DE10300760A1

DE10300760A1 - Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaft arbeitenden Tankfüllstandsmeldesystems

Info

Publication number: DE10300760A1
Application number: DE10300760A
Authority: DE
Inventors: David Elenich; Dominique Salafia
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2003-01-11
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US6904783B2; US20030136173A1

Abstract

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches einen defekten oder fehlerhaft arbeitenden Tankfüllstandssensor in einem Fahrzeug aufspürt und dabei - sofern vorhanden - auf die Daten eines Motormanagementsystems zurückgreift. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der von einem Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) mit einem berechneten Füllstandswert (FTL¶Calc¶) verglichen wird, wobei dem berechneten Füllstandswert (FTL¶Calc¶) ein anfänglicher Tankfüllstand (FTL¶Ref¶) zugrunde gelegt wird, der um einen ermittelten Kraftstoffverbrauch (FC¶Part¶) verringert wird. DOLLAR A Damit konzentriert sich das Verfahren in seiner zugrunde liegenden Funktionalität auf die Beobachtung der Daten des Tankfüllstandssensors und die Ermittlung des vom Motor konsumierten Kraftstoffs. Mit diesen Informationen kann ein Modell entwickelt werden, welches den Verlauf des Tankfüllstands aufgrund des bisherigen Verbrauchs vorhersagt. Auf diese Weise können zusätzlich obere und untere Schwellwerte für den Tankfüllstand berechnet werden, die eine Art Zielkorridor für die Signale des Tankfüllstandssensors darstellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaft arbeitenden Tankfüllstandsmeldesystems.

Die Information über den Tankfüllstand wird dabei in modernen Motormanagementsystemen für eine Vielzahl unterschiedlicher Regel-, Kontroll- und/oder Anzeigefunktionen benötigt. Eine fehlerhafte Information über den wahren Tankfüllstand kann daher die Performance dieser Funktionen durchaus gefährden oder herabsetzen.

Derzeit existieren bereits Systeme, die fähig sind, einen elektrischen Fehler des Tankfüllstandsensors, wie z. B. Kurzschluss, offener Kreis und dergleichen, oder einen feststeckenden Tankfüllstandssensor zu diagnostizieren, beispielsweise wenn beobachtet wird, dass das Sensorsignal über einen vorgebbaren Zeitraum konstant ist, obwohl der Motor läuft.

Bei der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches einen defekten oder fehlerhaft arbeitenden Tankfüllstandssensor in einem Automobil aufspürt und dabei - sofern vorhanden - auf die Daten eines Motormanagementsystems zurückgreift.

Diese Aufgabe wird gemäss dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der von einem Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert mit einem berechneten Füllstandswert verglichen wird, wobei dem berechneten Füllstandswert ein anfänglicher Tankfüllstand zugrundegelegt wird, der um einen ermittelten Kraftstoffverbrauch verringert wird.

Damit konzentriert sich das Verfahren in seiner zugrundeliegende Funktionalität auf die Beobachtung der Daten des Tankfüllstandssensors und die Ermittlung des vom Motor konsumierten Treibstoffs ist. Mit diesen Informationen kann ein Model entwickelt werden, welches den Verlauf des Tankfüllstands aufgrund des bisherigen Verbrauchs vorhersagt. Auf diese Weise können zusätzlich obere und untere Schwellwerte für den Tankfüllstand berechnet, die eine Art Zielkorridor für die Signale des Tankfüllstandssensors darstellen. Im Fall, dass die Signale des Tankfüllstandssensors für eine vorgebbare Dauer ausserhalb dieses Zielkorridors liegen, wird der Tankfüllstandssensor als fehlerhaft detektiert und eine entsprechende Fehlermeldung kann an das Motormanagementsystem oder ein sonstiges Fahrzeugüberwachungssystem ausgegeben werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sehen es vor, dass

a) der Kraftstoffverbrauch mittels eines Motormanagementsystems ermittelt wird, welches den Kraftstoffdurchsatz im Kraftstoffzuführungssystem, insbesondere in Einspritzventilen, einstellt und/oder erfasst;
und/oder
b) der Kraftstoffverbrauch mittels eines Motormanagementsystems ermittelt wird, welches den Kraftstoffdurchsatz anhand von sekundären Kraftstoffverbrauchsdaten, insbesondere Drehzahl des Motors, berechnet;
und/oder
c) ein anfänglicher Tankfüllstand aufgrund eines von einem Tankfüllstandssensor gelieferten Signals zu einem Anfangszeitpunkt als Tankfüllstandsreferenzwert definiert wird und der Kraftstoffverbrauch periodisch ausgehend von diesem Anfangszeitpunkt aufsummiert/aufintegriert wird und/oder
ein Verbrauchsschwellwert (FC_Thres) definiert wird und überprüft wird, ob einerseits der aktuell vom Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) verringert um diesen Verbrauchsschwellwert kleiner ist als der berechnete Füllstandswert (FTL_Calc) und ob anderseits der aktuell vom Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) vergrössert um diesen Verbrauchsschwellwert (FC_Thres) grösser ist als der berechnete Füllstandswert (FTL_Calc).

Die Erfindung löst daher das Problem der Diagnose eines Tankfüllstandssensors, der einen unplausiblen Wert anzeigt, beispielsweise weil der Tankfüllstandssensor verklemmt ist und nicht auf dem Treibstoffpegel aufschwimmt.

Auf diese Weise zeichnet sich das Verfahren insgesamt durch eine grössere Zuverlässigkeit bei der Überprüfung des Tankfüllstandsensors aus, weil eben wirklich die Plausibilität des Signals des Tankfüllstandssensors überprüft werden kann. Das Verfahren ist deshalb einzigartig, weil anhand der Berechnung des Treibstoffverbrauchs eine Vorhersage über den Verlauf des Tankfüllstands gemacht werden kann, welches dann bei einer Abweichung von diesem vorhergesagten Verlauf als Fehler des Tankfüllstandssensors interpretiert werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren geht damit deutlich über den Stand der Technik hinaus, weil anhand des berechneten Treibstoffverbrauchs überprüft wird, ob das Signal des Tankfüllstandssensor hierzu plausibel ist.

Das zugrundeliegende System sieht einen Treibstofftank, eine Tankfüllstandssensor für den Treibstofftank und ein Motormanagementsystem vor. Diese Bestandteile sind Teil eines standardmässigen Treibstoffsystems in modernen kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen. Die beiden im Verfahren verwendeten Variablen sind die Werte für den Treibstoffverbrauch und für den Tankfüllstand. Der aktuelle Treibstoffverbrauch kann dabei durch einen motorspezifischen Algorithmus berechnet oder direkt von der Steuerung für die Treibstoffeinspritzung herangezogen werden.

Ein kumulierter Treibstoffverbrauchswert ergibt sich dabei durch die Integration oder Summation der aktuellen Treibstoffverbrauchswerte für alle Treibstoffeinspritzventile seit dem Startzeitpunkt des Algorithmus. Die Berechnung wird kontinuierlich auf den aktuellen Stand gebracht. Der differenzielle Treibstoffverbrauchswert kann dabei in Liter pro Minute oder auch integriert über die Zeit einfach als Volumenwert, beispielsweise in Liter, angegeben werden.

Die andere Variable ist der Tankfüllstand, der vom Motormanagementsystem geliefert wird. Dieser Wert sollte in der gleichen physikalischen Dimension wie der Treibstoffverbrauchswert sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Prozessfluss des ersten Teils des Verfahrens zur Bestimmung eines fehlerhaften Tankfüllstandmeldesystems;
Fig. 2 einen Prozessfluss des zweiten Teils des Verfahrens zur Bestimmung eines fehlerhaften Tankfüllstandmeldesystems;
Fig. 3 einen typischen Verlauf der im Verfahren gemäss Fig. 1 und 2 verwendeten Variablen für ein ordnungsgemäss arbeitendes Tankfüllstandsmeldesystem;
Fig. 4 einen typischen Verlauf der im Verfahren gemäss Fig. 1 und 2 verwendeten Variablen für ein fehlerhaftes, weil festsitzenden ordnungsgemäss arbeitendes Tankfüllstandssensor; und
Fig. 5 einen typischen Verlauf der im Verfahren gemäss Fig. 1 und 2 verwendeten Variablen für ein fehlerhaftes, weil unplausible Daten lieferndes Tankfüllstandsmeldesystem.
Der Ablauf des Verfahrens wird nun anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Das Verfahren startet gemäss Fig. 1 mit dem Start des Motors. Nachdem der Motor gestartet ist, werden in einem Schritt A1 zunächst überprüft, ob die Motordrehzahl einen bestimmten Wert überschritten hat. Im positiven Fall werden anschliessend die beiden hauptsächlich benötigten Variablen in einem Schritt A2 initialisiert. Der kumulierte Treibstoffverbrauchswert FC_part wird zu null gesetzt und ein Füllstandsreferenzwert FTL_Ref wird auf den aktuellen Tankfüllstandswert FTL des Füllstandssensors gesetzt. Zwei Fehleranzeigen, d. h. ein Fehlersignalzähler für einen feststeckenden Tankfüllstandssensor und ein Fehlersignalzähler für einen unplausiblen Füllstandswert, werden ebenfalls auf null initialisiert.
Nach dem Initialisieren der Variablen beginnt nun der zweite wesentliche Teil B des Verfahrens, dessen Prozessfluss in Fig. 2 dargestellt ist. Zunächst wird in einem Verfahrensschritt B1 überprüft, ob der kumulierte Kraftstoffverbrauchwert FC_Part einen vorgebbaren Kraftstoffverbrauchsschwellwert FC_Thres überschreitet, was zusammen mit einem von Null verschiedenen Geschwindigkeitswert als ein bestimmungsgemässes Fahren des Fahrzeugs interpretiert wird. Mit dem Definieren eines angemessenen Wertes für den Kraftstoffverbrauchsschwellwert FC_Thres wird zudem auch der erzielbaren volumetrischen Auflösung des Tankfüllstandssensors Rechnung getragen.
Im Fall einer Überschreitung des Kraftstoffverbrauchsschwellwerts FC_Thres wird anschliessend in einem Schritt B2 überprüft, ob die nachfolgende Beziehung wahr oder falsch ist:

FTL - FC_Thres < FTL_Calc = FTL_Ref - C_part < FTL + FC_Thres
Im Detail wird also überprüft, ob einerseits der vom Füllstandssensor gemeldete aktuelle Füllstandswert FTL verringert um den Kraftstoffverbrauchsschwellwert FC_Thres kleiner als der aus der Differenz von Füllstandsreferenzwert FTL_Ref und differenziellem Treibstoffverbrauch FC_part berechnete Füllstandswert FTL_Calc ist und ob andererseits der vom Füllstandssensor gemeldete aktuelle Füllstandswert FTL vergrössert um den Kraftstoffverbrauchsschwellwert FC_Thres grösser als der berechnete Füllstandswert FTL_Calc ist.
Wenn diese Beziehung im Schritt B2 als zutreffend beantwortet ist, wird nun nur noch in einem Schritt B3 geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit während einer vorgebbaren Zeitdauer Null betragen hat, was als Tankfüllungsprozess oder als ein anderer den Tankfüllstand sprunghaft verändernder Prozess angesehen wird. Falls diese Bedingung nicht zutreffend ist, wird das Verfahren schleifenhaft mit dem Beginn beim Schritt B1 fortgeführt. Falls diese letztgenannte Bedingung im Schritt B3 zutreffend ist, werden der Füllstandsreferenzwert FTL_Ref und der kumulierte Treibstoffverbrauchswert FC_Part wie am Anfang A des Verfahrens erläutert initialisiert und es wird dann mit dem Beginn des zweiten Teils B im Schritt B1 fortgefahren. Ein typischer Verlauf der im Verfahren verwendeten Variablen bei einem ordnungsgemässen Funktionieren des Tankfüllstandsensors kann der Fig. 3 entnommen werden.
Ist die Beziehung im Schritt B2 aber unzutreffend, dann wird in einem Schritt B5 geprüft, ob der gemeldete Füllstand FTL innerhalb eines Intervalls liegt, dessen Grenzen durch den Füllstandsreferenzwert FTL_Ref +/- eines vorbestimmbaren Füllstandtoleranzschwellwertes FTL_Thres definiert ist. Dabei sollte dieser Füllstandtoleranzschwellwert FTL_Thres nicht grösser als der erstgenannte Kraftstoffverbrauchsschwellwert FC_Thres sein.
Liegt der gemeldete Füllstand FTL nun innerhalb dieses Intervalls, dann ist in einem Schritt. B6 die Bedingung für die Diagnose eines fehlerhaften, weil festsitzenden Tankfüllstandssensors gegeben. Folglich wird in einem Schritt B7 der Fehlersignalzähler für den festsitzenden Tankfüllstandssensor inkrementiert. Im darauffolgenden Schritt B8 wird überprüft, ob der Fehlersignalzähler einen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt B9 der differenzielle Treibstoffverbrauchswert zu Null und Tankfüllstandsreferenzwert FTL_Ref auf den aktuellen Füllstandswert FTL gesetzt und wieder mit Verfahrensschritt B1 begonnen. Im Fall, dass der Maximalwert erreicht ist, wird in einem Verfahrensschritt B10 die Fehlermeldung eines festsitzenden Füllstandssensors an das Motormanagementsystem gegeben und das Verfahren ist beendet. Ein typischer Verlauf für die im Verfahren verwendeten Variablen für den Fall eines festsitzenden Füllstandssensors ist der Fig. 4 zu entnehmen.
Wird nun noch der Verfahrensablauf für den Fall verfolgt, dass im Schritt B5 das Ergebnis zu verneinen ist, wird in einem Schritt B11 die Bedingung für das Vorliegen eines unplausiblen Signals als gegeben angesehen und in einem Schritt B12 der Fehlersignalzähler für ein unplausibles Sensorsignalereignis inkrementiert. Analog zum Schritt B8 wird dann im Schritt B13 geprüft, ob der dort vordefinierte Maximalwert erreicht ist oder nicht. Ist der vordefinierte Wert nicht erreicht, geht es in den Verfahrensschritt B9 und von dort weiter zu B1; ist der vordefinierte Wert erreicht, wird in einem Verfahrensschritt B14 die Fehlermeldung eines unplausible Füllstandssignale liefernden Füllstandssensors an das Motormanagementsystem ausgegeben und das Verfahren anschliessend beendet. Ein typischer Verlauf der Variablen für den Fall unplausibler Füllstandssensorsignale kann der Fig. 5 entnommen werden. Bezugszeichenliste A erster Teil des Verfahrens
A1, A2 Verfahrensschritte des ersten Teils A
B zweiter Teil des Verfahrens
B1 bis B14 Verfahrensschritte des zweiten Teils B
FC_part kumulierter Kraftstoffverbrauch
FC_Thres Kraftstoffverbrauchsschwellwert
FTL aktuell Tankfüllstand
FTL_Ref anfänglicher Tankfüllstandsreferenzwert
FTL_Calc berechneter Tankfüllstand
FTL_Thres Tankfüllstandtoleranzschwellwert
t Zeit

Claims

1. Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaft arbeitenden Tankfüllstandsmeldesystems für ein kraftstoffbetriebenes Fahrzeug, bei dem der von einem Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) mit einem berechneten Füllstandswert (FTL_Calc) verglichen wird, wobei dem berechneten Füllstandswert (FTL_Calc) ein anfänglicher Tankfüllstandsreferenzwert (FTL_Ref) zugrundegelegt wird, der um einen ermittelten Kraftstoffverbrauch (FC_Part) verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffverbrauch (FC_Part) mittels eines Motormanagementsystems ermittelt wird, welches den Kraftstoffdurchsatz im Kraftstoffzuführungssystem, insbesondere in Einspritzventilen, einstellt und/oder erfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffverbrauch (FC_Part) mittels eines Motormanagementsystems ermittelt wird, welches den Kraftstoffdurchsatz anhand von sekundären Kraftstoffverbrauchsdaten, insbesondere Drehzahl des Motors, berechnet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein anfänglicher Tankfüllstand aufgrund eines von einem Tankfüllstandssensor gelieferten Signals zu einem Anfangszeitpunkt als Tankfüllstandsreferenzwert (FTL_Ref) definiert wird und der Kraftstoffverbrauch (FC_Part) periodisch ausgehend von diesem Anfangszeitpunkt aufsummiert/aufintegriert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrauchsschwellwert (FC_Thres) definiert wird und überprüft wird, ob einerseits der aktuell vom Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) verringert um diesen Verbrauchsschwellwert (FC_Thres) kleiner ist als der berechnete Füllstandswert (FTL_Calc) und ob anderseits der aktuell vom Tankfüllstandssensor gelieferte Füllstandswert (FTL) vergrössert um diesen Verbrauchsschwellwert (FC_Thres) grösser ist als der berechnete Füllstandswert (FTL_Calc).