemessene Temperatur die Modelltemperatur
überschreitet und auf konstant hohem Niveau stehenbleibt und
zum anderen, daß bei erwarteter Zunahme der
Kühlmitteltemperatur während des Betriebs des Motors innerhalb
einer vorbestimmten Zeitdauer keine Änderung in der Ausgabe des
Temperatursensors erfaßt wird.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung ermöglicht in
vorteilhafter Weise aber auch starken Dynamikverlust des
Temperatursignals zu erkennen. D. h. das Temperatursignal muß
nicht zwingend konstant festhängen, um als defekt eingestuft zu
werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften
Temperatursensorsignals einer Brennkraftmaschine anzugeben
durch das das Temperatursensorsignal als korrekt arbeitend
erkannt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil,
daß ein als defekt erkannter Temperatursensor nicht irrtümlich
als defekt erkannt wird und daß aufgrund der
Störgrößenaufschaltung eine besonders hohe Zuverlässigkeit
erzielt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel ist in der
einzigen Figur dargestellt.
Die Figur zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur
Detektion und Beeinflussung des Temperatursignales einer
Brennkraftmaschine dargestellt, das im Steuergerät der
Brennkraftmaschine abläuft. Das Steuergerät umfaßt die
erforderlichen Rechen-Speicher und Zeitmeßmittel.
Das in der Figur dargestellte Schema geht von einem ersten
Programmschritt 1 aus, durch den der Beginn des Verfahrens
festgelegt ist. Im Programmschritt 2 wird die Temperatur des
Kühlmittels der Brennkraftmaschine gemessen. Im Programmschritt
3 ist eine Verzweigung vorgesehen, derart, daß wenn sich die
Temperatur innerhalb eines Zeitfensters ausreichend schnell
ändert, zum Programm 7 gesprungen wird und der Temperatursensor
als in Ordnung erkannt wird. Falls sich im Programmschritt 3
die Temperatur nicht ändert, bzw. nur sehr langsam ändert, wird
im Programmschritt 4 eine Störgröße aufgeschaltet. Als
Störgrößenaufschaltung kann z. B. das Ein- oder Ausschalten des
Motorlüfters oder/und des Thermostatventils oder/und der
Kühlmittelpumpe fungieren. Im Programmschritt 5 wird in einer
Verzweigung abgefragt, ob sich die Temperatur ändert. Falls
sich die Temperatur ausreichend ändert, wird entsprechend einem
applizierten Schwellwert der Temperatursensor als in Ordnung
erkannt im Programmschritt 7. Falls sich die Temperatur nicht
ändert bzw. nur unwesentlich ändert, wird der Temperatursensor
im Programmschritt 6 als defekt erkannt und es erfolgt eine
Fehlanzeige oder das Steuergerät leitet einen Notlauf ein.
Programmschritt 8 ist das Ende des Verfahrens.
Die Temperaturvermessung erfolgt mittels eines Sensors, der dem
Kühlwasser ausgesetzt wird oder in unmittelbarer Nähe des
Kühlers angeordnet ist und dessen Ausgangssignal dem
Steuergerät zugeführt wird.
Die Erfindung ist nicht nur auf das Ausführungsbeispiel
eingeschränkt, sondern kann generell zur Fehlerkennung
eingesetzt werden, wobei Voraussetzung ist, daß unter
vorgegebenen Umständen eine Störgröße zugeschaltet wird, die
innerhalb eines auszuwertenden Zeitintervalls zu einer Änderung
der Meßgröße führt. Bei Nichtauftreten der Änderung nach
Zuschalten der Störgröße wird auf eine Fehlfunktion erkannt und
angezeigt. Die Anwendung erfolgt in einer Auswerteeinrichtung.
Die Aufschaltung der Störgröße erfolgt überlicherweise zu
Zeiten, zu denen sich die Meßgröße nicht ändert. Beim
Ausführungsbeispiel also, bei Bedingungen, bei denen die
Motortemperatur etwa konstant ist, z. B. bei Leerlauf oder bei
Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null. Wird unter diesen
Bedingungen erkannt, daß die Temperatur konstant bleibt und
sich das Ausgangssignal des Sensors nicht ändert, wird die
Störgrößenaufschaltung durchgeführt.
Während der Störgrößenaufschaltung wird ständig die erfaßte
Meßgröße (Temperatur) auf Änderung überprüft. Zusätzlich wird
vom Steuergerät laufend überprüft, ob sich die
Fahrzeugbetriebsbedingungen bspw. Last, Drehzahl,
Umgebungstemperatur usw. während der Diagnose ändern. Dieser
Einfluß auf die zu erwartende Änderung der Meßgröße
(Temperatur) wird berücksichtigt. Dabei kann bei erkannter
Änderung der Fahrzeugbetriebsbedingungen eine Berücksichtigung
so erfolgen, daß eine rechnerische ermittelte Modelltemperatur
mit berücksichtigt wird. Dabei ist wesentlich, daß das Modell
neben den Änderungen der Fahrzeugbetriebsbedingungen auch die
Störgrößenaufschaltung berücksichtigt.
Die erfindungsgemäße Fehlererkennung kann gleich nach dem
Einschalten ablaufen und danach nach vorgebbaren
Zeitintervallen wiederholt werden. Insbesondere bei Verdacht
auf Fehler sollte die Fehlererkennung so oft wiederholt werden
bis eindeutig feststeht ob ein Fehler aufgetreten ist.
Wird nach Aufschalten einer Störgröße keine Änderung der
Meßgröße erkannt, wird bei einer Ausgestaltung der Erfindung
eine zweite Störgröße aufgeschaltet und die zeitliche Reaktion
überprüft. Ändert sich die Meßgröße erst nach der zweiten
Störgrößenaufschaltung, wird der Sensor als in Ordnung befunden
und die erste Störgröße bzw. das entsprechende Aggregat als
defekt angesehen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die
Diagnose in der Nachlaufphase einer Brennkraftmaschine erfolgt
und der dann gegebenenfalls erkannte Fehler in einen Speicher
des Steuergeräts eingetragen wird, so daß er beim Neustart
gleich angezeigt werden kann.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors, der eine
Meßgröße ermittelt und ein von der Meßgröße abhängiges
Ausgangssignal abgibt, das in einer Auswerteeinrichtung auf
Plausibilität überwacht wird und ein Fehler erkannt wird,
wenn das Ausgangssignal nicht in vorgebbarer Weise ansteht,
dadurch gekennzeichnet, daß zu vorgebbaren Zeiten wenigstens
eine Störgröße, die die Meßgröße beeinflußt, zugeschaltet
wird und aus der Reaktion des Ausgangssignals des Sensors auf
eine Fehlfunktion geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßgröße eine Temperatur ist, daß als Störgröße eine Größe
gewählt wird, die nach ihrem Aufschalten eine
Temperaturänderung bewirkt und eine Fehlfunktion erkannt
wird, wenn sich das Ausgangssignal des Temperatursensors
nicht innerhalb einer vorgebbaren Zeit nach Aufschalten der
Störgröße ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteeinrichtung das Steuergerät der Brennkraftmaschine
ist, daß der Temperatursensor zur Ermittlung der
Kühlertemperatur der Brennkraftmaschine eingesetzt wird und
die Aufschaltung der Störgröße durch Ein/Ausschalten eines
dem Kühlersystem zugeordneten Aggregats erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Störgrößen beim Aufschalten das Ein/und Ausschalten des
elektrischen Lüfterrades oder/und der Kühlmittelpumpe
oder/und des Thermostatventils gezielt generiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels des Steuergeräts geprüft wird, ob die
Motortemperatur eines Zeitintervalls konstant ist, und falls
sich die Motortemperatur des definierten Zeitintervalls
ändert, wird der Temperatursensor als in Ordnung erkannt,
andernfalls wird der Temperatursensor als defekt erkannt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß bei konstanter Temperatur im definierten Zeitintervall
ein oder mehrere Störsignale durch Aufschalten einer/mehrerer
Störgrößen in dem Temperaturregelkreis generiert wird/werden,
wobei die erfaßte Motortemperatur ständig auf Änderungen
überprüft wird, sowohl Änderungen hinsichtlich des
Temperaturverlaufs als auch Änderungen hinsichtlich der
Fahrzeugbetriebsbedingungen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß falls
während des Störeinflusses keine Temperaturänderung eintritt,
der Temperatursensor als defekt erkannt wird und ansonsten
als in Ordnung gilt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufschalten von Störgrößen und das Überprüfen des
Temperatursensorsignals mehrmals wiederholt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Aufschalten einer Störgröße eine
weitere, zweite Störgröße aufgeschaltet wird, wenn sich die
Temperatur nach der ersten Störgrößenaufschaltung nicht
ändert, und falls sich die Temperatur nach der zweiten
Störgrößenaufschaltung ändert, dann wird der Temperatursensor
als in Ordnung und die erste Störgröße bzw. das entsprechende
Aggregat als defekt angesehen.
10. Vorrichtung zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors,
dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Durchführung
wenigstens eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
9 umfaßt.
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