DE102006029969B3

DE102006029969B3 - Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines Umgebungsdrucksensors einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006029969B3
Application number: DE200610029969
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Burkhardt; Jürgen DINGL; Andreas Hofmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-06-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines Umgebungsdrucksensors mit Hilfe eines Luftmassensensors an einer Brennkraftmaschine. Mit im System der Brennkraftmaschine vorhandenen Sensoren und Auswerteverfahren wird durch Gegenüberstellung geeigneter Sensorwerte und/oder durch Vergleich von Sensor- und Modellwerten die Funktionstüchtigkeit des Umgebungsdrucksensors über den Luftmassensensor überprüft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines Umgebungsdrucksensors mit Hilfe eines Luftmassensensors an einer Brennkraftmaschine und ein Betribssteuergerät zur Verarbeitung des Verfahrens. Insbesondere dient das vorliegende Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Umgebungsdrucksensors an der Brennkraftmaschine basierend auf mit Heißfilm-Anemometern arbeitenden Systemen.
Zur Erfassung ihrer Motorlast sind moderne Brennkraftmaschinen mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet. Zu diesen Sensoren zählen beispielsweise: ein Saugrohrabsolutdrucksensor zur Berechnung der angesaugten Frischluftmasse, ein Drosselklappenpositionssensor und/oder ein Temperatursensor. Ausgehend von den durch die Sensoren bereitgestellten Werten werden entweder direkt oder über die mit einem Saugrohrmodell ermittelten Modellgrößen die Last der Brennkraftmaschine und die entsprechenden Sollstellungen der Aktuatoren der Brennkraftmaschine berechnet. Basiert diese Berechnung auf einem Saugrohrmodell, werden die ermittelten Modellgrößen mit den von den Sensoren bereitgestellten Werten abgeglichen. Daraus folgt, dass die Sensoren und die von ihnen bereitgestellten Werte einen direkten oder einen über den Abgleich des Saugrohrmodells indirekten Einfluss auf die Gemischzusammensetzung und daher auch auf die Abgasemission der Brennkraftmaschine haben. Daher müssen gerade auch im Hinblick auf ständig steigende Emissionsanforderungen an Brennkraftmaschinen die verbauten Sensoren plausibilisiert werden bzw. ihre Funktionstüchtigkeit überwacht werden.
Verfügt ein System in Ergänzung zu den oben genannten Sensoren über einen Umgebungsdrucksensor zur Erfassung des Atmosphärendrucks, so werden etwaige Fehler des Umgebungsdrucksensors bei stationärem Motorbetrieb durch den Abgleich mit dem Luftmassensensor, d. h. dem Lastsensor zur Ermittlung der angesaugten Frischluftmasse (MAF), oder über den Saugrohrabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) kompensiert. Im transienten Motorbetrieb ist diese Kompensation jedoch Prinzip bedingt unvollkommen. Daher schlagen mögliche Fehler des Umgebungsdrucksensors auf den Betrieb und die Abgasemission der Brennkraftmaschine durch, so dass der Umgebungsdrucksensor ebenfalls plausibilisiert werden muss.
Bei Systemen mit einem Umgebungsdrucksensor und mit mindestens einem weiteren Drucksensor, wie beispielsweise dem Saugrohrabsolutdrucksensor, kann die Plausibilitätsprüfung relativ einfach durch Gegenüberstellung der mindestens zwei Drucksensoren erfolgen. Bei Stillstand der Brennkraftmaschine und Druck ausgeglichenem System müssen bei intakten Drucksensoren alle in etwa die gleichen Werte liefern. Kleinere Abweichungen zwischen diesen Werten, d.h. Abweichungen, die unterhalb der Ansprechschwellen der Plausibilitätsprüfung liegen, sind auf mögliche Sensortoleranzen rückführbar und werden nicht berücksichtigt oder mit einem Sensorabgleichsverfahren ausgeglichen. Betrachtet man Saugmotoren, kann auch unter Volllast der Brennkraftmaschine, d.h. bei offener Drosselklappe, unter Berücksichtigung der Randbedingungen, wie beispielsweise einem Druckabfall im System, ein Vergleich der Werte des Saugrohrdrucksensors und des Umgebungsdrucksensors erfolgen.
Bei Systemen mit einem Luftmassensensor (MAF-Sensor) und ohne weitere Drucksensoren muss der Umgebungsdrucksensor basierend auf den Werten des Luftmassensensors plausibilisiert werden. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass häufig Betriebspunkte der Brennkraftmaschine auftreten, in denen der Luftmassensensor auf Grund von Pulsationen keine brauchbaren Werte für eine Plausibilitätsprüfung des Umgebungsdrucksensors liefert. In diesem Fall wird die Zylinderfüllung nur mit einem unabgeglichenen Saugrohrmodell berechnet. Eventuelle Fehler des Umgebungsdrucksensors führen jedoch zu einem Fehler in der berech neten Luftmasse des Saugrohrmodells. Dies hat wiederum einen nicht optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine und eine Erhöhung der Abgasemissionen zur Folge.
Aus der DE 101 32 833 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Drucksensors bekannt, welcher einen den Umgebungsdruck eines Verbrennungsmotors repräsentierenden Wert ermittelt. Ein Fehler in der Ermittlung des Umgebungsdrucks wird erkannt, wenn die gemessene von einer berechneten Luftmasse abweicht und eine Korrektur des Gemischregelsystems kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist, und wenn bei geöffneter Drosselklappe Saugrohrdruck und Umgebungsdruck unzulässig voneinander abweichen.
Weiterhin beschreibt die DE 197 45 698 A1 ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Signals, bei dem eine Messgröße, nämlich der Umgebungsdruck, auf drei unterschiedliche Weisen ermittelt wird. Durch Vergleich der drei Signale für die Messgröße Umgebungsdruck wird unter Berücksichtigung bestimmter Betriebsbedingungen, beispielsweise der Brennkraftmaschine erkannt, ob ein fehlerhafter Sensor vorliegt. Dabei kann insbesondere erkannt werden, ob ein Umgebungsdrucksensor korrekt arbeitet.
Schließlich ist aus der DE 100 21 639 C1 ein Verfahren zur Diagnose von Fehlfunktionen von Drucksensoren an Verbrennungskraftmaschinen mit einem Saug- oder Ladedrucksensor und einem Umgebungsdrucksensor bekannt. Die Sensoren liefern weiterverarbeitbare Drucksignale, anhand derer eine Füllungsberechnung der Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Kraftstoff-/Luftgemisch erfolgt. Zur Plausibilisierung der Umgebungsdrucksignale werden diese mit einem modellierten Saugrohrdrucksignal verglichen.
Basierend auf den oben genannten Nachteilen stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Betriebssteuergerät ein Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines im System einer Brenn kraftmaschine verbauten Umgebungsdrucksensors gegen einen Luftmassensensor mit Hilfe der im System vorhandenen Informationen bereitzustellen, um den Betrieb der Brennkraftmaschine zu optimieren und schädliche Abgasemissionen zu reduzieren.
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch ein Betriebssteuergerät einer Brennkraftmaschine gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, der Figur und den anhängenden Ansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Plausibilitätsprüfung eines Umgebungsdrucksensors mit Hilfe eines Luftmassensensors an einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen eines Umgebungsdrucks mit dem Umgebungsdrucksensor in einem laufenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine, Berechnen einer über eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine strömenden Luftmasse basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck und einer über die Drosselklappe strömenden Luftmasse basierend auf einem gespeicherten Umgebungsdruck aus einem vorhergehenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine, Bilden einer Differenz jeweils zwischen einem mit dem Luftmassenmesser aktuell gemessenen tatsächlichen Luftmassenstrom sowie dem berechneten Luftmassenstrom basierend auf dem aktuell gemessenen Umgebungsdruck und dem berechneten Luftmassenstrom basierend auf dem gespeicherten Umgebungsdruck, Vergleichen der aus dem gemessenen Umgebungsdruck bestimmten Differenz und der aus dem gespeicherten Umgebungsdruck bestimmten Differenz miteinander und mit einem gleichen Schwellenwert und Bewerten einer Funktionsfähigkeit des Umgebungsdrucksensors anhand der Vergleichsergebnisse aus dem vorhergehenden Schritt.
Das obige Verfahren zur Plausibilitätsprüfung stellt gezielt im System der Brennkraftmaschine vorhandene Sensorwerte und/oder mit einem Saugrohrmodell berechnete Modellwerte den Messwerten des Umgebungsdrucksensors gegenüber. Basierend auf dem Ergebnis der Gegenüberstellung bereits im System der Brennkraftmaschine vorhandener Mess- und/oder Modellwerte ist feststellbar, ob der genutzte Umgebungsdrucksensor fehlerhaft arbeitet oder nicht. Voraussetzung für die Anwendung im System vorhandener Messwerte und berechneter Modellwerte ist die gezielte Auswahl charakteristischer Betriebszustände der Brennkraftmaschine und die Anwendung der einzelnen Rechenoperationen des Verfahrens in einer vorgegebenen Reihenfolge.
Wie aus den obigen Verfahrensschritten hervorgeht, wird der Messwert des Umgebungsdrucksensors für die Berechnung des über die Drosselklappe der Brennkraftmaschine strömenden Luftmassenstroms verwendet. Des Weiteren wird eine über die Drosselklappe der Brennkraftmaschine strömende Luftmasse basierend auf einem gespeicherten Umgebungsdruck berechnet, der in einem vorhergehenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine erfasst worden ist. Der gespeicherte Umgebungsdruck bildet die Grundlage zur Ermittlung eines Vergleichswerts, der eine Brennkraftmaschine mit funktionsfähigem Umgebungsdrucksensor repräsentiert. Bildet man nun die Differenz zwischen einem tatsächlichen Luftmassenstrom an der Brennkraftmaschine mit den oben berechneten Luftmassen an der Drosselklappe, erhält man einen Referenzwert zum Bewerten der Funktionsfähigkeit des Umgebungsdrucksensors. Der tatsächliche Luftmassenstrom wird vorzugsweise mit einem Luftmassensensor, beispielsweise einem Heißfilm-Anemometer, gemessen oder auf Grundlage des gemessenen Saugrohrdrucks (MAP_MES) berechnet. Anhand der oben genannten Verfahrensschritte und der darin verarbeiteten Daten ist erkennbar, dass das vorliegenden Verfahren zur Plausibilitätsprüfung auf im System der Brennkraftmaschine vorhandene konstruktive Elemente und Verarbeitungsmodelle zurückgreift und somit durch verbesserte Ausnutzung vorhandener Ressourcen einen optimierten Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Betriebssteuergerät der Brennkraftmaschine, das die folgenden Merkmale aufweist: eine Speichereinheit, in der die Verfahrensschritte des Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung gespeichert sind, eine Prozessoreinheit, mit der die gespeicherten Verfahrensschritte abrufbar und verarbeitbar sind, und eine Kommunikationseinheit, mit der Sensordaten von Sensoren der Brennkraftmaschine an die Prozessoreinheit und/oder Speichereinheit übertragbar sind und mit der Ergebnisse der verarbeiteten Verfahrensschritte an mindestens ein Steuerelement und/oder ein Anzeigeelement der Brennkraftmaschine übermittelbar sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung.
Mit Hilfe des Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung wird ein Umgebungsdrucksensor im System einer Brennkraftmaschine auf seine Funktionstüchtigkeit überprüft. Das System der Brennkraftmaschine umfasst neben dem Umgebungsdrucksensor ein Betriebssteuergerät, mit dem der Betrieb der Brennkraftmaschine sowie das Verfahren zur Plausibilitätsprüfung steuerbar sind. Zu diesem Zweck weist das Betriebssteuergerät eine Speichereinheit auf, mit der die Verfahrensschritte des Verfahrens speicherbar sind. Mit Hilfe einer Prozessoreinheit des Betriebssteuergeräts sind die gespeicherten Verfahrensschritte abrufbar und in einer gezielten Folge verarbeitbar. Der Austausch von Daten zwischen dem Betriebssteuergerät und dem verbleibenden System der Brennkraftmaschine sowie zwischen den unterschiedlichen Einheiten des Betriebssteuergeräts wird durch eine Kommunikationseinheit realisiert. Auf dieser apparativen Grundlage sind Sensordaten von Sensoren der Brennkraftmaschine an die Prozessoreinheit und/oder Speichereinheit übertragbar und in gleicher Weise sind die durch die Prozessoreinheit erzeugten Ergebnisse durch Verarbeitung der Verfahrensschritte des Verfahrens an mindestens ein Steuerelement und/oder ein Anzeigeelement der Brennkraftmaschine übermittelbar. Das Anzeigeelement zeigt beispielsweise einen Defekt des Umgebungsdrucksensors an und das Steuerelement dient der Durchführung von Diagnosealgorithmen im Luftpfad der Brennkraftmaschine.
Zudem umfasst das System der Brennkraftmaschine einen Luftmassensensor und/oder einen Sensor zur Bestimmung des Saugrohrdrucks MAP_MES der Brennkraftmaschine. Mit dem Luftmassensensor, vorzugsweise einem Heißfilm-Anemometer, ist der tatsächliche, also der die Brennkraftmaschine erreichende, Luftmassenstrom MAF* direkt messbar. Aus dem Messwert MAP_MES ist der tatsächliche Luftmassenstrom MAF* berechenbar, wenn die Brennkraftmaschine beispielsweise nicht über einen Luftmassensensor verfügt.
Nach dem Start der Brennkraftmaschine im Schritt S1 wird zunächst eine Initialisierung des Systems der Brennkraftmaschine abgewartet (Schritt S2). Außerdem werden verschiedene Verfahren ausgesetzt, um eine mögliche Beeinflussung des Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung zu vermeiden. Zu diesen Verfahren zählt eine Diagnose Load-TPS-Diag, bei der geprüft wird, ob die Luftmasse im Saugrohr plausibel zur Drosselklappenstellung ist. Des Weiteren wird bevorzugt im Schritt S2 eine Drosselklappenadaption AR_RED_AD gesperrt, mit der unter anderem eine Verschmutzung der Drosselklappe beim Betrieb der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird.
Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird im laufenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine der Umgebungsdruck AMP_MES mit Hilfe des zu überprüfenden Umgebungsdrucksensors erfasst. In Ergänzung dazu wird aus der Speichereinheit des Betriebssteuergeräts ein Umgebungsdruck AMP_RST abgerufen, der während eines vorhergehenden, vorzugsweise des letzten, Fahrzyklus der Brennkraftmaschine gemessen worden ist. AMP_RST repräsentiert den Messwert eines funktionstüchtigen Umgebungsdrucksensors. Zudem geht man davon aus, dass sich in der überwiegenden Anzahl der Fälle die Umgebungsbedingungen, das heißt Luftdruck und Wetterbedingungen, des letzten Fahrzyklus im Vergleich zum momentanen Fahrzyklus der Brennkraftmaschine nur vernachläs sigbar gering verändert haben. Auf dieser Grundlage ist im Schritt S3 eine Auswertung der beiden Größen AMP_MES und AMP_RST möglich, die Auskunft über die Funktionstüchtigkeit des Umgebungsdrucksensors gibt. Im Rahmen der Auswertung im Schritt S3 wird der Betrag der Differenz der beiden Umgebungsdruckwerte AMP_MES und AMP_RST mit einer Schwelle verglichen. Ist der Betrag dieser Differenz kleiner als die angegebene Schwelle, folgt das Verfahren dem Pfeil „ja", so dass im Schritt S4 die Funktionstüchtigkeit des Umgebungsdrucksensors bzw. AMP-Sensors bestätigt wird. Ist der Betrag der Differenz aus Schritt S3 nicht kleiner als die angegebene Schwelle, folgt das Verfahren dem mit „nein" gekennzeichneten Pfeil.
Liegt die Differenz der Werte AMP_MES und AMP_RST oberhalb der Schwelle im Schritt S3, könnte ein Defekt des Umgebungsdrucksensors vorliegen. Es ist ebenfalls denkbar, dass eine Änderung der Umgebungsbedingungen lediglich einen defekten AMP-Sensor suggerieren. Dies könnte beispielsweise auftreten, wenn ein Neustart der Brennkraftmaschine nach einem Wettersturz, also einer starken Luftdruckänderung, erfolgt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das System der Brennkraftmaschine per Autozug von einem Ort mit einer geringen Höhe oberhalb des Meeresspiegels zu einem Ort transportiert worden ist, der sich beispielsweise 3.000 m oberhalb des Meeresspiegels befindet. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass der Umgebungsdrucksensor und die Werte des Umgebungsdrucksensors aufgrund einer Reparatur auf Null zurückgesetzt worden sind, bevor der Neustart der Brennkraftmaschine erfolgt. Da zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens nicht feststellbar ist, ob der AMP-Sensor funktionstüchtig ist oder nicht, wird das Verfahren zur Plausibilitätsprüfung fortgesetzt.
Im Schritt S5 wird zunächst geprüft und falls erforderlich gewartet, bis die instationäre Startphase der Brennkraftmaschine abgeschlossen ist und sich eventuell ein Stationärbetrieb der Brennkraftmaschine eingestellt hat. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird in diesem Verfahrensschritt über die logische Variable LV_ST_END, d.h. Start beendet, angezeigt. Die instationäre Startphase der Brennkraftmaschine ist ca. 3 Sekunden nach Motorstart beendet.
Im folgenden Verfahrensschritt S6 wird die über die Drosselklappe der Brennkraftmaschine strömende Luftmasse MAF_THR_{AMP_MES} basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck AMP_MES berechnet. Des Weiteren wird eine über die Drosselklappe strömende Luftmasse MAF_THR_{AMP_RST} basierend auf dem gespeicherten Umgebungsdruck AMP_RST aus dem vorhergehenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine berechnet. Die Grundlage dieser Berechnung bilden die in der WO 96/32579 A1 und WO 97/35106 A2 beschriebenen Modelle zum Bestimmen der in die Zylinder der Brennkraftmaschine einströmenden Luftmasse.
In Ergänzung zu den oben berechneten Luftmassen wird im Schritt S6 des Weiteren der tatsächliche Luftmassenstrom MAF* erfasst. Verfügt das System der Brennkraftmaschine über einen Luftmassensensor, wird der tatsächliche Luftmassenstrom MAF* direkt gemessen. Anderenfalls wird der tatsächliche Luftmassenstrom aus dem Messwert des Saugrohrdrucksensors berechnet. In Fortsetzung des Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung wird im Schritt S6 dann der Betrag der Differenz zwischen dem tatsächlichen Luftmassenstrom MAF* und der basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck berechneten Luftmasse MAF_THR_{AMP_MES} gebildet. Des Weiteren wird der Betrag der Differenz zwischen dem tatsächlichen Luftmassenstrom MAF* und der basierend auf dem gespeicherten Umgebungsdruck berechneten Luftmasse MAF_THR_{AMP_RST} gebildet. Man erhält als Ergebnis die absoluten Beträge der Differenzen ΔMAF_{AMP_MES} und ΔMAF_{AMP_RST}, die zur weiteren Plausibilisierung der Funktionstüchtigkeit des Umgebungsdrucksensors herangezogen werden.
Im Weiteren Verlauf des Verfahrens wird im Schritt S7 die Differenz ΔMAF_{AMP_MES} zwischen dem tatsächlichen Luftmassenstrom MAF* sowie der berechneten Luftmasse MAF_THR_{AMP_MES} basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck AMP_MES mit einer Schwelle 1 verglichen. Liefert dieser Vergleich, dass ΔMAF_{AMP_MES} größer ist als die Schwelle 1, folgt das Verfahren dem mit „ja" gekennzeichneten Pfeil. Als ein Ergebnis dieses Vergleichs gelangt man zum Schritt S8 des Verfahrens, der den Verdacht eines fehlerhaften Umgebungsdrucksensors anzeigt. Liefert der Schritt S7, dass ΔMAF_{AMP_MES} nicht größer als die Schwelle 1 ist, folgt das Verfahren dem mit „nein" gekennzeichneten Pfeil, der einen Übergang zu dem Schritt S9 anzeigt.
Im Schritt S9 wird der Wert ΔMAF_{AMP_RST} mit der Schwelle 1 verglichen. Liefert der Vergleich, dass ΔMAF_{AMP_RST} größer ist als die Schwelle 1, folgt das Verfahren dem mit „ja" gekennzeichneten Pfeil zum Schritt S10. Im Schritt S10 wird der Verdacht angezeigt, dass der Umgebungsdrucksensor wahrscheinlich funktionstüchtig ist, da das auf dem aktuell gemessenen Umgebungsdruck basierende MAF-Modell dem Messwert näher ist als das auf dem gespeicherten Umgebungsdruck basierende Modell. Sollte ΔMAF_{AMP_RST} im Schritt S9 nicht größer als die Schwelle 1 sein, erfolgt ein Übergang zum Schritt S11 gemäß dem mit „nein" gekennzeichneten Pfeil.
Im Schritt S11 erfolgt ein direkter Vergleich zwischen ΔMAF_{AMP_MES} und ΔMAF_{AMP_RST}. Liefert dieser Vergleich, dass ΔMAF_{AMP_MES} größer ist als ΔMAF_{AMP_RST}, folgt das Verfahren wiederum dem mit „ja" gekennzeichneten Pfeil zum Schritt S8, der den Verdacht eines defekten Umgebungsdrucksensors anzeigt. Sollte der obige direkte Vergleich anzeigen, dass ΔMAF_{AMP_MES} nicht größer als ΔMAF_{AMP_RST} ist, folgt das Verfahren dem mit „nein" gekennzeichneten Pfeil zum Schritt S12. Gemäß S12 ist unklar, ob der Umgebungsdrucksensor funktionstüchtig ist oder nicht.
Auf Grundlage der obigen Schritte erfolgt daher anhand der Vergleichsergebnisse ein Bewerten der Funktionsfähigkeit des Umgebungsdrucksensors. Die im Schritt S6 berechneten MAF-Modelle gehen von einem – mit eventueller Ausnahme des AMP-Sensors – fehlerfreien System aus. Um eine richtige Interpretation der obigen Vergleichsergebnisse zu gewährleisten, wird im Schritt S13 die Load-TPS-Diagnose Load-TPS-Diag und die Drosselklappenadaption AR RED AD freigegeben bzw. die obige Sperrung wird aufgehoben. Nachfolgend wird im Schritt S14 der Durchlauf der Load-TPS-Diagnose abgewartet, die dann im Schritt S15 ausgewertet wird. Im Rahmen der Auswertung wird festgestellt, ob die im Saugrohr der Brennkraftmaschine erfasste Luftmasse plausibel zur Stellung der Drosselklappe ist. Ist die erfasste Luftmasse plausibel, das heißt die Load-TPS-Diagnose liefert keinen Fehler, stützt dies das jeweils in den Schritten S8 und S10 angezeigte vorläufige Ergebnis der Plausibilisierung. Es wird daher bestätigt, dass der Umgebungsdrucksensor funktionstüchtig ist (Schritt S16) oder dass der Umgebungsdrucksensor fehlerhaft arbeitet (Schritt S18).
Über den mittleren Ast des Flussdiagramms, das heißt die Schritte S12, S17, S19, kann man sowohl mit als auch ohne Fehler in der Load-TPS-Diagnose keine Entscheidung über die Funktionsfähigkeit des Umgebungsdrucksensors treffen. Es erfolgt somit keine Auswahl eines der beiden Diagnoseergebnisse der Schritte S16 und S18, so dass der Fehler-Status des Umgebungsdrucksensors unverändert bestehen bleibt. In diesem Fall lassen sich jedoch Sicherheitsstrategien festlegen, so dass es beispielsweise eher zu einem Austausch des Umgebungsdrucksensors als zu einem Ausstoß zusätzlicher schädlicher Abgase kommt. Des Weiteren können sich auch weitere Diagnosealgorithmen anschließen, die zur Überprüfung des Umgebungsdrucksensors geeignet sind. Man sollte aber beachten, dass der Ablauf im mittleren Strang des Flussdiagramms eher unwahrscheinlich ist. Eine Situation, aufgrund derer man in den mittleren Strang des Flussdiagramms gelangen kann, besteht beispielsweise dann, wenn die gespeicherten Werte des Umgebungsdrucks aufgrund einer Reparatur des Umgebungsdrucksensors auf 0 zurückgesetzt worden sind und das Fahrzeug ohne Neustart nach abgeschlossener Reparatur an einen viel höher gelegenen Ort im Vergleich zum Reparaturort transportiert worden ist, wo dann der Neustart der Brennkraftmaschine erfolgt und wenn zusätzlich der Motor sofort unter Last betrieben wird.
In Zusammenfassung des beschriebenen Verfahrens zur Plausibilitätsprüfung sind im Folgenden noch einmal alle im Flussdiagramm genannten Schritte aufgelistet:

S1: Motorstart
S2: Initialisierung, Load-TPS-Diag & AR RED AD sperren, Erfassen des Umgebungsdrucks AMP_MES
S3: |AMP_MES – AMP_RST| < Schwelle
S4: AMP-Sensor ok
S5: Warten auf LV_ST_END, evtl. Stationärbereich
S6: MAF_THR_{AMP_MES} mit AMP_MES rechnen MAF_THR_{AMP_RST} mit AMP_RST rechnen ΔMAF_{AMP_MES} = |MAF* – MAF_THR_{AMP_MES}| ΔMAF_{AMP_RST} = |MAF* – MAF_THR_{AMP_RST}|
S7: ΔMAF_{AMP_MES} > Schwelle 1
S8: Verdacht AMP-Sensor-Fehler
S9: ΔMAF_{AMP_RST} > Schwelle 1
S10: Verdacht AMP-Sensor ok
S11: ΔMAF_{AMP_MES} > ΔMAF_{AMP_RST}
S12: AMP-Sensor unklar
S13: Load-TPS-Diag & AR RED AD freigeben
S14: Warten auf Durchlauf Load-TPS-Diag
S15: Load-TPS-Fehler aufgetreten?
S16: AMP-Sensor ok
S17: Keine Entscheidung über Status des AMP-Sensors, kein Diagnoseergebnis, Error-Status unverändert
S18: AMP-Sensor-Fehler
S19: Weitere Diagnosen

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit den im System vorhandenen Informationen – eventuell unter Berücksichtigung von applizierbaren Schwellwerten – auf die Funktionstüchtigkeit der verbauten Sensoren geschlossen werden kann. Dazu müssen lediglich die Sensorwerte und die im Saugrohrmodell (vgl. EP 0 894 187 B1 ) vorhandenen Regler beobachtet und gegebenenfalls im Modell vorhandene Rechenalgorithmen mit neuen Eingangswerten nochmals berechnet werden. Somit sind keine weiteren Kennfelder erforderlich, in denen Werte für ein einwandfrei funktionierendes System hinterlegt sind. Dies spart Rechnerressourcen und Aufwand für die Bedatung dieser Kennfelder.

Claims

Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines Umgebungsdrucksensors mit Hilfe eines Luftmassensensors an einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist: a. Erfassen eines Umgebungsdrucks (AMP_MES) mit dem Umgebungsdrucksensor in einem laufenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine (S2), b. Erfassen des tatsächlichen Luftmassenstroms (MAF*), c. Berechnen einer über eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine strömenden Luftmasse (MAF_THR_{AMP_MES}) basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP_MES) und Berechnen einer über die Drosselklappe strömenden Luftmasse (MAF_THR_{AMP_RST}) basierend auf einem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP_RST) aus einem vorhergehenden Fahrzyklus der Brennkraftmaschine (S6), d. Bilden einer Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}, ΔMAF_{AMP_RST}) jeweils zwischen dem tatsächlichen Luftmassenstrom (MAF*) sowie der berechneten Luftmasse (MAF_THR_{AMP_MES}) basierend auf dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP_MES) und der berechneten Luftmasse (MAF_THR_{AMP_RST}) basierend auf dem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP_RST) (S6), e. Vergleichen der aus dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP_MES) bestimmten Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}) und der aus dem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP_RST) bestimmten Differenz (ΔMAF_{AMP_RST}) miteinander und mit einem gleichen Schwellenwert (S7, S9) und f. Bewerten einer Funktionsfähigkeit des Umgebungsdrucksensors anhand der Vergleichsergebnisse aus Schritt e (S8, S10, S12).
Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Erkennen, dass bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die aus dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP_MES) bestimmte Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}) ein Verdacht auf einen Fehler des Umgebungsdrucksensors vorliegt (S7, S8).
Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Erkennen, dass bei Unterschreiten des Schwellenwerts durch die aus dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP MES) bestimmte Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}) (S7) und bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die aus dem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP RST) bestimmte Differenz (ΔMAF_{AMP_RST}) ein Verdacht auf einen intakten Umgebungsdrucksensor vorliegt (S10).
Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Erkennen, dass bei Unterschreiten des Schwellenwerts durch die aus dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP MES) bestimmte Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}) (S7) und bei Unterschreiten des Schwellenwerts durch die aus dem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP RST) bestimmte Differenz (ΔMAF_{AMP_RST}) (S9) und bei Vorliegen einer größeren, aus dem gemessenen Umgebungsdruck (AMP_MES) bestimmten Differenz (ΔMAF_{AMP_MES}), als der aus dem gespeicherten Umgebungsdruck (AMP_RST) bestimmten Differenz (ΔMAF_{AMP_RST}) ein Ver dacht für einen Fehler des Umgebungsdrucksensors vorliegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2-4, mit dem weiteren Schritt: Erfassen, ob die Luftmasse in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine plausibel zur Drosselklappenstellung ist (S13, S14, S15).
Verfahren gemäß Anspruch 5 in Verbindung mit Ansprüchen 2 und 4, mit dem weiteren Schritt: Erkennen und an eine Motorsteuerung weiterleiten, dass der Umgebungsdruck-Sensor nicht funktionstüchtig ist, wenn die Drosselklappenstellung plausibel zum tatsächlichen Luftmassenstrom (MAF*) im Saugrohr ist (S18).
Verfahren gemäß Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 3, mit dem weiteren Schritt: Erkennen und an eine Motorsteuerung weiterleiten, dass der Umgebungsdruck-Sensor funktionstüchtig ist, wenn die Drosselklappenstellung plausibel zum tatsächlichen Luftmassenstrom (MAF*) im Saugrohr ist (S16).
Betriebssteuergerät einer Brennkraftmaschine, des folgende Merkmale aufweist: a. eine Speichereinheit, in der die Verfahrensschritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gespeichert sind, b. eine Prozessoreinheit, mit der die gespeicherten Verfahrensschritte abrufbar und verarbeitbar sind, und c. eine Kommunikationseinheit, mit der Sensordaten von Sensoren der Brennkraftmaschine an die Prozessoreinheit und/oder Speichereinheit übertragbar sind und mit der Ergebnisse der verarbeiteten Verfahrensschritte an mindestens ein Steuerelement und/oder ein Anzeigeelement der Brennkraftmaschine übermittelbar sind.