JP4436870B2 - 温度センサの機能性を監視するための方法 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、特に内燃機関の冷却水回路に配置された、測定された温度に関連した電気的な信号を送出することができる温度センサの機能性を監視するための方法に関する。

内燃機関のエンジン制御のために使用されるセンサは、運転の間のエミッションの安全および遵守を保証するために監視されなければならない。とりわけ、冷却水温度センサに対して、この冷却水温度センサが高い温度領域に懸装されていて、これによって、過度に高い冷却温度を常時信号化するかどうかがチェックされなければならない。冷却水温度センサの信号を制御装置ソフトウェアによって信号限界値に対して監視することが知られている。さらに、エンジンスタート後に所定の最小値が達成されるかもしくは最小の信号変化が生ぜしめられるかどうかを監視することが知られている（「動的な妥当性検証」）。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１２０９６８号明細書に基づき、運転の間、低い負荷領域から高い負荷領域への移行時に冷却水温度信号の変化が生ぜしめられるかどうかをチェックすることが公知である。このことが当てはまらない場合には、欠陥が報知される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４２６４９４号明細書には、温度センサの時間的な変化が監視されることによる冷却温度センサとサーモスタットとの監視が開示されている。この変化が過度に大きい場合には、欠陥が認知される。さらに、エンジンスタート時のかつ特殊な運転条件下、たとえばアイドリング運転下の温度特性が、１つには、エンジンスタート後の冷却温度の一般的な上昇経過につきチェックされ、もう１つには、別の信号に対する比較によってチェックされる。

背景技術の問題
公知先行技術による方法によって、センサ、特に温度センサを、高い信号領域にとどまっていることに対して監視するかもしくは欠陥を確認する（Ｈｉｇｈ Ｓｉｄｅ Ｃｈｅｃｋ）ことが不可能である。

したがって、本発明の課題は、センサ、特に冷却水センサが高い信号領域にとどまっていることを認識する方法を提供することである。

発明の利点
この課題を解決するために本発明の方法では、当該方法が、以下のステップ：すなわち、センサが、エンジンストップ時に冷却液温度の少なくとも所定の最大値を示す場合に、センサを、欠陥を備えている可能性があると特徴付け；欠陥を備えている可能性があるセンサによって測定された、エンジンストップ後の第１の時点までの冷却液温度の第１の勾配を規定し、該勾配が、所定の最小値を上回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付け；欠陥を備えている可能性があるセンサによって測定された、エンジンストップ後の時点と時点との間の冷却液温度の第２の勾配を規定し、該第２の勾配が、所定の最小値を上回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付け；欠陥を備えている可能性があるセンサによってエンジンストップ後の時点で測定された冷却液温度を規定し、該冷却液温度が、所定の最大値を下回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付ける：を有していることようにした。

本発明の有利な実施態様によれば、センサが、欠陥を備えている可能性があると特徴付けられる場合に、エンジンランオンを延長する。

本発明の有利な実施態様によれば、センサが、エンジンストップ前に常時少なくとも冷却液温度の最大値を示す場合に、センサを、欠陥を備えている可能性があると特徴付ける。

通常の運転中にコールドスタート時よりも高い値をとり、エンジンストップ後に再び周辺値に低下するセンサが監視される。これは、一般的には、特に冷却水温度における温度センサに当てはまる。監視のために１つのセンサ信号しか評価されず、別の比較信号は不要になる。各走行サイクル後、監視結果が付与され、規定された運転条件または長い待機時間がとられる必要はない。エンジンの完全な冷却が待機される必要はない。この冷却の認識は、さらに、困難となる恐れがあるかまたは待機時間測定のための作動している時計を要求する恐れがある。センサが高い信号領域にとどまっているかどうかが適切に監視される。

本発明による方法の改良形では、センサが、欠陥を備えている可能性があると特徴付けられる場合に、エンジンランオンを延長することが提案されている。このエンジンランオンの延長によって、センサと、当該方法を実施するために必要となる電気的な構成要素、たとえば制御装置の部材とが運転可能であり続けることが確保される。

本発明による方法の改良形では、センサが、エンジンストップ前に常時少なくとも冷却液温度の最大値を示す場合に、センサを、欠陥を備えている可能性があると特徴付けることが提案されている。常時とは、ここでは、比較的長い期間、たとえば数分と解される。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、内燃機関の運転の間の温度センサの可能な信号経過の１つの例が時間に関して示してある。センサによって測定された温度Ｔが時間ｔに関して図示してある。このセンサは、内燃機関の冷却液回路に設けられた温度センサである。この温度センサは、測定された冷却液温度を電気的な信号に変換する。図１および図２には、センサの、所定の温度に換算された送出された信号が図示してある。すなわち、図１および図２で所定の温度Ｔが言及されている場合には、この温度Ｔによって、現実に実際に冷却回路に存在する温度ではなく、センサによって測定された表示された温度が考えられている。すなわち、基本的には、図１および図２の図示は、温度センサの電気的な出力量に読み取ることができる。

図１には、温度経過の４つの例が時間に関して示してある。水平に引かれた破線として、最高温度Ｔｍａｘが示してある。符号１，２，３，４で特徴付けた４種類の曲線が図示してある。曲線１は、常時最高温度Ｔｍａｘを下回って経過している。曲線２は、最高温度Ｔｍａｘをほぼ下回って経過していて、エンジンストップを特徴付ける時点ｔ１の直前で温度Ｔｍａｘを上回っている。曲線３は、短い期間を除いて、常時最高温度を上回っており、曲線４は、常時最高温度を上回っている。時点ｔ１では、エンジンストップが行われる。すなわち、内燃機関が停止される。

いま、エンジンストップに続いて、幾つかの電気的な構成要素がエンジンストップ以降運転される、いわゆる「エンジンランオン」中に、冷却液のための温度センサが妥当性テストに供される。この場合、まず、センサが場合により欠陥を備えているかどうかが確認される。この確認は、２種類の基準に従って行われ得る。１つには、基準として、センサによってエンジンストップｔ１時に測定された温度が最高温度Ｔｍａｘを上回っているかどうかが使用され得る。このことが当てはまる場合には、センサが場合により高い信号領域にとどまっていて、過度に高い温度を常時測定していることが仮定される。図１の例では、このことは、曲線２，３，４に当てはまる。択一的には、センサが、図１に時間ｔ０，ｔ１によって特徴付けた、たとえば数分またはそれ以上でもよい規定された測定期間にわたって常時最大値を上回っているかどうかががチェックされ得る。これは、図１の例では、温度曲線４にしか当てはまらない。前述した択一的な両実施態様によって、まず、センサが場合により欠陥を備えていて、高い温度表示領域にとどまっているかどうかが確認される。以下、この仮説がどのようにして正であると証明されるのかもしくは誤であると証明されるのかを説明する。

図２には、センサによって測定された、エンジンストップ後の温度経過が示してある。たとえば制御装置にファイルされた不変の時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４または運転パラメータにつき検出された時間ｔ１〜ｔ４で、それぞれセンサによって測定される温度Ｔが測定され、たとえば制御装置のメモリセルにファイルされる。この場合、時間ｔ１には、温度Ｔ１が割り当てられており、時間ｔ２には、温度Ｔ２が割り当てられており、時間ｔ３には、温度Ｔ３が割り当てられており、時間ｔ４には、温度Ｔ４が割り当てられている。図１と同様に、センサによって供給された、所定の温度値に換算された信号が時間に関して図示してある。通常、センサによって測定された温度はエンジンストップ後にまず短時間上昇する。この特性は、たとえば内燃機関の滞留熱に基づき生ぜしめられる。したがって、まず、エンジンストップｔ１と、その後に位置する第１の時点ｔ２との間で温度勾配ΔＴ１＝（Ｔ２_２−Ｔ１）_１／（ｔ２−ｔ１）が検出される。この温度勾配ΔＴ１が正の最小値を上回っている場合には、欠陥なしのセンサから出発される。

その後、第２の温度勾配ΔＴ_２＝（Ｔ４−Ｔ３）／（ｔ４−ｔ３）が検出される。この第２の温度勾配ΔＴ_２が負の最小値を上回っている場合には、センサが欠陥なしと格付けされる。さらに、時点ｔ４で温度Ｔ４が、この温度Ｔ４に対して規定された最大値を下回っているかどうかが規定される。このことが当てはまる場合には、センサが同じく欠陥なしと格付けされる。

図３には、当該方法全体がフローチャートとして示してある。当該方法は、ステップ１においてエンジンスタートで始まる。ステップ２におけるエンジンストップまで、温度Ｔ（ｔ）が温度Ｔｍａｘよりも小さいかどうかが連続的に監視される。このことが当てはまる場合には、センサがステップ３において、機能可能でありかつ欠陥なしと格付けされる。このことが当てはまらない場合には、ステップ２における条件であるエンジンストップがイエスで満たされるまで、ループが引き続き実行される。後続のチェックステップ４では、エンジンストップの瞬間に温度Ｔ（ｔ）が温度Ｔｍａｘよりも小さいかどうかがチェックされる。このことが当てはまる場合には、同じくステップ３ひいては欠陥なしのセンサに分岐される。このことが当てはまらない場合には、ステップ６において、まず、エンジンランオンが少なくとも値ｔ４−ｔ１に延長される。その後、第７のステップで値Ｔ（ｔ１）がメモリされる。時点ｔ２までの期間の経過後、ステップ８でこの時点における温度Ｔ（ｔ２）もメモリされる。ステップ９では、時点ｔ＝ｔ３で温度Ｔ（ｔ３）がメモリされ、相応して、ステップ１０において、ｔ＝ｔ４で温度Ｔ（ｔ４）がメモリされる。その後、ステップ１１において、両時点ｔ１，ｔ２の間の温度勾配Ｔ（ｔ２）−Ｔ（ｔ１）が上昇に対する最小値よりも大きいかまたは最小値に等しいかどうかがチェックされる。このことは当てはまる場合には、センサがステップ３で欠陥なしとして格付けされ、このことが当てはまらない場合には、ステップ１２において、両時点ｔ３，ｔ４の間の温度勾配Ｔ（ｔ４）−Ｔ（ｔ３）が、この時間範囲内での温度低下に対する最小値よりも大きいかまたは最小値に等しいかどうかがチェックされる。このことが当てはまる場合には、センサがステップ３で欠陥なしと格付けされ、このことが当てはまらない場合には、ステップ１３において、時点ｔ４における温度Ｔ（ｔ４）が温度Ｔｍａｘ（ｔ４）よりも小さいかどうかがチェックされる。このことが当てはまる場合には、センサが同じくステップ３で欠陥なしと格付けされ、また、このことが当てはまらない場合には、センサがステップ１４で最終的に欠陥ありと特徴付けられる。

温度経過の例を示す図である。 センサによって測定された、エンジンストップ後の温度経過を示す図である。 当該方法のフローチャートである。

Claims (3)

1. 内燃機関の冷却水回路に配置された、測定された温度に関連した電気的な信号を送出することができる温度センサの機能性を監視するための方法において、当該方法が、以下のステップ：すなわち、
   １．１ センサが、エンジンストップ（ｔ１）時に冷却液温度の所定の最大値（Ｔｍａｘ）を示す場合に、センサを、欠陥を備えている可能性があると特徴付け；
   １．２ 欠陥を備えている可能性があるセンサによって測定された、エンジンストップ（ｔ１）後の第１の時点（ｔ２）までの冷却液温度の第１の勾配を規定し、該勾配（ΔＴ１＝（Ｔ２−Ｔ１）／（ｔ２−ｔ１））が、所定の最小値を上回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付け；
   １．３ 欠陥を備えている可能性があるセンサによって測定された、エンジンストップ（ｔ１）後の時点（ｔ３）と時点（ｔ４）との間の冷却液温度の第２の勾配を規定し、該第２の勾配（ΔＴ２＝（Ｔ４−Ｔ３）／（ｔ４−ｔ３））が、所定の最小値を上回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付け；
   １．４ 欠陥を備えている可能性があるセンサによってエンジンストップ（ｔ１）後の時点（ｔ４）で測定された冷却液温度を規定し、該冷却液温度（ＴＫ）が、所定の最大値（Ｔｍａｘ（ｔ４））を下回っている場合に、センサを欠陥なしと特徴付ける：
   を有していることを特徴とする、温度センサの機能性を監視するための方法。
2. センサが、欠陥を備えている可能性があると特徴付けられる場合に、エンジンランオンを延長する、請求項１記載の方法。
3. センサが、エンジンストップ前に常時冷却液温度の最大値を示す場合に、センサを、欠陥を備えている可能性があると特徴付ける、請求項１または２記載の方法。

Images