DE102006007720A1

DE102006007720A1 - System zur Prüfung von Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006007720A1
Application number: DE200610007720
Authority: DE
Inventors: Andreas Genssle; Tobias Pfister; Dierk Staebler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (2) zur Prüfung von Drucksensoren (4) eines Kraftfahrzeugs, mit Druckbeaufschlagungsmitteln (6), die ein Strömungsfluid mit einem Prüfdruck beaufschlagen, der auf einen zu prüfenden Drucksensor (4) wirkt, wobei die Druckbeaufschlagungsmittel (6) separat von einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sind, so dass der Prüfdruck unabhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Prüfung von Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs, mit Druckbeaufschlagungsmitteln, die ein Strömungsfluid mit einem Prüfdruck beaufschlagen, der auf einen zu prüfenden Drucksensor wirkt.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2004 017 521 A1 ist ein eingangs genanntes System für einen Differenzdrucksensor eines Partikelfilters beschrieben. Der über einem Partikelfilter anliegende Differenzdruck ist ein Maß für die Notwendigkeit, den Partikelfilter zu regenerieren. Bei einer Regeneration wird der in dem Partikelfilter abgelagerte Ruß verbrannt. Da eine zu häufige Regeneration mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch einhergehen kann und eine zu seltene Regeneration das Fahrverhalten negativ beeinträchtigen kann, sollten die Regenerationsvorgänge in möglichst optimalen Intervallen stattfinden. Um dieses Ziel gewährleisten zu können, ist es notwendig, dass der verwendete Sensor, also beispielsweise der Differenzdrucksensor, exakte Messwerte liefert.

Um überprüfen zu können, ob der Drucksensor noch funktionsfähig ist und korrekte Werte liefert, schlägt die DE 10 2004 017 521 A1 vor, das Ausgangssignal des Drucksensors bei einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu messen und diesen Messwert mit einem Wert zu vergleichen, der für diesen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erwarten ist.

In der DE 10 2004 017 521 A1 wird ferner vorgeschlagen, bei zwei verschiedenen Strömungsbedingungen Messungen durchzuführen, dabei die Änderung der Ausgangssignale des Drucksensors zu erfassen und diese Änderung mit einer zu erwartenden Änderung der Ausgangssignale zu vergleichen.

Das vorstehend beschriebene System hat den Nachteil, dass eine Prüfung des Drucksensors nur bei einem vordefinierten Betriebszustand der Brennkraftmaschine möglich ist. Ein solcher Betriebszustand ist jedoch durch eine Vielzahl von Parametern gekennzeichnet, beispielsweise Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine. Ferner hat das bekannte System den Nachteil, dass es für die Anwendung bei Partikelfiltern über einen langen Zeitraum hinweg ungenauer wird. Dies liegt daran, dass sich bei einem Regenerationsvorgang verbrannter Ruß als Asche in dem Partikelfilter ablagert. Diese abgelagerte Asche hat einen Einfluss auf den an dem Partikelfilter anliegenden Differenzdruck.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte System zur Prüfung von Drucksensoren dahingehend zu verbessern, dass die Prüfung der Drucksensoren mit möglichst hoher Genauigkeit erfolgen kann.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckbeaufschlagungsmittel separat von einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sind, so dass der Prüfdruck unabhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen System wird das Strömungsfluid, also beispielsweise Abgas oder Umgebungsluft, nicht mit Hilfe der Brennkraftmaschine auf einen definierten Zustand gebracht, sondern das Strömungsfluid kann unabhängig von der Brennkraftmaschine und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf einen bestimmten Prüfdruck gebracht werden, der dann auf den Drucksensor wirkt. Somit ist es nicht notwendig, einen vorgegebenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erreichen, um den Drucksensor prüfen zu können. Vielmehr kann mit Hilfe der separat bereitgestellten Druckbeaufschlagungsmittel der Prüfdruck unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingestellt werden.

Im Rahmen dieser Erfindung ist mit dem Begriff "Druckbeaufschlagung" gemeint, dass das Strömungsfluid auf einen vorgegebenen Druckwert gebracht wird. Die Druckwerte können zwischen 0 und mehreren bar Absolutdruck betragen.

Das erfindungsgemäße System eröffnet ferner die Möglichkeit, einen Drucksensor auch dann genau auf seine Funktion hin überprüfen zu können, wenn sich an dem Einbauort des Drucksensors im Laufe der Zeit ändernde, ohne zusätzlichen Aufwand nicht messbare Bedingungen ergeben. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Partikelfilter nach einem Regenerationsvorgang abgebrannten Ruß als Asche ablagert. Mit dem erfindungsgemäßen System können Drucksensoren unabhängig von solchen Bedingungen geprüft werden.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfassen die Druckbeaufschlagungsmittel eine Pumpe. Da die für viele Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs erforderlichen Drücke vergleichsweise niedrig sind, beispielsweise im Bereich zwischen 0 und 4 bar Absolutdruck liegen, ist es möglich, diesen Druck mit Hilfe einer handbetätigten Pumpe zu erzeugen. Anstelle von handbetätigten Pumpen können auch automatische Druckpumpen verwendet werden. Bei einem entsprechend geringen Pumpenvolumen lässt sich der Prüfdruck auf einfache Art und Weise sehr genau einstellen. Hierfür wird in vorteilhafter Weise ein beispielsweise als Manometer ausgebildetes Druckmessmittel verwendet.

Die genannten Druckbeaufschlagungsmittel sind vergleichsweise preiswert und können so ohne Weiteres in die Grundausstattung einer Werkstatt übernommen werden. Somit kann eine Prüfung des Drucksensors eines Kraftfahrzeugs mit einem vergleichsweise geringen Aufwand in einer Werkstatt durchgeführt werden, beispielsweise im Rahmen einer Inspektion des Kraftfahrzeugs.

Selbstverständlich können auch andere Druckbeaufschlagungsmittel zum Einsatz kommen, die beispielsweise einen Speicher für druckbeaufschlagtes Strömungsfluid umfassen. Dies kann beispielsweise eine in vielen Werkstätten bereits vorhandene Druckluftversorgung sein, wobei zur Einstellung des Drucks ein Druckeinstellmittel, beispielsweise ein Druckminderventil zum Einsatz kommen kann.

Weiterhin weist das System in vorteilhafter Weise in Verbindungselement zur Druckkopplung des Druckbeaufschlagungsmittels mit dem zu prüfenden Drucksensor auf. Hierbei können beispielsweise flexible Schläuche zum Einsatz kommen, die es ermöglichen, den Drucksensor so mit dem Druckbeaufschlagungsmittel zu verbinden, dass ein mit Prüfdruck beaufschlagtes Strömungsfluid auf den Drucksensor wirken kann.

Viele Drucksensoren, die bereits heute in Kraftfahrzeugen eingebaut sind, weisen entsprechende Anschlussstellen, beispielsweise Stutzen auf, die bei Einsatz des Drucksensors mit Schläuchen oder Rohren verbunden sind, die wiederum zur eigentlichen Druckmessstelle führen, also beispielsweise einem Eingangs- und/oder Ausgangsbereich eines Partikelfilters. Diese Verbindungen können unterbrochen werden, so dass der Drucksensor nur mit dem separat bereitgestellten Druckbeaufschlagungsmittel verbunden ist. Die in Einbausituation zwischen dem Drucksensor und der Druckmessstelle vorhandenen Verbindungen können aber auch verzweigt werden, so dass das Druckbeaufschlagungsmittel über die am Kraftfahrzeug befestigten Verbindungselemente mit dem Drucksensor in Verbindung steht.

Vorteilhafterweise umfasst das System ein Messgerät zur Messung eines Ausgangssignals des zu prüfenden Drucksensors. Als Ausgangssignal kann beispielsweise die am Ausgang des Drucksensors anliegende Spannung gemessen werden. Hierfür können auch als "Multimeter" bekannte Messgeräte zum Einsatz kommen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Messgerät ein Prüfgerät für die Motorsteuerung der Brennkraftmaschine ist. Dies kann beispielsweise ein so genannter Servicetester der Firma Bosch des Typs KTS 650 sein. Mit einem solchen Servicetester können die gemessenen Ausgangssignale des zu prüfenden Drucksensors mit Hilfe eines integrierten Displays direkt dargestellt und auch mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden.

Das System kann auch eine eigene Spannungsquelle umfassen. Dies kann beispielsweise ein separat bereitgestelltes Netzgerät sein, das den zu prüfenden Drucksensor mit einer vorgebbaren Speisespannung versorgt, beispielsweise mit einer Spannung von 5 Volt. Als Spannungsquelle kann aber auch die Batterie des Kraftfahrzeugs, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Transformators, verwendet werden. Ferner kann die Spannungsversorgung des Drucksensors auch über das Steuergerät der Brennkraftmaschine erfolgen.

Das erfindungsgemäße System eignet sich für eine Vielzahl von Drucksensoren, insbesondere für Kraftfahrzeug-Drucksensoren, unabhängig davon, auf welchem physikalischen Prinzip sie beruhen. Beispielsweise können piezoresistive Drucksensoren geprüft werden. Besonders gut eignet sich das System aber für einen als Absolutdrucksensor ausgebildeten Drucksensor, mit dem ein Ladedruck der Brennkraftmaschine erfasst werden kann. Die Erfassung von Ladedrücken ist insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit einer Abgasrückführung vorteilhaft, um den Füllungsgrad und die Abgasrückführungsrate genau bestimmen zu können.

Eine weitere besonders vorteilhafte Anwendung ergibt sich, wenn der Drucksensor ein Differenzdrucksensor ist, der bei einem Partikelfilter oder einem Oxidationskatalysator in einem Abgassystem der Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Die Partikelfilter oder die Oxidationskatalysatoren können im Laufe der Zeit durch Alterungsprozesse, bspw. Ablagerungsvorgänge oder chemische Prozesse ihre Eigenschaften verändern. Um auch solche Änderungen detektieren zu können, müssen die Drucksensoren voll funktionsfähig sein. Diese Funktionsfähigkeit kann mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem überprüft werden, ohne dass der Prüfvorgang selbst von Faktoren abhängig ist, die eigentlich gemessen werden sollen.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Druckbeaufschlagungsmittel und/oder Druckeinstellmittel und/oder das Druckmessmittel und/oder das Verbindungselement an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Somit kann ein bezogen auf ein Kraftfahrzeug autarkes Messsystem bereitgestellt werden, das die jederzeitige Überprüfung eines Drucksensors erlaubt.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die genannten Bauteile kraftfahrzeugextern sind, so dass sie für verschiedene Drucksensoren und somit auch für verschiedene Kraftfahrzeuge Verwendung finden können, also beispielsweise Teil der Grundausstattung einer Werkstatt sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Prüfung eines Drucksensors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird das auf den Drucksensor wirkende Strömungsfluid mit Hilfe der separat bereitgestellten Druckbeaufschlagungsmittel auf einen Prüfdruck gebracht und das bei diesem Prüfdruck ausgebrachte Ist-Ausgangssignal des Drucksensors mit einem Soll-Ausgangssignal verglichen. Der Prüfdruck kann auch gleich dem Umgebungsdruck sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieses Verfahren mehrfach durchlaufen wird, und zwar mit unterschiedlichen Prüfdrücken. Auf diese Weise können Stützstellen für Ist-Kennlinien geschaffen werden, die mit Soll-Kennlinien verglichen werden können.

Die beschriebenen Verfahren können während des Stillstands der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, so dass die Messung vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine unabhängig ist. Die Verfahren können aber auch während des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, beispielsweise um erfassen zu können, wie sich eine zusätzliche Druckbeaufschlagung des Strömungsfluids mit Hilfe der separat bereitgestellten Druckbeaufschlagungsmittel auf das Ausgangssignal des zu prüfenden Drucksensors auswirkt.

Zeichnungen
Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Prüfung von Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Zeichnung trägt ein System zur Prüfung von Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs insgesamt das Bezugszeichen 2. Der zu prüfende Drucksensor trägt das Bezugszeichen 4. Der dargestellte Drucksensor 4 ist ein Differenzdrucksensor zur Verwendung bei einem Partikelfilter eines Abgassystems eines Kraftfahrzeugs. Der Drucksensor 4 kann sich sowohl in einem am Kraftfahrzeug eingebauten Zustand als auch in einem ausgebauten Zustand befinden.
Der Drucksensor 4 kann mit Hilfe von insgesamt mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Druckbeaufschlagungsmitteln mit Druck beaufschlagt werden.
Das System 2 umfasst ferner eine Spannungsquelle 8 sowie ein Messgerät 10, das einen integrierten Bildschirm 12 aufweist.
Die Spannungsquelle 8 kann beispielsweise ein von der Kraftfahrzeugbatterie separat bereitgestelltes Netzgerät sein. Der Minuspol der Spannungsquelle 8 steht mit einer Masseleitung 14 in Verbindung, die an einer Verzweigung 16 mündet und von dort zu Masseanschlüssen 18 und 20 des Drucksensors 4 sowie des Messgeräts 10 führt.
Der Pluspol der Spannungsquelle 8 ist über eine Leitung 22 mit einem weiteren elektrischen Anschluss 24 des Drucksensors 4 verbunden.
Die Druckbeaufschlagungsmittel 6 umfassen eine handbetätigte Pumpe 26, mit der ein Strömungsfluid, im dargestellten Fall Umgebungsluft, mit einem Prüfdruck beaufschlagt werden kann. Der eingestellte Prüfdruck kann mit Hilfe eines Druckmessmittels 28 gemessen werden, das als Manometer ausgebildet sein kann. Von der Handpumpe 26 führt ein als Schlauch ausgebildetes Verbindungselement 30 zu einem Anschlussstutzen 32 des Drucksensors 4. Der Drucksensor 4 weist einen weiteren Anschlussstutzen 34 auf, der offen bleibt, und an dem somit der Umgebungsdruck, im Normalfall also etwa 1 bar Absolutdruck, anliegt.
Wenn der Drucksensor 4 über die Leitung 22 mit einer Speisespannung von beispielsweise 5 Volt versorgt wird, kann der zwischen den Anschlussstutzen 32 und 34 zu messende Differenzdruck erfasst werden und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt werden, das über eine Leitung 36 zum Messgerät 10 geleitet werden kann. Das Ausgangssignal kann beispielsweise eine Spannung zwischen 0,5 und 4,5 Volt sein.
Um die Funktion des Drucksensors 4 prüfen zu können, können nacheinander verschiedene Messungen mit verschiedenen Prüfdrücken durchgeführt werden. Mit Hilfe von zwei verschiedenen Prüfdrücken können zwei Ausgangssignale gemessen werden, womit zwei Stützstellen zur Ermittlung einer Ist-Kennlinie zur Verfügung stehen. Diese Kennlinie kann mit einer vorgegebenen Soll-Kennlinie verglichen werden. Für den Vorgang des Anzeigens und des Vergleichens von Messwerten ist es vorteilhaft, wenn das Messgerät 10 entsprechende Rechnerfunktionen hat, wie beispielsweise der Bosch-Servicetester KTS 650.

Claims

System (2) zur Prüfung von Drucksensoren (4) eines Kraftfahrzeugs, mit Druckbeaufschlagungsmitteln (6), die ein Strömungsfluid mit einem Prüfdruck beaufschlagen, der auf einen zu prüfenden Drucksensor (4) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsmittel (6) separat von einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sind, so dass der Prüfdruck unabhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist.
System (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsmittel (6) eine Pumpe (26) umfassen.
System (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsmittel (6) einen Speicher für druckbeaufschlagtes Strömungsfluid umfassen.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) ein Druckeinstellmittel umfasst.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) ein Druckmessmittel (28) zur Messung des Prüfdrucks umfasst.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) ein Verbindungselement (30) zur Druckkopplung des Druckbeaufschlagungsmittels (6) mit dem zu prüfenden Drucksensor (4) aufweist.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) ein Messgerät (10) zur Messung eines Ausgangssignals des zu prüfenden Drucksensors (4) aufweist.
System (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (10) ein Prüfgerät für die Motorsteuerung der Brennkraftmaschine ist.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) eine Spannungsquelle (8) umfasst.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (4) ein Absolutdrucksensor ist, insbesondere ein Sensor zur Erfassung des Ladedrucks der Brennkraftmaschine.
System (2) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (4) ein Differenzdrucksensor ist, insbesondere ein Sensor zur Verwendung bei einem Partikelfilter oder bei einem Oxidationskatalysator in einem Abgassystem der Brennkraftmaschine.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsmittel (6) und/oder das Druckeinstellmittel und/oder das Druckmessmittel (28) und/oder das Verbindungselement (30) an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind.
System (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungsmittel (6) und/oder das Druckeinstellmittel und/oder das Druckmessmittel (28) und/oder das Verbindungselement (30) kraftfahrzeugextern sind.
Verfahren zur Prüfung eines Drucksensors eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines Systems (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den Drucksensor (4) wirkende Strömungsfluid mit Hilfe der Druckbeaufschlagungsmittel (6) auf einen Prüfdruck gebracht wird und dass das bei diesem Prüfdruck entstehende Ist-Ausgangssignal des Drucksensors (4) mit einem Soll-Ausgangssignal verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit mindestens zwei unterschiedlichen Prüfdrücken durchlaufen wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Stillstands der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.