DE102012200592A1

DE102012200592A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors

Info

Publication number: DE102012200592A1
Application number: DE102012200592A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Wagner; Uwe Konzelmann; Michael RITTMANN
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-07-18
Also published as: CN103206312A; CN103206312B; US20130185013A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors. Der Sensor ist zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet. Der Sensors wird zur Ermittlung des Betriebsparameters betrieben. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Alterungseinfluss erfasst, der einen Einfluss auf eine Sensorkennlinie des Sensors hat. Bei unterschiedlichen Zuständen des Sensors weist dieser unterschiedliche Sensorkennlinien auf. Der mindestens eine Alterungseinfluss wird während des Betreibens des Sensors erfasst. Eine Alterungsinformation wird in einem elektronischen Speicher gespeichert, die den mindestens einen Alterungseinfluss wiedergibt. Der Zustand des Sensors wird abgeleitet aus der gespeichert vorliegenden Alterungsinformation, welche den Alterungseinfluss wiedergibt, der auf den Sensor gewirkt hat. Das Ableiten wird anhand einer vorgegebenen Verknüpfung zwischen dem mindestens einen Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors ausgeführt. Die Erfindung umfasst ferner ein zugehöriges Sensorsystem zur Ermittlung des Zustands des Sensors.

Description

Stand der Technik
Es ist bekannt, zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine Sensoren zur Erfassung von Betriebszuständen zu verwenden. Ferner ist bekannt, dass ein Sensor eine Kennlinie aufweist, welche eine primäre Messgröße wie Strom oder Spannung auf die Zielgröße des Sensors, beispielsweise Temperatur bei einem Temperatursensor, abbildet. Diese Kennlinie hängt im Allgemeinen von physikalischen Eigenschaften (Material, Geometrie ...) des Sensors ab. Die physikalischen Eigenschaften sind wiederum Alterungsprozessen unterworfen, die beispielsweise das Material und im Allgemeinen die Kennlinie des Sensors beeinflussen. So kann bei zunehmender Betriebsdauer oder bei hoher thermischer Belastung die Empfindlichkeit eines Sensors reduziert oder allgemein verändert werden. Werden die Auswirkungen des Alterungsprozesses beim Betrieb des Sensors nicht berücksichtigt, entstehen verfälschte Messergebnisse.
Die Druckschrift WO 2006/092223 A1 beschreibt die Korrektur eines Drifts, d. h. die Korrektur einer Kennlinienveränderung eines Luftmassensensors. Zur Erfassung des Sensorfehlers wird das gesamte System, einschließlich eines Verbrennungsmotors bei bestimmten Sollwerten betrieben, um eine Referenz zu bilden. Die Sensordaten, die bei diesen Sollwerten und bei störungsfreiem Sensor zu erwarten sind, werden mit den tatsächlich ermittelten Sensordaten verglichen. Daraus ergibt sich ein Sensorfehler, der zur Korrektur verwendet werden kann. Die Ursache der Fehler, d. h. die Alterung, wird in dieser Druckschrift nicht betrachtet.
Eine wie oben beschriebene Kalibrationsprozedur erfordert den Betrieb des gesamten Systems, einschließlich des Verbrennungsmotors bei einem bestimmten Soll-Betriebspunkt als spezifisch einzustellende Referenz. Zum einen führen Abweichungen bei der Einstellung des Soll-Betriebspunkts des Verbrennungsmotors zu Fehlern, die durch die Kalibration nicht erfasst werden und zu einer systematischen Verfälschung führen. Zum anderen ist das beschriebene Kalibrationsverfahren umständlich, da der Verbrennungsmotor bei einem Soll-Betriebspunkt betrieben werden muss, auch wenn vom Benutzer des Verbrennungsmotors momentan ein anderer Betriebspunkt erwünscht ist.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorgehensweise aufzuzeigen, mit der sich Veränderungen des Verhaltens von Sensoren durch Alterung präzise und auf einfache Weise bestimmen lassen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung ermöglicht auf einfache Weise, Alterungsprozesse zu erfassen. Insbesondere ist kein Eingriff in laufende Systeme notwendig. Zur Umsetzung der Erfindung können kostengünstige und größtenteils bereits vorhandene Komponenten verwendet werden. Ferner ist der Schaltungsaufwand gering und es sind keine grundlegenden Änderungen bereits bekannter Systeme notwendig. Erfindungsgemäße Vorrichtungen können ohne Modifikation der Umgebung, in denen diese eingesetzt werden, verwendet werden. Die zur Ausführung der Erfindung erforderlichen Daten liegen üblicherweise bereits vor, so dass keine aufwändigen zusätzlichen Erfassungsmechanismen notwendig sind.
Erfindungsgemäß werden bereits vorhandene Daten über Alterungseinflüsse, beispielsweise durch einfache Übertragung, ermittelt und durch einfach zu erstellende Verknüpfungen in aktuelle Sensoreigenschaften umgewandelt. Diese Daten können auf einfache Weise zur Kompensation verwendet werden, wodurch sich präzise Messergebnisse trotz Alterungsprozessen des Sensors ergeben. Insbesondere ist eine gesonderte Referenzmessung, beispielsweise indem ein Soll-Betriebspunkt angefahren wird, nicht erforderlich, so dass die Ausführung des Verfahrens die Handhabung eines Verbrennungsmotors nicht ändert.
Das der Erfindung zugrundeliegende Konzept ist es, Alterungseinflüsse zu erfassen, anhand derer auf den aktuellen Zustand des Sensors geschlossen wird. Insbesondere wird auf die aktuelle Kennlinie geschlossen, welche aufgrund der erfassten Alterungseinflüsse gegenüber einem Neu- oder Normzustand des Sensors verändert sein kann. Dadurch kann zum einen erfasst werden, ob aufgrund der Alterung der Sensor bereits eine geringere Präzision aufweist, oder es kann das durch Alterung veränderte Verhalten des Sensors anhand der erfassten Alterungseinflüsse geschätzt werden. Die letztgenannte Möglichkeit erlaubt es, die Messungen gemäß der geänderten Sensorkennlinie zu korrigieren, und die erstgenannte Möglichkeit erlaubt es, ohne Referenz- oder Kalibrationsmessung einen durch Alterung veränderten Sensor zu erkennen. Die Verknüpfung zwischen Alterungseinfluss und durch Alterung verändertes Verhalten, insbesondere die durch Alterung veränderte Kennlinie, kann auf einfache Weise gewonnen werden. Die Verknüpfung zwischen Alterungseinfluss und verändertem Verhalten bzw. Zustand des Sensors ergibt sich auf einfache Weise durch empirische Modelle oder durch Modelle, die den Alterungsprozess annähern.
Es wird daher ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors vorgesehen, wobei der Sensor zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist. Als Verbrennungskraftmaschine wird insbesondere die Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs betrachtet, wobei hier nicht nur die Verbrennungskraftmaschine selbst, sondern auch deren Abgasstrang und deren Kraftstoff-, Luft- und Kühlmittelzuführung als Teil der Verbrennungskraftmaschine angesehen werden.
Der Sensor wird zur Ermittlung des Betriebsparameters betrieben, insbesondere in einem aktiven oder in einem passiven Modus. Durch das Betreiben des Sensors ergibt sich über die Zeit eine Alterung.
Der Sensor erfasst eine physikalische Betriebsgröße des Verbrennungsmotors, etwa eine Durchflussrate. Der Sensor dient dazu, während des Betriebs zunächst eine Sensormessgröße zu erfassen, etwa eine Spannung oder eine Spannungsdifferenz. Diese Sensormessgröße kann als primäre Messgröße betrachtet werden, die von dem Messprinzip des Sensors abhängt. Die Sensormessgröße ist üblicherweise eine elektrische Größe, etwa ein Strom, eine Spannung, eine Impedanz (insbesondere ein Widerstand) als Absolutgröße oder als Differenzgröße, etwa eine Spannungsdifferenz an Widerständen. Die Sensormessgröße wird als Sensorausgabesignal, etwa als ein digitales Signal, vom Sensor abgegeben. Das Sensorausgabesignal gibt die Sensormessgröße wieder. Die zu erfassende Betriebsgröße wird als Zielgröße des Messprozesses ausgegeben.
Erfindungsgemäß wird mindestens ein Alterungseinfluss erfasst. Dieser Alterungseinfluss hat einen Einfluss auf eine Sensorkennline des Sensors. Die Sensorkennlinie gibt die Abhängigkeit einer zu erfassenden Zielgröße, beispielsweise einer Durchflussrate, von der primären Messgröße an. Die primäre Messgröße ist die Sensormessgröße, etwa eine Spannungs- oder Widerstandsdifferenz. Die Sensorkennlinie ist mit dem Sensor verknüpft und unterliegt dem Alterungseinfluss.
Bei unterschiedlichen Zuständen des Sensors weist dieser unterschiedliche Sensorkennlinien auf. Die unterschiedlichen Zustände unterscheiden sich somit hinsichtlich der Alterung, welche wiederum die Sensorkennlinie beeinflusst. Als Zustand des Sensors wird insbesondere dessen Alterungszustand betrachtet. Erfindungsgemäß wird der mindestens eine Alterungseinfluss während des Betreibens des Sensors erfasst. Die sich durch das Betreiben des Sensors ergebende Alterung wird somit dadurch protokolliert, dass der Alterungseinfluss erfasst wird. Insbesondere basiert eine derartige Erfassung auf einer Messung von Größen, die die Alterung des Sensors beeinflussen, beispielsweise die Temperatur. Der Alterungseinfluss kann anhand von Größen erfasst werden, die ohnehin beim Betreiben der Verbrennungskraftmaschine gemessen oder auf andere Weise ermittelt werden, oder er kann Größen betreffen, die spezifisch zur Erfassung der Alterung erfasst werden. Es liegen zahlreiche Größen, die die Alterung beeinflussen, bereits beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine vor oder können ohne Weiteres aus derartigen Größen abgeleitet werden, etwa aus der Anzahl der Einschaltvorgänge des Sensors und/oder der Verbrennungskraftmaschine. Der Alterungseinfluss wird somit gemessen oder aus Messungen von Größen abgeleitet, die die Alterung beeinflussen. Die Alterung bezieht sich auf alterungsbedingte Änderungen eines physikalisch-elektrischen Wandlerelements des Sensors selbst, auf Auswertekomponenten des Sensors, die die primäre Messgröße verarbeiten bzw. aufbereiten, sowie auf fluidtechnische oder mechanische Komponenten des Sensors, etwa Zuführungen.
Der Alterungseinfluss wird gespeichert. Insbesondere wird Alterungsinformation gespeichert, die den mindestens einen Alterungseinfluss wiedergibt. Die Alterungsinformation kann insbesondere durch Werte vorgesehen werden, die diejenigen Größen wiedergeben, welche die Alterung beeinflussen. Die Alterungsinformation wird in einem elektronischen Speicher gespeichert, insbesondere in einem Halbleiterspeicher. Der Halbleiterspeicher kann insbesondere ein Speicher innerhalb eines Mikroprozessors sein, der zur Auswertung der Sensordaten verwendet wird. Zudem kann es sich um einen Speicher handeln, der mit einem derartigen Mikroprozessor verbunden ist.
Der Zustand des Sensors wird aus der gespeichert vorliegenden Alterungsinformation abgleitet, insbesondere aus der Alterungsinformation, die in dem elektronischen Speicher im vorangehend genannten Schritt hinterlegt wird. Die Alterungsinformation gibt den Alterungseinfluss wieder, der auf den Sensor gewirkt hat. Die Alterungsinformation gibt insbesondere den Alterungseinfluss wieder, der seit der Herstellung oder seit dem Einbau auf den Sensor gewirkt hat. Insbesondere kann die Alterungsinformation zurückgesetzt werden, beispielsweise bei Kalibration oder Wartung des Sensors, so dass die Alterungsinformation den Alterungseinfluss wiedergibt, der seit dem letzten Zurücksetzen auf den Sensor gewirkt hat. Der Zustand des Sensors wird abgeleitet anhand einer vorgegebenen Verknüpfung zwischen dem Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors. Die vorgegebene Verknüpfung gibt wieder, inwiefern der Alterungseinfluss Auswirkung auf den Zustand des Sensors hat und insbesondere auf die Sensorkennlinie des Sensors. Als Zustand des Sensors kann zum einen die Alterungsinformation selbst betrachtet werden, da beispielsweise die Anzahl der Ausschaltvorgänge oder die Betriebsdauer das Betriebsalter des Sensors wiedergeben und somit auch dessen Zustand. Die vorgegebene Verknüpfung entspricht in diesem Fall einer direkten Entsprechung bzw. einer Identität, da der Zustand unmittelbar über die Alterungsinformation wiedergegeben wird.
Ferner kann der Zustand das Sensorverhalten wiedergeben, insbesondere dessen Sensitivität oder im Allgemeinen die Kennlinie. In diesem Fall bildet die Verknüpfung einen Zusammenhang zwischen der Alterungsinformation und der Funktion des Sensors, d. h. der Art und Weise, wie der Sensor die Betriebsgröße in die Sensormessgröße oder in das Sensorausgabesignal umwandelt. Die Kennlinie kann von weiteren Parametern abhängig sein. Die vorgegebene Verknüpfung wird im Weiteren näher dargestellt.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die vorgegebene Verknüpfung zwischen dem Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors in dem Sensor oder in einer Steuereinheit vorliegt, mit der der Sensor verbunden ist. Dadurch bildet der Sensor bzw. die daran angeschlossene Steuereinheit eine Einheit mit der Verknüpfung.
Beim Ableiten des Zustands des Sensors sind dadurch Verwechslungen ausgeschlossen und die vorgegebene Verknüpfung zwischen Alterungseinfluss und Zustand, die typisch für den spezifischen Sensor ist, kann unmittelbar durch Heranziehen des Sensors oder der daran angeschlossenen Steuereinheit verwendet werden.
Die Verknüpfung liegt in Form einer Näherungsformel, in Form eines Modells, in Form von empirischen Daten über Sensorzustände in Abhängigkeit von Alterungseinflüssen oder in Form einer Look-Up-Tabelle vor. Diese geben angenähert wieder, wie sich das Verhalten des Sensors in Abhängigkeit von dem Alterungseinfluss ändert. Insbesondere in der Look-Up-Tabelle sind verschiedene Alterungseinflüsse unterschiedlichen Sensorzuständen gegenübergestellt, beispielsweise anhand von gemessenen oder anhand von physikalischen Modellen geschätzten Alterungseinflüssen und zugehörigen Sensorzuständen. Die Alterungseinflüsse liegen in Form der Alterungsinformation vor.
In einer bevorzugten, konkreten Ausführungsform liegt die Verknüpfung als Näherungsformel vor, wobei die Näherungsformel beispielsweise eine proportionale oder lineare Näherungsformel sein kann. Grundsätzlich kann die Näherungsformel eine Näherungsformel ersten, zweiten oder höheren Grades sein. Die Näherungsformel kann insbesondere vorliegen in Form von Parametern, die die zugehörige Näherungsfunktion definieren, beispielsweise in Form von zwei Parametern, die eine lineare Verknüpfung wiedergeben. Der Zustand des Sensors kann in Alterungsgraden vorgesehen sein oder insbesondere in Form von Kennlinien oder numerischen Angaben, die die Kennlinie betreffen, beispielsweise einem Drift oder einer (verringerten) Empfindlichkeit oder einem Faktor, um den die Empfindlichkeit gegenüber einem Normzustand des Sensors verringert ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Sensorkennline in dem Sensor oder in einer daran angeschlossenen Steuereinheit gespeichert wird. Diese Sensorkennlinie entspricht gemäß der vorgegebenen Verknüpfung der Alterungsinformation. Die Alterungsinformation liegt, wie oben bemerkt, gespeichert vor. Alternativ kann eine Kennlinienkorrektur in dem Sensor oder in der Steuereinheit gespeichert werden. Die Kennlinienkorrektur stellt eine Korrektur der Sensorkennlinie dar. Die Kennlinienkorrektur gibt den Unterschied zwischen einer Norm-Sensorkennlinie und einer Sensorkennlinie wieder, die der Sensor gemäß der gespeichert vorliegenden Alterungsinformation und der Verknüpfung aufweist. Die Norm-Sensorkennlinie gibt eine Kennlinie eines nicht gealterten Sensors wieder oder eines Sensors, der neu kalibriert oder geeicht wurde. Die Norm-Sensorkennlinie gibt das Verhalten des Sensors wieder, der nicht gealtert ist. Die Norm-Sensorkennlinie kann für die Art, für den Typ oder für den konkret vorliegenden Sensor spezifisch sein. Grundsätzlich kann in dem Sensor oder in der Steuereinheit, die daran angeschlossen ist, das aktuelle Verhalten des Sensors gespeichert sein, welches durch Alterung gegebenenfalls verändert ist, oder es kann ein Unterschied zu einem Normverhalten des Sensors gespeichert sein, wobei das Normverhalten einen nicht gealterten Sensor oder einen kalibrierten bzw. geeichten Sensor betrifft und der Unterschied die Änderung durch den mindestens einen Alterungseinfluss wiedergibt. Es kann somit das absolute, durch Alterung bedingte Verhalten gespeichert sein oder es kann lediglich die Änderung gegenüber einem Normverhalten gespeichert sein, wobei lediglich die Veränderung der Alterung Rechnung trägt. Die Information über das Sensorverhalten, d. h. die Sensorkennlinie oder die Kennlinienkorrektur sind vorzugsweise in dem oben genannten elektronischen Speicher oder in einem anderen elektronischen Speicher hinterlegt. Die betreffende Information kann in Form einzelner Werte hinterlegt sein, beispielsweise Stützpunkten einer Kennlinie oder einer Kennlinienkorrektur, oder Parametern, die eine Funktion definieren, welche die Kennlinie oder die Kennlinienkorrektur annähert. Das Normverhalten entspricht beispielsweise der Norm-Sensorkennlinie oder dem Normzustand, wie sie bzw. er definiert ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens ein Sensormesswert während des Betreibens des Sensors ermittelt wird. Der Sensormesswert gibt die Sensormessgröße wieder. Anhand der Sensorkennlinie oder anhand der Norm-Sensorkennlinie, korrigiert um die Kennlinienkorrektur, wird der Sensormesswert in den zu ermittelnden Betriebsparameter umgerechnet. Der Betriebsparameter wird ausgegeben, beispielsweise indem er abrufbar hinterlegt wird. Der Sensormesswert bildet die primäre Messgröße des Sensors, und ist beispielsweise als ein elektrisches Signal ausgebildet. Der Betriebsparameter hingegen bildet die mittels des Sensors zu erfassende physikalische Größe (Zielgröße), die mit der Sensormessgröße verknüpft ist. Beispielsweise im Falle eines Heißfilmluftmassenmessers ergibt sich der Sensormesswert aus der Differenz zwischen zwei Widerständen oder Spannungen, die von zwei Temperaturfühlern aufgenommen werden, während der Betriebsparameter der Durchflussrate entspricht, die sich aus den Widerständen oder Spannungen der Temperaturfühler bzw. aus deren Differenz ergibt. Insbesondere ist die Sensormessgröße eine Spannungsdifferenz zwischen Widerständen.
In den vorgenannten Beispielen wird die Alterungsinformation verwendet, um das Verhalten des Sensors selbst anhand der Alterungsinformation zu bestimmen bzw. weiterzuverwenden. Das Verhalten des Sensors ist hierbei die Abbildung der Sensormessgröße (beispielsweise Wiederstand oder Spannung oder ein anderes Sensorsignal) auf die Zielgröße, die von dem Sensor erfasst wird, beispielsweise eine Durchflussrate.
In der folgenden, alternativen Ausführungsform gibt der Zustand den Grad der Alterung wieder, um die der Sensor gealtert ist. Mit anderen Worten wird als Zustand des Sensors beispielsweise die Zuverlässigkeit bezeichnet oder ein Maß an Fehleranfälligkeit durch Alterung. Dieser Zustand entspricht nicht der Abbildung einer primären Messgröße auf eine zu erfassende Zielgröße, wie etwa die von dem Sensor durchgeführte Wandlung, sondern betrifft den Alterungszustand des Sensors selbst.
Erfindungsgemäß wird hierbei der Zustand abgeleitet, indem die gespeichert vorliegende Alterungsinformation abgefragt wird. Die Alterungsinformation wird statistisch ausgewertet. Das Ergebnis des statistischen Auswertens definiert den Zustand des Sensors. Beispielsweise kann die gespeichert vorliegende Alterungsinformation die Anzahl der Einschaltvorgänge des Sensors wiedergeben. Die Höhe dieser Anzahl definiert unmittelbar den Zustand des Sensors; beispielsweise eine hohe Anzahl von Einschaltvorgängen entspricht einem stark gealterten Sensor und eine geringe Anzahl von Einschaltvorgängen entspricht einer geringfügigen Alterung des Sensors. Anstatt der Anzahl von Einschaltvorgängen kann auch die Betriebsdauer in gleichem Sinn verwendet werden oder auch die Dauer des Betriebs bei einer Temperatur, die über einer vorgegebenen Maximalbetriebstemperatur liegt. In dieser Ausführungsform entspricht der Zustand nicht unmittelbar den Wandlereigenschaften des Sensors, sondern dem Grad der Alterung des Sensors.
Eine weitere Möglichkeit ist es, dass der Alterungseinfluss und somit die Alterungsinformation in dem Sensor oder in einer Steuereinheit, an die der Sensor angeschlossen ist, gespeichert wird. Vorzugsweise wird der Alterungseinfluss bzw. die Alterungsinformation in elektrischer Form gespeichert, insbesondere in Form eines Werts in Binärdarstellung. Dadurch ist die Alterungsinformation unmittelbar mit dem betreffenden Sensor verbunden. Mit anderen Worten wird der Betrieb und somit die damit verknüpfte Alterung in dem Sensor protokolliert, dessen Alterung von der Alterungsinformation wiedergegeben wird. Der Alterungseinfluss des Sensors gibt somit die Alterung des Sensors selbst wieder, in dem dieser gespeichert ist. Ist die Alterungsinformation in der Steuereinheit gespeichert, so gibt die betreffende Alterungsinformation die Alterung des Sensors wieder, der an die Steuereinheit angeschlossen ist. Der Sensor bzw. dessen Steuereinheit trägt somit die Alterungsinformation des betreffenden, gealterten Sensors.
Der verfahrensgemäß betriebene Sensor ist vorzugsweise ein Durchflusssensor, insbesondere ein Heißfilmluftmassenmesser. Alternativ wird der Sensor als Kraft-, Drehmoment- oder Drucksensor betrieben. Ferner kann der verfahrensgemäß betriebene Sensor ein Ultraschallsensor sein. Insbesondere findet bei diesen Sensoren eine relevante Alterung statt, wobei die Alterung unmittelbaren Einfluss auf die Sensoreigenschaften hat. Die Alterung hat beispielsweise unmittelbaren Einfluss auf eine Drift oder auf eine geänderte und insbesondere verringerte Empfindlichkeit oder auf einen Faktor, um den die Empfindlichkeit gegenüber einem Normzustand des Sensors geändert und insbesondere verringert ist. Der verfahrensgemäß betriebene Sensor kann insbesondere auch ein optischer Sensor sein, beispielsweise ein Helligkeitssensor, der durch alterungsbedingte Kontamination oder durch dauerhafte Helligkeitsbeanspruchung eine verringerte Helligkeitsempfindlichkeit aufweist.
Der mindestens eine Alterungseinfluss kann automatisch erfasst werden. Der Alterungseinfluss kann insbesondere durch Signale erfasst werden, die am Sensor selbst vorliegen oder die an einer Steuereinheit anliegen, an die der Sensor angeschlossen ist. Derartige Signale sind beispielsweise der Betriebszustand (Sensor ein/aus) oder beispielsweise die Temperatur oder Stärke bzw. Dauer einer Vibration. Anhand des Betriebszustands (Sensor ein/aus) kann erfasst werden, wie oft der Sensor ein- oder ausgeschaltet wird. Dadurch kann ohne Weiteres die Anzahl von Einschaltvorgängen oder Ausschaltvorgängen des Sensors ermittelt werden. Diese Anzahl bildet den erfindungsgemäßen Alterungseinfluss und kann als Alterungsinformation wie beschrieben hinterlegt werden. Ebenso kann die Betriebsdauer ohne Weiteres erfasst werden, beispielsweise mittels eines Timers und anhand des Betriebszustands des Sensors. Der Sensor selbst kann weitere Sensorsignale abgeben, beispielsweise eine aktuelle Betriebstemperatur. Diese weiteren Signale, die vom Sensor miterfasst werden, können ebenso als Alterungseinfluss ausgewertet werden. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass als Alterungseinfluss eine Anzahl von Einschaltvorgängen des Sensors (oder Ausschaltvorgängen des Sensors), eine Betriebsdauer des Sensors, eine Maximalbetriebstemperatur des Sensors, ein Temperaturverlauf des Sensors, eine Betriebsdauer des Sensors oberhalb einer Temperaturobergrenze und/oder eine Stärke einer Vibration mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst werden. Diese Erfassungseinrichtung kann wie beschrieben eine bloße Anzapfung eines bereits vorhandenen Signals der Steuereinheit oder des Sensors sein. Die Erfassungseinrichtung kann ferner eine zusätzliche Sensoreinheit sein, die innerhalb des Sensors angebracht ist, beispielsweise ein Temperatursensor oder kann ein zusätzlicher Sensor sein, der eingerichtet ist, Alterungseinflüsse des Sensors zu ermitteln, dessen Zustand erfindungsgemäß ermittelt wird. Als maximale Betriebstemperatur des Sensors wird hierbei eine aktuell erfasste Betriebstemperatur des Sensors angesehen, die das Maximum aller Temperaturen des Sensors darstellt. Es kann ferner eine Temperaturobergrenze vorgesehen sein, die der Temperaturobergrenze entspricht, für die der Sensor zugelassen ist. Die Dauer des Betriebs des Sensors oberhalb dieser Temperaturobergrenze oder die Anzahl an Überschreitungen der Temperaturobergrenze bildet erfindungsgemäß einen Alterungseinfluss, der als Alterungsinformation hinterlegt wird. Zudem kann die erfasste Temperatur über der Temperaturobergrenze gewichtet werden, wobei die Stärke der Überschreitung den Gewichtungsfaktor darstellt. Dieses gewichtete Maß kann beispielsweise integriert oder aufsummiert werden, um dadurch eine gewichtete Aussage über die temperaturbedingte Alterung zu erlangen, die als Alterungsinformation hinterlegt wird. In gleicher Weise kann die Stärke einer Vibration als Gewichtungsfaktor verwendet werden, um Vibrationen als Alterungseinfluss erfindungsgemäß berücksichtigen zu können.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass eine Ein-/Ausgabeschnittstelle vorgesehen ist, über die ein derartiger Alterungseinfluss eingegeben wird. Diese Ein-/Ausgabeschnittstelle ist vorzugsweise eine automatische Schnittstelle, über die automatisch Signale verarbeitet werden, beispielsweise eine Schnittstelle, die mit einer Anzapfung eines Signals verbunden ist, welches den Anzapfungseinfluss wiedergibt. Schließlich kann eine Kontamination des Sensors mittels Eingabe berücksichtigt werden, wobei die Ein-/Ausgabeschnittstelle eine Datenschnittstelle darstellt, über die von außen Daten über die Stärke der Kontamination eingegeben werden können. Diese Eingabe kann automatisch sein oder kann von einem Benutzer eingegeben werden. Grundsätzlich können alle Alterungseinflüsse in Form von betreffenden Alterungsinformationen auch von außen automatisch mittels einer Dateneingabeschnittstelle eingegeben werden, oder von einem Benutzer mittels einer entsprechenden Benutzereingabeschnittstelle, beispielsweise dem Anschluss einer Tastatur.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die gespeicherten Alterungsinformationen ausgelesen werden und die Sensorkennlinie kann erfasst werden. Erfindungsgemäß kann die erfasste und somit gemessene Kennlinie in Bezug gesetzt werden zu der gespeicherten Alterungsinformation. Hieraus kann eine wie oben beschriebene Näherungsformel oder ein wie oben beschriebenes Modell, insbesondere in Form von empirischen Daten, erzeugt werden. Vorzugsweise wird aus der Gegenüberstellung von einer gemessenen Sensorkennlinie und den zugehörigen Alterungsinformationen eine Look-Up-Tabelle erstellt, die für weitere Sensoren, vorzugsweise des gleichen Typs, verwendet wird. Anhand dieser empirisch gewonnenen Daten können somit die Sensorkennlinien anderer Sensoren alleine aufgrund der gespeicherten Alterungsinformation und der vorangehend beschriebenen empirischen Daten erfasst werden. Die erfindungsgemäße Erfassung der Sensorkennlinie durch Messung und das Gegenüberstellen der so erfassten Sensorkennlinie mit der betreffenden Alterungsinformation wird verwendet, um die vorgegebene Verknüpfung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzeugen.
Neben den oben beschriebenen Verfahren wird erfindungsgemäß ferner ein Sensorsystem zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors vorgesehen, der zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist. Der Sensor, der Zustand sowie der Betriebsparameter des Sensorsystems entsprechen dem Sensor, dem Zustand und dem Betriebsparameter, wie sie innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Das Sensorsystem umfasst den Sensor. Der Sensor weist bei unterschiedlichen Zuständen unterschiedliche Sensorkennlinien auf. Die Sensorkennlinien entsprechen den verfahrensgemäß verwendeten Sensorkennlinien. Das erfindungsgemäße Sensorsystem umfasst ferner einen elektronischen Speicher, insbesondere den verfahrensgemäß verwendeten elektronischen Speicher. Das Sensorsystem umfasst zudem einen Datenübergabepunkt verbunden mit dem Speicher. Das Sensorsystem ist eingerichtet, Alterungsinformation mindestens eines Alterungseinflusses über diesen Datenübergabepunkt in dem Speicher abrufbar zu speichern. Der Datenübergabepunkt bildet hierbei eine Schnittstelle eingerichtet zur Eingabe des Alterungseinflusses. Der Datenübergabepunkt ist insbesondere ausgestaltet wie die oben anhand des Verfahrens beschriebene Ein-/Ausgabeschnittstelle oder Anzapfung. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Sensorsystem einen Ausgang, eingerichtet zur Abgabe des Zustands des Sensors basierend auf der Alterungsinformation. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems umfasst eine vorgegebene Verknüpfung zwischen dem Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors. Diese Verknüpfung entspricht der vorgegebenen Verknüpfung, wie sie hierin anhand des Verfahrens beschrieben wurde. Die vorgegebene Verknüpfung ist in Form einer Näherungsformel, in Form eines Modells, in Form von empirischen Daten über Sensorzustände in Abhängigkeit von Alterungseinflüssen oder in Form einer Look-Up-Tabelle vorgesehen. In der Look-Up-Tabelle sind verschiedene Alterungseinflüsse unterschiedlichen Sensorzuständen gegenübergestellt. Die Sensorzustände geben eine Eigenschaft des Sensors wieder, die sich durch die Alterungseinflüsse ändert.
Die Verknüpfung ist in dem Sensor vorgesehen, wobei der Sensor den oben beschriebenen Ausgang aufweist. Alternativ ist die Verknüpfung in einer mit dem Sensor verbundenen Steuereinheit des Sensorsystems vorgesehen. Hierbei weist die Steuereinheit des Sensorsystems den oben beschriebenen Ausgang auf. Die vorgegebene Verknüpfung ist in einem Speicher hinterlegt, vorzugsweise dem Speicher, in dem auch die Alterungsinformation abrufbar gespeichert ist. Der Speicher kann Teil eines Mikroprozessors sein, der in dem Sensor vorliegt, oder kann Teil eines Mikroprozessors sein, der in der Steuereinheit vorliegt. Ferner kann die Verknüpfung in einem Speicher vorgesehen sein, der mit einem derartigen Mikroprozessor in dem Sensor oder in der Steuereinheit vorgesehen ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in dem Sensor oder einer Steuereinheit, insbesondere in der vorangehend beschriebenen Steuereinheit, eine Sensorkennlinie hinterlegt ist. Diese Sensorkennlinie entspricht gemäß der Verknüpfung der in dem Speicher vorliegenden Alterungsinformation, die in dem Speicher vorliegt. Die Sensorkennlinie kann insbesondere in dem gleichen Speicher hinterlegt sein, in dem auch die Alterungsinformation gespeichert vorliegt. Anstatt der Sensorkennlinie kann eine Kennlinienkorrektur in dem Sensor oder in der Steuerreinheit hinterlegt sein. Die Kennlinienkorrektur gibt den Unterschied zwischen einer Norm-Sensorkennlinie eines nicht gealterten Sensors und einer Sensorkennlinie wieder, die der Sensor gemäß der in dem Speicher hinterlegten Alterungsinformation und der Verknüpfung aufweist. Die Kennlinienkorrektur gibt somit die Differenz zwischen Soll- und Ist-Zustand des Verhaltens des Sensors wieder, wobei das Verhalten als Kennlinie dargelegt ist. Die Norm-Sensorkennlinie bildet hierbei den Soll-Zustand und die Sensorkennlinie, welche der Sensor gemäß der im Speicher hinterlegten Alterungsinformation und der Verknüpfung aufweist, bildet den Ist-Zustand.
Die Sensorkennlinie bzw. die Kennlinienkorrektur kann in Form von Näherungsparametern hinterlegt sein, beispielsweise Parameter einer Näherungsformel, beispielsweise einer linearen Näherungsformel oder einer Näherungsformel der Ordnung 2 oder höherer Ordnung. Die Kennlinienkorrektur bzw. die Sensorkennlinie kann in der gleichen Art und Weise realisiert sein wie die Verknüpfung. Die vorgegebene Verknüpfung bildet die Alterungsinformation auf den Zustand des Sensors ab. Im Vergleich hierzu bildet die Sensorkennlinie eine Sensormessgröße, beispielsweise einen Widerstand oder eine Spannung, auf die Zielgröße ab, die mittels des Sensors ermittelt wird, beispielsweise eine Temperatur oder eine Durchflussrate oder einen anderen Betriebsparameter.
Grundsätzlich können mehrere Alterungseinflüsse kombiniert werden, so dass die Alterungsinformation beispielsweise die Anzahl der Einschaltvorgänge kombiniert mit der Betriebsdauer des Sensors oberhalb einer Temperaturobergrenze wiedergibt. Somit reflektiert die Alterungsinformation mehrere Alterungseinflüsse, im vorgenannten Beispiel die Anzahl der Einschaltvorgänge und die thermische Belastung.
In einer spezifischen Ausführungsform besteht zwischen dem Sensor und der Steuereinheit eine Verbindung, die mehrere Betriebsgrößen übermittelt, beispielsweise eine Durchflussrate erfasst durch einen Heißfilmluftmassenmesser sowie eine Temperatur der erfassten Luftmasse, etwa eine Ansauglufttemperatur. Eine der Betriebsgrößen, insbesondere die Luftmassenrate, wird vom Sensor erfasst und die andere Größe, insbesondere die Temperatur, wird unter anderem für den Zweck ermittelt, die Alterungsinformation zu erfassen. Die so gewonnene Alterungsinformation wird verwendet, um die sich durch Alterung ergebene Sensorkennlinie zu ermitteln. Die erstgenannte Betriebsgröße wird anhand der so dargestellten Sensorkennlinie ermittelt. Die erstgenannte Betriebsgröße ergibt sich als eine Zielgröße, beispielsweise eine Luftmassenrate, durch eine Wandlung, die der Sensor ausführt. Werden somit mehrere Betriebsparameter ermittelt, so wird einer der Betriebsparameter verwendet, um die Alterungsinformation zu gewinnen und eine alterungsbedingte Sensorkennlinie zu berechnen, wobei ein weiterer Betriebsparameter (als Zielgröße) anhand der so vorgesehenen Sensorkennlinie berechnet wird.
Alternativ zu einer Steuereinheit kann auch eine in dem Sensor selbst vorgesehene Berechnungseinheit vorgesehen sein, die die Alterungsinformation verwendet, um den Zustand des Sensors abzuleiten und um insbesondere eine Kennlinie vorzusehen, anhand der die Berechnungseinheit den im Sensor gemessenen Betriebsparameter mit einer erfindungsgemäß alterungsbereinigten Kennlinienkorrektur in eine Zielgröße umwandelt.
Ist der erfindungsgemäße Speicher in dem Sensor selbst vorgesehen, so umfasst der Sensor vorzugsweise einen speziellen Steckeradapter mit einem spezifischen Kontakt, über den der Zustand des Sensors oder die Alterungsinformation ausgelesen werden kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Darstellung von Sensorkennlinien zur Erläuterung der Erfindung; und
2 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems in Blockbilddarstellung.
Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine Darstellung von Sensorkennlinien zur Erläuterung der Erfindung. Die dargestellten Kennlinien geben den Zusammenhang zwischen einer Zielgröße Z und einer zugehörigen Sensormessgröße S wieder. Die Sensormessgröße S ist als ein elektrisches Signal, etwa als Spannung oder Spannungsdifferenz vorgesehen. Die Zielgröße entspricht dem Betriebsparameter, zu dessen Ermittlung der Sensor eingerichtet ist. Die Sensormessgröße S ist eine primäre Messgröße, aus der die Zielgröße Z errechnet wird. In einem Beispiel ist die Sensormessgröße S eine Spannungsdifferenz wieder, die der Spannungsdifferenz zwischen zwei nacheinander angeordneten Temperaturfühlern entspricht. In diesem Beispiel entspricht die Zielgröße Z einer Durchflussrate, wobei der zugehörige Sensor ein Heißfilmluftmassenmesser ist, der die beiden nacheinander angeordneten Temperaturfühler umfasst. Die Spannungsdifferenz gibt die Differenz zwischen den Temperaturen wieder, die an den Temperaturfühlern anliegt. Bei Vorliegen einer konstanten Durchflussrate stellt sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen der Sensormembran mit Temperaturfühlern und Heizer und der Strömungsgrenzschicht ein. Die Menge der abgeführten Wärme ist dabei proportional zur Durchflussrate. Dabei wird die Sensormembran stromaufwärts des auf konstante Übertemperatur regelnden Heizers stärker abgekühlt als stromabwärts des Heizers, da dort ein Teil der Wärme von der Strömungsgrenzschicht wieder an die Membran abgegeben wird. Somit ergibt sich ein asymmetrisches Temperaturprofil, das in Form und Ausprägung abhängig von der Durchflussrate ist. Die Differenztemperatur an den Temperaturfühlern spiegelt sich in der Spannungsdifferenz wieder, welche wiederum unmittelbar auf die Zielgröße, d. h. die Durchflussrate, schließen lässt.
Eine erste Kennlinie 10 entspricht einer Norm-Sensorkennlinie, welche sich auf einen Sensor bezieht, der im Wesentlichen nicht gealtert ist beispielsweise ein neu hergestellter Sensor. Eine Sensorkennlinie des gleichen Sensors, der jedoch aufgrund des Betriebs Alterungseinflüssen unterworfen wurde, ist mit dem Bezugszeichen 20 dargestellt. Die Kennlinie 20 zeigt somit eine alterungsbedingte Abnahme der Sensitivität, erkennbar durch die geringere Steigung, sowie einen Drift hin zu geringeren Werten der Zielgröße Z. Die geringere Empfindlichkeit und die abweichenden Zielwerte können sich durch Veränderungen innerhalb der Temperaturfühler aufgrund thermaler Beeinträchtigung und/oder der thermischen Drift nachgeschalteter elektrischer Bauteile und/oder geometrischer Verzerrungen im Messkanal aufgrund veränderter Materialeigenschaften ergeben ergeben. Die Erfindung ist in der Lage, alleine anhand von frei zugänglichen und üblicherweise bereits vorliegenden Alterungseinflüssen die tatsächliche Sensorkennlinie 20 zu ermitteln und bei der Auswertung des Sensors entsprechend zu korrigieren.
Die 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems in Blockbilddarstellung. Das vorgestellte Sensorsystem umfasst einen Sensor 100 mit einem Sensorelement 110, das beispielsweise als Temperaturfühler ausgebildet sein kann. Der Sensor 100 umfasst ferner eine Berechnungseinrichtung 120, die innerhalb des Sensors 100 mit dem Sensorelement 110 über eine zweikanalige Verbindung 130 verbunden ist. Die zweikanalige Verbindung 130 umfasst eine Verbindung zur Übertragung des Betriebsparameters, der vom Sensor erfasst wird, beispielsweise eine Massenflussrate. Die Verbindung 130 kann einen erfindungsgemäßen Datenübergabepunkt bilden. Ein zweiter Kanal der Verbindung 130 übermittelt einen Alterungseinfluss, insbesondere die Temperatur des Sensorelements 110. Die Temperatur wird zum einen an eine nachgeschaltete Steuereinheit 140 weitergegeben und wird zum anderen innerhalb des Sensors 100 als Alterungsinformation verwendet. Hierzu umfasst die Berechnungseinrichtung 120 einen Speicher 122, in dem neben der Alterungsinformation, welche über die Verbindung 130 übertagen wurde, auch eine vorgegebene Verknüpfung 126 hinterlegt ist, beispielsweise in Form von Parametern einer Näherungsformel. In dem Speicher 122 sind somit sowohl Alterungsinformationen 124 als auch die Verknüpfung 126 hinterlegt. In der Berechnungseinrichtung 120 liegt ferner eine Sensorkennlinie 128 vor, die gemäß der Verknüpfung 126 und der Alterungsinformation 124 ausgebildet ist. Diese wird innerhalb der Berechnungseinrichtung 120 verwendet, um an einem Ausgang 150 des Sensors 100 den zu erfassenden Betriebsparameter alterungsbereinigt abzugeben. Die Sensorkennlinie 128 erhält Daten von der Verbindung 130 über eine Verbindung 152, wobei diese Daten den aktuell erfassten Sensorsignalen entsprechen. Anhand der Kennlinie 128, die mittels der Alterungsinformation 124 und der Verknüpfung 126 hinsichtlich der Alterung korrigiert wurde, gibt den zu erfassenden Betriebsparameter über eine weitere Verbindung zum Ausgang 150 ab. Der am Ausgang 150 abgegebene Betriebsparameter ist somit alterungsbereinigt. In einer hieran anlehnenden, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Verbindung zur Übertragung des Betriebsparameters eine mehrkanalige Verbindung. Diese kann neben dem Betriebsparameter bzw. dem Sensorsignal und der Temperatur noch mindestens eine weitere Größe oder mindestens einen weiteren Zustand übertragen, die bzw. der der Sensor vorsieht.
Der Speicher 122 kann neben der Alterungsinformation 124, die über die Verbindung 130 übertragen wurde, auch weitere Informationen speichern, beispielsweise Alterungsinformation, wie sie bereits im Sensor 100 vorliegt, etwa die Anzahl der Einschaltvorgänge oder die Betriebsdauer. Diese Alterungsinformationen können ebenso in dem Speicher 122 als Alterungsinformation 124 abgelegt werden, so dass die Kennlinie 128 gemäß dieser Alterungsinformation anhand der Verknüpfung 126 korrekt alterungsbereinigt vorgesehen wird. Dem Ausgang 150 des Sensors 100 ist die Steuereinheit 140 nachgeschaltet. Die Steuereinheit kann insbesondere eine Motorsteuerungseinheit eines Verbrennungsmotors sein, die alterungsbereinigt Betriebsparameter von dem Sensor 100 erhält. Die Schnittstelle zwischen dem Sensor 100 und der Steuereinheit 140 entspricht einer üblichen Schnittstelle.
Der Sensor 100 und insbesondere der Temperaturfühler 110 sind in direktem Kontakt mit einer Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt), deren Betriebsparameter ermittelt und von der Steuereinheit 140 geregelt werden. Die Berechnungseinrichtung 120 kann insbesondere ein ASIC oder ein Mikroprozessor sein. Die vom Sensor erfasste Temperatur ist insbesondere die Ansauglufttemperatur der Verbrennungskraftmaschine.
In einer alternativen Ausführungsform wird in der Berechnungseinheit 120 lediglich die Alterungsinformation 124 hinterlegt. Diese wird von der Steuereinheit 140 ausgelesen. Anhand der Alterungsinformation ermittelt die Steuereinheit 140 den Zustand des Sensors und insbesondere die Kennlinie, die sich durch die Alterung ergibt. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, gemäß der so erhaltenen Kennlinie den Betriebsparameter des Verbrennungsmotors alterungsbereinigt zu berechnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2006/092223 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors (100), der zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist, mit den Schritten: Betreiben des Sensors (100) zur Ermittlung des Betriebsparameters; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist: Erfassen mindestens eines Alterungseinflusses, der einen Einfluss auf eine Sensorkennlinie (128) des Sensors (100) hat, wobei bei unterschiedlichen Zuständen des Sensors dieser unterschiedliche Sensorkennlinien aufweist, und wobei der mindestens eine Alterungseinfluss während des Betreibens des Sensors erfasst wird; Speichern einer Alterungsinformation (124), die den mindestens einen Alterungseinfluss wiedergibt, in einem elektronischen Speicher (122); Ableiten des Zustands des Sensors (100) aus der gespeichert vorliegenden Alterungsinformation (124), welche den Alterungseinfluss wiedergibt, der auf den Sensor gewirkt hat, anhand einer vorgegebenen Verknüpfung zwischen dem mindestens einen Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Verknüpfung zwischen dem Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors in dem Sensor (100) oder in einer Steuereinheit (140) vorliegt in Form einer Näherungsformel, in Form eines Modells, in Form von empirischen Daten über Sensorzustände in Abhängigkeit von Alterungseinflüssen oder in Form einer Look-Up-Tabelle, in der verschiedene Alterungseinflüsse unterschiedlichen Sensorzuständen gegenübergestellt sind, und wobei ferner die im Speicher (122) vorliegende Alterungsinformation verwendet wird, um den zugehörigen Zustand, der durch die Verknüpfung mit der Alterungsinformation verknüpft ist, zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei diejenige Sensorkennlinie in dem Sensor (100) oder in einer Steuereinheit (140) gespeichert wird, welche gemäß der Verknüpfung der Alterungsinformation entspricht, welche gespeichert vorliegt, oder wobei eine Kennlinienkorrektur in dem Sensor oder in der Steuereinheit gespeichert wird, und die Kennlinienkorrektur den Unterschied zwischen einer Norm-Sensorkennlinie eines nicht gealterten Sensors und einer Sensorkennlinie wiedergibt, die der Sensor gemäß der gespeichert vorliegenden Alterungsinformation und der Verknüpfung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Sensormesswert während des Betreibens des Sensors ermittelt wird und anhand der Sensorkennlinie oder anhand der Norm-Sensorkennlinie korrigiert um die Kennlinienkorrektur in den zu ermittelnden Betriebsparameter umgerechnet wird und der Betriebsparameter ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zustand abgeleitet wird, indem die gespeichert vorliegende Alterungsinformation abgefragt wird und die Alterungsinformation statistisch ausgewertet wird, wobei das Ergebnis des statistischen Auswertens den Zustand des Sensors definiert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Alterungseinfluss in dem Sensor (100) oder in einer Steuereinheit (140) abrufbar in elektrischer Form gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (100) als Durchflusssensor, insbesondere als Heißfilmluftmassenmesser, als Kraft-, Drehmoment- oder Drucksensor, oder als Ultraschallsensor betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als der Alterungseinfluss eine Anzahl von Einschaltvorgängen des Sensors, eine Betriebsdauer des Sensors, eine Maximalbetriebstemperatur des Sensors, ein Temperaturverlauf des Sensors, eine Betriebsdauer des Sensors oberhalb einer Temperaturobergrenze und/oder eine Stärke oder Dauer einer Vibration mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst oder mittels Eingabe über eine Ein-/Ausgabeschnittstelle erfasst wird, oder wobei als der Alterungseinfluss eine Kontamination des Sensors mittels Eingabe über eine Ein-/Ausgabeschnittstelle erfasst wird.
Sensorsystem zur Ermittlung eines Zustands eines Sensors, der zur Ermittlung eines Betriebsparameters einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist, umfassend: den Sensor (100), wobei der Sensor bei unterschiedlichen Zuständen unterschiedliche Sensorkennlinien aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem weiterhin umfasst: einen elektronischen Speicher (122); einen Datenübergabepunkt verbunden mit dem Speicher (122), wobei das Sensorsystem eingerichtet ist, Alterungsinformation mindestens eines Alterungseinflusses über den Datenübergabepunkt in dem Speicher abrufbar zu speichern; einen Ausgang (150), der eingerichtet ist, den Zustand des Sensors (100) basierend auf der Alterungsinformation abzugeben.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei das Sensorsystem eine vorgegebene Verknüpfung (126) zwischen dem Alterungseinfluss und dem Zustand des Sensors in Form einer Näherungsformel, in Form eines Modells, in Form von empirischen Daten über Sensorzustände in Abhängigkeit von Alterungseinflüssen oder in Form einer Look-Up-Tabelle, in der verschiedene Alterungseinflüsse unterschiedlichen Sensorzuständen gegenübergestellt sind, umfasst, wobei die Verknüpfung (126) in dem Sensor (100) vorgesehen ist und der Sensor (100) den Ausgang (150) aufweist oder die Verknüpfung in einer mit dem Sensor verbundenen Steuereinheit (140) des Sensorsystems vorgesehen ist, und die Steuereinheit des Sensorsystems den Ausgang aufweist.
Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei in dem Sensor (100) oder in einer Steuereinheit (140) ferner diejenige Sensorkennlinie (128) hinterlegt ist, welche gemäß der Verknüpfung der in dem Speicher vorliegenden Alterungsinformation entspricht, oder wobei in dem Sensor oder in einer Steuereinheit ferner eine Kennlinienkorrektur hinterlegt ist, wobei die Kennlinienkorrektur den Unterschied zwischen einer Norm-Sensorkennlinie eines nicht gealterten Sensors und einer Sensorkennlinie wiedergibt, die der Sensor gemäß der in dem Speicher hinterlegten Alterungsinformation und der Verknüpfung aufweist.