Steuersysteme für Verbrennungsmotoren umfassen eine Vielzahl von Sensoren, deren Signale im Zusammenhang mit der Laster- fassung für die Motorsteuerung ausgewertet werden. Der typi- sche Sensorenumfang umfasst dabei einen Luftmassenmesser zur Messung des dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassen- stroms, einen Umgebungsdrucksensor zur Messung des Umge- bungsdrucks des Verbrennungsmotors (Atmosphärendruck), Sen- soren zur Messung des Drosselklappenwinkels in Verbindung mit einer Drosselverstelleinrichtung sowie gegebenenfalls einen Sensor zur Messung der Ansauglufttemperatur. Da die Signale dieser Sensoren zur Ermittlung der Motorlast Verwen- dung finden, die wiederum für die Bildung der Stellgrößen wesentlich ist, besitzen diese Signale Einfluss auf die Ge- mischbildung und letztendlich die Abgaszusammensetzung. Eine Überwachung der korrekten Funktion dieser Sensoren ist also

mit Blick auf die steigenden Anforderungen an die Abgaszu- sammensetzung notwendig.

In Verbindung mit der Erfassung des Drosselklappenwinkels zeigt beispielsweise die DE-A 40 04 085 (US-Patent 5 260 877) die Verwendung von zwei zueinander redundanter Sensoren zur Erfassung des Drosselklappenwinkels, aus deren Signalen durch Vergleich der Signale miteinander eine Fehl- funktion eines der Sensoren abgeleitet wird.

Zur Überwachung eines Luftmassenmessers wird in der DE-A 195 13 370 (US-Patent 5 755 201) eine Vorgehensweise be- schrieben, bei welcher ein Fehler im Bereich des Luftmassen- messers angenommen wird, wenn das Ausgangssignal eines Lamb- da-Reglers einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, d. h. ei- ne übergroße Korrektur der Gemischbildung durch den Lambda- Regler erkannt wird.

Eine weitere Vorgehensweise zur Überwachung der Funktions- weise des Luftmassenmessers beschreibt die DE-A 197 40 918.

Dort wird auf der Basis von Modell-und Messgrößen abhängig vom erfassten Drosselklappenwinkel der Luftmassenstrom über der Drosselklappe ermittelt und mit dem vom Luftmassenmesser gemessenen Luftmassenstrom verglichen. In Abhängigkeit der Abweichung zwischen den beiden Größen wird wenigstens ein Korrekturfaktor gebildet. Die Größe dieses Korrekturfaktors kann als Indiz für Fehler im Bereich der Luftmassenerfassung über den Luftmassenmesser und/oder im Bereich der Luftmas- senerfassung über den Drosselklappenwinkel herangezogen wer- den.

In der DE 197 50 191 AI wird ein Luftmassenstromsignal ge- messen und ein weiteres Luftmassenstromsignal auf der Basis eines Drosselklappenstellungssignals berechnet. Die beiden Signale werden zueinander abgeglichen. Zur Fehlerüberwachung

werden die abgeglichenen Signale miteinander verglichen, wo- bei ein Fehler erkannt wird, wenn die beiden Signale unzu- lässig voneinander abweichen. Bei erkannten Fehlern wird ei- ne Momentenreduzierung und eine Fehlerseparierung vorgenom- men.

Da der Signalwert des Umgebungsdrucksensors je nach Ausfüh- rungsbeispiel z. B. bei dem beschriebenen Abgleich oder bei der Einstellung der Drosselklappe des Verbrennungsmotors ei- ne Rolle spielt, besteht auch Bedarf an einer Fehlererken- nung dieses Sensors.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 1 00 21 639.0 vom 04. Mai 2000 ist die Überwachung eines Umgebungsdrucksensors bekannt. Dort wird im ungedrosselten Betrieb des Verbrennungsmotors (d. h. bei geöffneter Drossel- klappe) das Signal des Umgebungsdrucksensors mit einem be- rechneten Saugrohrdruckwert verglichen. Bei unzulässigen Ab- weichungen dieser beiden Werte ist von einer Fehlfunktion auszugehen.

Vorteile der Erfindung Die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise erlaubt eine eindeutige Erkennung einer Fehlfunktion im Bereich der Umge- bungsdruckerfassung. Damit wird ein weiterer Signalpfad, der im Fehlerfall für die Abgaszusammensetzung relevante Auswir- kungen haben kann, abgesichert. Entsprechende Forderungen werden zuverlässig erfüllt.

Besonders vorteilhaft ist, dass sich die Erkennung auf vor- handene Signale abstützt, ohne dass zusätzliche Bauelemente, beispielsweise ein redundanter Sensor, eingesetzt werden müssen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuerein- heit zur Steuerung eines Verbrennungsmotors, während in Fi- gur 2 ein detailliertes Ablaufdiagramm des bevorzugten Aus- führungsbeispiels zur Erkennung eines Fehlers im Umgebungs- drucksensor gezeigt ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Figur 1 zeigt eine elektronische Steuereinheit 10 zur Steue- rung eines Verbrennungsmotors, die über einen Mikrocomputer 12, eine Eingangsschaltung 14, eine Ausgangsschaltung 16 so- wie ein diese Elemente verbindendes Kommunikationssystem 18 umfasst. Der Eingangsschaltung 14 werden verschiedene Ein- gangsleitungen zugeführt, welche die Steuereinheit 10 mit Messeinrichtungen zur Erfassung verschiedener Betriebsgrößen des Motors und/oder des Fahrzeugs verbindet. Mit Blick auf das nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel sind insbesondere die folgenden Eingangsleitungen zu nennen : Eine Eingangsleitung 20 von einer Messeinrichtung 22 zur Er- fassung der Fahrpedalstellung wped, eine Eingangsleitung 24 von wenigstens einem Abgassensor 26 zur Erfassung einer Grö- ße für die Abgaszusammensetzung lambda, eine Eingangsleitung 28 von wenigstens einer Messeinrichtung 30 zur Erfassung des Drosselklappenwinkels adk, eine Eingangsleitung 32 von einem Luftmassenmesser 34 zur Erfassung des dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstroms mshfm, eine Eingangsleitung 36 von einem Umgebungsdrucksensor 38 zur Erfassung des Umge-

bungsdrucks pu (entspricht dem Atmosphärendruck), eine Ein- gangsleitung 40 von einem Temperatursensor 42 zur Erfassung der Umgebungstemperatur tu, eine Eingangsleitung 44 von ei- ner Messeinrichtung 46 zur Erfassung der Ansauglufttempera- tur tans. Ferner sind Eingangsleitungen 48 bis 52 von Mess- einrichtungen 54 bis 58 vorgesehen, über die weitere Be- triebsgrößen wie beispielsweise Saugrohrdruck, Motortempera- tur, Motordrehzahl, etc. erfasst werden. Über die Ausgangs- schaltung 16 werden Steuergrößen für den Verbrennungsmotor über entsprechende Ausgangsleitungen ausgegeben. In Figur 1 sind beispielhaft eine Ausgangsleitung 60 zur Steuerung ei- ner elektrisch betätigbaren Drosselklappe 62, Ausgangslei- tungen 64 zur Einstellung der Zündung, Ausgangsleitungen 66 zur Ansteuerung von Einspritzventilen und eine Ausgangslei- tung 68 zur Betätigung einer Warnlampe 70 dargestellt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zur Steuerung des Verbrennungsmotors im Rahmen der im Mikrocomputer 12 imple- mentierten Programme abhängig von wenigstens dem Fahrpedal- stellungssignal wped ein Sollmomentenwert vorgegeben, wel- cher in einen Solldrosselklappenwinkel umgewandelt wird.

Dieser wird im Rahmen einer Lageregelung durch Betätigen der elektrisch steuerbaren Drosselklappe 62 eingestellt. Die Stellsignale für Zündung und Kraftstoffeinspritzung werden auf der Basis des durch Last und Drehzahl charakterisierten Betriebszustandes sowie gegebenenfalls der Abweichung zwi- schen Ist-und Sollmoment gebildet.

Ferner wird auf der Basis des Luftmassensignals ein Istwert (z. B. Istmomentenwert) gebildet. Aus Redundanzgründen wird abhängig von Drosselklappenstellungssignal ein Wert für die Luftmassenstömung über der Drosselklappe bestimmt. Dabei wird bevorzugt ein mittels eines Saugrohrmodells ermittelter modellierter Saugrohrdruck verwendet. Durch Vergleich der Luftmassenströme werden Korrekturwerte ermittelt, die die

Luftmassenstromerfassung und die Drosselklappeneinstellung korrigieren. Auch eine solche Vorgehensweise ist aus dem Stand der Technik bekannt.

Sowohl bei der Berechnung der Luftmassenstömung über der Drosselklappe als auch bei Berechnung in den Solldrossel- klappenwinkel wird das Umgebungsdrucksignal ausgewertet.

Ferner spielen der vom Luftmassenmesser gemessene Luftmas- senstrom, der durch die Drosselklappengeber gemessenen Dros- selklappenwinkel und, wenn erfasst, die durch den Tempera- tursensor gemessene Ansauglufttemperatur eine wichtige Rol- le. Eine Überwachung dieser wesentlichen Einflussgrößen ist notwendig. Dabei erfolgt die Überwachung der Drosselklappen- winkelerfassung in der Regel durch redundante Sensoren, de- ren Abweichung auf eine vorgegebene Toleranz überprüft wird.

Eine weitere Diagnose stützt sich auf die unterschiedliche Ermittlung des Luftmassenstroms, der zum einen mit dem Luft- massenmesser gemessen, zum anderen abhängig vom Drosselklap- penwinkel berechnet wird. Liegen diese beiden Werte weit auseinander, wird zusätzlich abgefragt, ob die Lambdarege- lung das Luft-/Kraftstoffgemisch sehr stark korrigieren muss. Ist dies der Fall, wird von einem Fehler des Luftmas- senmessers ausgegangen, denn im bevorzugten Ausführungsbei- spiel stützt sich die Berechnung der einzuspritzenden Kraft- stoffmasse auf dieses Signal. Im anderen Fall wird von einem Fehler im sogenannten Drosselklappensystem (Größen Drossel- klappenwinkel, Umgebungsdruck, ggf. Ansauglufttemperatur und Saugrohrdruck) ausgegangen. Letzteres könnte durch die Umge- bungsdruckerfassung, die Ansauglufttemperaturerfassung, durch eine Leckage im Saugrohrtrakt oder durch die Saugrohr- druckerfassung bedingt sein.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat es sich ge- zeigt, dass das Umgebungsdrucksignal dann als fehlerhaft an- zunehmen ist, wenn wie oben dargestellt das Drosselklappen-

system fehlerhaft ist und die Drosselklappe weit geöffnet ist und der Umgebungsdruck vom Saugrohrdruck stark verschie- den ist und, wenn dieses Signal erfasst wird, das Ansaug- lufttemperatursignal plausibel ist.

Verallgemeinernd ist daher zur Diagnose des Umgebungsdruck- signals wie folgt vorzugehen. Das Umgebungsdrucksignal wird als fehlerhaft angenommen, wenn das abhängig vom Drossel- klappenwinkel gebildete Luftmassensignal fehlerbehaftet ist, die Drosselklappe weit offen ist und der Umgebungsdruck vom Saugrohrdruck stark verschieden ist und (bei Verwendung zur Bestimmung des drosselklappenwinkelgestützten Luftmassensig- nals) die Ansauglufttemperaturerfassung plausibel ist.

Ist also das Signal des Umgebungsdrucksensors verfälscht, so muss nach längerem Fahrbetrieb mit Volllastanteilen ein Feh- ler erkannt werden. Ist in die Diagnose wenigstens ein Fak- tor der Lambda-Regelung (der das Ausmaß der Gemischkorrektur repräsentiert) mit ein bezogen, so wird ein Fehler nur bei aktiver Regelung erkannt. Würde man nach Zurücksetzen des Faktors die Messung bei abgeschalteter Lambdaregelung wie- derholen, so wird, da ein Fehler im Drosselklappensystem nicht überprüft werden kann, kein Fehler des Umgebungsdruck- sensors angezeigt.

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung der oben dargestellten Diagnose des Umgebungsdrucksensors im bevor- zugten Ausführungsbeispiel. Das Ablaufdiagramm repräsentiert dabei ein im Mikrocomputer 12 der elektronischen Steuerein- heit 10 ablaufendes Programm, wobei die einzelnen Blöcke, Programmschritte, Programmteile oder Programme darstellen, während die Verbindungslinien den Informationsfluss reprä- sentieren.

Zunächst wird der Abgleichfaktor fkpvdk eingelesen, welcher aus der Abweichung zwischen dem gemessenen Luftmassenstrom und den abhängig vom Drosselklappenwinkel berechneten Luft- massenstrom repräsentiert. Dieser Abgleichfaktor wird wie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt bestimmt.

Der Faktor wird beispielsweise aus einer Integration dieser Abweichung ermittelt. Dieser Faktor dient zur Anpassung der Berechnung des Luftmassenstroms über der Drosselklappe und bewirkt letztendlich eine Anpassung der Massenströme (gemes- sener und berechneter) aneinander. Von dem Korrekturfaktor wird im der konkreten Ausführung in der Verknüpfungsstelle 100 der Wert l abgezogen, in 102 der Betrag dieses Wertes gebildet und im Vergleicher 104 mit einem Grenzwert vergli- chen, beispielsweise 15 Prozent. Der Korrekturfaktor stellt ein Maß dar, wie stark der über die Drosselklappenwinkel be- rechnete Luftmassenstrom von dem vom Luftmassenmesser gemes- senen abweicht. Der Vergleicher 104 erzeugt ein Signal, wenn der Korrekturfaktor größer als der vorgegebene Grenzwert ist. Ein zweiter Vergleichers 108 überprüft, ob ein die Ge- mischkorrektur repräsentierende Größe fra der Lambda- Regelung (z. B. der Langzeitanteil der Gemischkorrektur) ei- nen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. In einer konkreten Ausführung wird vom Gemischadaptionsfaktor in der Verknüp- fungsstelle 110 der Wert 1 abgezogen, in 112 der Betrag die- ser Differenz gebildet und im Vergleicher 108 mit dem Grenz- wert Sl, der in 114 gespeichert ist, verglichen. Unter- schreitet der Gemischadaptionsfaktor diesen Grenzwert, so ist davon auszugehen, dass das vom Luftmassenmesser gemesse- ne Luftmassensignal korrekt ist. Letzteres ist nämlich die Grundlage für die Kraftstoffmassenberechnung und somit für die Gemischbildung bestimmend. Wenn das gemessene Luftmas- sensignal korrekt ist, stimmt auch die Gemischzusammenset- zung, so dass die Lambdaregelung nicht stark korrigierend einzugreifen braucht. Ist der aus dem Gemischadaptionsfaktor abgeleitete Wert daher kleiner als der Grenzwert, so erzeugt

der Vergleicher 108 ein positives Signal. Die Signale der Vergleicher 108 und 104 werden in einer UND-Verknüpfung 106 zusammengeführt. Weicht der über die Drosselklappenstellung berechnete Luftmassenstrom vom gemessenen stark ab (positi- ves Signal des Vergleichers 104) und ist der Gemischkorrek- turfaktor unterhalb des Grenzwertes (positives Signal des Vergleichers 108), so erzeugt die UND-Verknüpfung 106 ein Ausgangssignal, welches einen Fehler im Drosselklappensystem (Berechnung des Luftmassenstrom abhängig vom Drosselklappen- winkel und anderen Betriebsgrößen) signalisiert.

In einem Vergleicher 120 wird überprüft, ob der gemessene Drosselklappenwinkel adk einen Schwellenwert S2 (122) über- steigt. Ferner wird in einem Vergleicher 124 überprüft, ob ein in 126 gebildeter Betrag der in 128 gebildeten Abwei- chung zwischen Saugrohrdruck (bevorzugt modelliert) und Um- gebungsdruck pu einen Schwellenwert S3 (130) überschreitet bzw. ob dieser Schwellenwert kleiner als der Betrag ist. Die Signale der Vergleicher 120 und 124 werden von einer UND- Verknüpfung 118 zusammengefasst. Geben beide Vergleicher po- sitive Signale ab (Drosselklappenwinkel größer als S2, d. h. nahezu vollständig geöffnet, Betrag der Abweichung zwischen Saugrohrdruck und Umgebungsdruck größer als S3) erzeugt die Und-Verknüpfung 118 ein positives Signal, welches einen Feh- ler beim Druckvergleich in Volllast anzeigt. Da wie im ein- gangs genannten Stand der Technik dargestellt auf der Basis des Luftmassenmessersignals der Saugrohrdruck modelliert wird, wird bei offener Drosselklappe, wenn der Drosselklap- penwinkel den Schwellenwert S2 unterschreitet, der Umge- bungsdruck mit dem modulierten Saugrohrdruck verglichen.

Beide Werte müssen bei fehlerfreiem Umgebungsdruck und Saug- rohrdruck im Wesentlichen übereinstimmen. Wird also dennoch eine Abweichung zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck erkannt, so muss, da das Luftmassenmessersignal korrekt ist,

der Fehler im Lufttemperatur-oder Umgebungsdrucksensor lie- gen.

Die Signale der Und-Verknüpfungen 106 und 118 werden einer weiteren Und-Verknüpfung 116 zugeführt. Diese erzeugt ein positives Signal, wenn an ihren Eingängen entsprechende Sig- nale der Verknüpfungen 106 und 118 liegen, d. h. wenn das Drosselklappensystem fehlerbehaftet und der Druckvergleich fehlerhaft war. In diesem Fall ist ein Fehler in der Saug- rohrdruckermittlung auszuschließen (da die Luftmassenmessung in Ordnung ist), so dass das positive Ausgangssignal der Und-Verknüpfung 116 einen Fehler im Umgebungsdrucksensor o- der im Lufttemperatursensor anzeigt.

Die Plausibilität des Lufttemperatursignals wird dadurch festgestellt, dass die Abweichung zwischen dem Umgebungstem- peratursignal tu und dem Ansauglufttemperatursignal tans in der Verknüpfungsstelle 134 gebildet wird. Der Betrag dieser Abweichung (136) wird in einem Vergleicher 138 mit einem Schwellenwert S4 (140) verglichen. Ferner wird ein Luftströ- mungssignal ml (z. B. das Signal des Luftmassenmesser) in ei- nem Vergleicher 142 mit einem Schwellenwert S5 (144) vergli- chen. Ist also bei großer Luftströmung die Abweichung zwi- schen Umgebungstemperatur und Ansauglufttemperatur kleiner als ein Schwellenwert, so wird durch eine Und-Verknüpfung 144 der beiden Informationen von einem plausiblen Lufttempe- ratursensorsignal ausgegangen.

Die Signale der Und-Verknüpfungen 116 und 144 werden einer Und-Verknüpfung 132 zugeführt. Liegt an deren Eingänge posi- tive Signale an (wenn das Lufttemperatursensorsignal plausi- bel ist und die UND-Verknüpfung 116 einen Fehler anzeigt), wird von einem Fehler des Umgebungsdrucksensors ausgegangen und ein entsprechendes Signal ausgesendet. Dieses führt dann

beispielsweise zu einem Eintrag im Fehlerspeicher oder zu einem Ansteuern der Warnlampe 70.

Die oben beschriebene Vorgehensweise wird in einem bevorzug- ten Ausführungsbeispiel angewendet. In anderen Ausführungs- beispielen liegen andere Randbedingungen vor, beispielsweise wird der Saugrohrdruck nicht modelliert, sondern gemessen.

In diesem Fall muss die korrekte Messung des Saugrohrdrucks auf andere Weise abgesichert sein. Ferner wird in anderen Ausführungsbeispielen die Umgebungslufttemperatur bei der Lasterfassung nicht berücksichtigt, so dass auf die Plausi- bilisierung dieses Signals verzichtet werden kann. Ferner werden in anderen Ausführungsbeispielen andere Korrekturfak- toren gebildet, welche die Abweichung zwischen drosselklap- penbasiertem und gemessenem Luftmassensignal darstellen. We- sentlich ist nur, dass ein diese Abweichung beschreibender Faktor gebildet wird, der dann den geschilderten Vergleichs- maßnahmen unterworfen wird.

In anderen Ausführungsbeispielen wird wiederum auf die Bil- dung eines drosselklappenwinkelbasierten Luftmassensignals gänzlich verzichtet, so dass dort zur Überprüfung des Umge- bungsdrucksensors lediglich ein Vergleich des gemessenen Luftmassensignals mit dem Gemischadaptionsfaktor stattfin- det, um sicherzustellen, dass das gemessene Luftmassensignal korrekt ist. Dann wird bei geöffneter Drosselklappe die Ab- weichung zwischen Saugrohrdruck und Umgebungsdruck auf einen vorbestimmten Grenzwert überprüft, so dass ein Fehler im Um- gebungsdrucksensor festgestellt wird, wenn bei korrektem ge- messenem Luftmassensignal eine zu große Abweichung zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck bei weit geöffneter Dros- selklappe vorliegt.

Ferner sind die anhand Figur 2 dargestellt Rechen-und Ver- gleichsschritte beispielhaft. Andere Realisierungen sind möglich, z. B. werden die Faktoren direkt verglichen (ohne Subtraktion von 1).