DE10308396B4

DE10308396B4 - Method for plausibility checking of a sensor signal

Info

Publication number: DE10308396B4
Application number: DE10308396.0A
Authority: DE
Inventors: Ernst Wild; Rainer Hild
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: FR2851822A1; FR2851822B1; SE0400459L; DE10308396A1; SE0400459D0; SE527268C2

Abstract

Verfahren zum Plausibilisieren eines Sensorsignals eines Umgebungsdrucksensors in Fahrzeugen, wobei das Sensorsignal hinsichtlich des Signalpegels überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass darüber hinaus der Gradient des Signalpegels ermittelt wird und dann, wenn der Betrag des Gradienten einen Grenzwert übersteigt, auf das Vorliegen einer Störung geschlossen wird, der Grenzwert für den Betrag des Gradienten des Signalpegels so gewählt ist, dass er oberhalb der maximalen Steigfähigkeit bzw. Sinkfähigkeit des Fahrzeugs liegt.Method for plausibility checking of a sensor signal of an ambient pressure sensor in vehicles, the sensor signal being monitored with regard to the signal level, characterized in that the gradient of the signal level is also determined and, if the magnitude of the gradient exceeds a limit value, it is concluded that there is a fault , the limit value for the magnitude of the gradient of the signal level is selected such that it lies above the maximum climbing ability or sinking ability of the vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Plausibilisieren eines Sensorsignals eines Umgebungsdrucksensors in Fahrzeugen.The present invention relates to a method for plausibilizing a sensor signal of an ambient pressure sensor in vehicles.

Bei Fahrzeugen ist es für die Zwecke der Steuerung der Brennkraftmaschine nützlich, den Umgebungsdruck möglichst genau zu kennen. Dabei ist in Abhängigkeit des Montageortes des Umgebungsdrucksensors als Umgebungsdruck nicht nur der Luftdruck der Umgebung des Fahrzeugs sondern auch beispielsweise der in dem Saugrohr der Luftansaugung – vor oder nach einer Drosselklappe – herrschende Druck anzusehen. Bekannte Umgebungsdrucksensoren, wie sie in Fahrzeugen verwendet werden, erzeugen ein Signal, dessen Signalpegel vom Umgebungsdruck abhängig ist. Dabei besteht insbesondere eine weitgehend lineare Abhängigkeit zwischen dem Umgebungsdruck und dem entsprechenden Signalpegel. Das von dem Umgebungsdrucksensor erzeugte Signal ist überwiegend ein elektrisches Signal, also ein Strom oder eine Spannung. Der Signalpegel repräsentiert einen Wert des Umgebungsdruckes. Nachfolgend ist unter dem Signalpegel nicht nur die Größe des Signals zu verstehen, sondern auch jeder daraus abgeleitete Wert, beispielsweise der Wert des dem Signalpegel zugeordneten Drucks.In vehicles, it is useful for the purposes of controlling the internal combustion engine to know the ambient pressure as accurately as possible. In this case, not only the air pressure of the environment of the vehicle but also, for example, in the intake manifold of the air intake - before or after a throttle - prevailing pressure to be regarded as a function of the mounting location of the ambient pressure sensor. Known ambient pressure sensors, such as those used in vehicles, generate a signal whose signal level depends on the ambient pressure. In particular, there is a largely linear dependence between the ambient pressure and the corresponding signal level. The signal generated by the ambient pressure sensor is predominantly an electrical signal, that is, a current or a voltage. The signal level represents a value of the ambient pressure. Hereinafter, the signal level means not only the size of the signal, but also any value derived therefrom, for example the value of the pressure associated with the signal level.

Es ist in Verbindung mit derartigen Umgebungsdrucksensoren bei Fahrzeugen bekannt, das Signal hinsichtlich möglicherweise auftretender Signalpegel zu verifizieren. Dies geschieht dadurch, dass dann auf eine Störung geschlossen wird, wenn der Signalpegel Werte einnimmt, die unrealistischen Werten für den Umgebungsdruck entsprechen. Es werden insbesondere zu hohe Luftdruckwerte und zu niedere Luftdruckwerte bzw. dem entsprechende Signalpegel als Indikatoren für Messfehler gewertet. Ein Signalpegel ist dann zu hoch, wenn der entsprechende Wert für den Umgebungsdruck deutlich oberhalb dem Atmosphärendruck liegt. Je nach Messeinsatz ist ein Wert des Signalpegels dann zu niedrig, wenn der Signalpegel einem Umgebungsdruck entspricht, der lediglich einen Bruchteil des Atmosphärendrucks beträgt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei dem Einsatz des Umgebungsdrucksensors in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine ein Luftdruck vorherrscht, der unterhalb des Atmosphärendrucks liegt.It is known in conjunction with such ambient pressure sensors on vehicles to verify the signal for possibly occurring signal levels. This is done by inferring a disturbance when the signal level assumes values that correspond to unrealistic ambient pressure values. In particular, excessively high air pressure values and low air pressure values or the corresponding signal level are evaluated as indicators of measurement errors. A signal level is too high when the corresponding value for the ambient pressure is well above the atmospheric pressure. Depending on the measurement insert, a value of the signal level is too low if the signal level corresponds to an ambient pressure which is only a fraction of the atmospheric pressure. It should be noted that when using the ambient pressure sensor prevails in a suction pipe of an internal combustion engine, an air pressure which is below the atmospheric pressure.

Diese Methoden der Plausibilisierung der Funktion des Umgebungsdrucksensors erlaubt es, auf Störungen im Betrieb des Sensors, beispielsweise aufgrund eines Masseschlusses oder eines Kurzschlusses zur Versorgungsspannung hin zu schließen.These methods of plausibility of the function of the ambient pressure sensor makes it possible to infer disturbances in the operation of the sensor, for example due to a short to ground or a short circuit to the supply voltage.

Aufgrund der Relevanz des Signals des Umgebungsdrucks für den Betrieb der Brennkraftmaschine und insbesondere für die Steuerung des Verbrennungsvorganges in der Brennkraftmaschine auch hinsichtlich der Abgaszusammensetzung ist eine Verbesserung der Qualität der Plausibilisierung des Signals des Umgebungsdrucksensors wünschenswert.Due to the relevance of the signal of the ambient pressure for the operation of the internal combustion engine and in particular for the control of the combustion process in the internal combustion engine also with regard to the exhaust gas composition, an improvement in the quality of the plausibility of the signal of the ambient pressure sensor is desirable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch bzw. ein Fahrzeug gemäß dem weiteren unabhängigen Anspruch gelöst.This object is achieved by a method according to the independent claim or a vehicle according to the further independent claim.

Bei einem Verfahren zum Plausibilisieren eines Sensorsignals eines Umgebungsdrucksensors in Fahrzeugen wird das Sensorsignal hinsichtlich des Signalpegels überwacht. Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus der Gradient des Signals ermittelt. Wenn der Gradient des Signals einen Grenzwert übersteigt, so wird auf das Vorliegen einer Störung geschlossen.In a method for plausibilizing a sensor signal of an ambient pressure sensor in vehicles, the sensor signal is monitored with regard to the signal level. In addition, according to the invention, the gradient of the signal is determined. If the gradient of the signal exceeds a limit, it is concluded that there is a fault.

Diese Vorgehensweise trägt der Tatsache Rechnung, dass ein Fahrzeug nur mit einer bestimmten Geschwindigkeit aufsteigen kann. Das Signal des Sensors bleibt plausibel, wenn während der Fahrt der Gradient einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigt. Es ist mit einem Fahrzeug nicht möglich, mit einer Geschwindigkeit von ca. mehr als 3 m je Sekunde aufzusteigen und abzusteigen. Dies entspricht einem Druckgradienten von 0,3 hPa/s.This approach takes into account the fact that a vehicle can only ascend at a certain speed. The signal from the sensor remains plausible if the gradient does not exceed a certain limit while driving. It is not possible with a vehicle to ascend and descend at a speed of approximately more than 3 m per second. This corresponds to a pressure gradient of 0.3 hPa / s.

Entsprechendes gilt auch für die Abstiegsgeschwindigkeit eines Fahrzeuges. Für den Druckgradienten lässt sich der Wert aus dem Gradienten des Signalpegels ableiten. Liegt der Betrag des Gradienten des Signalpegels oberhalb des Grenzwertes, so wird darauf geschlossen, dass eine Störung vorliegt. Die Durchführung eines solchen Verfahrens ermöglicht insbesondere die Verbesserung der Überwachung einer Motorgassteuerung und die Einengung der Diagnosen hinsichtlich von Störungen des Sensorsignals.The same applies to the descent speed of a vehicle. For the pressure gradient, the value can be derived from the gradient of the signal level. If the magnitude of the gradient of the signal level is above the limit, it is concluded that there is a fault. The implementation of such a method makes it possible, in particular, to improve the monitoring of an engine gas control and to narrow down the diagnoses with regard to disturbances of the sensor signal.

Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der Grenzwert für den Gradienten der Steigung so gewählt, dass er oberhalb der maximalen Steigfähigkeit des Fahrzeugs liegt. Die maximale Steigfähigkeit des Fahrzeugs gibt an, wie stark sich der Umgebungsdruck aufgrund des zurückgelegten Höhenunterschiedes verändert. Diese Luftdruckänderung kann auch noch durch andere Effekte überlagert sein, so dass es nicht ausreicht, diesen Wert als Grenzwert vorzusehen. Der Grenzwert wird daher vorzugshalber oberhalb dieses Wertes festgelegt. Da die Einflüsse durch andere Effekte gegenüber der maximalen Steiggeschwindigkeit jedoch gering sind, wird gemäß weiterführender Ausgestaltung der Grenzwert jedoch nahe an der maximalen Steigfähigkeit des Fahrzeuges gewählt. Die anderen Effekte, die auftreten können, sind beispielsweise Sensordrift (z. B. aufgrund von Temperaturverschiebungen), Überlagerung durch geringfügige stochastische Messfehler, sowie auftretende Luftdruckänderungen.According to a preferred embodiment of the invention, the limit value for the gradient of the gradient is selected such that it lies above the maximum climbing ability of the vehicle. The maximum climbing ability of the vehicle indicates how much the ambient pressure changes due to the difference in altitude traveled. This change in air pressure can also be superimposed by other effects, so that it is not sufficient to provide this value as a limit. The limit value is therefore set above this value for the sake of preference. However, since the effects of other effects compared to the maximum rate of climb are low, however, according to the further embodiment, the limit is close to the maximum Gradeability of the vehicle selected. The other effects that can occur are, for example, sensor drift (eg due to temperature shifts), superimposition due to small stochastic measurement errors, and changes in air pressure.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der letzte ermittelte Wert des Signalpegels abgespeichert wird. Hierdurch kann insbesondere nach einem Abstellen des Fahrzeuges mit Außerbetriebnahme der Brennkraftmaschine und einem darauf folgenden neuen Anlassen auf den abgespeicherten Wert zurückgegriffen werden. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung wird der erste gemessene Wert nach dem Anlassen des Fahrzeuges mit dem abgespeicherten Wert verglichen. Weicht der erste gemessene Wert von dem abgespeicherten Wert um mehr als ein vorgeschriebenes Maß ab, so wird auf eine Störung geschlossen. Wird ein Fahrzeug abgestellt und während dieser Zeit nicht transportiert, so herrscht bei gleichem Betriebszustand zum Zeitpunkt der Wiederinbetriebnahme im Wesentlichen der gleiche Umgebungsdruck. Dabei sind mögliche Änderungen des Umgebungsdruckes zum einen auf Luftdruckanderungen und zum anderen gegebenenfalls auf Änderungen des Betriebspunktes der Brennkraftmaschine zurückzuführen. Andere Änderungen des Luftdruckes liegen nicht vor. Ein Ergebnis ist dann nicht plausibel, wenn der erste gemessene Wert von dem abgespeicherten Wert um mehr als ein vorgegebenes Maß abweicht. Das vorgegebene Maß berücksichtigt mögliche Luftdruckändenungen und mögliche Änderungen führen im Betriebspunkt, darüber hinausgehende Änderungen aber zum Verlassen des zulässigen Bereichs. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, mögliche Störquellen für die Messung eines Umgebungsdruckes auszuschalten und Einengungen der Fehlerdiagnose zu ermöglichen.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the last determined value of the signal level is stored. As a result, the stored value can be used in particular after the vehicle has been shut down with the internal combustion engine decommissioned and a subsequent new startup. According to a preferred embodiment, the first measured value after starting the vehicle is compared with the stored value. If the first measured value deviates from the stored value by more than a prescribed amount, a fault is concluded. If a vehicle is parked and not transported during this time, so prevails at the same operating condition at the time of recommissioning substantially the same ambient pressure. Possible changes in the ambient pressure are due to changes in air pressure and possibly also to changes in the operating point of the internal combustion engine. Other changes in air pressure are not available. A result is not plausible if the first measured value deviates from the stored value by more than a predetermined amount. The given dimension takes into account possible changes in air pressure and possible changes result in the operating point, but further changes lead to leaving the permissible range. Also, this measure helps to eliminate possible sources of interference for the measurement of ambient pressure and to allow narrowing of the fault diagnosis.

Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Fahrzeug weist einen Drucksensor und eine Steuereinheit zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens auf. Signale des Drucksensors werden hierzu der Steuereinheit zugeführt. In der Steuereinheit ist ein von einem Rechner ausführbares Programm abgelegt, das die Schritte des Auswertens der zugeführten Signale, des Betrages des ermittelten Gradienten und das Vergleichen mit einem Grenzwert vornimmt. Wird der Grenzwert überschritten, so wird ein Fehlersignal erzeugt. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Fehlersignal auslesbar. Es ist insbesondere mittels Diagnosewerkzeugen am Steuergerät selbst oder aber an entsprechenden Schnittstellen auslesbar. Das Fehlersignal kann insbesondere auch an andere Steuergeräte und Speichereinrichtungen übermittelt werden. Gegebenenfalls kann es auch zum Zeigen des Fehlers in einem vom Fahrer ablesbaren Display führen.An inventively designed vehicle has a pressure sensor and a control unit for performing a corresponding method. Signals from the pressure sensor are fed to the control unit for this purpose. In the control unit, a program executable by a computer is stored, which carries out the steps of evaluating the supplied signals, the amount of the determined gradient and comparing with a limit value. If the limit is exceeded, an error signal is generated. According to a preferred embodiment of the invention, the error signal can be read out. It can be read out in particular by means of diagnostic tools on the control unit itself or at corresponding interfaces. The error signal can in particular also be transmitted to other control devices and memory devices. Optionally, it may also result in showing the error in a driver-readable display.

Im Übrigen ist die Erfindung auch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigt:Incidentally, the invention is also explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing; showing:

1a das Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1a the flow chart of a method according to the invention,

1b das Flussdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, 1b the flow chart of another method according to the invention,

2 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäß ausgebildetes Fahrzeug. 2 in a schematic representation of an inventively designed vehicle.

Die 1 zeigt das Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem Schritt 101 wird, zum Beispiel zeitlich getaktet, der Signalpegel des Sensorsignals erfasst und der Steuereinheit zugeführt. Gemäß dem Schritt 102 wird dann überprüft, ob der Signalpegel im Bereich zulässiger Werte liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird zunächst zum Schritt 103 gesprungen und ein entsprechendes Fehlersignal in einem Fehlerspeicher hinterlegt.The 1 shows the flowchart of a method according to the invention. In the step 101 is clocked, for example, the signal level of the sensor signal detected and fed to the control unit. According to the step 102 It is then checked whether the signal level is in the range of permissible values. If this is not the case, then the first step becomes 103 jumped and a corresponding error signal stored in a fault memory.

Nach Abschluss des Schrittes 103 – oder wenn festgestellt wurde, dass der Bereich der zulässigen Werte nicht verlassen wurde – wird zum Schritt 104 gesprungen. Im Schritt 104 wird der Gradient des Signalpegels ermittelt. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass die Differenz aus dem aktuellen Wert des Signalpegels und dem vorangegangenen Wert des Signalpegels ermittelt wird und diese Differenz dann durch die Dauer eines Zeittaktes zwischen den zwei Messungen geteilt wird. Gemäß dem Schritt 106 des Verfahrens wird dann ermittelt, ob der Betrag des Gradienten einen Grenzwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Schritt 101 gesprungen. Andernfalls wird gemäß dem Schritt 107 in einem Fehlerspeicher ein Fehlersignal erzeugt und dann zum Schritt 101 gesprungen.After completing the step 103 - or if it has been determined that the range of allowable values has not left - becomes the step 104 jumped. In step 104 the gradient of the signal level is determined. This can be done, in particular, by determining the difference between the current value of the signal level and the previous value of the signal level, and then dividing this difference by the duration of a time clock between the two measurements. According to the step 106 The method then determines whether the magnitude of the gradient exceeds a threshold. If this is not the case, then it becomes a step 101 jumped. Otherwise, according to the step 107 generates an error signal in an error memory and then to the step 101 jumped.

Die 1b zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren, das beim Fahrzeugstart ausgeführt wird. Gemäß dem Schritt 110 wird aus einem Speicher der vor dem Außerbetriebnehmen des Fahrzeuges abgespeicherte Wert des Sensorsignals ausgelesen. Gemäß dem Schritt 111 wird das erste gemessene Sensorsignal zugeführt und gemäß dem Schritt 112 aus diesen beiden Werten die Differenz ermittelt. Gemäß dem Schritt 113 wird dann überprüft, ob die Differenz ein vorgeschriebenes Maß übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so wird ein Fehlersignal erzeugt und in einem Fehlerspeicher abgespeichert.The 1b shows a method according to the invention, which is carried out at the vehicle start. According to the step 110 is read from a memory of the stored before decommissioning of the vehicle value of the sensor signal. According to the step 111 the first measured sensor signal is supplied and according to the step 112 the difference is determined from these two values. According to the step 113 then it is checked whether the difference exceeds a prescribed level. If this is not the case, then an error signal is generated and stored in a fault memory.

Die 2 zeigt in schematischer Darstellung das Fahrzeug 10 mit der Brennkraftmaschine 11. Bestandteil der Brennkraftmaschine ist ein Steuergerät 14, in dem ein Umgebungsdrucksensor 13 angeordnet ist. Das Signal des Umgebungsdrucksensors 13 wird der Recheneinheit zugeführt. Die Steuereinheit 14 weist einen Rechner, beispielsweise einen Mikroprozessor 15 auf, auf dem ein Programm ausführbar ist, das die Verfahren gemäß den 1a und 1b durchführt. Zum Abspeichern des Computerprogrammes und zum Ablegen zu speichernder Werte des Signalpegels des Umgebungsdrucksensors 13 sowie von Fehlersignalen weist die Steuereinheit 14 die Speichereinrichtung 16 auf.The 2 shows a schematic representation of the vehicle 10 with the internal combustion engine 11 , Part of the internal combustion engine is a control unit 14 in which an ambient pressure sensor 13 is arranged. The signal of the ambient pressure sensor 13 is fed to the arithmetic unit. The control unit 14 has a computer, such as a microprocessor 15 on which a program executing the procedures in accordance with 1a and 1b performs. For storing the computer program and for storing values to be stored of the signal level of the ambient pressure sensor 13 as well as error signals, the control unit 14 the storage device 16 on.

Mittels des Datenbus 17 können der Steuereinheit Betriebsgrößen zugeführt werden und Werte, wie beispielsweise die im Fehlerspeicher des Speichers 16 abgelegten Werte ausgelesen werden. Dieses Auslesen kann insbesondere mittels der Diagnoseschnittstelle 18, die mit dem Datenbus 17 verbunden ist, erfolgen.By means of the data bus 17 For example, operating variables can be supplied to the control unit and values, such as those in the fault memory of the memory 16 stored values are read out. This reading can be done in particular by means of the diagnostic interface 18 that with the data bus 17 connected, done.

Claims

Method for plausibilizing a sensor signal of an ambient pressure sensor in vehicles, wherein the sensor signal is monitored with respect to the signal level, characterized in that in addition the gradient of the signal level is determined and then, when the amount of the gradient exceeds a threshold value, the presence of a fault is concluded in that the limit value for the amount of the gradient of the signal level is chosen to be above the maximum climbing ability or sinkability of the vehicle.

A method according to claim 1, characterized in that the limit value is close to the maximum climbing and sinking ability of the vehicle.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the last determined value of the signal level is stored.

A method according to claim 3, characterized in that the first measured value is compared after starting the vehicle with the stored value.

A method according to claim 4, characterized in that, when the first measured value deviates from the stored value by more than a prescribed amount, a fault is inferred.

Vehicle with a pressure sensor ( 13 ) and a control unit ( 14 ) for carrying out a method according to one of the preceding claims, characterized in that the signals of the ambient pressure sensor ( 13 ) of the control unit ( 14 ), in the control unit ( 14 ) one from a computer ( 15 ) executable program that performs the steps of evaluating the supplied signals, comparing with a threshold and exceeding the threshold and closing the presence of a disturbance therefrom, and then generating an error signal.

Vehicle according to claim 6, characterized in that the error signal is readable.