EP1187977A2 - Verfahren zur erkennung eines fehlerhaften sensors - Google Patents

Verfahren zur erkennung eines fehlerhaften sensors

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EP1187977A2
EP1187977A2 EP00993273A EP00993273A EP1187977A2 EP 1187977 A2 EP1187977 A2 EP 1187977A2 EP 00993273 A EP00993273 A EP 00993273A EP 00993273 A EP00993273 A EP 00993273A EP 1187977 A2 EP1187977 A2 EP 1187977A2
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disturbance
temperature sensor
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EP00993273A
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Ruediger Weiss
Michael Nicolaou
Ries-Mueller
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a faulty sensor according to the preamble of main claim 1.
  • Cooling water temperature of the internal combustion engine measured using a temperature sensor and used in the control unit for diagnosis.
  • the measured temperature is compared with a calculated model temperature as the setpoint.
  • the measured temperature is only recognized as false if the measured temperature falls below the model temperature.
  • a failsafe device for a temperature sensor of an internal combustion engine is known, with a diagnostic device for error detection when detecting the coolant temperature of the engine.
  • a temperature sensor failure assessment device is provided there, which is to recognize impermissible temperature values. This temperature sensor failure assessment device judges the temperature sensor as failed if the signals of the temperature sensor do not change for a predetermined period of time.
  • the invention described in the following advantageously also makes it possible to recognize a strong loss of dynamic of the temperature signal. This means that the temperature signal does not necessarily have to be stuck constantly in order to be classified as defective.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for detecting a faulty temperature sensor signal of an internal combustion engine by means of the
  • Te temperature sensor signal is recognized as working correctly.
  • the method according to the invention has the essential advantage that a temperature sensor identified as defective is not erroneously recognized as defective and that a particularly high level of reliability is achieved due to the feedforward control.
  • the figure shows a flow chart of an embodiment of the invention. description
  • an embodiment of a method for detecting and influencing the temperature signal of an internal combustion engine is shown, which runs in the control unit of the internal combustion engine.
  • the control unit includes the necessary computation memory and time measuring means.
  • the diagram shown in the figure is based on a first program step 1, by which the start of the method is determined.
  • program step 2 the temperature of the coolant of the internal combustion engine is measured.
  • a branch is provided in program step 3 such that if the temperature changes sufficiently quickly within a time window, the program jumps to program 7 and the temperature sensor is recognized as being in order. If the temperature does not change in program step 3 or changes only very slowly, a disturbance variable is applied in program step 4.
  • Disturbance variable activation can function, for example, by switching the motor fan on and / or the thermostatic valve and / or the coolant pump on or off.
  • program step 5 a branch is queried as to whether the temperature changes. If the temperature changes sufficiently, the temperature sensor is recognized as OK in program step 7 according to an applied threshold value. If the temperature does not change or changes only insignificantly, the Temperature sensor in program step 6 recognized as defective and there is a
  • Program step 8 is the end of the process.
  • the temperature is measured by means of a sensor which is exposed to the cooling water or is arranged in the immediate vicinity of the cooler and whose output signal is fed to the control unit.
  • the invention is not only limited to the exemplary embodiment, but can generally be used for error detection, the prerequisite being that under predefined circumstances a disturbance variable is switched on which leads to a change in the measured variable within a time interval to be evaluated. If the change does not occur after switching on the disturbance variable, a malfunction is recognized and displayed.
  • the application takes place in a
  • the disturbance variable is usually activated at times when the measured variable does not change. So in the embodiment, in conditions where the engine temperature is about constant, e.g. at idle or at
  • Vehicle speed is zero. If it is recognized under these conditions that the temperature remains constant and the output signal of the sensor does not change, the feedforward control is carried out.
  • the measured variable (temperature) is constantly checked for changes during the feedforward control.
  • the control unit continuously checks whether the vehicle operating conditions, e.g. load, speed, ambient temperature, etc., change during the diagnosis. This influence on the expected change in the measured variable (temperature) is taken into account. If the change in vehicle operating conditions is recognized, this can be taken into account in such a way that a calculated one is determined
  • Model temperature is taken into account. It is important that the model takes into account the feedforward control in addition to the changes in the vehicle operating conditions.
  • the fault detection according to the invention can run immediately after switching on and can then be repeated after predefinable time intervals. In particular, if errors are suspected, the error detection should be repeated until it is clear whether an error has occurred.
  • a further embodiment of the invention consists in that the diagnosis is carried out in the after-running phase of an internal combustion engine and the error which may then have been detected is entered in a memory of the control unit, so that it can be displayed immediately on restart.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors, beispielsweise des Kühlmitteltemperatursensors bei einer Brennkraftmaschine, der eine Messgrösse ermittelt und ein von der Messgrösse abhängiges Ausgangssignal abgibt, das in einer Auswerteeinrichtung z.B. dem Steuergerät auf Plausibilität überwacht wird. Ein Fehler wird erkannt, wenn sich innerhalb einer vorgebbaren Zeit nach Aufschalten einer die Messgrösse beeinflussenden Störgrösse keine Änderung des Ausgangssignals des Sensors einstellt.

Description

Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1.
Bei modernen Brennkraftmaschinen mit Steuergeräten für Zündung oder/und Einspritzung wird die
Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine mittels eines Temperatursensors gemessen und im Steuergerät zur Diagnose verwendet . Dabei wird die gemessene Temperatur mit einer rechnerisch ermittelten Modelltemperatur als Sollwert verglichen.
Nach diesem Stand der Technik wird dabeinur dann die gemessene Temperatur als falsch erkannt, wenn die gemessene Temperatur die Modelltemperatur unterschreitet. Bei der Diagnose ist es nicht möglich, einen defekten Temperatursensor zu erkennen, der eine konstante falsche hohe Temperatur von bspw. 80°C liefert . Aus der DE 39 90 872 C2 ist eine Failsafe-Vorrichtung für einen Temperatursensor einer Brennkraftmaschine bekannt, mit einer Diagnoseeinrichtung zur Fehlererkennung bei der Erfassung der Kühlmitteltemperatur des Motors.
Dort ist eine Temperatursensorausfall- Beurteilungseinrichtung vorgesehen, die unzulässige Temperaturwerte erkennen soll . Diese Temperatursensorausfall -Beurteilungseinrichtung beurteilt den Temperatursensor als ausgefallen, wenn sich die Signale des Temperatursensors für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht ändern.
Nachteil des Stands der Technik besteht darin, daß zum einen bei Vorgabe einer rechnerisch ermittelten Modelltemperatur als Sollwert bestimmte Fehler nicht erkannt werden können, wenn bspw. die gemessene Temperatur die Modelltemperatur überschreitet und auf konstant hohem Niveau stehenbleibt und zum anderen, daß bei erwarteter Zunahme der Kühlmitteltemperatur während des Betriebs des Motors innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer keine Änderung in der Ausgabe des Temperatursensors erfaßt wird.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise aber auch starken Dynamikverlust des Temperatursignals zu erkennen. D.h. das Temperatursignal muß nicht zwingend konstant festhängen, um als defekt eingestuft zu werden. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennnung eines fehlerhaften Temperatursensorsignals einer Brennkraftmaschine anzugeben durch das das
Te peratursensorsignal als korrekt arbeitend erkannt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs 1 gelöst .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, daß ein als defekt erkannter Temperatursensor nicht irrtümlich als defekt erkannt wird und daß aufgrund der StörgrößenaufSchaltung eine besonders hohe Zuverlässigkeit erzielt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel ist in der einzigen Figur dargestellt .
Die Figur zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. Beschreibung
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Detektion und Beeinflussung des Temperatursignales einer Brennkraftmaschine dargestellt, das im Steuergerät der Brennkraftmaschine abläuft. Das Steuergerät umfaßt die erforderlichen Rechen-Speicher und Zeitmeßmittel. Das in der Figur dargestellte Schema geht von einem ersten Programmschritt 1 aus, durch den der Beginn des Verfahrens festgelegt ist. Im Programmschritt 2 wird die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine gemessen. Im Programmschritt 3 ist eine Verzweigung vorgesehen, derart, daß wenn sich die Temperatur innerhalb eines Zeitfensters ausreichend schnell ändert, zum Programm 7 gesprungen wird und der Temperatursensor als in Ordnung erkannt wird. Falls sich im Programmschritt 3 die Temperatur nicht ändert, bzw. nur sehr langsam ändert, wird im Programmschritt 4 eine Störgröße aufgeschaltet . Als
Störgrößenaufschaltung kann z.B. das Ein/oder Ausschalten des Motorlüfters oder/und des Thermostatventils oder/und der Kühlmittelpumpe fungieren. Im Programmschritt 5 wird in einer Verzweigung abgefragt, ob sich die Temperatur ändert. Falls sich die Temperatur ausreichend ändert, wird entsprechend einem applizierten Schwellwert der Temperatursensor als in Ordnung erkannt im Programmschritt 7. Falls sich die Temperatur nicht ändert bzw. nur unwesentlich ändert, wird der Temperatursensor im Programmschritt 6 als defekt erkannt und es erfolgt eine
Fehlanzeige oder das Steuergerät leitet einen Notlauf ein. Programmschritt 8 ist das Ende des Verfahrens.
Die Temperaturvermessung erfolgt mittels eines Sensors, der dem Kühlwasser ausgesetzt wird oder in unmittelbarer Nähe des Kühlers angeordnet ist und dessen Ausgangssignal dem Steuergerät zugeführt wird.
Die Erfindung ist nicht nur auf das Ausführungsbeispiel eingeschränkt, sondern kann generell zur Fehlerkennung eingesetzt werden, wobei Voraussetzung ist, daß unter vorgegebenen Umständen eine Störgröße zugeschaltet wird, die innerhalb eines auszuwertenden Zeitintervalls zu einer Änderung der Meßgröße führt. Bei Nichtauftreten der Änderung nach Zuschalten der Störgröße wird auf eine Fehlfunktion erkannt und angezeigt . Die Anwendung erfolgt in einer
Auswerteeinrichtung. Die AufSchaltung der Störgröße erfolgt überlicherweise zu Zeiten, zu denen sich die Meßgröße nicht ändert. Beim Ausführungsbeispiel also, bei Bedingungen, bei denen die Motortemperatur etwa konstant ist, z.B. bei Leerlauf oder bei
Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null. Wird unter diesen Bedingungen erkannt, daß die Temperatur konstant bleibt und sich das Ausgangssignal des Sensors nicht ändert, wird die StörgrößenaufSchaltung durchgeführt. Während der StörgrößenaufSchaltung wird ständig die erfaßte Meßgröße (Temperatur) auf Änderung überprüft. Zusätzlich wird vom Steuergerät laufend überprüft, ob sich die Fahrzeugbetriebsbedingungen bspw. Last, Drehzahl, Umgebungstemperatur usw. während der Diagnose ändern. Dieser Einfluß auf die zu erwartende Änderung der Meßgröße (Temperatur) wird berücksichtigt. Dabei kann bei erkannter Änderung der Fahrzeugbetriebsbedingungen eine Berücksichtigung so erfolgen, daß eine rechnerische ermittelte
Modelltemperatur mit berücksichtigt wird. Dabei ist wesentlich, daß das Modell neben den Änderungen der Fahrzeugbetriebsbedingungen auch die StörgrößenaufSchaltung berücksichtigt.
Die erfindungsgemäße Fehlererkennung kann gleich nach dem Einschalten ablaufen und danach nach vorgebbaren Zeitintervallen wiederholt werden. Insbesondere bei Verdacht auf Fehler sollte die Fehlererkennung so oft wiederholt werden bis eindeutig feststeht ob ein Fehler aufgetreten ist.
Wird nach Aufschalten einer Störgröße keine Änderung der Meßgröße erkannt, wird bei einer Ausgestaltung der Erfindung eine zweite Störgröße aufgeschaltet und die zeitliche Reaktion überprüft. Ändert sich die Meßgröße erst nach der zweiten StörgrößenaufSchaltung, wird der Sensor als in Ordnung befunden und die erste Störgröße bzw. das entsprechende Aggregat als defekt angesehen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Diagnose in der Nachlaufphase einer Brennkraftmaschine erfolgt und der dann gegebenenfalls erkannte Fehler in einen Speicher des Steuergeräts eingetragen wird, so daß er beim Neustart gleich angezeigt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors, der eine Meßgröße ermittelt und ein von der Meßgröße abhängiges Ausgangssignal abgibt, das in einer Auswerteeinrichtung auf Plausibilitat überwacht wird und ein Fehler erkannt wird, wenn das Ausgangssignal nicht in vorgebbarer Weise ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß zu vorgebbaren Zeiten wenigstens eine Störgröße, die die Meßgröße beeinflußt, zugeschaltet wird und aus der Reaktion des Ausgangssignals des Sensors auf eine Fehlfunktion geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgröße eine Temperatur ist, daß als Störgröße eine Größe gewählt wird, die nach ihrem Aufschalten eine Temperaturänderung bewirkt und eine Fehlfunktion erkannt wird, wenn sich das Ausgangssignal des
Temperatursensors nicht innerhalb einer vorgebbaren Zeit nach Aufschalten der Störgröße ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung das Steuergerät der Brennkraftmaschine ist, daß der Temperatursensor zur Ermittlung der Kühlertemperatur der Brennkraftmaschine eingesetzt wird und die Aufschaltung der Störgröße durch Ein/Ausschalten eines dem Kühlersystem zugeordneten Aggregats erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Störgrößen beim Aufschalten das Ein/und Ausschalten des elektrischen Lüfterrades oder/und der Kühlmit elpumpe oder/und des Thermostatventils gezielt generiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Steuergeräts geprüft wird, ob die Motortemperatur eines Zeitintervalls konstant ist, und falls sich die Motortemperatur des definierten Zeitintervalls ändert, wird der Temperatursensor als in Ordnung erkannt, andernfalls wird der Temperatursensor als defekt erkannt .
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Temperatur im definierten Zeitintervall ein oder mehrere Störsignale durch Aufschalten einer/mehrerer Störgrößen in dem Temperaturregelkreis generiert wird/werden, wobei die erfaßte Motortemperatur ständig auf Änderungen überprüft wird, sowohl Änderungen hinsichtlich des Temperaturverlaufs als auch Änderungen hinsichtlich der Fahrzeugbetriebsbedingungen .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß falls während des Störeinflusses keine
Temperaturänderung eintritt, der Temperatursensor als defekt erkannt wird und ansonsten als in Ordnung gilt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschalten von Störgrößen und das Überprüfen des Temperatursensorsignals mehrmals wiederholt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufschalten einer Störgröße eine weitere, zweite Störgröße aufgeschaltet wird, wenn sich die Temperatur nach der ersten StörgrößenaufSchaltung nicht ändert, und falls sich die Temperatur nach der zweiten StörgrößenaufSchaltung ändert, dann wird der Temperatursensor als in Ordnung und die erste Störgröße bzw. das entsprechende Aggregat als defekt angesehen.
10. Vorrichtung zur Erkennung eines fehlerhaften Sensors, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Durchführung wenigstens eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfaßt.
EP00993273A 1999-12-03 2000-11-22 Verfahren zur erkennung eines fehlerhaften sensors Withdrawn EP1187977A2 (de)

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