DE102008005958A1

DE102008005958A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008005958A1
Application number: DE200810005958
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Burkhardt; Jürgen DINGL; Andreas Hofmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: WO2009092504A1; DE102008005958B4

Abstract

Bei bekannten Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Ottomotoren, werden für die optimale Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und deren Verbrennung insbesondere Drucksensoren (2, 3) verbaut, mit denen beispielsweise der Umgebungsluftdruck und/oder ein Saugrohrdruck in einem Ansaugtrakt (10) gemessen wird. Ein erster Drucksensor (2) erfasst beispielsweise den Umgebunsluftdruck und ein zweiter Drucksensor (3) ist nach einer Drosselklappe (14) verbaut und erfasst einen Saugrohrdruck. Dabei besteht das Problem, dass beispielsweise durch Materialermüdung ein Drucksensor (2, 3) fehlerhaft werden kann. Ein Fehler bei der Druckmessung kann zwar erkannt werden, er kann aber nicht automatisch lokalisiert werden. Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Fehlerfall die Druckwerte des betrachteten Drucksensorpaares (2, 3) bei zwei unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors (1), insbesondere bei Stillstand mit ausgeglichenem Druck und bei Leerlauf ermittelt und ausgewertet werden. Mit dem erfinderischen Verfahren kann aus den Messwerten zuverlässig bestimmt werden, ob der erste oder der zweite Drucksensor (2, 3) fehlerhaft arbeitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors insbesondere in einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 9. Es ist bereits bekannt, dass im Luftpfad, d. h. im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors ein oder mehrere Drucksensoren verbaut werden. Beispielsweise werden als Lastsensor ein MAP-Sensor (manifold air pressure Sensor) und/oder ein MAF-Sensor (mass air flow Sensor) verbaut. Mit dem MAP-Sensor wird der aktuelle Druck in einem Saugrohr des Ansaugtrakts und mit dem MAF-Sensor wird die einströmende Luftmasse gemessen. Des weiteren können ein AMP-Sensor (ambient pressure Sensor) zur Messung des Umgebungsdrucks und ein PUT-Sensor (pressure upstream throttle Sensor) zur Messung des Drucks vor einer Drosselklappe verbaut sein.
Bekannt ist weiterhin, dass mit Hilfe eines Saugrohrmodells die im Luftpfad angesaugte Luftmasse berechnet wird. Das Saugrohrmodell bestimmt u. a. beispielsweise aus der Stellung der Drosselklappe die einströmende Luftmasse. Zum Abgleich des Saugrohrmodells können die Messwerte des MAF-Sensors und/oder des MAP-Sensors verwendet werden.
Es ist des weiteren bekannt, dass je nach der vorhandenen Motorkonfiguration weitere Drucksensoren im Luftkanal des Verbrennungsmotors angeordnet werden. Die weiteren Drucksensoren können an den verschiedensten Stellen im Ansaugtrakt angeordnet sein, wo sie den lokalen Druck messen. Zum Beispiel wird bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor ein Drucksensor – in Strömungsrichtung gesehen – nach einem Luftfilter und vor einem Verdichter oder Lader (Charger) verbaut. Ein weiterer Drucksensor ist nach dem Verdichter und vor der Drosselklappe angeordnet. Bei einem Saugmotor wird ein Drucksensor nach dem Luftfilter und vor der Drosselklappe angeordnet.
Um eine fehlerhafte Messung zu vermeiden, ist auch bekannt, dass bei bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors die einzelnen Drucksensoren in einer sogenannten On-Board-Diagnose überwacht werden. Insbesondere erfolgt bei einem System mit zwei Drucksensoren die Überwachung der beiden Drucksensoren bei einem Betriebszustand, bei dem von den beiden Drucksensoren gleiche Druckwerte angezeigt werden sollten. Weichen die gemessenen Druckwerte der beiden Drucksensoren voneinander so weit ab, dass sie einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, dann wird davon ausgegangen, dass einer der beiden Drucksensor fehlerhaft arbeitet.
Nachteilig dabei ist, dass nicht automatisch festgestellt werden kann, welcher der beiden Drucksensoren fehlerhaft arbeitet. Es kann daher keine gezielte Fehlermeldung gespeichert oder ausgegeben werden, so dass unter Umständen die Betriebsicherheit des Verbrennungsmotors gefährdet ist. Des Weiteren erscheint nachteilig, dass eine rasche Reparatur des Verbrennungsmotors erschwert wird, da der Fahrzeugmechaniker in der Werkstatt den fehlerhaften Drucksensor gegebenenfalls erst durch langwieriges sukzessives Austauschen von mehreren Drucksensoren ermitteln kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. der ein fehlerhafter Drucksensor eines Verbrennungsmotors sicher identifiziert werden kann. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 bzw. 9 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors, insbesondere in einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 9 ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Druckmessung eines Drucksensors nicht nur ein Fehler erkannt werden kann. Vielmehr kann erfindungsgemäß die tatsächliche Fehlerursache, nämlich ein individueller Drucksensor identifiziert werden. Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs kann somit beim Auftreten eines Sensordefekts gegebenenfalls automatisch auf ein Notlaufprogramm umgeschaltet werden. Dadurch wird verhindert, dass Schäden am Verbrennungsmotor, am Kraftfahrzeug oder unerwünschte Umweltschäden entstehen können. Als besonders vorteilhaft wird auch angesehen, dass die Behebung des Fehlers in einer Werkstatt sehr viel einfacher und schneller durchgeführt werden kann, da der fehlerhafte Drucksensor durch einfaches Auslesen eines Fehlerspeichers konkret identifiziert werden kann. Auf diese Weise werden nicht nur Werkstattkosten reduziert, sondern das Fahrzeug kann auch wieder schneller in Betrieb genommen werden. Zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors sind erfindungsgemäß lediglich zwei Druckmessungen bei unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors erforderlich, so dass die Identifizierung des fehlerhaften Drucksensors sehr einfach und gegebenenfalls automatisch durchgeführt werden kann.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. der Vorrichtung gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass die zweite Druckmessung erst dann gestartet wird, wenn der zweite Betriebszustand des Verbrennungsmotors sicher erreicht ist. Das bedeutet, dass im Gegensatz zum ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors sich die Druckverhältnisse beim zweiten Drucksensor erwartungsgemäß geändert haben.
Im Fehlerfall ist die Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors sehr einfach. Zur Ermittlung des fehlerhaften Drucksensors wird aus der zweiten und der ersten Druckmessung des zweiten Drucksensors ein zweiter Differenzwert gebildet. Dieser zweite Differenzwert wird mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert verglichen. Ist der zweite Differenzwert kleiner als der vorgegebene zweite Schwellenwert, dann bedeutet das, dass der zweite Drucksensor nicht den erwarteten Druckwert gemessen hat. Daher wird in diesem Fall der zweite Drucksensor als fehlerhaft eingestuft.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass im anderen Fall, wenn der zweite Differenzwert größer ist als der vorgegebene zweite Schwellenwert, der zweite Drucksensor erwartungsgemäß den richtigen Druckwert gemessen hat. Der zweite Drucksensor arbeitet somit fehlerfrei. Es wird daher angenommen, dass jetzt der erste Drucksensor fehlerhaft arbeitet. Durch diesen einfachen Vergleich mit dem zweiten Schwellenwert kann somit der fehlerhafte Drucksensor sehr einfach und zuverlässig identifiziert werden.
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung wird darin gesehen, dass als erster Betriebszustand der Stillstand des Verbrennungsmotors angenommen wird. In diesem Fall entspricht der Druck beispielsweise im Ansaugtrakt dem Umgebungsluftdruck, so dass aus physikalischer Sicht für beide betrachteten Drucksensoren der gleiche Luftdruck vorliegt. Das bedeutet, dass beide Drucksensoren wenigstens annähernd den gleichen Luftdruck messen müssen.
Für den zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors wird ein Zustand angenommen, bei dem für beide betrachteten Drucksensoren unterschiedliche Druckverhältnisse vorliegen. Dies ist beispielsweise im Leerlauf des Verbrennungsmotors oder im unteren Teillastbetrieb gegeben.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor der zweite Drucksensor den Ladedruck erfasst.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung wird auch darin gesehen, dass beliebige Sensorpaare mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwacht und im Fehlerfall identifiziert werden können. Die Anordnung der Sensoren kann an beliebiger Stelle erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einen Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor als nicht aufgeladener Otto-Motor ausgebildet ist,
2 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Ansaugtrakt eines aufgeladenen Otto-Motors und
3 zeigt ein Flussdiagramm, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert wird.
In einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors werden in der Regel mehrere Drucksensoren verbaut, um die in einen Zylinder einströmende Luftmasse zu überwachen und möglichst exakt bestimmen zu können. Dazu wird ein Saugrohrmodell verwendet, mit dem aus bekannten Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors die in die Zylinder einströmende Luftmasse berechnet werden kann. Das Saugrohrmodell wird mit einem Lastsensor abgeglichen. Als Lastsensor kann ein Saugrohrdrucksensors (auch MAP-Sensor genannt) und/oder ein Luftmassenmessers (auch MAF-Sensor genannt) verwendet werden. Für den Abgleich des Saugrohrmodells werden bestimmte Modellparameter vertrimmt. Beispielsweise wird die Querschnittsfläche der Drosselklappe bei niedriger Last reduziert oder es wird der Druck vor der Drosselklappe (PUT, pressure upstream throttle) bei erhöhter Last verändert. Dabei wird mit dem MAF- und/oder dem MAP-Sensor der aktuelle Druck gemessen. Mit den gemessenen Druckwerten des MAP-Sensors und/oder des MAF-Sensors wird das Saugrohrmodell abgeglichen. Das abgeglichene Saugrohrmodell stellt so mit einen Beobachter für die in die Zylinder des Verbrennungsmotors einströmende Luftmasse dar.
Je nach der vorhandenen Motorkonfiguration können weitere Sensoren im Luftkanal des Verbrennungsmotors verbaut sein, um an verschiedenen Stellen des Ansaugtraktes den Druck des Luftstroms zu messen. Beispielsweise kann ein Umgebungsdrucksensor (AMP-Sensor) im Motorraum eines Kraftfahrzeugs verbaut sein. Mit dem Umgebungsdrucksensor wird der aktuelle Umgebungsluftdruck gemessen. Bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor ist es wichtig, dass der Druck vor der Drosselklappe gemessen wird. Dies erfolgt mit einem Ladedrucksensor (PUT-Sensor). Des Weiteren ist bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor ein weiterer Drucksensor nach dem Luftfilter, aber vor einem Verdichter angeordnet. Weiterhin ist ein Drucksensor nach dem Verdichter, aber vor der Drosselklappe verbaut, wie später noch näher erläutert wird.
Bei einem mechanisch aufgeladenen Otto-Motor, bei dem ein Kompressor nach der Drosselklappe angeordnet ist, wird ein Drucksensor nach der Drosselklappe, aber vor dem Kompressor eingesetzt (pressure downstream throttle Sensor, PDT-Sensor). Ein weiterer Drucksensor ist im Luftpfad angeordnet. Somit kann durch Plausibilitätsprüfung der beiden Drucksensoren auch hier festgestellt werden, ob der PDT-Sensor fehlerhaft arbeitet.
In 1 ist in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 mit einem Ansaugtrakt für einen nicht aufgeladenen Otto-Motor dargestellt. Ein Verbrennungsmotor 1 weist einen Zylinder 5 auf, in dem sich ein Kolben 4 alternierend aufwärts und abwärts bewegt. Der Zylinder 5 ist mit einem Brennraum ausgebildet, in dem ein Einlasskanal für die angesaugte Frischluft und ein Auslasskanal für die Verbrennungsabgase angeordnet sind. Die beiden Kanäle sind mit einem Einlassventil E beziehungsweise mit einem Auslassventil A steuerbar ausgebildet. Der Einlasskanal ist Teil eines Ansaugtraktes 10, der nachfolgend näher beschrieben wird.
Im linken Teil von 1 ist ein erster Drucksensor 2 dargestellt, der einen aktuellen Umgebungsluftdruck p_amb erfasst. Der Umgebungsdrucksensor 2, auch AMP-Sensor genannt, kann beispielsweise im Motorraum, im Bereich des Ansaugtraktes 10 oder auch an einem Motorsteuergerät angeordnet sein, da man davon ausgehen kann, dass in der Umgebung des Verbrennungsmotors der gleiche Umgebungsluftdruck vorliegt.
Dem Ansaugtrakt 10 ist eingangsseitig ein Luftfilter 15 vorgeschaltet, um die einströmende Umgebungsluft von Festpartikeln zu reinigen. In Strömungsrichtung folgt dem Luftfilter 15 ein Luftmassenmesser 16 (MAF-Sensor, Air Mass Flow Meter). Nach dem Luftmassenmesser 16 ist eine Drosselklappe 14 angeordnet, mit der der Querschnitt des Ansaugtraktes 10 veränderbar ist. Bei modernen Verbrennungsmotoren wird die Drosselklappe 14 elektronisch verstellt. Zwischen dem Luftmassenmesser 16 und dem Eingang der Drosselklappe 14 ist ein PUT-Sensor (Pressure Upstream Throttle Sensor) 11 angeordnet, mit dem der Druck nach dem Luftfilter 15 beziehungsweise vor der Drosselklappe 14 gemessen wird. Die im Ansaugtrakt 10 dargestellten Pfeile geben die Strömungsrichtung des Luftstromes L an.
Ausgangsseitig ist die Drosselklappe 14 mit einem Saugrohr 12 verbunden. In dem Saugrohr 12 herrscht bei Motorbetrieb in Abhängigkeit von der Last ein Saugrohrdruck p_im (Input Manifold), der in der Regel niedriger als der Umgebungsluftdruck p_amb ist. Der Saugrohrdruck wird von einem zweiten Drucksensor, einem sogenannten MAP-Sensor (Manifold Air Pressure Sensor) 3 gemessen. Ausgangsseitig ist das Saugrohr 12 mit dem Einlasskanal des Zylinders 5 verbunden. Ergänzend wird noch erwähnt, dass am Saugrohr 12 noch ein Einlass 13 für Sekundärluft vorgesehen ist.
Der Auslasskanal ist mit einem Abgassystem 7 verbunden, das je nach Ausstattung des Verbrennungsmotors 1 mit einem Katalysator ausgerüstet sein kann. Des weiteren ist eine Abgas rückführung 8 ausgebildet, die in Abhängigkeit der Stellung eines EGR-Ventils 9 einen Teil der Abgase in das Saugrohr 12 zurückführt. Schließlich ist am Zylinder 5 noch ein Injektor 17 angeordnet, durch den Kraftstoff, insbesondere Benzin in den Brennraum des Zylinders 5 eingespritzt wird. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 1 das Zündsystem nicht dargestellt.
In 2 ist in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors 1 dargestellt, der für einen aufgeladenen Otto-Motor ausgebildet ist. Der prinzipielle Aufbau ist ähnlich wie er zu 1 beschrieben wurde. Dieser Aufbau wird ergänzt durch einen Turbolader 20, 21, der den Luftdruck im Ansaugtrakt 10 erhöht. Im linken Teil von 2 ist ein Luftfilter 15 dargestellt, der eingangsseitig im Ansaugtrakt 10 angeordnet ist. In Strömungsrichtung gesehen sind dem Luftfilter 15 ein Luftmassenmesser 16 (MAF-Sensor) und ein weiterer Drucksensor 15a nachgeschaltet. Der weitere Drucksensor 15a misst den Ausgangsdruck des Luftfilters 15. Der Umgebungsluftdruck p_amb wird von einem ersten Drucksensor 2 (AMP-Sensor) gemessen. Nach dem Luftmassenmesser 16 beziehungsweise dem weiteren Drucksensor 15a ist im Ansaugtrakt 10 ein Turbolader (Verdichter) 20 ausgebildet, der von einer Turbine 21 angetrieben wird. Die Turbine 21 ist im Abgassystem 7 angeordnet und wird von den Verbrennungsabgasen angetrieben. Zur Druckregelung des Turboladers 20 ist eine Bypassleitung 22 dem Turbolader 20 parallel geschaltet. In der Bypassleitung 22 ist ein Rückführventil 23 angeordnet, mit dem der Rückfluss der Ladeluft steuerbar ist. Ausgangsseitig ist der Turbolader 20 mit einem Ladeluftkühler 24 verbunden, in dem die durch den Turbolader 20 verdichtete und aufgeheizte Luft abgekühlt wird.
Zwischen dem Ladeluftkühler 24 und einem Saugrohr 12 ist eine Drosselklappe 14 geschaltet. Des weiteren ist eingangsseitig vor der Drosselklappe 14 ein PUT-Sensor 11 angeordnet, der den Druck p_thr vor der Drosselklappe 14 misst. Im Saugrohr 12 ist ein zweiter Drucksensor 3 (MAP-Sensor) angeordnet, der den Saugrohrdruck p_im misst. Ausgangsseitig ist das Saugrohr 12 mit einem Einlasskanal des Zylinders 5 verbunden, der durch ein Einlassventil E geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt mit einem Injektor 17, der mit einem Brennraum des Zylinders 5 verbunden ist und die erforderliche Kraftstoffmenge einspritzt. Nach der Verbrennung des Kraftstoffluftgemisches im Brennraum des Zylinders 5 gelangt das Abgas über ein Auslassventil A und einen Auslasskanal des Zylinders 5 in das Abgassystem 7.
Ausgangsseitig ist das Abgassystem 7 mit der Turbine 21 des Turboladers 20 verbunden, wie schon erwähnt wurde. Die Turbine 21 wird von dem Abgasstrom angetrieben und ist mit dem Turbolader 20 mechanisch gekoppelt. Die Turbine 21 läuft mit sehr hoher Drehzahl, so dass der Turbolader 20 einen entsprechend hohen Druck für den angesaugten Luftstrom aufbauen kann. Der Turbine 21 ist eine Abgasumleitung 25 parallel geschaltet, die durch ein Abgasventil 26 geöffnet oder geschlossen werden kann.
In dem Abgassystem 7 ist des Weiteren ein Einlass 13 für Sekundärluft angeordnet. Die Funktionsweise der beiden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele wird nachfolgend anhand des Flussdiagramms der 3 näher erläutert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird davon ausgegangen, dass jeweils die Messwerte zweier Drucksensoren, die im Ansaugtrakt 10 des Verbrennungsmotors 1 angeordnet sind, miteinander verglichen werden. Im Fehlerfall wird erfindungsgemäß aufgrund der erhaltenen Messwerte eindeutig der fehlerhafte Drucksensor identifiziert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst mit einem ersten Prüfschritt der erste Drucksensor 2 und der zweite Drucksensor 3 auf ihre Funktion überprüft. Dabei wird ermittelt, ob einer der beiden Drucksensoren 2, 3 fehlerhaft arbei tet oder ob beide Drucksensoren fehlerfrei sind. Die betrachteten Drucksensoren 2, 3 werden jeweils paarweise überprüft. Wurde eine Fehlmessung erkannt, dann wird in einem zweiten Prüfschritt ermittelt, welcher der beiden betrachteten Drucksensoren 2, 3 fehlerhaft arbeitet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit in vorteilhafter Weise sehr zuverlässig der fehlerhaft arbeitende Drucksensor direkt identifiziert werden.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend an Hand des Flussdiagramms der 3 näher erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Form eines Programms ausgebildet, das mit einem erfindungsgemäßen Algorithmus ausgestattet ist. Das Programm ist vorzugsweise in einem bereits vorhandenen Motorsteuergerät implementiert und erfordert praktisch keine zusätzliche Hardware-Installationen. Die Häufigkeit des Testdurchlaufs kann beliebig gestaltet werden und hängt im Einzelfall von der Konfiguration des Verbrennungsmotors ab. Des weiteren ist vorgesehen, dass die relevanten Messwerte zwischengespeichert werden, damit sie für die weitere Verarbeitung zur Verfügung stehen.
Entsprechend 3 startet das Programm in Position 30 mit einer Initialisierung. In Position 31 wird für den Verbrennungsmotor eine erste Betriebsart eingestellt, bei der gleiche Druckverhältnisse für die betrachteten beiden Sensoren, zum Beispiel für die beiden Drucksensoren 2 und 3 gemäß den 1 oder 2 vorliegen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet und nach einer gewissen Wartezeit ein entsprechender Druckausgleich erfolgt ist. Betrachtet werden nun der erste Drucksensor 2 (AMP-Sensor), der den Umgebungsluftdruck misst, und der zweite Drucksensor 3 (MAP-Sensor), der im Saugrohr 12 angeordnet ist. Dieses Ausführungsbeispiel gilt für beide Motortypen, sowohl für den Otto-Motor mit Aufladung als auch ohne Aufladung.
Wenn die unter Position 31 angegebene Bedingung des Druckausgleichs erfüllt ist, erfolgt in einem ersten Prüfschritt in Position 32 eine erste Druckmessung durch den ersten Drucksensor 2 bzw. zeitgleich durch den zweiten Drucksensor 3. Die beiden Messwerte werden in Position 33 gespeichert. In Position 34 wird die Differenz aus den beiden Druckwerten der beiden Drucksensoren 2, 3 gebildet und vorzugsweise ebenfalls zwischengespeichert. Mit dieser ersten Messung soll festgestellt werden, ob beiden Drucksensoren 2, 3 annähernd den gleichen Druckwert gemessen haben. Dies müsste der Fall sein, wenn ein Druckausgleich im Ansaugtrakt 10 bei stehendem Verbrennungsmotor erfolgt ist und beide Drucksensoren fehlerfrei arbeiten.
In Position 34 wird aus den beiden Messwerten der beiden Drucksensoren 2 und 3 ein erster Differenzwert d1 berechnet und zwischengespeichert. In Position 35 wird abgefragt, ob der erste Differenzwert d1 größer oder kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert s1. Wird der erste Schwellenwert s1 nicht überschritten, kann davon ausgegangen werden, dass beide Sensoren erwartungsgemäß arbeiten, so dass bei n das Programm auf Position 47 springt und beendet ist. Es kann nun ein neuer Test an einem anderen Sensorenpaar gestartet werden.
Ist jedoch der erste Differenzwert d1 größer als der vorgegebene erste Schwellenwert s1, dann springt das Programm bei j auf Position 36. In diesem Fall muss davon ausgegangen werden, dass einer der beiden Drucksensoren 2, 3 fehlerhaft arbeitet. Aus den vorliegenden Messwerten kann jedoch noch nicht geschlossen werden, welcher der beiden Drucksensoren 2, 3 fehlerhaft arbeitet. In Position 36 wird zunächst ein Fehlersignal gesetzt, so dass der Fehler gegebenenfalls in einer Werkstatt aus einem Fehlerspeicher ausgelesen werden kann.
Zur sicheren Identifizierung, welcher der beiden Drucksensoren 2, 3 fehlerhaft arbeitet, ist erfindungsgemäß ein zweiter Prüfschritt vorgesehen, bei dem der Verbrennungsmotor in einen zweiten Betriebszustand eingestellt wird. Der zweite Betriebszustand kann beispielsweise ein Leerlauf oder ein niedriger Teillastbetrieb sein. Es wird angenommen, dass beim nächsten Start, wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf oder im niedrigen Teillastbereich läuft, eine zweite Druckmessung durchgeführt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass diese Prüfung im wesentlichen unbemerkt vom Fahrer abläuft. Alternativ kann bereits zu diesem Zeitpunkt eine Fehlermeldung ausgegeben werden, so dass der Fahrer eine mögliche Fehlerquelle frühzeitig erkennen kann. Auch können für diesen Fall entsprechende Fahranweisungen ausgegeben werden, damit der nachfolgende Prüfschritt ordnungsgemäß ablaufen kann.
In Position 38 wird überprüft, ob der zweite Betriebszustand erreicht ist. Ist das nicht der Fall, dann springt das Programm auf Position 37 zurück und startet eine erneute Abfrage.
Wurde dagegen festgestellt, dass der zweite Betriebszustand des Verbrennungsmotors erreicht wurde, dann wird in Position 39 abgefragt, ob ein Fehlersignal gesetzt wurde. Ist das nicht der Fall, dann springt das Programm bei n auf Position 47 und beendet das Programm.
Im anderen Fall springt das Programm bei j auf Position 41 und startet eine zweite Messung der beiden Drucksensoren 2, 3. Es ist vorgesehen, dass nachfolgend im wesentlichen nur die beiden Messwerte des zweiten Drucksensors 3 betrachtet werden. Alternativ ist vorgesehen, dass zur Kontrolle und Absicherung auch die Messwerte des ersten Drucksensors 2 weiter verwendet werden.
In Position 42 werden die Messwerte der zweiten Druckmessung zwischengespeichert. In Position 43 wird von dem ersten und dem zweiten Messwert des zweiten Drucksensors 3 ein zweiter Differenzwert d2 gebildet. Der zweite Differenzwert d2 wird mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert s2 verglichen.
In Position 44 wird überprüft, ob der zweite Differenzwert d2 des zweiten Drucksensors 3 größer ist als der zweite Schwellenwert s2. Beim Motorbetrieb liegt in jedem Fall im Saugrohr 12 gegenüber dem Umgebungsluftdruck ein geänderter Druck vor, so dass sich die beiden Druckwerte unterscheiden müssen.
Ist der zweite Differenzwert d2 größer als der vorgegebene zweite Schwellenwert s2, dann wird davon ausgegangen, dass der zweite Drucksensor 3 den Saugrohrdruck p_im richtig gemessen hat und somit fehlerfrei arbeitet. Folglich muss der erste Drucksensor 2 einen Fehler aufweisen. Das bedeutet, dass der erste Drucksensor 2 den Umgebungsluftdruck fehlerhaft gemessen hat. Für diesen Fall springt das Programm auf Position 45 und gibt für den ersten Drucksensor 2 eine entsprechende Fehlermeldung aus, die in einem Fehlerspeicher des entsprechenden Steuergerätes abgelegt und gegebenenfalls dem Fahrer und/oder einem Werkstattmechaniker angezeigt wird.
Ist im anderen Fall dagegen der zweite Differenzwert d2 kleiner als der vorgegebene zweite Schwellenwert s2, dann springt bei n das Programm auf Position 46. In diesem Fall wird angenommen, dass der zweite Messwert des zweiten Drucksensors 3 fehlerhaft ist. Das bedeutet, dass der zweite Drucksensor 3 fehlerhaft arbeitet. In diesem Fall wird eine Fehlermeldung für den zweiten Drucksensor 3 ausgegeben und/oder gespeichert. Anschließend wird das Programm in Position 47 beendet.
Die Sensorüberprüfung kann beispielsweise in regelmäßigen Abständen bei geeignetem Betriebszustand des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. Wie bereits erwähnt, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren somit auf sehr einfache Weise zwei beliebige Sensoren auf ihre Funktionssicherheit überprüft werden. Darüber hinaus erleichtern sie die Fehlersuche für den Fahrzeugmechaniker, da der fehlerhafte Drucksensor ohne großes Probieren identifiziert werden kann. Dadurch wird eine Reparatur kostengünstiger und ein entsprechendes Fahrzeug kann schneller wieder in Betrieb genommen werden.

Claims

Verfahren zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors, insbesondere in einem Ansaugtrakt (10) eines Verbrennungsmotors (1), wobei ein erster Drucksensor (2) beispielsweise einen Umgebungsluftdruck und ein zweiter Drucksensor (3) beispielsweise einen Saugrohrdruck (p_im) erfasst, dadurch gekennzeichnet, – dass bei einem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1), bei dem wenigstens annähernd ein gleicher Druck für die beiden Drucksensoren (2, 3) besteht, mit beiden Drucksensoren (2, 3) eine erste Druckmessung durchgeführt wird, – dass von den beiden Messwerten der ersten Druckmessung ein erster Differenzwert (d1) bestimmt wird, – dass geprüft wird, ob der erste Differenzwert (d1) größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert (s1) ist, – dass, wenn der erste Differenzwert (d1) größer als der erste Schwellenwert (s1) ist, a) eine Fehlermeldung für einen Sensordefekt indiziert und b) eine zweite Druckmessung bei einem zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) durchgeführt wird, bei dem ein geänderter Druck für den zweiten Drucksensor (3) vorliegt, – dass in dem Fall, wenn eine Fehlermeldung indiziert wurde, von den beiden Messwerten aus der ersten und der zweiten Druckmessung des zweiten Drucksensors (3) ein zweiter Differenzwert (d2) bestimmt wird, – dass der zweite Differenzwert (d2) mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert (s2) verglichen wird und – dass aus dem Ergebnis des Vergleichs bestimmt wird, welcher der beiden betrachteten Drucksensoren (2, 3) fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckmessung erst dann gestartet wird, wenn der zweite Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drucksensor (3) als fehlerhaft bestimmt wird, wenn der zweite Differenzwert (d2) kleiner als der vorgegebene zweite Schwellenwert (s2) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drucksensor (2) als fehlerhaft bestimmt wird, wenn der zweite Differenzwert (d2) größer oder gleich als der vorgegebene zweite Schwellenwert (s2) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Betriebszustand ein Stillstand des Verbrennungsmotors (1) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Betriebszustand ein Leerlauf oder ein unterer Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors (1) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drucksensor (3) den Ladedruck eines aufgeladenen Verbrennungsmotors (Turbomotors) (1) erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors (2, 3) zwei beliebige Sensorpaare miteinander vergleichbar sind.
Vorrichtung zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors (2, 3) eines Verbrennungsmotors (1) für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Drucksensor (2) und mit einem zweiten Drucksensor (3), der beispielsweise in einem Saugrohr (12) des Ansaugtrakts (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vorrichtung ein Programm mit einem Algorithmus aufweist, – dass das Programm derart ausgebildet ist, dass bei einem ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) bei annähernd gleichem Druck mit den beiden Drucksensoren (2, 3) eine erste Druckmessung durchgeführt wird, – dass aus den beiden Messwerten ein erster Differenzwert (d1) für den Druck ermittelt und aus dem Ergebnis das Vorliegen eines fehlerhaften Drucksensors (2, 3) abgeleitet wird, – dass bei Erkennung eines fehlerhaften Drucksensors (2, 3) eine Fehlermeldung indiziert und eine zweite Druckessung bei einem zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) und unterschiedlichem Druck an den beiden Drucksensoren (2, 3) durchgeführt wird, – dass aus den beiden Druckwerten des zweiten Drucksensors (3) ein zweiter Differenzwert (d2) bestimmt wird und – dass in Abhängigkeit von dem zweiten Differenzwert (d2) bestimmt wird, welcher der beiden Drucksensoren (2, 3) fehlerhaft ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) bei Motorstillstand und etwa ausgeglichenem Druck erreicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betriebszustand im Leerlauf oder im unteren Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors (1) erreicht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Ottomotor ohne Aufladung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Ottomotor mit Turboaufladung ist.