JPH07159203A - センサの機能監視方法及び装置 - Google Patents

センサの機能監視方法及び装置

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JPH07159203A
JPH07159203A JP6255202A JP25520294A JPH07159203A JP H07159203 A JPH07159203 A JP H07159203A JP 6255202 A JP6255202 A JP 6255202A JP 25520294 A JP25520294 A JP 25520294A JP H07159203 A JPH07159203 A JP H07159203A
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Franz Eidler
アイドラー フランツ
Werner Zimmermann
ツィンマーマン ヴェルナー
Thomas Rueping
リューピング トーマス
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサの機能監視方法において発生するドリ
フト効果を検出し、場合に応じて補償する。 【構成】 基準値として、所定作動状態と同様の作動状
態が存在した前の時点で求めて記憶した測定値を使用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、センサの機能監視方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】センサ例えば自動車の中の測定値を検出
するセンサの機能監視方法及び装置は、ドイツ特許出願
公開第３４２８８７９号公報（米国特許第４７３０２６
４号明細書）から公知である。この明細書には、検出さ
れた新測定値が、記憶されている旧極値と連続的に比較
される方法が開示されている。新測定値が極値より大き
い場合、測定値は新極値として記憶される。
【０００３】内燃機関を閉ループ制御する際にしばし
ば、制御器に接続されている誘導的又はポテンショメー
タ的に動作するセンサが、測定値の検出に用いられる。
このような測定値は、例えばオットーエンジンの絞り弁
の位置、ディーゼル噴射ポンプの燃料調節棒の位置又は
アクセルペダルの位置である。
【０００４】この場合、例えば機械的摩耗又は制御器へ
の接続線の接触抵抗によるドリフト効果により装置の作
動時間が長くなるにつれて測定値にずれが発生する。こ
れらの効果の作用を低減するためにこのようなセンサは
しばしば大きいコストをかけて複雑に構成しなければな
らないか、又はセンサは規則的に保守又は調節しなけれ
ばならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、セン
サの機能監視方法において発生するドリフト効果を検出
し、場合に応じて補償することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１及
び請求項７の特徴部分に記載の特徴により解決される。
【０００７】前述の方法及び装置によりセンサ又はこれ
に配置されている素子の中のドリフトは、制御器の寿命
期間にわたり検出され、場合に応じて補償される。
【０００８】
【実施例】次に本発明の装置及び本発明の方法を、自己
点火内燃機関を例に説明する。図示の実施例ではディー
ゼル内燃機関の燃料調節棒が調整器として用いられる。
これと同様の方法は、外部点火内燃機関において絞り弁
を有する制御装置に用いることができる。さらに、アク
セルペダル位置を検出するポテンショメータで使用する
こともできる。原理的には、前述の方法は、所定測定値
が存在する少なくとも１つのある特定の状態が発生する
すべてのセンサにおいて使用可能である。
【０００９】図１には、本発明の装置の重要な素子のブ
ロック回路図が示されている。内燃機関は１００により
示されている。内燃機関１００は制御装置１１０に接続
されている。制御装置は、測定値を発生する種々のセン
サ１２０の信号を処理する。
【００１０】内燃機関１００には、種々の測定値を発生
する種々のセンサ１３０が取付けられている。これらの
センサ１２０及び１３０の出力信号は、制御装置１１
０、その中のとりわけ目標値プリセット装置１４０に供
給される。目標値プリセット装置１４０は、制御装置１
５０に供給される信号を発生し、制御装置１５０は、内
燃機関の領域内に配置されている調整器１６０に信号を
供給する。調整器１６０には実際値発信器１７０が対応
して配置され、実際値発信器１７０は、実際値計算機１
８０に実際値信号を供給する。実際値計算機１８０の出
力信号は制御装置１５０に供給される。
【００１１】ディーゼル内燃機関の場合、センサ１３０
は、例えば回転数Ｎ、機関温度、吸入空気の圧力及び／
又は温度又は内燃機関のその他の作動特性量を検出する
センサである。
【００１２】調整器は、有利には燃料調節棒を位置調整
する電磁調整器である。この調整器は、制御装置から電
流を供給される。電流値に依存して燃料調節棒はある特
定の位置をとる。燃料調節棒にはセンサ１７０が接続さ
れている。このセンサ１７０は、燃料調節棒の位置に依
存する信号値ＲＷを供給する。センサ１７０は、有利に
はポテンショメータとして又は誘導形発生器として実現
されている。
【００１３】この装置は次のように動作する。センサ１
２０は、アクセルペダル位置、温度及び空気圧又はその
他の量に関する値を検出する。さらに、センサ１３０に
より検出された内燃機関１００の例えば回転数、噴射時
間、機関温度等の作動特性量が評価される。これらの測
定値から出発して目標値プリセット装置１４０は、調整
器１６０に供給される目標値を定める。
【００１４】通常は、調整素子１６０の位置を所定位置
値に制御する閉ループ制御回路が設けられている。この
ために、調整素子１６０の位置に相当する測定値ＲＷを
出力する実際値発生器１７０が設けられている。実際値
プリセット装置１８０は、この値から出発して実際値を
定める。制御装置１５０は、この実際値を、目標値プリ
セット装置１４０から供給された目標値と比較する。こ
れら２つの値を比較して制御装置１５０は、調整素子１
６０に供給する制御量を供給する。
【００１５】調整器の実際の位置を検出するセンサ１７
０と、アクセルペダルの位置を検出するセンサ１２０と
は、有利には誘導的又はポテンショメータ的に動作する
センサとして実現される。これらのセンサにおいて、例
えば燃料調節棒位置又はアクセルペダルの回転角の測定
しようとする量と、測定値との間の関係は、製品のばら
つき又は経時ドリフトにより変化する。
【００１６】このような現象を検出し、場合に応じて補
正するためには次のようにする。内燃機関１００の作動
中に通常は規則的に、センサにより測定する作動特性量
が所定値をとる１つ又は複数の作動状態が発生する。
【００１７】本発明では、この作動状態で検出された測
定値が、同一の作動状態が存在した前の時点で測定され
た基準値と比較される。有利には基準値は不揮発性メモ
リに記憶される。所定公差より大きく新測定値が基準値
からずれている場合、センサの許容できないドリフトと
して検出され、例えば警報ランプがスイッチオンされ
て、運転者にこの欠陥が伝達される。
【００１８】図２には、基準値を求める方法を明瞭に示
すフローチャートが示されている。
【００１９】基準値を求めることが、有利には内燃機関
のスイッチオフの際、第１のスイッチオンの際又は規則
的な間隔で例えば内燃機関の各始動の際に行われる。一
方、このプログラムをある特定の時間間隔で又はある特
定の走行出力の後で呼出すことも可能である。さらに、
このプログラムを保守の範囲内で呼出すことも可能であ
る。
【００２０】燃料調節棒及びひいては測定値が既知であ
る１つの可能な作動状態ＢＺ１は、調整器の無電流状態
である。調整器１６０に電流が流れないと、燃料調節棒
は、機械的に正確に定められた位置すなわち停止ストッ
パ位置をとる。しかしこの作動状態は、制御器により例
えば機関停止の後のいわゆる惰力運転時に又は内燃機関
の始動の直前に又はエンジンブレーキ作動の間に的確に
設定できる。
【００２１】燃料調節棒及びひいては測定値が既知であ
る第２の作動状態ＢＺ２は、調整器に最大電流が流れて
いる場合に発生する。この場合、燃料調節棒は、第２の
機械的に正確に定められている位置すなわち作動開始ス
トッパ位置をとる。
【００２２】内燃機関の開始の直接前又は惰力運転時に
ステップ２００で基準値を求めるプログラムが開始され
る。プログラムは、調整器にまだ電流が流れない間又は
開始量が調量されている間は進行する。択一的に、内燃
機関をスイッチオフしてからいわゆる惰力運転時に基準
値を求めることも可能である。検出ステップ２１０は、
第１の作動状態ＢＺ１が存在するかどうか調べる。すな
わち例えば、調整器のための制御電流が零であるかどう
か調べる。零である場合、検出ステップ２２０で、第１
の基準値がすでに記憶されているかどうか調べる。記憶
されている場合、検出ステップ２３０へ進む。この検出
ステップは、新基準値を求めるべきかどうかを調べる。
【００２３】検出ステップ２３０は、例えば次の条件の
うちの１つ又は複数の条件が満足されているかどうかを
調べる。すなわち例えば印加電圧例えば動作電圧及び／
又は機関温度が所定領域内にあるかどうか調べる。基準
値を求めることは、動作電圧及び／又は温度が正常領域
内にある場合にのみ行われる。正常作動の際の値領域の
外部に値がある場合、基準値を求めることは行われな
い。別の１つの実施例では、検出ステップ２３０は、マ
ーカＤが１にセットされているかどうかを調べる。セッ
トされた場合、新基準値が求められる。
【００２４】この検出ステップ２３０で、新基準値を求
めるべきであると検出すると、又は検出ステップ２２０
が、その時点までまだ基準値Ｒ１が求められていないこ
とを検出すると、ステップ２４０が後続する。この場
合、測定値ＲＷが求められる。次いでこの値はステップ
２５０で第１の基準値Ｒ１として記憶される。
【００２５】１つの有利な実施例では、この値は、異な
る作動条件に依存して中の１つの特性曲線又は特性マッ
プの中に記憶される。有利には基準値は、調整器電流、
温度、回転数及び／又はバッテリー電圧の値のうちの１
つ又は複数の値の関数として記憶される。この場合、燃
料温度、調整器温度及び／又は機関温度を記憶できる。
回転数として機関回転数もポンプ回転数も使用できる。
【００２６】検出ステップ２３０で、新基準値を求める
べきでない場合、又はステップ２５０で新基準値が記憶
されたことを検出した場合、ステップ２７０で、基準値
を求めるステップは終了し、通常の制御プログラムが後
続する。
【００２７】１つの有利な実施例が破線により示されて
いる。この実施例では、燃料調節棒が最大負荷ストッパ
位置にある第２の基準値が求められる。
【００２８】検出ステップ２１０が第１の作動状態ＢＺ
１を検出しなければ、第２の作動状態ＢＺ２を検出する
動作を行う第２の検出ステップ２１５が後続する。検出
されない場合、ステップ２７０でサブプログラムは終了
する。検出された場合、すなわち検出ステップ２１５
が、調整器に最大電流が流れていることを検出した場
合、燃料調節棒は、機械的に正確に定められている位置
すなわち作動開始ストッパ位置にある。
【００２９】検出ステップ２１５は、例えば調整器を制
御する制御電流が最大値に到達したかどうかを調べる。
最大値に到達したことが検出された場合、検出ステップ
２２５が、すでに第２の基準値Ｒ２が記憶されたかどう
かを検出する動作を行う。記憶されたことが検出された
場合、検出ステップ２３５が行われる。この検出ステッ
プ２１５は、検出ステップ２３０と同様、新基準値Ｒ２
が求めるべきかどうかを調べる。
【００３０】この検出ステップ２３５が、新基準値を求
めるべきであることを検出した場合、又は検出ステップ
２２５が、その時点までまだ基準値Ｒ２が求められてい
ないことを検出した場合、ステップ２４５が後続する。
このステップ２４５で測定値ＲＷが求められる。すなわ
ち、燃料調節棒の位置のための尺度を示す電圧値が検出
される。次いでこの値はステップ２５５で第２の基準値
Ｒ２として記憶される。
【００３１】１つの有利な実施例ではこの値は、異なる
作動条件に依存して特性曲線又は特性マップの中に記憶
される。この基準値も有利には調整器電流、回転数及び
／又はバッテリー電圧の値のうちの１つ又は複数の値の
関数として記憶される。基準値Ｒ１及び／又はＲ２は、
有利には不揮発性でいつでも書込み可能なメモリに記憶
される。
【００３２】検出ステップ２３５が、新基準値を求める
べきでないと検出した場合、又はステップ２５５で新基
準値が記憶された場合、ステップ２７０で、基準値を求
めるプログラムが終了し、通常の制御プログラムが後続
する。
【００３３】図３には、ドリフト検出方法を明瞭に示す
フローチャートが示されている。このプログラムは、そ
れぞれの測定値検出の際に実行される。ステップ３００
で、測定値を求めるサブプログラムが開始する。ステッ
プ３１０で、異なる作動特性量が検出される。次いで検
出ステップ３２０で、所定作動状態ＢＺが存在するかど
うか調べる。作動状態ＢＺが存在しない場合、ステップ
３３０で測定値ＲＷが検出され、ステップ３４０でプロ
グラムが終了し、通常の制御プログラムが後続する。
【００３４】検出ステップ３２０で、特別の作動状態Ｂ
Ｚが検出された場合、ステップ３５０で測定値ＲＷが求
められる。次いで検出ステップ３６０が、測定値ＲＷと
第１の基準値Ｒ１との間の差の絶対値が公差Ｔより小さ
いことかどうか調べる。測定値が公差Ｔより大きい値だ
け基準値からずれている場合、ステップ３７０で欠陥が
検出される。
【００３５】欠陥を検出した場合、例えば警報ランプが
付勢され、又は非常作動が導入され、一方、マーカＤが
１にセットされてドリフト発生を表示することも可能で
ある。例えば燃料調節棒の下部のストッパ位置及び上部
のストッパ位置を表す２つの基準値が使用される場合、
ドリフトの補償が可能である。図２のプログラムの中で
マーカＤ＝１がセットされることにより例えば新基準値
を求めること及び記憶することが開始される。
【００３６】逆に検出ステップ３６０で、公差Ｔに到達
していないことを検出した場合、サブプログラムが終了
し、通常の制御プログラム３４０が後続する。
【００３７】すなわち本発明では次のように行われる。
図２に関連して説明したように、通常はある特定の定め
られている作動状態が存在するある特定の時点例えば惰
力運動時又は機関の作動停止の際に１つ又は複数の基準
値が求められる。内燃機関が通常作動している際に定め
られている作動状態が存在する場合、前に求められた基
準にからの測定値が変化したかどうかを調べる。記憶さ
れた基準値からのこのようなずれが検出された場合、欠
陥が検出される。この場合、センサのドリフト又は機械
的ストッパ位置の変化が原因である。
【００３８】このようにして検出された欠陥は表示され
る、又は適当な補正が行われる。このような補正は、図
４にフローチャートにより示されている。このプログラ
ムは、測定値を求めるプログラムに続く。しかしこのた
めに、図２に破線により示されているように２つの基準
値を求める必要がある。ただ１つの基準値しか存在しな
い場合、簡単なオフセット補正しか行うことができな
い。図３のステップ３７０で欠陥が検出された場合、求
められた測定値を補正しなければならない。補正プログ
ラムは、図４にフローチャートとして示されている。
【００３９】ステップ４００で補正プログラムが開始す
ると同時に測定値ＲＷが求められる。次いで検出ステッ
プ４１０が後続する。この検出ステップ４１０は、マー
カＤが１にセットされているかどうかを調べる。セット
されていない場合、ステップ４１０でサブプログラムが
終了する。検出ステップ４１０でドリフトが検出された
場合、又はマーカＤが１にセットされている場合、ステ
ップ４２０で、補正された制御距離ＲＷＫが、測定され
た制御距離及び双方の基準値から出発して求められる。
この補正された制御距離ＲＷＫは、閉ループ制御のため
に使用される。
【００４０】この補正された制御距離を求めることは、
有利には次式に従って行われる。
【００４１】ＲＷＫ＝ＲＷ＊（Ｒ２−Ｓ２）／（Ｒ１−
Ｓ１）＋（Ｒ１−Ｓ１） 値Ｓ１及びＳ２は、通常の場合に基準値Ｒ１及びＲ２の
値である。
【００４２】別の１つの実施例が図５に示されている。
前述の実施例ではドリフトの検出は、調整器がその終端
ストッパ位置にある特定の作動状態においてのみ可能で
ある。磁石形調整器を流れる電流が既知の場合、所属の
制御距離値を、基準値特性曲線からの前の測定の際に採
用された値と比較できる。
【００４３】このために、図１に示されている方法では
個々の基準値Ｒ１ではなく１つ基準特性曲線又は基準マ
ップが、ステップ２００で検出された作動特性量に依存
して記憶される。パラメータとして有利には冷却水温
度、空気温度、及び／又は燃料温度が使用される。この
場合、次のように行われる。ステップ５００でプログラ
ムが開始した後、ステップ５１０で調整器電流ｉが測定
される。次いでステップ５２０で制御距離ＲＷが測定さ
れる。
【００４４】次のステップ５３０で、調整器電流から出
発して基準特性特性曲線又は基準特性マップから１つの
基準値Ｒが読出される。次いで検出ステップ５４０で
は、図３の検出ステップ３６０と同様、測定値ＲＷと基
準値Ｒとの間のずれが公差閾値Ｔより小さいことかどう
かを調べる。小さいことが検出された場合、プログラム
５５０は終了する。検出されない場合、すなわち基準値
と測定値との間のずれが公差値Ｔより大きい場合、ステ
ップ５６０でドリフトが検出され、適当な措置が導入さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関を制御する制御装置のブロック回路図
である。
【図２】基準値の検出方法を示すフローチャートであ
る。
【図３】欠陥検出を示すフローチャートである。
【図４】ドリフトの補正を示すフローチャートである。
【図５】別のドリフト検出方法を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
１００ 内燃機関 １１０ 制御装置 １２０ センサ １３０ センサ １４０ 目標値プリセット装置 １５０ 制御装置 １６０ 調整器 １７０ 実際値発生器 １８０ 実際値計算機 ＢＺ１，２ 作動状態 Ｒ１，２ 基準値 ＲＷ 制御距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー ツィンマーマン ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ド ライゼシュトラーセ ９ベー (72)発明者 トーマス リューピング ドイツ連邦共和国 レニンゲン エシュレ シュトラーセ ３

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定作動状態が存在している際に測定値
    を求めて基準値と比較し、センサから供給された測定値
    が公差値より大きく基準値からずれている場合には欠陥
    を検出する、例えば自動車の中の測定値を検出するセン
    サ等のセンサの機能監視方法において、基準値として、
    相応する作動状態が存在した前の時点で求めて記憶した
    測定値を使用することを特徴とするセンサの機能監視方
    法。
  2. 【請求項２】 基準値をスイッチオンの際及び／又は規
    則的な間隔で例えば惰力運転時の間に検出することを特
    徴とする請求項１に記載のセンサの機能監視方法。
  3. 【請求項３】 所定作動状態が、調整器がその終端スト
    ッパ位置のうちの１つにある場合に存在することを特徴
    とする請求項１又は請求項２に記載のセンサの機能監視
    方法。
  4. 【請求項４】 検出された欠陥を表示手段により表示し
    及び／又は補正を行うことを特徴とする請求項１から請
    求項３のうちのいずれか１つの請求項に記載のセンサの
    機能監視方法。
  5. 【請求項５】 センサ特性曲線の加算及び／又は乗算補
    正を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のうち
    のいずれか１つの請求項に記載のセンサの機能監視方
    法。
  6. 【請求項６】 基準値の代りに基準特性曲線又は基準特
    性マップを使用することを特徴とする請求項１から請求
    項５のうちのいずれか１つの請求項に記載のセンサの機
    能監視方法。
  7. 【請求項７】 所定作動状態が存在する際に測定値を検
    出して基準値と比較する手段を具備し、センサから供給
    された測定値が公差値より大きく基準値からずれている
    場合に欠陥を検出する、例えば自動車の中の測定値を検
    出するセンサ等のセンサの機能監視装置において、基準
    値として、相応する作動状態が存在した前の時点で検出
    されて記憶された測定値を使用する手段を設けることを
    特徴とするセンサの機能監視装置。
JP6255202A 1993-10-20 1994-10-20 センサの機能監視方法及び装置 Pending JPH07159203A (ja)

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DE4335700A DE4335700A1 (de) 1993-10-20 1993-10-20 Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberwachung eines Sensors

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