DE19958384A1 - Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors - Google Patents

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Beschreibung

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.