DE19705766C1

DE19705766C1 - Method and device for monitoring a sensor which is assigned to an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19705766C1
Application number: DE1997105766
Authority: DE
Inventors: Maximilian Engl; Hong Dr Zhang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2017-02-15
Also published as: WO1998036163A1; EP0897464A1

Abstract

The invention relates to a method and device for monitoring a sensor which is associated to a combustion engine. The sensor detects a measurable variable and determines a measured value for the measurable variable. An assessed value of the measurable variable is calculated by an observer (511). It is tested to see whether a first condition is fulfilled which depends on the measured value and the assessed value. The sensor is recognized as defective if the condition is fulfilled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Sensors gemäß Patentanspruch 1 und eine Einrichtung zum Überwachen des Sensors gemäß Patentanspruch 10.The invention relates to a method for monitoring a Sensors according to claim 1 and one Device for monitoring the sensor according to Claim 10.

Ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Überwachen eines Sen sors sind in der US 5 079 946 beschrieben. Ein Drosselklappen stellungsgeber und ein Saugrohrdrucksensor sind der Einrich tung zugeordnet, die den Drosselklappenstellungsgeber über wacht. Der Drosselklappenstellungsgeber erfaßt den Öffnungs winkel einer Drosselklappe und ermittelt den Meßwert des Öff nungswinkels. Der Drucksensor erfaßt den Saugrohrdruck und ermittelt einen Meßwert des Saugrohrdrucks. Wenn sich die Brennkraftmaschine in einem stationären Betriebszustand be findet, wird der Meßwert des Öffnungswinkels mit einem dreh zahlabhängigen Kalibrationswert verglichen. Ist der Meßwert des Öffnungswinkels größer als der Kalibrationswert, so wird überprüft, ob der Saugrohrdruck größer ist als ein fest vor gegebener Wert. Das/die bekannte Verfahren/Einrichtung ermög licht das Überwachen des Sensors lediglich in einem stationä ren Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Darüber hinaus ist der Kalibrationswert und der Wert des Saugrohrdrucks un ter vorgegebenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ermittelt. Weichen die Betriebsbedingungen jedoch stark von den vorgegebenen Betriebsbedingungen ab, so ist ein genaues und sicheres Überwachen des Sensors nicht mehr gewährleistet.A method or device for monitoring a sen sensors are described in US Pat. No. 5,079,946. A throttle valve Positioners and an intake manifold pressure sensor are the set-up device assigned to the throttle position transmitter watches. The throttle valve position sensor detects the opening angle of a throttle valve and determines the measured value of the opening angle. The pressure sensor detects the intake manifold pressure and determines a measured value of the intake manifold pressure. If the Internal combustion engine be in a steady operating state finds the measured value of the opening angle with a turn number-dependent calibration value compared. Is the measured value of the opening angle is greater than the calibration value, then Checks whether the intake manifold pressure is greater than a fixed one given value. The known method / facility enables light monitoring of the sensor only in a stationary ren operating state of the internal combustion engine. Furthermore is the calibration value and the value of the intake manifold pressure un ter predetermined operating conditions of the internal combustion engine determined. However, the operating conditions differ greatly the specified operating conditions, is an exact and safe monitoring of the sensor is no longer guaranteed.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Ein richtung zum Überwachen eines Sensors anzugeben, das/die ge nau und zuverlässig ist. The object of the invention is a method and a direction to monitor a sensor, the ge is accurate and reliable.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patent ansprüche 1 und 10 gelöst. Das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, daß überprüft wird, ob eine er ste Bedingung erfüllt ist, die von einem Meßwert und von ei nem Schätzwert einer Meßgröße abhängt. Der Meßwert wird von einem Sensor ermittelt. Der Schätzwert wird von einem Beob achter berechnet. Der Sensor wird dann als fehlerhaft er kannt, wenn die Bedingung erfüllt ist. Der Beobachter umfaßt ein physikalisches Modell eines Ansaugtraktes der Brennkraft maschine, das vorzugsweise derart adaptiert wird, daß Abwei chungen des Modells von der physikalischen Realität minimiert werden. So wird der Schätzwert der Meßgröße unabhängig von den aktuellen Betriebsbedingungen sehr präzise berechnet. Da mit ist eine genaue und zuverlässige Überwachung des Sensors möglich.The task is characterized by the features of the independent patent claims 1 and 10 solved. The method according to claim 1 is characterized in that it is checked whether a he The first condition is met, which is a measured value and an egg depends on an estimated value of a measured variable. The measured value is from determined by a sensor. The estimated value is obtained from an observ eighth calculated. The sensor is then considered faulty knows if the condition is met. The observer embraces a physical model of an intake tract of the internal combustion engine machine, which is preferably adapted such that deviation of the model is minimized by physical reality will. The estimated value of the measured variable becomes independent of the current operating conditions calculated very precisely. There with is an accurate and reliable monitoring of the sensor possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus den Vor teil, daß das Überwachen sowohl in einem stationären Be triebszustand als auch in einem instationären Betriebszustand zuverlässig erfolgt.The method according to the invention also has the advantage part that monitoring both in a stationary loading drive state as well as in a transient operating state done reliably.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zu sätzlich ein weiterer Sensor überwacht. Dazu wird geprüft, ob ein Meßwert einer weiteren Meßgröße eine vorgegebene zweite Bedingung erfüllt. Die weitere Meßgröße kann von dem weiteren Sensor erfaßt werden. Sie kann aber auch von einem dritten Sensor erfaßt werden.In an advantageous embodiment of the invention, Another sensor is also monitored. It is checked whether a measured value of a further measured variable a predetermined second Conditions met. The further measured variable can be from the further Sensor can be detected. But it can also be from a third party Sensor can be detected.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen.Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims and the exemplary embodiments.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are described below Explained with reference to the schematic drawings. It demonstrate:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine, Fig. 1, an internal combustion engine with a control device for controlling the internal combustion engine,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of the invention,

Fig. 3 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 shows the block diagram of a second embodiment of the invention and

Fig. 4 das Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 is a block diagram of a third embodiment of the invention,

Fig. 5 eine Tabelle. Fig. 5 is a table.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction and function are with the provided with the same reference numerals.

Eine Brennkraftmaschine (Fig. 1) umfaßt einen Ansaugtrakt 1, in dem eine Drosselklappe 10 angeordnet ist, und einen Motor block 2, der einen Zylinder 20 und eine Kurbelwelle 24 auf weist. Ein Kolben 21, eine Pleuelstange 22 und eine Zündkerze 23 sind dem Zylinder 20 zugeordnet. Die Pleuelstange ist mit dem Kolben und einer Kurbelwelle 24 verbunden.An internal combustion engine ( Fig. 1) comprises an intake tract 1 , in which a throttle valve 10 is arranged, and an engine block 2 , which has a cylinder 20 and a crankshaft 24 . A piston 21 , a connecting rod 22 and a spark plug 23 are assigned to the cylinder 20 . The connecting rod is connected to the piston and a crankshaft 24 .

Ein Einspritzventil ist vorgesehen, daß einem Einzelein spritzsystem zugeordnet ist und in der Nähe des Zylinders 20 am Ansaugtrakt 1 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine um faßt des weiteren einen Abgastrakt 4, in dem ein Katalysator 40 angeordnet ist.An injection valve is provided that a single injection system is assigned and is arranged in the vicinity of the cylinder 20 on the intake tract 1 . The internal combustion engine also includes an exhaust tract 4 in which a catalytic converter 40 is arranged.

Die Brennkraftmaschine ist in der Fig. 1 mit einem Zylinder 20 dargestellt. Sie kann aber auch mehrere Zylinder umfassen. Das Einspritzventil kann auch einem Zentraleinspritzsystem oder einem Direkteinspritzsystem zugeordnet sein. Die Brenn kraftmaschine kann auch einen nicht dargestellten Bypass zu der Drosselklappe 10 oder ein Abgasrückfürsystem aufweisen.The internal combustion engine is shown in FIG. 1 with a cylinder 20 . However, it can also comprise several cylinders. The injection valve can also be assigned to a central injection system or a direct injection system. The internal combustion engine can also have a bypass, not shown, to the throttle valve 10 or an exhaust gas recirculation system.

Eine Steuereinrichtung 5 für die Brennkraftmaschine ist vor gesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Meß größen erfassen und jeweils den Meßwert der Meßgröße ermit teln. Die Steuereinrichtung 5 ermittelt abhängig von minde stens einer Meßgröße ein oder mehrere Stellsignale, die je weils ein Stellgerät steuern.A control device 5 for the internal combustion engine is seen before, the sensors are assigned to detect the various measurement variables and to determine the measured value of the measurement variable. The control device 5 determines one or more control signals depending on at least one measured variable, each of which controls an actuator.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 6, der eine Pedal stellung PV des Fahrpedals 7 erfaßt, ein Drosselklappenstel lungsgeber 11, der einen Öffnungswinkel THR der Drosselklappe 10 erfaßt, ein Luftmassenmesser 12, der einen Luftmassenstrom MAF erfaßt und/oder ein Saugrohrdrucksensor 13, der einen Saugrohrdruck MAP erfaßt, ein Temperatursensor 14, der eine Ansauglufttemperatur TAL erfaßt, ein Drehzahlgeber 25, der eine Drehzahl n der Kurbelwelle 24 erfaßt und eine Sauer stoffsonde 41, die den Restsauerstoffgehalt des Abgases er faßt und die diesem eine Luftzahl LAM zuordnet. Je nach Aus führungsform der Erfindung können eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhan den sein.The sensors are a pedal position sensor 6 , which detects a pedal position PV of the accelerator pedal 7 , a throttle valve position sensor 11 , which detects an opening angle THR of the throttle valve 10 , an air mass meter 12 which detects an air mass flow MAF and / or an intake manifold pressure sensor 13 which detects an intake manifold pressure MAP detects a temperature sensor 14 which detects an intake air temperature TAL, a speed sensor 25 which detects a speed n of the crankshaft 24 and an oxygen probe 41 which detects the residual oxygen content of the exhaust gas and which assigns an air ratio LAM to this. Depending on the embodiment of the invention, any subset of the sensors mentioned or additional sensors can be present.

Betriebsgrößen umfassen die Meßgrößen und aus diesen abgelei tete Größen, wie ein Umgebungsdruck oder ein Abgasgegendruck, die über einem Kennfeldzusammenhang oder von einem Beobachter ermittelt werden, der Schätzwerte der Betriebsgrößen berech net.Operating variables include the measured variables and derived from them variables such as an ambient pressure or an exhaust gas back pressure, that over a map context or from an observer are determined, the estimated values of the operating variables are calculated net.

Die Steuergeräte umfassen jeweils einen Stellantrieb und ein Stellglied. Der Stellantrieb ist ein elektromotorischer An trieb, ein elektromagnetischer Antrieb, ein mechanischer An trieb oder ein weiterer dem Fachmann bekannter Antrieb. Die Stellglieder sind als Drosselklappe 10, als Einspritzventil 3, als Zündkerze 23 oder als Umschalter zwischen zwei ver schiedenen Saugrohrlängen ausgebildet. Auf die Stellgeräte wird im folgenden jeweils mit dem zugeordneten Stellglied Be zug genommen. The control units each include an actuator and an actuator. The actuator is an electromotive drive, an electromagnetic drive, a mechanical drive or another drive known to those skilled in the art. The actuators are designed as a throttle valve 10 , as an injection valve 3 , as a spark plug 23 or as a switch between two different intake manifold lengths. The actuators are each referred to below with the associated actuator Be.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als elektronische Mo torsteuerung ausgebildet. Sie kann jedoch auch mehrere Steu ergeräte umfassen, die elektrisch leitend miteinander verbun den sind, so z. B. über ein Bussystem.The control device is preferably an electronic mo gate control trained. However, you can also multiple tax include devices that are connected to one another in an electrically conductive manner are, so z. B. via a bus system.

Die Steuereinrichtung 5 umfaßt des weiteren eine Überwa chungseinrichtung 51, die mindestens einen Sensor überwacht. Die Überwachungseinrichtung 51 ist vorzugsweise in der elek tronischen Motorsteuerung angeordnet. Sie kann jedoch auch in einem separaten Steuergerät angeordnet sein.The control device 5 further comprises a monitoring device 51 , which monitors at least one sensor. The monitoring device 51 is preferably arranged in the electronic motor control. However, it can also be arranged in a separate control device.

In Fig. 2 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausführungs form der Überwachungseinrichtung 51 dargestellt. Der Beobach ter 511 umfaßt den gestrichelt eingezeichneten Bereich. Ein erster Block B1 umfaßt ein physikalisches Modell des Ansaug traktes 1 der Brennkraftmaschine. Ein derartiges Modell ist in der WO 96/32579 A1 beschrieben, deren Inhalt hiermit mit ein bezogen ist. Ein Schätzwert MAFd_THR_MOD des Luftmassenstroms MAF an der Drosselklappe 10 wird aus der Durchflußgleichung idealer Gase durch Drosselstellen abgeleitet. Strömungsverlu ste, die an der Drosseklappe 10 auftreten, werden durch einen reduzierten Strömungsquerschnitt ARED berücksichtigt. So las sen sich folgende Beziehungen angeben:
In Fig. 2 is a block diagram of a first form of execution of the monitoring device 51 shown. The observer 511 includes the area shown in dashed lines. A first block B1 comprises a physical model of the intake tract 1 of the internal combustion engine. Such a model is described in WO 96/32579 A1, the content of which is hereby incorporated by reference. An estimate MAFd_THR_MOD of the air mass flow MAF at the throttle valve 10 is derived from the flow equation of ideal gases through throttle points. Flow losses that occur at the throttle valve 10 are taken into account by a reduced flow cross section ARED. The following relationships can be specified:

mit
With

für unterkritische Druckverhältnisse und
for subcritical pressure conditions and

ψ = ψ_kritisch = con (1.2)
ψ = ψ _critical = con (1.2)

für überkritische Druckverhältnisse.
χ: Adiabatenexponent
RL: allgemeine Gaskonstante
TAL: Ansauglufttemperatur
MAP_MOD: Modellwert des Saugrohrdrucks
AMP_MOD: Modellwert des Umgebungsdrucks
ψ: Durchflußfunktionfor supercritical pressure conditions.
χ: adiabatic exponent
RL: general gas constant
TAL: intake air temperature
MAP_MOD: Model value of the intake manifold pressure
AMP_MOD: Model value of the ambient pressure
ψ: flow function

Die Funktion ψ kann in Abschnitte zerlegt werden, innerhalb derer sie durch eine Polygonzugapproximation ausreichend ge nau dargestellt werden kann. Damit gilt:
The function ψ can be broken down into sections within which it can be represented with sufficient precision by a polygon approximation. So:

Die Werte für die Steigung DFG1 und den Offset DFG0 sind in Tabellen abhängig von dem Verhältnis des Schätzwertes MAP_MOD des Saugrohrdrucks MAP zu dem Schätzwert AMP_MOD des Umge bungsdrucks AMP abgelegt.The values for the slope DFG1 and the offset DFG0 are in Tables depending on the ratio of the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure MAP to the estimate AMP_MOD of the reverse training pressure AMP filed.

Der Term
The term

wird vorzugsweise durch ein erstes Kennfeld KF1 in Abhängig keit von der Ansauglufttemperatur TAL dargestellt.is preferably dependent on a first map KF1 speed of the intake air temperature TAL.

Damit gilt:
So:

So ergibt sich folgende Beziehung, aus der der Schätzwert MAF_THR_MOD des Luftmassenstroms MAF an der Drosselklappe 10 berechnet wird:
This results in the following relationship, from which the estimated value MAF_THR_MOD of the air mass flow MAF at the throttle valve 10 is calculated:

MAF_THR_MOD = ARED.KF1 (TAL).(DFGO.AMP_MOD_DFG1.MAP_MOD) (1.6)MAF_THR_MOD = ARED.KF1 (TAL). (DFGO.AMP_MOD_DFG1.MAP_MOD) (1.6)

Der Luftmassenstrom MAF in den Zylinder 20 läßt sich analy tisch nur schwer bestimmen, da er stark vom Ladungswechsel abhängt. Die Füllung des Zylinders 20 wird weitgehend durch den Saugrohrdruck MAP, die Drehzahl n und durch die Ventil überschneidung VUE der Gaswechselventile bestimmt. Bei kon stanter Drehzahl N und Ventilüberschneidung VUE ist der Luft massenstrom in den MAF in dem Zylinder 20 direkt proportional zum Saugrohrdruck MAP. Mit einem linearen Einsatz der Form
The air mass flow MAF in the cylinder 20 is analytically difficult to determine, since it depends heavily on the gas exchange. The filling of the cylinder 20 is largely determined by the intake manifold pressure MAP, the speed n and by the valve overlap VUE of the gas exchange valves. With constant speed N and valve overlap VUE, the air mass flow in the MAF in the cylinder 20 is directly proportional to the intake manifold pressure MAP. With a linear use of the form

MAF_CYL_MOD = ETA_1.MAP_MOD + ETA_0 (2.0)
MAF_CYL_MOD = ETA_1.MAP_MOD + ETA_0 (2.0)

kann der Schätzwert MAF_CYL_MOD des Luftmassenstroms MAF in den Zylinder 20 mit guter Genauigkeit berechnet werden. Die Steigung ETA_1 und das Absolutglied ETA_0 der Beziehung (2.0) sind dabei unter Berücksichtigung aller wesentlicher Einflußfaktoren Funktionen der Drehzahl N, der Geometrie des Ansaugtraktes, der Anzahl der Zylinder 20, der Ventilüber schneidung VUE, sowie der Ansauglufttemperatur TAL. Die Ab hängigkeit der Werte der Steigung ETA_1 und des Absolutglie des ETA_0 von den genannten Größen kann dabei über stationäre Messungen ermittelt werden und in einem zweiten und einem dritten Kennfeld gespeichert werden. Mit den Gleichungen (2.0, 1.6) für den Schätzwert MAF_CYL_MOD des Luftmassen stroms MAF in den Zylinder 20 und den Schätzwert MAF_THR_MOD des Luftmassenstroms MAF an der Drosselklappe 10 ergibt sich für den Schätzwert DMAP_MOD der Druckänderung im Ansaugtrakt 1 die Beziehung
the estimated value MAF_CYL_MOD of the air mass flow MAF into the cylinder 20 can be calculated with good accuracy. The slope ETA_1 and the absolute element ETA_0 of the relationship (2.0) are functions of the rotational speed N, the geometry of the intake tract, the number of cylinders 20 , the valve overlap VUE, and the intake air temperature TAL, taking into account all essential influencing factors. The dependency of the values of the slope ETA_1 and the absolute glue of the ETA_0 on the quantities mentioned can be determined via stationary measurements and stored in a second and a third map. With the equations (2.0, 1.6) for the estimated value MAF_CYL_MOD of the air mass flow MAF in the cylinder 20 and the estimated value MAF_THR_MOD of the air mass flow MAF at the throttle valve 10 , the relationship results for the estimated value DMAP_MOD of the pressure change in the intake tract 1

wobei VAT das Volumen des Ansaugtraktes 1 ist. where VAT is the volume of the intake tract 1 .

Vorzugsweise wird die Differentialgleichung (3.0) mit Hilfe einer numerischen Lösungsmethode, wie z. B. der Trapezregel ge löst. Der Schätzwert MAP_MOD des Saugrohrdrucks MAP wird vor zugsweise segmentsynchron berechnet. Mit dem Index n wird je weils der aktuelle Zeitpunkt bezeichnet, mit dem Index n - 1 der Zeitpunkt, der ein Segment vor dem aktuellen Zeitpunkt liegt. Mit TN wird die Zeitdauer Je eines Segments bezeich net. Demnach ergibt sich folgende Beziehung für den Schätz wert MAP_MOD des Saugrohrdrucks MAP:
The differential equation (3.0) is preferably calculated using a numerical solution method, e.g. B. the trapezoidal rule solves ge. The estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure MAP is preferably calculated segment-synchronously. The index n denotes the current point in time, and the index n - 1 denotes the point in time which is a segment before the current point in time. TN is used to denote the length of time for each segment. This results in the following relationship for the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure MAP:

mit
With

An den Ausgängen des ersten Blocks B1 stehen somit der Schätzwert MAP_MOD des Saugrohrdrucks MAP, der Schätzwert MAF_CYL_MOD des Luftmassenstroms in den Zylinder 20 und der Schätzwert MAF_THR_MOD des Luftmassenstroms an der Drossel klappe 10 zur Verfügung.At the outputs of the first block B1, the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure MAP, the estimated value MAF_CYL_MOD of the air mass flow into the cylinder 20 and the estimated value MAF_THR_MOD of the air mass flow at the throttle valve 10 are thus available.

In einem zweiten Block B2 wird aus einem vierten Kennfeld in Abhängigkeit von dem Meßwert THR_MES des Öffnungswinkels THR der Drosselklappe 10, des Schätzwertes AMP_MOD des Umgebungs drucks AMP und des Schätzwertes MAP_MOD des Saugrohrdrucks ein Meßwert ARED_MES des reduzierten Strömungsquerschnitts ARED ermittelt. Durch den reduzierten Strömungsquerschnitt ARED werden Strömungsverluste, die an der Drosselstelle auf treten, berücksichtigt. In a second block B2, a measured value ARED_MES of the reduced flow cross-section ARED is determined from a fourth map as a function of the measured value THR_MES of the opening angle THR of the throttle valve 10 , the estimated value AMP_MOD of the ambient pressure AMP and the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure. Due to the reduced flow cross-section ARED, flow losses that occur at the throttle point are taken into account.

Ein dritter Block B3 umfaßt ein Verhaltensmodell des Luft massenmessers 12, das beispielsweise ein PT1-Glied sein kann. In dem dritten Block B3 wird in Abhängigkeit von dem Schätz wert MAF_THR_MOD des Luftmassenstroms an der Drosselklappe 10 ein Schätzwert MAF_AFM_MOD des Luftmassenstroms an dem Luft massenmesser 12 berechnet.A third block B3 comprises a behavior model of the air mass meter 12 , which can be a PT1 element, for example. In the third block B3, depending on the estimated value MAF_THR_MOD of the air mass flow at the throttle valve 10, an estimated value MAF_AFM_MOD of the air mass flow at the air mass meter 12 is calculated.

An der ersten Summierstelle S1 wird die Differenz XW des Meß wertes MAF_MES des Luftmassenstroms und des Schätzwertes MAF_AFM_MOD des Luftmassenstroms an den Luftmassenmesser 12 gebildet.At the first summing point S1, the difference XW of the measured value MAF_MES of the air mass flow and the estimated value MAF_AFM_MOD of the air mass flow is formed on the air mass meter 12 .

Die Differenz XW des Meßwertes MAF_MES des Luftmassenstroms MAF und des Schätzwertes MAF_AFM_MOD des Luftmassenstroms wird als Regeldifferenz einem vierten Block B4 zugeführt, der einen Regler mit proportionalem und integralem Verhalten auf weist. Die Differenz XW wird auch einem fünften Block B5 zu geführt, der einen Regler mit integralem Verhalten aufweist. Weist das Verhältnis des Schätzwertes MAP_MOD des Saugrohr drucks MAP und des Schätzwertes AMP_MOD des Umgebungsdrucks AMP einen Wert auf, der kleiner ist als ein vorgegebener er ster Schwellenwert (z. B. MAP_MOD/AMP_MOD < 0,9), so ist der Regler des vierten Blocks B4 aktiv und der Regler des fünften Blocks B5 nicht aktiv. Die Ausgangsgröße des vierten Blocks B4 repräsentiert einen Korrekturwert DARED des reduzierten Strömungsquerschnitts.The difference XW of the measured value MAF_MES of the air mass flow MAF and the MAF_AFM_MOD estimate of the air mass flow is supplied as a control difference to a fourth block B4 which a controller with proportional and integral behavior points. The difference XW also becomes a fifth block B5 performed, which has a controller with integral behavior. Indicates the ratio of the MAP_MOD estimate of the intake manifold pressure MAP and the estimate AMP_MOD of the ambient pressure AMP has a value that is less than a predetermined value most threshold (e.g. MAP_MOD / AMP_MOD <0.9), the Controller of the fourth block B4 active and the controller of the fifth Blocks B5 not active. The output size of the fourth block B4 represents a correction value DARED of the reduced one Flow cross-section.

Übersteigt das Verhältnis des Schätzwertes MAP_MOD des Saug rohrdrucks MAP und des Schätzwertes AMP_MOD des Umgebungs drucks AMP den vorgegebenen ersten Schwellenwert, so erfolgt nur noch eine vernachlässigbare Drosselung durch die Drossel klappe 10 und die Differenz XW ist ein Maß für die Abweichung des Schätzwertes AMP_MOD des Saugrohrdrucks von seinem tat sächlichen Wert. Ist das Verhältnis des Schätzwertes MAP_MOD und des Schätzwertes AMP_MOD des Umgebungsdrucks AMP größer als der vorgegebene erste Schwellenwert, so ist der Regler des fünften Blocks B5 aktiv und der Regler des vierten Blocks B4 nicht aktiv. Die Ausgangsgröße des fünften Blocks B5 ist ein Schätzwert AMP_MOD des Umgebungsdrucks.If the ratio of the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure MAP and the estimated value AMP_MOD of the ambient pressure AMP exceeds the predetermined first threshold value, then there is only a negligible throttling by the throttle valve 10 and the difference XW is a measure of the deviation of the estimated value AMP_MOD of the intake manifold pressure of its real value. If the ratio of the estimated value MAP_MOD and the estimated value AMP_MOD of the ambient pressure AMP is greater than the predetermined first threshold value, the controller of the fifth block B5 is active and the controller of the fourth block B4 is not active. The output of the fifth block B5 is an estimate AMP_MOD of the ambient pressure.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Feh ler des Luftmassenmessers 12 erkannt, wenn der Korrekturwert DARED einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert überschreitet. Alternativ kann auch der Betrag des Korrekturwertes DARED ge bildet werden und der Luftmassenmesser 12 als fehlerhaft er kannt werden, wenn der Betrag des Korrekturwertes DARED den zweiten Schwellenwert überschreitet. In einer weiteren Ausge staltung der Erfindung wird der Luftmassenmesser 12 als feh lerhaft erkannt, wenn die Differenz XW größer ist als der vorgegebene zweite Schwellenwert.In a simple embodiment of the invention, an error in the air mass meter 12 is detected when the correction value DARED exceeds a predetermined second threshold value. Alternatively, the amount of the correction value DARED can also be formed and the air mass meter 12 can be recognized as faulty if the amount of the correction value DARED exceeds the second threshold value. In a further embodiment of the invention, the air mass meter 12 is identified as faulty if the difference XW is greater than the predetermined second threshold value.

In einer komfortableren Ausführungsform der Erfindung wird der Quotient des Korrekturwertes DARED und des Meßwertes ARED_MES des reduzierten Strömungsquerschnitts an der ersten Dividierstelle D1 berechnet. Die Ausgangsgröße der ersten Di vidierstelle D1 ist das erste Fehlermaß DARED_A, das einem sechsten Block B6 zugeführt wird, der ein Filter aufweist. Vorzugsweise wird im Block B6 einmal pro Segment das erste Fehlermaß DARED_A einer gleitenden Mittelwertbildung unterzo gen. In einem siebten Block B7 wird dann überprüft, ob der Betrag des gemittelten ersten Fehlermaßes DARED_A_M einen vorgegebenen dritten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird ein erster Fehler A erkannt.In a more comfortable embodiment of the invention the quotient of the correction value DARED and the measured value ARED_MES of the reduced flow cross section at the first Dividing point D1 calculated. The initial size of the first Di vidierstelle D1 is the first error measure DARED_A that one sixth block B6 is supplied, which has a filter. In block B6, the first is preferably once per segment Error measure DARED_A under a moving averaging In a seventh block B7 it is then checked whether the Amount of the averaged first error measure DARED_A_M one exceeds the predetermined third threshold. Is this the case, a first error A is recognized.

Einem achten Block B8 wird eine den Meßwert LAM_MES der Luft zahl LAM repräsentierende Größe zugeführt. Vorzugsweise ist dies ein Einspritzzeitkorrekturfaktor TI_LAM. Der Einspritz zeitkorrekturfaktor TI_LAM wird in dem achten Block B8 vor zugsweise einer gleitenden Mittelwertbildung unterzogen und in einem neunten Block B9 wird geprüft, ob der gemittelte Einspritzzeitkorrekturfaktor TI_LAM_M einen vorgegebenen vierten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird ein zweiter Fehler B erkannt.An eighth block B8 is the measured value LAM_MES of the air number representing the LAM. Preferably this is an injection time correction factor TI_LAM. The injection Time correction factor TI_LAM is given in the eighth block B8 subject to a moving averaging and in a ninth block B9 it is checked whether the averaged Injection time correction factor TI_LAM_M a predetermined exceeds the fourth threshold. If so, so a second error B is recognized.

In einer Auswerteeinheit 512 wird dann überprüft, ob der er ste und der zweite Fehler A, B erkannt sind. Ist dies der Fall, so wird der Luftmassenmesser 12 als fehlerhaft erkannt. Ist hingegen nur der zweite Fehler B erkannt, so wird der Drosselklappenstellungsgeber 11 als fehlerhaft erkannt.An evaluation unit 512 then checks whether the first and second errors A, B are detected. If this is the case, the air mass meter 12 is recognized as faulty. If, on the other hand, only the second error B is recognized, the throttle valve position sensor 11 is identified as being defective.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungs form der Erfindung. In einem Block B3' ist ein Verhaltensmo dell des Saugrohrdrucksensors 13 abgelegt. Der Saugrohrdruck sensor 13 weist in guter Näherung ein PT1 Verhalten auf. Die Ausgangsgröße des Blocks B3' ist der Schätzwert MAP_MPS_MOD des Saugrohrdrucks am Saugrohrdrucksensor 13. Die Differenz XW wird in diesem Ausführungsbeispiel aus dem Meßwert MAP_MES und dem Schätzwert MAP_MPS_MOD des Saugrohrdrucks an dem Saugrohrdrucksensor 13 gebildet. Fig. 3 shows the block diagram of a second embodiment of the invention. A behavior model of the intake manifold pressure sensor 13 is stored in a block B3 '. The intake manifold pressure sensor 13 has a PT1 behavior to a good approximation. The output variable of block B3 'is the estimated value MAP_MPS_MOD of the intake manifold pressure at the intake manifold pressure sensor 13 . In this exemplary embodiment, the difference XW is formed from the measured value MAP_MES and the estimated value MAP_MPS_MOD of the intake manifold pressure at the intake manifold pressure sensor 13 .

In der Auswerteeinheit 512 wird überprüft, ob der Fehler A und der Fehler B erkannt sind. Ist dies der Fall, so wird der Saugrohrdrucksensor 13 als fehlerhaft erkannt ist der Fehler A erkannt, der zweite Fehler B jedoch nicht, so wird der Drosselklappenstellungsgeber 11 als fehlerhaft erkannt.It is checked in the evaluation unit 512 whether the error A and the error B are recognized. If this is the case, the intake manifold pressure sensor 13 is recognized as faulty. If the fault A is recognized, but the second fault B is not, the throttle valve position sensor 11 is recognized as faulty.

In einer dritten Ausführungsform (Fig. 4) der Erfindung sind der Brennkraftmaschine sowohl ein Luftmassenmesser 12 als auch ein Saugrohrdrucksensor 13 zugeordnet. An einer dritten Summierstelle S3 wird die Differenz des Meßwertes MAP_MES und des Schätzwertes MAP_MOD des Saugrohrdrucks gebildet, die ein zweites Fehlermaß repräsentiert, und einem zehnten Block B10 zugeführt. In dem zehnten Block B10 wird das dritte Fehlermaß vorzugsweise einer gleitenden Mittelwertbildung unterzogen. In einem Block B11 wird ein dritter Fehler C erkannt, falls das gemittelte dritte Fehlermaß einen vorgegebenen fünften Schwellenwert überschreitet. Alternativ wird der dritte Feh ler C erkannt, wenn der Betrag des zweiten Fehlermaßes den vorgegebenen fünften Schwellenwert überschreitet. In der Aus werteeinheit wird dann überprüft welche Fehler A, B, C erkannt sind. Ist nur der 3. Fehler C erkannt, so wird der Saugrohr drucksensor 13 als fehlerhaft erkannt. Die Erkennung eines fehlerhaften Luftmassenmessers oder eines fehlerhaften Dros selklappenstellungsgebers erfolgt analog zur Fig. 2.In a third embodiment ( FIG. 4) of the invention, both an air mass meter 12 and an intake manifold pressure sensor 13 are assigned to the internal combustion engine. The difference between the measured value MAP_MES and the estimated value MAP_MOD of the intake manifold pressure, which represents a second error measure, is formed at a third summing point S3 and fed to a tenth block B10. In the tenth block B10, the third error measure is preferably subjected to a moving averaging. A third error C is detected in a block B11 if the averaged third error measure exceeds a predetermined fifth threshold value. Alternatively, the third error C is recognized when the amount of the second error measure exceeds the predetermined fifth threshold value. The evaluation unit then checks which errors A, B, C are detected. If only the 3rd error C is detected, the intake manifold pressure sensor 13 is identified as defective. The detection of a faulty air mass meter or a faulty throttle valve position sensor takes place analogously to FIG. 2.

In einer besonders komfortablen Ausführungsform der Erfindung ist der Brennkraftmaschine ein Umgebungsdrucksensor 14 zuge ordnet, der den Umgebungsdruck erfaßt und den Meßwert AMP_MES des Umgebungsdrucks ermittelt. In einer vierten Summierstelle S4 wird die Differenz des Meßwertes AMP_MES und des Schätz wertes AMP_MOD des Saugrohrdrucks ermittelt, die ein drittes Fehlermaß repräsentiert. In einem zwölften Block B12 wird das vierte Fehlermaß vorzugsweise einer gleitenden Mittelwertbil dung unterzogen. In einem dreizehnten Block B13 wird über prüft, ob das Fehlermaß oder der Betrag des Fehlermaßes einen vorgegebenen sechsten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird ein vierter Fehler D erkannt. In der Aus werteeinheit wird überprüft, ob nur der Fehler D erkannt ist. Ist dies der Fall, so wird der Umgebungsdrucksensor als feh lerhaft erkannt.In a particularly convenient embodiment of the invention, the internal combustion engine is an atmospheric pressure sensor 14 allocates supplied which detects the ambient pressure and the measurement value AMP_MES determines the ambient pressure. The difference between the measured value AMP_MES and the estimated value AMP_MOD of the intake manifold pressure, which represents a third error measure, is determined in a fourth summing point S4. In a twelfth block B12, the fourth error measure is preferably subjected to a moving averaging. In a thirteenth block B13 it is checked whether the error measure or the amount of the error measure exceeds a predetermined sixth threshold value. If this is the case, a fourth error D is recognized. The evaluation unit checks whether only error D is detected. If this is the case, the ambient pressure sensor is recognized as being faulty.

Vorzugsweise ist der Auswerteeinheit 512 eine Tabelle (Fig. 5) zugeordnet aus der abhängig von den Fehlern A, B, C, D ermit telbar ist welcher Sensor fehlerhaft ist.The evaluation unit 512 is preferably assigned a table ( FIG. 5) from which, depending on the errors A, B, C, D, it can be determined which sensor is faulty.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Einrichtung zeichnen sich besonders dadurch aus, daß die Schätzwerte, die von dem Beobachter 511 ermittelt werden, sowohl zum Plausibilisieren der Sensoren, als auch zum exakten Ermitteln einer Einspritz zeit und Einspritzdauer für das Einspritzventil 23 - sowohl im stationären als auch im instationären Betrieb der Brenn kraftmaschine - vorteilhaft einsetzbar sind.The inventive method and the device are particularly characterized in that the estimates, which are determined by the observer 511 , both for the plausibility check of the sensors and for the exact determination of an injection time and injection duration for the injection valve 23 - both in the stationary and even in non-stationary operation of the internal combustion engine - can be used advantageously.

Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiele beschränkt.The invention is not based on the embodiment shown here limited examples.

Claims

1. Method for monitoring a sensor which is assigned to an internal combustion engine, which detects a measured variable and which determines a measured value of the measured variable, characterized in that an estimated value of the measured variable is calculated by an observer ( 511 ),

1. - that it is checked whether a first condition is met, which depends on the measured value and the estimated value, and
2. - that the sensor is recognized as faulty when the condition is met.

2. The method according to claim 1, characterized in that

1. - that another sensor is monitored at the same time,
2. That it is checked whether a measured value of a further measured variable fulfills a predetermined second condition.
3. - that the sensor is recognized as faulty when the first and second conditions are met, and
4. - That the further sensor is recognized as faulty if the first condition is fulfilled and the second condition is not fulfilled.

3. The method according to claim 1, characterized in that the sensor is designed as an air mass meter ( 12 ), the measured variable is an air mass flow in the intake tract (1) of the internal combustion engine.

4. The method according to claim 3, characterized in that the difference between the measured value (MAF_MES) and the estimated value (MAF_AFM_MOD) of the air mass flow is formed, and that the air mass meter ( 12 ) is recognized as faulty if the amount of the difference is greater than one Threshold.

5. The method according to claim 3, characterized in that the difference between the measured value (MAF_MES) and the estimated value (MAF_AFM_MOD) of the air mass flow is fed to a controller which has a correction value (DARED) of a reduced flow cross section (ARED) on the throttle valve ( 10 ) calculated, and that the air mass meter ( 12 ) is recognized as faulty if the amount of the correction value (DARED) is greater than the second threshold value.

6. The method according to claim 2, characterized in

1. - that the sensor is designed as an air mass meter ( 12 ), the measured variable of which is an air mass flow in the intake tract ( 1 ) of the internal combustion engine,
2. - that the further sensor is designed as a throttle valve position sensor ( 11 ), which detects the opening angle of a throttle valve ( 10 ) and determines the measured value (THR_MES) of the opening angle (THR),
3. - that the measured value (ARED_MES) of the reduced flow cross-section is determined as a function of the measured value (THR_MES) of the opening angle,
4. - that the difference between the measured value (MAF_MES) and the estimated value (MAF_AFM_MOD) of the air mass flow is fed to a controller which calculates a correction value (DARED) of the reduced flow cross section at the throttle valve ( 10 ),
5. - that the ratio of the correction value (DARED) and the measured value (ARED_MES) of the reduced flow cross-section (ARED_MES) is formed,
6. that a first error (A) is recognized if the magnitude of the ratio is greater than a predetermined threshold value,
7. - that an air number (LAM) is detected by an oxygen probe,
8. that a second error (B) is recognized if the measured value (LAM_MES) of the air ratio deviates more than a predetermined threshold value from the target value of the air ratio,
9. - that the air mass meter ( 12 ) is recognized as faulty if both the first and the second fault (A, B) are known, and
10. - That the throttle valve position sensor ( 11 ) is recognized as faulty if only the first fault (A) is detected.

7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor is designed as an intake manifold pressure sensor ( 13 ), the measured variable of an intake manifold pressure (MAP) tract in the intake ( 1 ) of the internal combustion engine.

8. The method according to claim 7, characterized in that

1. - that the further sensor is designed as a throttle valve position sensor ( 11 ), which detects the opening angle of a throttle valve ( 10 ) and determines the measured value (THR_MES) of the opening angle,
2. - that the measured value (ARED_MES) of the reduced flow cross-section is determined as a function of the measured value (THR_MES) of the opening angle,
3. - that the difference between the measured value (MAP_MES) and the estimated value (MAP_MOD) of the intake manifold pressure is fed to a controller which calculates a correction value (DARED) of the reduced flow cross section at the throttle valve ( 10 ),
4. - that the ratio of the correction value (DARED) and the measured value (ARED_MES) of the reduced flow cross-section is formed,
5. - that the first error (A) is recognized when the magnitude of the ratio is greater than the predetermined threshold,
6. - that an air number (LAM) from an oxygen probe ( 41 ) it is detected,
7. that the second error (B) is recognized when the measured value (LAM_MES) of the air ratio deviates more than the predetermined threshold value (SW4) from the target value (LAM_SP) of the air ratio (LAM),
8. - That the intake manifold pressure sensor ( 13 ) is recognized as faulty if both the first and the second fault (A, B) are detected, and
9. - that the throttle valve position sensor ( 11 ) is recognized as faulty if only the first fault (A) is detected.

9. The method according to claim 1, characterized in that the sensor is designed as an ambient pressure sensor ( 14 ), the measured variable is an ambient pressure.

10. Device for monitoring a sensor which is assigned to an internal combustion engine, which detects a measured variable and which determines a measured value of the measured variable, characterized in that

1. - that an observer ( 511 ) is provided who calculates an estimate of the measured variable,
2. - that it has first means to check whether a first condition is met, which depends on the measured value and the estimated value, and
3. - That it has second means that recognize the sensor as faulty when the condition is met.