DE102021200536B4

DE102021200536B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks

Info

Publication number: DE102021200536B4
Application number: DE102021200536.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riepl
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2041-01-22
Also published as: US20230358627A1; CN116745594A; KR20230130100A; WO2022156987A1; DE102021200536A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks (200), welcher um eine Steuereinheit (100) herrscht, wobei die Steuereinheit (100) ein Gehäuse (110) mit einer Öffnung (112) und eine Membran (120) mit einer bestimmten Permeabilität, die die Öffnung (112) abdeckt, aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses (110) ein Drucksensor (130) angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Erfassen eines Druck-Messwerts mit dem Drucksensor (130), wobei der Druck-Messwert charakteristisch für einen Innendruck (210) innerhalb des Gehäuses (110) ist;
- Ermitteln eines Korrekturwerts, der eine Konstante und eine Variable aufweist, wobei die Variable des Korrekturwerts eine Druckveränderung über eine Zeit innerhalb des Gehäuses (110) aufweist, wobei die Druckveränderung mittels eines Verlaufs des erfassten Druck-Messwerts des Drucksensors (130) ermittelt wird, wobei die Druckveränderung über die Zeit eine zeitliche Ableitung des Innendrucks (210) ist;
- Ermitteln des Umgebungsdrucks (200) mittels des ermittelten Druck-Messwerts und des ermittelten Korrekturwerts.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks, welcher um eine Steuereinheit herrscht, wobei die Steuereinheit ein Gehäuse mit einer Öffnung und eine Membran mit einer bestimmten Permeabilität, die die Öffnung abdeckt, aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Drucksensor angeordnet ist.
In herkömmlichen Steuereinheiten, beispielsweise in Steuereinheiten für einen Motor oder für ein Fahrzeug ist es bekannt, einen Drucksensor innerhalb eines Gehäuses der Steuereinheit anzuordnen. Das Gehäuse weist herkömmlich eine Öffnung auf, so dass ein Druckausgleich bzw. ein Luftausgleich zwischen dem Gehäusevolumen innerhalb und in der Umgebung stattfinden kann. Dementsprechend entspricht der Umgebungsdruck dem Gehäuseinnendruck der Steuereinheit. Der Drucksensor, der herkömmlich innerhalb der Steuereinheit angeordnet ist, kann dementsprechend ein Messsignal erfassen, das charakteristisch für den Umgebungsdruck, welcher um die Steuereinheit herrscht, ist. Der Drucksensor ist innerhalb des Gehäuses der Steuereinheit angeordnet, da er dadurch von Verschmutzungen und weiteren äußeren Einwirkungen, wie beispielsweise Gewalteinwirkungen, geschützt ist.
So offenbart beispielsweise das Dokument DE 10 2008 001 393 A1 einen Luftdrucksensor zur Aufprallerkennung mit einem Raum, indem sich ein Sensorelement zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit von dem Luftdruck befindet, dabei ist der Raum durch ein Druckausgleichelement abgedichtet, wobei das Druckausgleichelement derart beschaffen ist, dass ein Eindringen von Störstoffen in den Raum verhindert wird, aber eine Druckübertragung von außen in den Raum ermöglicht wird.
Aus der US 2019 / 0 086 284 A1 ist ein tragbares elektronisches Gerät mit einem Drucksensor bekannt. Ein solcher Drucksensor kann eine integrierte Heizung enthalten oder auf eine externe Heizung zurückgreifen. Die Heizung kann betrieben werden, um den Drucksensor für Drucksensortests, Kalibrierungen oder temperaturgesteuerte Druckmessvorgänge ganz oder teilweise zu beheizen.
Aufgrund von Änderungen in der Gesetzeslage in Ländern bzw. Regionen weltweit, die das Gehäuse von Steuereinheiten, insbesondere das Gehäuse von Steuereinheiten für ein Fahrzeug (Motorsteuereinheiten) betreffen, ist es nicht mehr möglich, dass in dem Gehäuse eine Öffnung vorgesehen ist, mit welcher wie herkömmlich der erforderliche Druckausgleich bzw. Luftausgleich derart schnell vonstattengeht, dass das mit dem Drucksensor, welcher innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, erfasste Messsignal eine gute Aussage über den herrschenden Umgebungsdruck, um die Steuereinheit möglich ist.
Diese Problematik wurde bisher dahingehend umgangen, in dem der Drucksensor von innerhalb des Gehäuses nach außerhalb des Gehäuses umpositioniert wurde, allerdings ist ein derartiger Drucksensor außerhalb des Gehäuses anfällig für Umwelteinflüsse wie beispielsweise Verschmutzungen oder Beschädigungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen mit dem bzw. mit der ein Umgebungsdruck, welcher um eine Steuereinheit herrscht, vorteilhaft einfach und zuverlässig zu ermitteln.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks, welcher um eine Steuereinheit vorliegt, die nachfolgend aufgezählten Schritte auf. Die Steuereinheit weist gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse mit einer Öffnung und eine Membran, die die Öffnung abdeckt, auf. Die Membran hat dabei eine bestimmte Permeabilität. Die Permeabilität gibt an, wie viel Fluid (Luft) von der einen Seite der Membran durch die Membran auf die andere Seite der Membran in Abhängigkeit von weiteren Eigenschaften wie z. B. Druckunterschied und Temperaturunterschied strömen kann. Die Steuereinheit weist gemäß der vorliegenden Offenbarung innerhalb des Gehäuses einen Drucksensor auf, der dazu eingerichtet ist, ein Messsignal zu erfassen, welches charakteristisch für den Druck innerhalb des Gehäuses ist.

- Erfassen eines Druck-Messwerts mit dem Drucksensor, wobei der Druck-Messwert charakteristisch für einen Innendruck innerhalb des Gehäuses ist. Gemäß diesem Verfahrensschritt wird dementsprechend mit dem Drucksensor, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, der Druck-Messwert erfasst, der charakteristisch für den Innendruck innerhalb des Gehäuses ist.
- Ermitteln eines Korrekturwerts, der eine Konstante und eine Variable aufweist. Der Korrekturwert bildet sich beispielsweise aus der Konstante und der Variablen. Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform auch denkbar, dass noch weiteren Konstanten oder weitere Variablen den Korrekturwert bilden. Der Korrekturwert wird gemäß einer Ausführungsform von der Steuereinheit selbst ermittelt.
- Ermitteln des Umgebungsdrucks mittels des ermittelten Druck-Messwerts und des ermittelten Korrekturwerts. In diesem Schritt wird der Umgebungsdruck anhand des zuvor erfassten Druck-Messwerts und des ermittelten Korrekturwerts bestimmt. Dies kann beispielsweise in der Steuereinheit selbst erfolgen, so dass dadurch direkt von der Steuereinheit selbst auf den Umgebungsdruck, welcher um die Steuereinheit herrscht, rückgeschlossen werden kann.

Die Membran schließt die Öffnung, welche einen Druckausgleich von der Umgebung zu dem Innenvolumen des Gehäuses ermöglichen würde. Die Membran weist jedoch eine bestimmte Permeabilität auf, so dass der Umgebungsdruck sich bei Druckänderungen über eine längere Zeit auch innerhalb des Gehäuses anpassen würde. Allerdings entspricht bei Druckveränderungen des Umgebungsdruckes aufgrund der Membran der Umgebungsdruck nicht sofort dem Innendruck innerhalb des Gehäuses. Der Innendruck gleicht sich entsprechend über die Zeit an den Umgebungsdruck an. Diese Abweichung kann mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeglichen bzw. kompensiert werden. Die Durchflussrate vom Fluid durch die Membran ist proportional zum Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem Gehäuseinnendruck. Siehe folgende Formel, wobei dN/dt die Durchflussrate, p_int der Innendruck und p_ext der Umgebungsdruck ist. $\frac{d N}{d t} \sim (p_{i n t} - p_{e x t})$
Dementsprechend ist die Durchflussrate durch die Membran auch proportional zu der Druckveränderung des Druckes innerhalb des Gehäuses. Siehe folgende Formel, wobei dN/dt die Durchflussrate, dp_int/dt die Veränderung des Innendrucks über die Zeit ist. $\frac{d N}{d t} \sim \frac{d p_{i n t}}{d t}$
Dementsprechend kann der Außendruck wie gemäß der vorliegenden Offenbarung erläutert anhand des gemessenen Innendrucks und des Korrekturwerts ermittelt werden, wobei der Korrekturwert beispielsweise die Druckveränderung innerhalb des Gehäuses und eine Konstante, die beispielsweise die Permeabilität der Membran und die Öffnungsgröße der Öffnung des Gehäuses beinhaltet ermittelt werden. Siehe folgende Formel, wobei X die Konstante ist. $p_{e x t} = p_{i n t} + X * \frac{d p_{i n t}}{d t}$
Der Korrekturwert bildet sich demgemäß aus der Konstante X und der Variable dp_int/dt.
Die Konstante kann beispielsweise während der Entwicklung des Steuergeräts mit der Öffnung und der Membran ermittelt und in der Steuereinheit selbst hinterlegt werden. Zusätzlich kann die Variable von der Steuereinheit laufend selbst ermittelt werden. Dementsprechend kann gemäß der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit lediglich mit dem erfassten Druck-Messwert des Drucksensors und des Korrekturwerts, welcher aus der Konstante und der Variable bestimmt wird, den Umgebungsdruck, welcher um die Steuereinheit vorliegt, ermitteln. Insgesamt kann dementsprechend trotz der gesetzlichen Änderungen und der dadurch einhergehenden Anordnung der Membran an der Öffnung in zuverlässiger Weise der Umgebungsdruck ermittelt werden. Zusätzlich ist der Drucksensor innerhalb des Gehäuses gemäß der vorliegenden Offenbarung angeordnet, wodurch er vor Umgebungseinflüsse vorteilhaft geschützt ist, wodurch das Verfahren zum Ermitteln des Umgebungsdrucks robust auch bei widrigen Umgebungseinflüssen durchgeführt werden kann.
Die Variable des Korrekturwerts weist eine Druckveränderung über eine Zeit innerhalb des Gehäuses auf, wobei die Druckveränderung mittels eines Verlaufs des erfassten Druck-Messwerts des Drucksensors ermittelt wird, wobei die Druckveränderung über die Zeit eine zeitliche Ableitung des Innendrucks ist. Der erfasste Druck-Messwert des Drucksensors kann beispielsweise innerhalb der Steuereinheit selbst über eine bestimmte Zeitspanne erfasst werden, sodass sich der Verlauf des Druck-Messwerts ergibt. Anhand des Verlaufs kann dementsprechend die Druckveränderung ermittelt werden. Wie bereits erläutert ist die Druckveränderung innerhalb des Gehäuses proportional zu einem Druckunterschied, welcher sich zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck innerhalb des Gehäuses ergibt. Dementsprechend kann mittels der Variable, die die Druckveränderung über die Zeit innerhalb des Gehäuses aufweist, vorteilhaft einfach auf den Umgebungsdruck geschlossen werden. Dabei kann gemäß einer Ausführungsform mittels eine Mikrocontrollers, welcher in der Steuereinheit selbst angeordnet ist, die notwendigen Berechnungen zur Ermittlung des Umgebungsdrucks durchgeführt werden. Dementsprechend kann vorteilhaft schnell und genau der Umgebungsdruck ermittelt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ beispielsweise ein Gradient der Druckveränderung über die Zeit innerhalb des Gehäuses zur Ermittlung des Umgebungsdrucks herangezogen werden. Der Gradient bzw. die Steigung des Gradienten kann dabei Rückschlüsse darüber geben, wie stark der Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem Gehäuseinnendruck ist, wodurch wiederum vorteilhaft einfach und zuverlässig auf den Umgebungsdruck mittels des erfassten Druck-Messwerts mit dem Drucksensor rückgeschlossen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Konstante des Korrekturwerts eine erste Konstante auf, die spezifische Eigenschaften der Membran beinhaltet. Diese spezifischen Eigenschaften der Membran können neben der Permeabilität Geometriedaten wie beispielsweise deren Dicke oder eine Alterungsfunktion beinhalten. Die erste Konstante, kann beispielsweise während des Entwicklungsprozesses der Entwicklung der Steuereinheit ermittelt werden und innerhalb der Steuereinheit hinterlegt werden, wobei sie dann zur Ermittlung des Umgebungsdrucks abgefragt und herangezogen werden kann. Je genauer die erste Konstante (beispielsweise C) ist, umso genauer kann der Umgebungsdruck ermittelt werden, dementsprechend wichtig ist es, dass die erste Konstante während des Entwicklungsprozesses genau ermittelt wird bzw. dass, wenn möglich, Alterungseffekte mitberücksichtigt werden. Sofern gemäß der obigen Formel sich die Konstante lediglich aus der ersten Konstante bildet würde dementsprechend X = C gelten.
Gemäß einer Ausführungsform ist innerhalb des Gehäuses ein Temperatursensor angeordnet, der einen Temperatur-Messwert erfasst, der charakteristisch für eine Innentemperatur innerhalb des Gehäuses ist, wobei die Variable des Korrekturwerts eine Temperaturveränderung über eine Zeit innerhalb des Gehäuses aufweist, wobei die Temperaturveränderung mittels eines Verlaufs des erfassten Temperatur-Messwerts des Temperatursensors ermittelt wird. Der Temperatursensor ist beispielsweise primär innerhalb des Gehäuses angeordnet, um die Innentemperatur zu überwachen, so dass sofern die Innentemperatur einen kritischen Grenzwert über- oder unterschreitet Maßnahmen eingeleitet werden können, so dass das Steuergerät vor Schäden geschützt werden kann. Der Temperatur-Messwert wird gemäß dieser Ausführungsform über eine bestimmte Zeit erfasst, wodurch sich ein Verlauf des erfassten Temperatur-Messwerts ergibt, der wiederum innerhalb der Steuereinheit gespeichert werden kann. Mittels des Verlaufs des Temperatur-Messwerts kann die Temperaturveränderung innerhalb des Gehäuses ermittelt werden. Die Temperaturveränderung innerhalb des Gehäuses kann proportional zu einem Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck innerhalb des Gehäuses sein. Dementsprechend kann mittels der Temperaturveränderung auf den Umgebungsdruck, welcher um das Gehäuse herrscht, rückgeschlossen werden. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis gemäß der folgenden Formel zugrunde, wobei dT / dt die Temperaturveränderung ist. $(p_{i n t} - p_{e x t}) \sim \frac{d T}{d t}$
Gemäß einer Ausführungsform ist innerhalb des Gehäuses zusätzlich beispielsweise eine Wärmequelle, wie beispielsweise ein Mikroprozessor angeordnet, der Wärme abgibt. Diese zusätzliche Wärmequelle kann gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich berücksichtigt werden, wodurch der Umgebungsdruck zusätzlich vorteilhaft genau und zuverlässig ermittelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Variable des Korrekturwerts eine Kombination der Temperaturveränderung und der Druckveränderung über die Zeit.
Dabei wird dementsprechend der mittelts des Drucksensors erfasste Druck-Messwert und der mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur-Messwert zur Ermittlung des Umgebungsdrucks, welcher um die Steuereinheit herrscht, herangezogen. Dadurch kann zusätzlich genau der Umgebungsdruck ermittelt werden. Der Umgebungsdruck kann mittels der folgenden Formel ermittelt werden, wobei dp_int/dT die Variable des Korrekturwerts ist und die Proportionalität der Druckveränderung zur Temperaturveränderung angibt und X die Konstante des Korrekturwerts ist. $p_{e x t} = p_{i n t} + X * \frac{d p_{i n t}}{d T}$
Gemäß einer Ausführungsform weist die Konstante des Korrekturwerts eine zweite Konstante auf, die spezifische Eigenschaften der Membran beinhaltet, die für die Ermittlung des Umgebungsdrucks herangezogen wird, sofern der Umgebungsdruck mittels der Temperaturveränderung ermittelt wird. Die zweite Konstante D kann dabei beispielsweise ebenso während eines Entwicklungsprozesses der Steuereinheit ermittelt werden und innerhalb der Steuereinheit beispielsweise auf einem Speicher hinterlegt sein und zur Ermittlung des Umgebungsdrucks jeweils herangezogen werden. Die zweite Konstante kann dabei gemäß einer Ausführungsform zusätzlich Alterungseffekte, die beispielsweise eine Veränderung der Permeabilität über die Zeit abbilden, aufweisen. Gemäß der obigen letztgenannten Formel wäre entsprechend die Konstante des Korrekturwerts gleich die erste Konstante, also X = D.
Gemäß einer Ausführungsform wird die zweite Konstante während einer Zeitspanne ermittelt, innerhalb welcher das Steuergerät relativ zu seiner Umgebung nicht oder kaum bewegt wird, so dass der Umgebungsdruck konstant bleibt und wobei die Innentemperatur innerhalb des Gehäuses zunächst oberhalb einer Umgebungstemperatur liegt und sich anschließend an die Umgebungstemperatur angleicht. Der Temperaturabfall innerhalb des Gehäuses kann beispielsweise daher rühren, dass das Steuergerät zunächst im Betrieb ist, beispielsweise während das Fahrzeug mit dem Steuergerät bewegt wird, und anschließend außer Betrieb genommen wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug abgestellt wird.
Während des Betriebs der Steuereinheit wird beispielsweise Hitze innerhalb der Steuereinheit durch die Wärmequelle produziert, wodurch die Temperatur innerhalb der Steuereinheit ansteigt. Anschließend wird beispielsweise das Fahrzeug abgestellt und keine weitere Wärme innerhalb der Steuereinheit mittels der Wärmequelle produziert. Dadurch sinkt die Temperatur innerhalb des Gehäuses ab, bis sich die Temperatur innerhalb des Gehäuses an die Umgebungstemperatur angepasst hat. Ein wesentlicher Faktor nach welchem sich die Angleichung von der Temperatur innerhalb des Gehäuses an die Umgebungstemperatur richtet, ist die zweite Konstante, da aufgrund des Temperaturunterschieds und des damit einhergehenden Druckunterschieds zwischen dem Innenraum innerhalb des Gehäuses und der Umgebung ein Ausgleich via die Membran erfolgt. Dementsprechend kann, gemäß dieses Verfahrens, die zweite Konstante vorteilhaft einfach, zuverlässig und genau ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Konstante mittels der ermittelten zweiten Konstante bestimmt. Die erste Konstante und die zweite Konstante sind via physikalischer Parameter miteinander verknüpft, so dass die erste Konstante mittels der ermittelten zweiten Konstante ermittelt werden kann. Die Berechnung der zweiten Konstante kann beispielsweise mittels der Steuereinheit selbst erfolgen.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die zweite Konstante über die gesamte Lebenszeit der Steuereinheit kontinuierlich ermittelt werden, sodass insbesondere Alterungseffekte der Membran vorteilhaft einfach und in Abhängigkeit des Betriebs bzw. der Einsatzhäufigkeit der Steuereinheit vorteilhaft gut abgebildet werden können, sodass der Umgebungsdruck vorteilhaft genau über die gesamte Lebenszeit der Steuereinheit ermittelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Konstante des Korrekturwerts eine Kombination aus der ersten Konstante und der zweiten Konstante. Wird beispielsweise die Variable des Korrekturwerts mittels der Druckveränderung und Temperaturveränderung über die Zeit ermittelt, so ist es insbesondere vorteilhaft auch die Konstante des Korrekturwerts aus einer Kombination der ersten Konstante und der zweiten Konstante anzugeben. Dadurch kann die Umgebungstemperatur vorteilhaft genau und zuverlässig ermittelt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuereinheit angegeben, die ein Gehäuse mit einer Öffnung und eine Membran mit einer bestimmten Permeabilität, die die Öffnung abdeckt, aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Drucksensor und ein Mikrocontroller angeordnet sind, wobei der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen, um einen Umgebungsdruck, der um die Steuereinheit herrscht, zu ermitteln.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug angegeben, dass die Steuereinheit aufweist.
Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine erste schematische Darstellung einer Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine zweite schematische Darstellung einer Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die 1 zeigt eine Steuereinheit 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Steuereinheit 100 weist ein Gehäuse 110 auf. Das Gehäuse 110 weist eine Öffnung 112 auf. Die Öffnung 112 ist dazu vorgesehen, dass ein Fluidaustausch zwischen einer Umgebung 200 der Steuereinheit 100 und den Innenraum des Gehäuses 110 der Steuereinheit 100 möglich ist. Die Steuereinheit 100 weist weiter eine Membran 120 auf. Die Membran 120 deckt die Öffnung 112 vollständig ab, so dass ein Fluidaustausch zwischen der Umgebung 200 und dem Innenvolumen 220 des Gehäuses 110 der Steuereinheit 100 nur durch die Membran 120 selbst möglich ist. Die Membran 120 weist eine bestimmte Permeabilität auf, also eine bestimmte Durchlässigkeit von Fluid (beispielsweise Luft). Die Steuereinheit 100 weist zusätzlich einen Drucksensor 130 auf, der innerhalb des Gehäuses 110 angeordnet ist. Der Drucksensor 130 ist dazu eingerichtet einen Druck-Messwert zu erfassen, der charakteristisch für einen Innendruck 210, welcher innerhalb des Gehäuses 110 herrscht, ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird mittels des erfassten Druck-Messwerts und eines ermittelten Korrekturwerts, welcher eine Konstante und eine Variable aufweist, der Umgebungsdruck 200, welcher um die Steuereinheit 100 herrscht, ermittelt. Die Konstante des Korrekturwerts kann beispielsweise eine erste Konstante C sein. Die erste Konstante C kann beispielsweise Parameter der Membran 120 erfassen und innerhalb der Steuereinheit 100 hinterlegt sein und zur Ermittlung des Umgebungsdrucks 200 herangezogen werden. Die Steuereinheit 100 weist diesbezüglich beispielsweise einen Mikrocontroller auf, der die Berechnung zur Ermittlung des Umgebungsdrucks 200 vornimmt. Dem Mikrocontroller kann dementsprechend der ermittelte Druck-Messwert mittels des Drucksensors 130 zugeführt werden. Zusätzlich kann ein konstant bleibendes Innenvolumen 220 des Gehäuses 110 auf den Mikrocontroller bereitgestellt bzw. auf den Mikrocontroller hinterlegt sein. Mittels der bereitgestellten Daten und des erfassten Druck-Messwerts mittels des Drucksensors 130 kann gemäß dieser Ausführungsform dementsprechend der Umgebungsdruck 200 ermittelt werden.
Die 2 unterscheidet sich von der 1 dahingehend, dass innerhalb der Steuereinheit 100 zusätzlich ein Temperatursensor 140 angeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur, welche innerhalb der Steuereinheit 100 herrscht, zu erfassen. Diesbezüglich wird mittels des Temperatursensors 140 ein Temperatur-Messwert erfasst, und beispielsweise dem Mikrocontroller der Steuereinheit 100 zur Verfügung gestellt. Zusätzlich weist gemäß dieser Ausführungsform die Steuereinheit 100 eine Wärmequelle 150 auf. Die Wärmequelle 150 kann beispielsweise der Mikrocontroller sein, der während des Betriebs der Steuereinheit 100 eine gewisse Wärme abgibt. Diese Wärme, die der Mikrocontroller bzw. die Wärmequelle 150 abgibt kann berechnet werden und bei der Ermittlung des Temperatur-Messwerts des Temperatursensors 140 berücksichtigt werden. Zur Ermittlung des Umgebungsdrucks 200 gemäß dieser Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ die Konstante des Korrekturwerts eine zweite Konstante D aufweisen. Mittels des erfassten Druck-Messwerts mittels des Drucksensors 130, und des Korrekturwerts, welcher gemäß einer Ausführungsform aus der zweiten Konstanten D und einer Druckänderung in Abhängigkeit einer Temperaturänderung angegeben ist, kann dementsprechend auf den Umgebungsdruck 200 rückgeschlossen werden. Der mittels des Drucksensors 130 erfasste Innendruck 210 innerhalb des Gehäuses 110 kann dementsprechend dem Mikrocontroller bereitgestellt werden. Zusätzlich kann die mittels des Temperatursensors 140 erfasste Innentemperatur 230 innerhalb des Gehäuses 110 dem Mikrocontroller bereitgestellt werden. Die ermittelte Innentemperatur 230 und der ermittelte Innendruck 210 können dabei über die Zeit erfasst werden, sodass Verläufe des Innendrucks 210 und der Innentemperatur 230 erfasst werden. Dementsprechend kann auf eine Druckveränderung des Innendrucks 210 und auf eine Temperaturveränderung der Innentemperatur 230 rückgeschlossen bzw. diese ermittelt werden. Die Veränderung des Innendrucks 210 und die Veränderung der Innentemperatur sind dabei proportional zu einem Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck. Dadurch, dass der Verlauf des Innendrucks 210 und der Verlauf der Innentemperatur 230 ermittelbar sind bzw. bekannt sind, kann dementsprechend der Umgebungsdruck 200 ermittelt bzw. berechnet werden. Die dafür notwendige erste Konstante C und die dafür beispielsweise zusätzlich notwendige zweite Konstante D können beispielsweise während der Entwicklung der Steuereinheit 100 im Labor bzw. auf einen Prüfstand ermittelt werden und auf oder innerhalb der Steuereinheit 100 gespeichert beispielsweise in einem Speicher gespeichert werden und dem Mikrocontroller bereitgestellt werden. Die erste Konstante C und die zweite Konstante D können beispielsweise Alterungseffekte der Membran 120 berücksichtigen. Dies ist beispielsweise auch denkbar, dass die erste Konstante C bzw. die zweite Konstante D oder beide Konstanten C, D während des Betriebs der Steuereinheit 100 kontinuierlich neu ermittelt werden und neu hinterlegt werden, wodurch vorteilhaft Alterungseffekte der Membran 120 abgebildet werden können.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks (200), welcher um eine Steuereinheit (100) herrscht, wobei die Steuereinheit (100) ein Gehäuse (110) mit einer Öffnung (112) und eine Membran (120) mit einer bestimmten Permeabilität, die die Öffnung (112) abdeckt, aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses (110) ein Drucksensor (130) angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Erfassen eines Druck-Messwerts mit dem Drucksensor (130), wobei der Druck-Messwert charakteristisch für einen Innendruck (210) innerhalb des Gehäuses (110) ist; - Ermitteln eines Korrekturwerts, der eine Konstante und eine Variable aufweist, wobei die Variable des Korrekturwerts eine Druckveränderung über eine Zeit innerhalb des Gehäuses (110) aufweist, wobei die Druckveränderung mittels eines Verlaufs des erfassten Druck-Messwerts des Drucksensors (130) ermittelt wird, wobei die Druckveränderung über die Zeit eine zeitliche Ableitung des Innendrucks (210) ist; - Ermitteln des Umgebungsdrucks (200) mittels des ermittelten Druck-Messwerts und des ermittelten Korrekturwerts.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Konstante des Korrekturwerts eine erste Konstante (C) aufweist, die spezifische Eigenschaften der Membran (120) beinhaltet.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Gehäuses (110) ein Temperatursensor (140) angeordnet ist, der einen Temperatur-Messwert erfasst, der charakteristisch für eine Innentemperatur (230) innerhalb des Gehäuses (110) ist, wobei die Variable des Korrekturwerts eine Temperaturveränderung über eine Zeit innerhalb des Gehäuses (110) aufweist, wobei die Temperaturveränderung mittels eines Verlaufs des erfassten Temperatur-Messwerts des Temperatursensors (140) ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Konstante des Korrekturwerts eine zweite Konstante (D) aufweist, die spezifische Eigenschaften der Membran (120) beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die zweite Konstante (D) während einer Zeitspanne ermittelt wird, innerhalb welcher das Steuergerät (100) relativ zu seiner Umgebung nicht oder nur kaum bewegt wird, sodass der Umgebungsdruck (200) konstant ist und wobei die Innentemperatur (230) zunächst oberhalb einer Umgebungstemperatur liegt und sich anschließend an die Umgebungstemperatur angleicht.
Verfahren gemäß Anspruch 4, sofern rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die erste Konstante (C) mittels der ermittelten zweiten Konstante (D) bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, sofern rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die Konstante des Korrekturwerts eine Kombination aus der ersten Konstante (C) und der zweiten Konstante (D) ist.
Steuereinheit (100), die ein Gehäuse (110) mit einer Öffnung (112) und eine Membran (120) mit einer bestimmten Permeabilität, die die Öffnung (112) abdeckt, aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Drucksensor (130) und ein Mikrocontroller angeordnet ist, wobei der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Fahrzeug mit einer Steuereinheit (100) gemäß Anspruch 8.