WO2003034081A1 - Verfahren und vorrichtung zur kurzschlusserkennung von signalleitungen eines sensors, insbesondere eines klopfsensors für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kurzschlusserkennung von signalleitungen eines sensors, insbesondere eines klopfsensors für eine brennkraftmaschine Download PDF

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Oskar Torno
Axel Heinstein
Carsten Kluth
Werner Haeming
Michael Baeuerle
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for short-circuit detection of signal lines of a sensor, in particular a knock sensor for an internal combustion engine.
  • Knocking tendency can be reduced by various measures, including short combustion distances with a central spark plug position, a compact combustion chamber, high turbulence in the combustion chamber, fuel with a higher octane number, Avoiding hot spots in the combustion chamber, lower compression ratio and colder mixture intake temperature, etc.
  • knock control Since the engine should always be operated close to the knock limit with good fuel consumption, electronic engine controls usually have a knock control.
  • An important component of this knock control is a knock sensor, which detects the high-frequency vibrations of the knock on the cylinder wall and converts them into electrical vibrations, which are then analyzed for the presence of knock.
  • knock sensors are connected to a knock sensor evaluation IC for this purpose via an input switch.
  • the input circuit provides e.g. is a high pass, i.e. an applied DC voltage is suppressed.
  • the knock sensor evaluation IC the high-frequency signal is amplified, filtered and integrated during an observation period.
  • the integrator result is read in by a microcontroller, processed and used for knock detection.
  • a moving average (reference level) is determined from the processed integrator signal.
  • a dropped knock sensor can be identified by means of this reference level.
  • the method according to the invention with the features of claim 1 and the corresponding device according to claim 7 have the advantage over the known approach that possible short circuits of the sensor lines according to the supply potentials, in particular ground and battery voltage, can be detected in a simple manner.
  • the idea on which the present invention is based is to superimpose a reference potential on the respective sensor line, the presence of which is monitored, in the event of a deviation from the reference potential a short circuit against one of the supply potentials can be concluded. In the event of a short circuit, it is easy to activate a replacement measure for engine protection, which means that incorrect knock control and resulting engine damage can be avoided.
  • a static reference potential is applied to a respective signal line with the interposition of a resistor.
  • the senor is a knock sensor with two signal lines, a static reference potential being applied to each signal line with the interposition of a corresponding resistor and the static potential present on the respective signal line being detected for short-circuit detection.
  • an analog / digital conversion of the static potential present on the respective signal line is carried out for detection.
  • an analog comparison of the static potential present on the respective signal line is carried out for detection.
  • a respective control signal for activating a motor protection measure is generated if a short circuit is detected.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the short-circuit detection device according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a third embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • KS denotes a conventional knock sensor, which converts structure-borne noise into electrical vibrations.
  • the contacts of the knock sensor open into the nodes K3 or K4, from which the leads LI, L2 or L3, L4 originate.
  • the leads L3, L4 are connected to a conventional knock sensor evaluation IC.
  • the leads LI, L2 lead to a short-circuit detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the second feed line L2 is connected at the node K2 to a first connection of a second resistor R2, the second connection of which is connected to the reference potential U Re f.
  • a second analog / digital converter AD2 is also connected to the second feed line L2.
  • the two analog / digital converters AD1, AD2 are connected to an evaluation device AW, which evaluates the digitized static potential present at the leads LI, L2.
  • the reference potential U Ref is present on the lead LI since the inputs of the first analog / digital converter are AD1 or the knock sensor evaluation IC. Analogously, the reference potential U Ref is also present on the second supply line L2 in the event of a short circuit. Accordingly, the static potential detected by the evaluation device AW on each of the two supply lines LI, L2 is equal to the reference signal U Ref .
  • the corresponding static potential present on the line is drawn to approximately ground, which can be detected by the evaluation device AW.
  • the static potential of the respective supply line LI, L2 is drawn to a corresponding differential potential between U ref and the battery voltage, which can also be recorded in the evaluation device AW. If such a short circuit is detected on at least one of the supply lines LI, L2, the evaluation device delivers a corresponding control signal SS.
  • This control signal SS is, for example, a logical signal of one bit corresponding to the short-circuit-free state or the short-circuit state.
  • This control signal can be used to take a suitable engine protection measure in the event of a short circuit, for example to set the ignition angle such that knocking no longer occurs, or to set the engine control to a constant value or to limit it to a specific control range.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • the signal lines LI, L2 are routed to the knock sensor evaluation IC via the short-circuit detection device.
  • the first and second analog / digital converters AD1 and AD2 are also present.
  • the respective output signal of the analog / digital converter AD1, AD2 is sent to a first or second evaluation device AW1, AW2, which generates a respective control signal SSI or SS2 in the event of a short circuit.
  • the respective line potential superimposed on the reference potential is passed on from the analog / digital converters AD1, AD2 to the knock sensor evaluation IC.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a third embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • the short-circuit detection device is in a signal branch with the lines LI, L2, which is different from the knock evaluation.
  • no analog / digital conversion is used to test the short circuit, but an analog comparison of the static potential on the respective supply line LI, L2 with the reference potential U ref in a respective comparator Cl or C2. If the static line potential is different from the reference potential, a respective control signal SSI "or SS2" is generated by the corresponding compa rator Cl, C2 generated, which can be used to activate said engine protection measure.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth embodiment of the short-circuit detection device according to the invention.
  • the short-circuit detection device is in a signal branch with the lines LI, L2, which is different from the knock evaluation.
  • ADD denotes an adder, Cl ⁇ or C2 ⁇ a respective comparator, US and OS a lower or upper threshold potential, UT a sum voltage as the output signal of the adder and SS1 , ⁇ or SS2 ⁇ respective control signals as output signals of the comparators C1, C2 ⁇ .
  • the total voltage UT is in the range between the lower threshold potential US and the upper threshold potential OS, there is no error. Falls below the sum- gnal UT the lower threshold potential US, there is a short circuit to ground. If the sum signal UT exceeds the upper threshold potential OS, there is a short circuit to the battery voltage.
  • control signals SS1 " ⁇ or SS2" ⁇ from the corresponding comparator Cl, C2 ⁇ , which can be used to activate the motor protection measure.
  • the input circuit need not necessarily be a high pass.
  • the device for short-circuit detection of signal lines of the sensor in particular the knock sensor for an internal combustion engine, is shown separately in the above exemplary embodiments, it can also be integrated into a (knock) sensor evaluation IC.
  • the entire signal processing and knock detection can also be carried out in a microcontroller of the engine control.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kurzschlusserkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors (KS) für eine Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäss erfolgen ein Anlegen eines statischen Referenzpotentials (Uref) an eine jeweilige Signalleitung (L1, L2) unter Zwischenschaltung eines Widerstandes (R1, R2); ein Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung (L1, L2) anliegenden statischen Potentials; und ein Erkennen eines Kurzschlusses im Fall, dass das erfasste statische Potential ausserhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine .
Obwohl auf beliebige Sensoren anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf einen Klopfsensor für eine Brennkraftmaschine erläutert.
Eine abnormale Störung der Verbrennung bei Brennkraftmaschinen bildet bekannterweise das Klopfen, welches mechanische Druckwellen bzw. Körperschall hoher Frequenz verursacht, die bei längerem Betrieb gravierende Motorschäden verursachen können.
Die Klopfneigung kann durch verschiedene Maßnahmen herabgesetzt werden, unter anderem durch kurze Brennwege mit einer mittigen Zündkerzenlage, einen kompakten Brennraum, hohe Turbulenz im Brennraum, Kraftstoff mit höherer Oktanzahl, Vermeiden von heissen Stellen im Brennraum, geringeres Verdichtungsverhältnis und kältere Gemischansaugtemperatur, etc.
Da der Motor bei gutem Kraftstoffverbrauch immer in der Nähe der Klopfgrenze betrieben werden soll, haben elektronische Motorsteuerungen üblicherweise eine Klopfregelung. Ein wichtiger Bestandteil dieser Klopfregelung ist ein Klopfsensor, welcher an der Zylinderwand die hochfrequenten Schwingungen des Klopfens erfaßt und in elektrische Schwingungen umwandelt, welche dann hinsichtlich des Vorliegens von Klopfen analysiert werden.
Bekannte Klopfsensoren sind zu diesem Zweck über eine Eingangseinschaltung an einem Klopfsensor-Auswertungs-IC angeschlossen. Die Eingangsschaltung stellt z.B. einen Hochpass dar, d.h. eine anliegende Gleichspannung wird unterdrückt. In dem Klopfsensor-Auswertungs-IC wird das hochfrequente Signal verstärkt, gefiltert und während eines Beobachtungszeitraums aufintegriert . Das Integratorergebnis wird von einem Mikrocontroller eingelesen, aufbereitet und zur Klopferkennung verwendet. Aus dem aufbereiteten Integratorsignal wird ein gleitender Mittelwert (Referenzpegel) bestimmt. Mittels dieses Referenzpegels kann ein abgefallener Klopfsensor erkannt werden.
Jedoch können Kurzschlüsse der Sensorleitungen gegen Masse oder Batteriespannung in der Regel mit der normalen Hoch- f equentenauswertungstechnik nicht erkannt werden, weil das Massesignal oder Batteriespannungssignal (üblicherweise 12 Volt) sehr stark verrauscht sind. Die verrauschte Masse bzw. Batteriespannung haben im auszuwertenden Frequenzbereich noch derart große Amplituden, dass sich die entsprechenden Referenzwerte im Kurzschlussfall nur unwesentlich von den Signalen bei normalem Motorbetrieb unterscheiden. Somit kann dieser Kurzschlussfehler mit der normalen Hoch- frequenzensignalauswertetechnik nicht erkannt werden, und aufgrund des Hochpasses in der Eingangsbeschaltung ist eine Potentialabfrage an den Zuleitungen nicht möglich.
Werden Kurzschlüsse der Sensorleitungen gegen Masse oder Batteriespannung nicht erkannt, so kann dies zu Fehlern in der Klopfregelung und daraus resultierenden Motorschäden führen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. die entsprechende Vorrichtung nach Anspruch 7 weisen gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, daß mögliche Kurzschlüsse der Sensorleitungen nach den Versorgungspotentialen, insbesonder Masse und Batteriespannung, auf einfache Art und Weise erkannt werden können.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, der jeweiligen Sensorleitung ein Referenzpotential zu überlagern, dessen Vorhandensein überwacht wird, wobei im Falle einer Abweichung von dem Referenzpotential auf einen Kurzschluss gegen eines der Versorgungspotentiale geschlossen werden kann. Im Kurzschlussfall lässt sich somit leicht eine Ersatzmaßnahme zum Motorschutz aktivieren, wodurch eine fehlerhafte Klopfregelung und daraus resultierende Motorschäden vermieden werden können.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung geschieht das Anlegen eines statischen Referenzpotentials an eine jeweilige Signalleitung unter Zwischenschaltung eines Widerstandes.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Sensor ein Klopfsensor mit zwei Signalleitungen, wobei ein Anlegen eines statischen Referenzpotentials an jede Signalleitung unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Widerstandes und ein Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung anliegenden statischen Potentials zur Kurzschlußerkennung durchgeführt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird zum Erfassen eine Analog/Digital-Wandlung des an der jeweiligen Signalleitung anliegenden statischen Potentials durchgeführt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wirdzum Erfassen ein Analogvergleich des an der jeweiligen Signalleitung anliegenden statischen Potentials durchgeführt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird im Fall des Erkennens eines Kurzschlusses ein jeweiliges Steuersignal zum Aktivieren einer Motorschutzmaßnahme erzeugt.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungs orrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungs orrichtung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung; und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung.
In Figur 1 bezeichnet KS einen üblichen Klopfsensor, welcher Körperschall in elektrische Schwingungen umsetzt. Die Kontakte des Klopfsensors münden in die Knoten K3 bzw. K4, von denen die Zuleitungen LI, L2 bzw. L3, L4 ausgehen.
Die Zuleitungen L3, L4 sind mit einem üblichen Klopfsensor- Auswertungs-IC verbunden. Die Zuleitungen LI, L2 führen zu einer Kurzschlusserkennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Am Knoten Kl an der Leitung LI der erste Anschluss eines ersten Widerstandes R2, dessen zweiter Anschluss mit einem Referenzpotential URef verbunden ist. Die zweite Zuleitung L2 ist am Knoten K2 mit einem ersten Anschluss eines zweiten Widerstandes R2 verbunden, dessen zweiter Anschluss mit dem Referenzpotential URef verbunden ist. Weiterhin verbun- den mit der ersten Zuleitung LI ist ein erster Analog/ Di- gital-Wandler AD1. Weiterhin verbunden mit der zweiten Zuleitung L2 ist ein zweiter Analog/Digital-Wandler AD2. Die beiden Analog/Digital-Wandler AD1, AD2 sind mit einer Auswerteeinrichtung AW verbunden, welche das an den Zuleitungen LI, L2 anliegende digitalisierte statische Potential auswertet .
Im Fall das die Zuleitung LI keinen Kurzschluss nach Masse oder Batteriespannung aufweist, liegt an der Zuleitung LI das Referenzpotential URef da die Eingänge des ersten Ana- log/Digital-Wandlers AD1 bzw. des Klopfsensor-Auswertungs- IC sind. Analog dazu liegt an der zweiten Zuleitung L2 im kurzschlussfreien Fall ebenfalls das Referenzpotential URef. Dementsprechend ist das von der Auswerteeinrichtung AW er- fasste statische Potential auf jeder der beiden Zuleitungen LI, L2 gleich dem Referenzsignal URef.
Im Falle eines Kurzschlusses nach Masse einer der beiden Zuleitungen LI, L2 wird das entsprechende an der Leitung anliegende statische Potential auf näherungsweise Masse gezogen, was sich durch die Auswerteeinrichtung AW erfassen lässt. Im Kurzschlussfall gegen Batteriespannung wird das statische Potential der jeweiligen Zuleitung LI, L2 auf ein entsprechendes Differenzpotential zwischen Uref und der Batteriespannung gezogen, was sich ebenfalls in der Auswerteeinrichtung AW erfassen läßt. Sollte auf mindestens eine der Zuleitungen LI, L2 ein derartiger Kurzschluss festgestellt werden, so liefert die Auswerteeinrichtung ein entsprechendes Steuersignal SS. Dieses Steuersignal SS ist beispielsweise ein logisches Signal von einem Bit entsprechend dem kurzschlussfreien Zustand bzw. dem Kurzschlusszustand.
Dieses Steuersignal kann dazu verwendet werden, eine geeignete Motorschutzmaßnahme im Kurzschlussfall zu ergreifen, beispielsweise beispielsweise die Zündwinkel derart einzustellen, daß kein Klopfen mehr auftritt, oder die Motorregelung auf einen konstanten Wert zu setzen oder auf einen bestimmten Regelbereich zu begrenzen.
Da auch die statischen Potentiale auf den Leitungen LI, L2 gewissen Fluktuationen unterworfen sind, ist es zweckmäßig, auf einen Kurzschlussfall dann zu erkennen, wenn das jeweilige erfasste statische Leitungspotential außerhalb eines bestimmten Wertbereichs liegt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 2 werden im Unterschied zur oben erläuterten ersten Ausführungsform die Signalleitungen LI, L2 über die Kurzschlusserkennungsvor- richtung zum Klopfsensor-Auswertungs-IC geleitet. Analog wie im ersten Ausführungsbeispiel erfolgt das Anlegen des Referenzpotentials URef über einen jeweiligen Widerstand Rl bzw. R2 an den Knoten Kl bzw. K2.
Auch sind der erste und zweite Analog/Digital-Wandler ADl und AD2 vorhanden. Das jeweilige Ausgangssignal des Ana- log/Digital-Wandlers ADl, AD2 wird an eine erste bzw. zweite Auswerteeinrichtung AW1, AW2 geleitet, welche im Kurzschlussfall ein jeweiliges Steuersignal SSI bzw. SS2 erzeugt. Bei dieser Ausführungsform wird das mit dem Referenzpotential überlagerte jeweilige Leitungspotential weiter von den Analog/Digital-Wandlern ADl, AD2 an den Klopf- sensor-Auswertungs-IC geführt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß Figur 3 ist wie bei der ersten Ausführungsform die Kurzschlusserkennungsvor- richtung in einem von der Klopfauswertung verschiedenen Signalzweig mit den Leitungen LI, L2. Bei dieser dritten Ausführungsform wird keine Analog/Digital-Wandlung zur Prüfung des Kurzschlussfalls angewendet, sondern ein analoger Vergleich des statischen Potentials auf der jeweiligen Zuleitung LI, L2 mit dem Referenzpotential Uref in einem jeweiligen Komparator Cl bzw. C2. Ist das statische Leitungspotential verschieden vom Referenzpotential, so wird ein jeweiliges Steuersignal SSI" bzw. SS2" vom entsprechenden Kompa- rator Cl, C2 erzeugt, welches zur Aktivierung der besagten Motorschutzmaßnahme verwendbar ist.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kurzschlußerkennungsvorrichtung.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß Figur 4 ist wie bei der ersten Ausführungsform die Kurzschlusserkennungsvor- richtung in einem von der Klopfauswertung verschiedenen Signalzweig mit den Leitungen LI, L2.
In Fig. 4 bezeichnet ADD einen Addierer, Cl λ bzw. C2 λ einen jeweiligen Komparator, US und OS ein unteres bzw. oberes Schwellpotential, UT eine Summenspannung als Ausgangssignal des Addierers und SS1 bzw. SS2 Λ jeweilige Steuersignale als Ausgangssignale der Komparatoren C1 , C2 λ .
Bei dieser vierten Ausführungsform wird ebenfalls keine Analog/Digital-Wandlung zur Prüfung des Kurzschlussfalls angewendet, sondern ein analoger Vergleich der Summenspannung UT als durch den Addierer gebildete Summe des statischen Potentials auf der jeweiligen Zuleitung LI, L2 mit dem unteren Schwellpotential US bzw. dem oberen Schwellpotential OS in einem jeweiligen Komparator C2 λ bzw. C1 .
Liegt die Summenspannung UT in dem Bereich zwischen dem unteren Schwellpotential US und dem oberen Schwellpotential OS, ist kein Fehler vorhanden. Unterschreitet das Summensi- gnal UT das untere Schwellpotential US, so liegt ein Kurzschluß nach Masse vor. Überschreitet das Summensignal UT das obere Schwellpotential OS, so liegt ein Kurzschluß nach Batteriespannung vor.
Alle diese Zustände lassen sich durch die Steuersignale SSl"λ bzw. SS2"Λ vom entsprechenden Komparator Cl , C2 λ erkennen, welche zur Aktivierung der besagten Motorschutzmaßnahme verwendbar sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand relativ einfacher Beispiele zur direkten bzw. indirekten Erfassung des Potentials auf den Signalleitungen beschrieben worden ist, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern es können wesentlich kompliziertere Erfassungsschaltungen verwendet werden. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Überlagerung eines statischen Potential über das auf der jeweiligen Signalleitung anliegende zeitlich veränderliche Signal, welches das eigentliche Sensorsignal ist.
Auch muß die Eingangsschaltung nicht unbedingt einen Hochpaß darstellen. Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen die Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen des Sensors, insbesondere des Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine, separat dargestellt ist, kann sie auch in einen (Klopf) - Sensor-Auswertungs-IC integriert werden. Auch kann die gesamte Signalverarbeitung und Klopferkennung in einem Mikro- kontroller der Motorsteuerung vorgenommen werden.
Verfahren und Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine
BEZUGSZEICHENLISTE :
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Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors für eine BrennkraftmaschinePATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors (KS) für eine Brennkraftmaschine, mit den Schritten:
Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URef) an eine jeweilige Signalleitung (LI, L2);
Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2) anliegenden statischen Potentials; und
Erkennen eines Kurzschlusses im Fall, daß das erfaßte statische Potential außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URef) an eine jeweilige Signalleitung (LI, L2 ) unter Zwischenschaltung eines Widerstandes (Rl, R2) geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Klopfsensor (KS) mit zwei Signalleitungen (LI, L2) ist, wobei ein Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URef) an jede Signalleitung (LI, L2 ) unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Widerstandes (Rl, R2) und ein Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2) anliegenden statischen Potentials zur Kurzschlußerkennung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen eine Analog/Digital-Wandlung des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2) anliegenden statischen Potentials durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen ein Analogvergleich des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2 ) anliegenden statischen Potentials durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall des Erkennens eines Kurzschlusses ein jeweiliges Steuersignal (SS; SSI, SS2; SS1 SS2Λ; SS1Λ SS2,X) zum Aktivieren einer Motorschutzmaß ah- e erzeugt wird.
7. Vorrichtung zur Kurzschlußerkennung von Signalleitungen eines Sensors, insbesondere eines Klopfsensors für eine Brennkraftmaschine, mit: einer Potentialerzeugungseinrichtung zum Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URef) an eine jeweilige Signalleitung (LI, L2) ;
einer Erfassungseinrichtung (ADl, AD2; Cl, C2; ADD) zum Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2) anliegenden statischen Potentials; und
einer Erkennungseinrichtung (AW; AW1, AW2; Cl, C2; Cl C2Λ) zum Erkennen eines Kurzschlusses im Fall, daß das erfaßte statische Potential außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialerzeugungseinrichtung zum Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URβf) an eine jeweilige Signalleitung (LI, L2) unter Zwischenschaltung eines Widerstandes (Rl, R2) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Klopfsensor (KS) mit zwei Signalleitungen (LI, L2) ist, wobei die Potentialerzeugungseinrichtung ein Anlegen eines statischen Referenzpotentials (URef) a jede Signalleitung (LI, L2) unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Widerstandes (Rl, R2) und die Erfassungseinrichtung (ADl, AD2; Cl, C2; ADD) ein Erfassen des an der jeweiligen Signalleitung (LI, L2) anliegenden statischen Potentials zur Kurzschlußerkennung durchführt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (ADl, AD2; Cl, C2; ADD) einen jeweiligen Analog/Digital-Wandler (ADl, AD2) zur Analog/Digital-Wandlung des an der jeweiligen Signalleitung
(LI, L2) anliegenden statischen Potentials aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (ADl, AD2; Cl, C2; ADD) einen jeweiligen Komparator (Cl, C2) zum Durchführen eines Analogvergleichs des an der jeweiligen Signalleitung (Ll, L2) anliegenden statischen Potentials mit dem jeweiligen Referenzpotential (URef) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (ADl, AD2; Cl, C2; ADD) einen Addierer (ADD) zum Bilden einer Summenspannung (UT) der an der jeweiligen Signalleitung (Ll, L2) anliegenden statischen Potentiale aufweist und die Erkennungseinrichtung (AW; AW1, AW2; Cl, C2; Cl \ C2 λ ) einen jeweiligen Komparator (Cl C2A) zum Durchführen eines Analogvergleichs der Summenspannung (UT) mit einem unteren Schwellpotential (US) und einem oberen Schwellpotential (OS) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (AW; AW1, AW2; Cl, C2; Cl \ C2 Λ ) im Fall des Erkennens eines Kurzschlusses ein jeweiliges Steuersignal (SS; SSI, SS2; SS1Λ, SS2 zum Aktivieren einer Motorschutzmaßnahme erzeugt.
1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einen Klopfsen- sor-Auswertungs-IC (IC) oder Microcontroller integriert ist .
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