DE4229487A1

DE4229487A1 - Verfahren und System zum Auswerten des Signals eines Drucksensors in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4229487A1
Application number: DE4229487A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Mezger; Alfred Dipl Ing Kratt; Klaus Dipl Ing Ries-Mueller; Rainer Frank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1994-03-10
Also published as: US5353644A; JPH06174573A

Description

Das Folgende betrifft ein Verfahren und ein System zum Aus werten des Signals eines Drucksensors in einem Kraftfahr zeug.

Stand der Technik

In der zu einer nicht vorveröffentlichten deutschen Patent anmeldung gehörigen Schrift DE-A-41 25 467 ist ein Sensor zur gleichzeitigen Bestimmung der Beschleunigung und des Differenzdrucks angegeben. Der Sensor weist z. B. eine Mem bran auf, die zwei Druckräume voneinander trennt und in die eine seismische Masse eingehängt ist. Die Membran wird ent weder durch Druck- oder durch Beschleunigungskräfte ausge lenkt. Die Auslenkung der Membran wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Wenn einer der beiden Druckräume ver schlossen würde, könnte mit einem solchen Sensor auch der im anderen Druckraum herrschende Absolutdruck gemessen werden.

Mit einem solchen Sensor kann z. B. aufgrund der Druckmeß funktion eine Tankentlüftungsanlage überwacht werden und aufgrund der Beschleunigungsmeßfunktion eine Schlechtweg strecke erkannt werden. Für die letztgenannte Anwendung wird der Sensor zweckmäßigerweise so in ein Kraftfahrzeug einge baut, daß sich heftige Auf- und Abbewegungen der Räder be sonders stark auf sein Beschleunigungsmeßsignal auswirken.

In der genannten nicht vorveröffentlichten Schrift ist ange geben, daß die Schlechtwegstreckenerkennung dazu verwendet werden kann, eine Aussetzererkennung anzuhalten. Aus DE-A-36 10 186 ist es bekannt, daß ein Schlechtwegstrecken-Erken nungssignal dazu verwendet werden kann, das Verhalten eines Antiblockierregelsystems zu modifizieren.

In der genannten nicht vorveröffentlichten Schrift ist nicht angegeben, wie unterschieden werden soll, ob das Ausgangs signal vom Drucksensor mit Beschleunigungsmeßfunktion in einem gewissen Zeitraum gerade eher ein Signal liefert, das für den Druck maßgeblich ist, oder eher ein Signal, das für die Beschleunigung maßgeblich ist.

Darstellung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben, das erfindungsgemäße System durch die Merkmale von Anspruch 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß das Signal vom Drucksensor einerseits tiefpaßgefiltert und andererseits bandpaß- oder auch nur hochpaßgefiltert wird. Der tiefpaßgefilterte Wert wird als Drucksignal, und der bandpaß- oder auch nur hochpaßgefiltert Teil wird als Beschleunigungssignal verwendet. Überschreitet das Beschleu nigungssignal eine Schwelle, wird ein Schlechtwegstrecken- Erkennungssignal ausgegeben. Für den Vergleich mit einer Schwelle kann z. B. die Amplitude des Beschleunigungssignals oder ein Mittelwert des gleichgerichteten Signals verwendet werden.

Es ist relativ schwierig, einen Beschleunigungssensor an einem Kraftfahrzeug auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen, da es kaum möglich und auch nicht empfehlenswert ist, willkür lich stärkere Schwingungen herbeizuführen, auf die der Be schleunigungssensor anspricht. Ist der Beschleunigungssensor dagegen funktionsmäßig in einen Drucksensor integriert, ist die Überprüfung einfach, da Druckänderungen relativ problem los willkürlich herbeigeführt werden können. Zeigt der Drucksensor die willkürlich herbeigeführten Druckänderungen an, zeigt dies, daß er in bezug auf die Druckmessung ord nungsgemäß arbeitet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses Ergebnis dazu verwendet, den Sensor auch in bezug auf seine Beschleuni gungsmeßfunktion als ordnungsgemäß arbeitend zu beurteilen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße System und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu tert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems zur Tankentlüftungsdiagnose und Schlechtwegstreckenerkennung bei Aussetzererkennung mit Hilfe eines einzigen schwingungs empfindlichen Drucksensors, Fig. 2 ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufteilen des Ausgangs signals eines schwingungsempfindlichen Drucksensors in ein Drucksignal und ein Beschleunigungssignal, Fig. 3 ein Fluß diagramm betreffend Aussetzererkennung und Fig. 4 ein Fluß diagramm betreffend ein Verfahren zum Überprüfen der Funk tionsfähigkeit des schwingungsempfindlichen Drucksensors.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt unter anderem einen Verbrennungsmotor 10 mit Saugrohr 11 und Abgaskanal 12. In das Saugrohr 11 mündet eine Tankentlüftungsanlage, die ein Tankentlüftungsventil TEV, ein Adsorptionsfilter 13 mit Absperrventil 14 in seiner Belüftungsleitung und einen Tank 15 aufweist, der mit einem schwingungsempfindlichen Drucksensor 16 verbunden ist. Die ser Drucksensor verfügt über eine piezoelektrische Membran 17 mit seismischer Masse 18 in ihrer Mitte. Der Drucksensor 16 gibt ein Signal an einen Block 19 zur Druckmessung und Schlechtwegstreckenerkennung.

Der eben genannte Block 19 erhält auch ein Signal von einem Luft/Kraftstoff-Regelungsblock 20, dem das Signal von einer im Abgaskanal 12 angeordneten Sauerstoffsonde 21 zugeführt wird und der die Einspritzzeit einer im Saugkanal 11 ange ordneten Einspritzeinrichtung 22 steuert.

Am Verbrennungsmotor 10 ist ein Segmentzeitmesser 23 ange ordnet, der die Zeitspannen mißt, in denen die Kurbelwelle des Motors vorgegebene Winkelsegmente durchläuft. Mit Hilfe dieser Signale erfolgt eine Aussetzererkennung in einem Aus setzererkennungsblock 24 unter Ausnutzung eines Verfahrens, wie es z. B. in DE-A-25 07 138 (US-A-4,044,234) oder US-A- 5,044,195 beschrieben ist.

Das Block/Fluß-Diagramm von Fig. 2 veranschaulicht, wie das Ausgangssignal des schwingungsempfindlichen Drucksensors in unterschiedlicher Weise ausgewertet werden kann. In einem Block b1 wird das Signal vom Drucksensor 16 erfaßt. Dieses Signal wird beim Ausführungsbeispiel in analoger Form sowohl einem Bandpaßfilter b2 in einem linken Beschleunigungsmeß kanal wie auch einem Tiefpaßfilter b3 in einem rechten Druckmeßkanal zugeführt. In beiden Kanälen folgen ein Ver stärker b4 bzw. b5 sowie ein A/D-Wandler b6 bzw. b7.

Im Beschleunigungsmeßkanal wird dann das Signal in einem Block b8 gleichgerichtet, woraufhin in einem Vergleichsblock b9 überprüft wird, ob die vom Gleichrichter b8 ausgegebene Spannung U größer ist als eine Schwellspannung U TH. Ist dies der Fall, wird auf das Vorliegen einer Schlechtweg strecke erkannt, was in einem Block b10 ausgegeben wird, andernfalls wird in einem Block b11 ausgegeben, daß keine Schlechtwegstrecke vorliegt.

Im Druckmeßkanal folgt auf den A/D-Wandler b7 ein Unterpro grammblock b12, in dem eine Tankentlüftungsdiagnose mit Hil fe der Druckmessung ausgeführt wird. Dies erfolgt z. B. da durch, daß der u. a. für die Druckmessung und Schlechtweg streckenerkennung vorgesehene Block 19 das Absperrventil 14 schließt und das Tankentlüftungsventil öffnet, woraufhin der Druck im Tank 15 abfallen müßte. Zeigt der Drucksensor 16 keinen derartigen Druckabfall, zeigt dies an, daß die Tank entlüftungsanlage defekt ist.

Beim dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Druckmessung zur Tankentlüftungsdiagnose verwendet. Mit dem schwingungsempfindlichen Drucksensor 16 könnten je doch auch andere Drücke gemessen werden, z. B. solche in einem Abgasrückführkanal oder der Druck im Saugrohr 11. Für die Erfindung kommt es nicht auf das Fluid an, dessen Druck gemessen wird, und es ist auch unerheblich, ob ein Diffe renz- oder ein Absolutdruck erfaßt wird, sondern es ist al lein maßgeblich, daß das Ausgangssignal vom Drucksensor einerseits tiefpaßgefiltert wird, was zum Druckmeßsignal führt, und andererseits so gefiltert wird, daß zumindest tiefe Frequenzen nicht durchgelassen werden, was das Be schleunigungsmeßsignal ergibt. Welche Grenzfrequenzen je weils bei der Filterung verwendet werden, hängt vom Anwen dungsfall ab. Frequenzen sich stark auswirkender Beschleuni gungssignale liegen typischerweise im Bereich von einigen wenigen bis zu einigen 10 Hz. Drucksignale in einer Tankent lüftungsanlage weisen demgegenüber Schwingungsdauern von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten auf. In Abgasrück führsystemen können Frequenzen bis zu einigen wenigen Hertz auftreten, wobei diese Signale jedoch nur dann eine störend hohe Amplitude aufweisen, wenn die Druckmessung dicht bei der Abzweigung vom Abgaskanal 12 ausgeführt wird. Die Druck schwankungen im Saugrohr 11 können in ungünstigen Fällen stark von Erschütterungen abhängen, die auf das Kraftfahr zeug wirken. In einem solchen ungünstigen Fall ist es prak tisch nicht möglich, eindeutig zu unterscheiden, welche Signalanteile im Ausgangssignal eines schwingungsempfindli chen Drucksensors im wesentlichen durch den Druck und welche im wesentlichen durch Beschleunigungen verursacht werden.

In der Beschreibung zu Fig. 2 wurde in bezug auf den Block b8 ohne weitere Details angegeben, daß dort eine Gleichrich tung erfolgt. Vorzugsweise handelt es sich um eine solche mit relativ hoher Ansprechempfindlichkeit bei ansteigender Amplitude, jedoch verringert Ansprechempfindlichkeit bei ab fallender Amplitude. Es sei darauf hingewiesen, daß der Gleichrichtungsblock auch ganz wegfallen kann. Im Ver gleichsblock b9 erfolgt dann ein Amplitudenvergleich. Wei terhin sei darauf hingewiesen, daß Verstärkung und A/D-Wand lung bereits im Sensor stattfinden können. Die Filter b2 und b3 sind dann keine Analog- sondern Digitalfilter.

Fig. 3 veranschaulicht, wie die im linken Kanal in Fig. 2 ausgeführte Schlechtwegstreckenerkennung bei Aussetzererken nung verwendet werden kann. In einem Schritt s3.1 wird un tersucht, ob in Block b10 von Fig. 2 gemeldet wurde, daß eine Schlechtwegstrecke vorliegt. Ist dies der Fall, wird die Aussetzererkennung angehalten. Andernfalls werden in einem Schritt s3.2 Segmentdauersignale vom Segmentdauer sensor 23 erfaßt. Auf Grundlage dieser Signale wird in einem Unterprogrammblock s3.3 eine Aussetzererkennung ausgeführt.

Die Verkopplung zwischen der Schlechtwegstreckenerkennung im linken Kanal von Fig. 2 mit der Aussetzererkennung gemäß Fig. 3 bedingt das Vorhandensein eines Bandpaßfilters b2 statt eines Hochpaßfilters im linken Kanal in Fig. 2. Der Grund hierfür ist der, daß beim Überfahren einer schlechten Wegstrecke vom Drucksensor 16 ein Signal mit beachtlicher Amplitude, z. B. im Bereich von 100 Hz ausgegeben werden kann, daß jedoch ein derartiges Signal durch den Triebstrang des Fahrzeugs stark gedämpft wird, so daß es sich am Ort des Segmentdauersensors 23 gar nicht mehr auswirkt. Läge ein Hochpaß- statt eines Bandpaßfilters vor, würde auf eine Schlechtwegstrecke erkannt werden und die Aussetzererkennung angehalten werden, was jedoch gar nicht erforderlich ist, da, wie eben angegeben, eine Schlechtwegstrecke, die sich mit derart relativ hochfrequenten Signalen äußert, bei der Aussetzererkennung nicht stört. Entsprechendes gilt bei der Antiblockierregelung. Bei anderen Anwendungen kann es dage gen ausreichen, ein Hochpaßfilter statt eines Bandpaßfilters im Kanal zur Schlechtwegstreckenerkennung zu verwenden. Ge rade entgegengesetzt kann es bei wiederum anderen Systemen zweckmäßig sein, noch weitere Filter einzubauen, z. B. zwi schen den Blöcken b9 und b10 in Fig. 2, z. B. dahingehend, daß nur dann auf eine Schlechtwegstrecke erkannt wird, wenn die Bedingung von Block b9 erfüllt ist und zusätzlich ein gewisser Fahrgeschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs vorliegt. Dann kann z. B. die Aussetzererkennung in den anderen Fahr geschwindigkeitsbereichen weiterlaufen. Diese sind als sol che Bereiche gewählt, zu denen ermittelt wurde, daß es in nerhalb desselben zu keinen Schwierigkeiten bei der Ausset zererkennung kommt.

Fig. 4 veranschaulicht einen Diagnoseablauf zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit des schwingungsempfindlichen Druck sensors 16. In einem Schritt s4.1 wird das Tankentlüftungs ventil geöffnet. In einem Schritt s4.2 wird überprüft, ob der Luft/Kraftstoff-Regelungsblock 20 eine Magerkorrektur ausführen muß, die größer ist als ein vorgegebener Schwel lenwert. Ist dies nicht der Fall, kann die Diagnose nicht zuverlässig erfolgen, weswegen das Verfahren beendet wird.

Andernfalls werden in einem Schritt s4.3 das Tankentlüf tungsventil TEV und das Absperrventil 14 geschlossen. Nun muß der Druck in der Tankentlüftungsanlage ansteigen, da in dieser Kraftstoffin relativ starker Weise verdampft, was durch die Magerkorrektur über dem Schwellenwert angezeigt wurde, und da die Anlage ganz abgeschlossen ist. Wird in einem Schritt s4.4 der erwartete Druckanstieg tatsächlich festgestellt, wird der Sensor in einem Schritt s4.5 als in Ordnung befindlich beurteilt, und zwar sowohl in bezug auf seine Druckmeßfähigkeit als auch in bezug auf seine Be schleunigungsmeßfähigkeit. Andernfalls wird der Sensor in bezug auf beide genannte Fähigkeiten in einem Schritt s4.6 als nicht voll funktionsfähig beurteilt.

Claims

1. Verfahren zum Auswerten der Signale eines Drucksensors in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Signal vom Drucksensor tiefpaßgefiltert wird und das tiefpaßgefilterte Signal als ein solches verwendet wird, das den Druck eines Fluids anzeigt, und
- aus dem Signal vom Drucksensor die Signalanteile mit einer Frequenz unterhalb einer vorgegebenen Frequenz ausgefiltert werden und das so gebildete Signal als Beschleunigungssignal verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschleunigungssignal ein solches verwendet wird, bei dem zusätzlich zu den Signalanteilen unterhalb einer ersten vorgegebenen Frequenz auch noch Signalanteile oberhalb einer zweiten vorgegebenen Frequenz, die höher ist als die erste vorgegebene Frequenz, aus dem Signal vom Drucksensor ausge filtert sind (Bandpaßfilterung).

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß überprüft wird, ob der Sensor plausible Signale betreffend den Druck des Fluids anzeigt und dann, wenn dies der Fall ist, der Drucksensor sowohl in bezug auf seine Funktion zum Erfassen des Drucks des Fluids wie auch in bezug auf seine Funktion zum Erfassen der Beschleunigung als voll funktionsfähig beurteilt wird, andernfalls als nicht voll funktionsfähig beurteilt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungssignal mit einem Schwellenwert verglichen wird und ein Schlechtwegstrecken- Erkennungssignal ausgegeben wird, wenn das Beschleunigungs signal über dem Schwellenwert liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motoraussetzer-Erkennungsverfahren ausgesetzt wird, wenn das Schlechtwegstrecken-Erkennungssignal ausgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Drucksignal dasjenige zum Differenz druck in einer Tankentlüftungsanlage an einem Kraftfahrzeug erfaßt wird.

7. System zum Auswerten des Signals eines Drucksensors in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch

- einen schwingungsempfindlichen Drucksensor (16);
- eine Tiefpaßfiltereinrichtung (19, b3), der das Signal vom Drucksensor zugeführt wird und deren Ausgangssignal als Drucksignal verwendet wird; und
- eine Filtereinrichtung (19, b2), der das Signal vom Druck sensor zugeführt wird und die im wesentlichen nur Signale über einer vorgegebenen Frequenz durchläßt und deren Aus gangssignal als Beschleunigungssignal verwendet wird.

8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Schlechtwegstrecken-Erkennungseinrichtung (19, b9), die das Beschleunigungssignal erhält und ein Schlechtwegstrecken- Erkennungssignal ausgibt, wenn die Größe des Beschleuni gungssignals einen Schwellenwert überschreitet.

9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Aus setzererkennungseinrichtung (24), die mit der Schlechtweg strecken-Erkennungseinrichtung (19) verbunden ist und die die Aussetzererkennung anhält, wenn sie das Schlechtweg strecken-Erkennungssignal erhält.

10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der schwingungsempfindliche Drucksensor (16) in die Tankentlüftungsanlage an einem Kraftfahrzeug eingebaut ist.