DE19544022C2 - Einrichtung zur Bereitstellung einer Höheninformation in einem Kraftfahrzeug, kartengestützter Ortungs- und Navigationsdatenträger, Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine unter Verwendung der Höheninformation und Einrichtung zur Diagnose abgasrelevanter Teile in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Einrichtung geht aus von einer Einrichtung zur Bereitstellung einer Höheninformation im Kraftfahrzeug, wie sie in der DE 37 10 081 C2 (US 4 803 966) behandelt wird. Dort ist ein Motorsteuerungssystem mit höhenabhängiger Kraftstoffeinspritzung offenbart. Ausgehend vom Grundgedanken, im Hinblick auf möglichst schadstoffarmes Abgas die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit einem bestimmten Kraftstoff-Luft-Gemisch zu betreiben, wird die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmasse gemessen und entsprechend der pro Hub in den Zylinder gelangenden Luftmasse eine entsprechende Kraftstoffmenge eingespritzt. Kommen nun im Kraftfahrzeug keine die Luftmasse messenden Systeme zum Einsatz, sondern luftmengenmessende Systeme, die eine Druckmessung im Luftansaugrohr mit einschließen, dann ist zur Bildung eines korrekten Luftmassenwertes die Berücksichti­ gung von Temperatur und der atmosphärischen Höhe erforderlich. Die obengenannte DE 37 10 081 C2 behandelt nun ein derartiges System mit dem Ziel, den Einfluß der Höhe bei der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge bei einer Brennkraftmaschine zu berücksichtigen.

Es ist üblich, die Höhe, in der sich ein Fahrzeug gerade befindet, mittels eines Höhensensors zu messen, der den absoluten Atmosphärendruck erfaßt und aus dem letzlich auf die Höhe geschlossen wird.

Als weitere bekannte Systeme im Rahmen eines Einsatzes in einem Kraftfahrzeug seien Ortungs- und Navigationssysteme erwähnt. Dabei geht es darum, die Position eines Kraftfahrzeuges in einem 2-dimensionalen Koordinatensystem zu bestimmen, mit dessen Hilfe dem Fahrer seine derzeitige Position angegeben werden kann. Dies mit dem Ziel, die Ausgangsdaten für ein Navigationssystem bereitzustellen, um dem Fahrer Hilfestellung bei der von ihm gewünschten Fahrt von einem Anfangspunkt zu einem Endpunkt zu geben. Als Literaturstelle sei hier beispielhaft erwähnt:

• - "EVA - Ein autarkes Ortungs- und Navigationssystem für Landfahrzeuge" aus "Bosch Technische Berichte" 8 (1986), Seite 7 ff.,
• - EP 394 517 B1, "Vehicle navigation system".

Diese Veröffentlichungen behandeln sogenannte kartengestützte Navigationssysteme, bei denen zuerst die Position eines Fahrzeugs bestimmt wird, die dann wiederum in Verbindung mit einem im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Kartenmaterial eine Empfehlung für eine Fahrtroute ausgeben können.

Die DE 38 01 888 A1 beschreibt ein Straßenführungssystem, bei welchem Straßeninformationen als einzelne Abschnitte von Verkehrswegen in Form von Vektoren gespeichert sind, die jeweils die Richtung, Länge und Steigung bezogen auf einen Ursprungspunkt angeben. Hinweise auf die Bereitstellung einer Informationsquelle für einen Höhenwert werden nicht gegeben.

Aufgabe in der Erfindung ist es nun, einen Ersatz für einen Höhensensor bzw. eine ergänzende Informationsquelle für den Höhenwert zu finden, damit das Ausgangssignal des Höhensensors auf seine Plausibilität hin abgefragt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch Merkmale des Patentanspruchs 1 oder des nebengeordneten Patentanspruchs 4 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 5 und 6 beschreiben Anwendungen dieser Lösung in Verbindung mit der Steuerung eines Kraftfahrzeugs.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und er­ läutert. Es zeigen Fig. 1 eine grobe Übersichtsdarstellung einer Motorsteuerung in einem Kraftfahrzeug mit den im Rah­ men der vorliegenden Erfindung wesentlichen Elementen und Fig. 2 ein Beispiel für eine spezielle Anwendung des Höhen­ signals.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt in grober Übersichtsdarstellung eine Steuerung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei mit 10 die Brennkraftmaschine selbst bezeichnet ist. Zu dieser Brennkraftmaschine 10 führt ein Luftansaugrohr 11 mit einer Drosselklappe 12, einem Luftmengensensor 13 sowie einem Ein­ spritzventil 14, das stellvertretend für mehrere Einspritz­ ventile stehen möge. In einem Abgasrohr 16 finden sich in Strömungsrichtung ein erster Abgas- bzw. Sauerstoffsensor 17, ein Katalysator 18 sowie ein zweiter Abgassensor 19. Ein elektronisches Steuergerät 20 verarbeitet neben den Signalen vom Luftmengensensor 13 sowie den beiden Abgassensoren 17 und 19 noch wenigstens ein an einem Eingang 21 anstehendes Drehzahlsignal sowie ein an einem Eingang 22 anstehendes Temperatursignal der Brennkraftmaschine 10, ferner wird dem Steuergerät 20 an einem Eingang 23 ein Höhensignal zur Ver­ fügung gestellt. Wenigstens aus diesen Größen bestimmt das Steuergerät 20 Ansteuersignale für das Einspritzventil 14 sowie über eine Ausgangsleitung 24 das Zündsystem.

Die Struktur und die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine ist hin­ länglich bekannt. Die Erfindung betrifft die Bereitstellung des zu berücksichtigenden Höhensignals.

Das am Eingang des Steuergeräts 23 anliegende Höhensignal entstammt einem Block 26, der über eine gestrichelt gezeich­ nete Leitung 27 mit einem Höhensensor 28 verbunden ist. Fer­ ner ist eine Positions-Erfassungseinrichtung 30 vorgesehen, die über einen Höhen-Erfassungsblock 31 mit Block 26 in Ver­ bindung steht.

Es sei betont, daß die aus Fig. 1 ersichtliche Aufteilung in verschiedene Blöcke (Steuergerät 20, Block 26, Höhen-Er­ fassungsblock 31 sowie gegebenenfalls auch Höhensensor 28 und Positions-Erfassungseinrichtung 30) lediglich der leich­ teren Erklärung der Erfindung dienen, denn selbstverständ­ lich können diese einzelnen Gegenstände bzw. Blöcke auch im Steuergerät 20 integriert sein.

Während nun das am Eingang 23 des Steuergeräts 20 zur Verfü­ gung stehende Höhensignal beim Stand der Technik unmittelbar dem Höhensensor 28 entstammt, verdeutlicht die Darstellung von Fig. 1, daß dieses Höhensignal alternativ auch aus dem Höhen-Erfassungblock 31 ausgehend von einem Positionssignal von der Positions-Erfassungseinrichtung 30 stammen kann. Ferner kann vorgesehen sein, daß Sensor 28 und Höhen-Erfas­ sungblock 31 ausgehend von einem Positionssignal von der Positions-Erfassungseinrichtung 30 an Block 26 eine Höhen­ information liefern und dort aufgrund der Redundanz der bei­ den Höhensignale eine Prüfung der beiden Signale und Auswahl eines plausiblen Signals erfolgen kann. Derartige Auswahlsy­ steme gehören ebenfalls dem Stand der Technik an. Beispiel­ haft sei auf Brennkraftmaschinensteuerungssysteme verwiesen, bei denen das von einem Drehzahlsensor aufgenommene Signal auf Plausibilität überwacht wird, um im Fehlerfall einen korrekten Wert auswähle und mit diesem dann weiterarbeiten zu können (DE 31 45 732 A1, Drehzahlsensorkontrolle, R 17463).

Wesentlich ist nun beim Gegenstand von Fig. 1, daß ausge­ hend vom Signal der Positions-Erfassungseinrichtung 30 im Höhen-Erfassungsblock 31 Mittel vorgesehen sind, mit denen aus der Position auf die dann gegebene atmosphärische Höhe geschlossen werden kann. Dies erfolgt im Rahmen einer zu­ sätzlichen Information im Kartenmaterial des Ortungs- bzw. Navigationssystems.

Dabei ist die Zuverlässigkeit der Höheninformation zwangs­ läufig abhängig von der Rasterung der Höheninformation bezo­ gen auf Positionswerte. Vorteilhaft sind z. B. Angaben ent­ sprechend den Höhenwerten in einer Landkarte, wobei dann Zwischenwerte über eine Interpolation bestimmbar sein kön­ nen.

Als weiterer Anwendungsfall für die Verwendung der Höhenin­ formation ausgehend von Positions-Erfassungseinrichtung 30 und Höhen-Erfassungsblock 31 ist die höhenabhängige Abschal­ tung oder Zuschaltung der Diagnose von abgasrelevanten Sy­ stemen in Kraftfahrzeugen. Hintergrund ist, daß die kalifor­ nische Umweltbehörde CARB verlangt, die Überwachung abgasre­ levanter Komponenten mit Bordmitteln bis zu einer Höhe von z. B. 2 400 m zu gewährleisten. Oberhalb dieser Höhe sind wegen geringerer Luftdichte manche Überwachungsfunktionen nicht mehr zuverlässig durchführbar. Deshalb wird die Über­ wachungsfunktion abgeschaltet, wenn erkannt wird, daß sich das Fahrzeug in einer Höhe oberhalb z. B. 2 400 m befindet. Dies ist in Fig. 2 in Form eines Flußdiagramms am Beispiel einer ein- und ausschaltbaren Diagnose für ein Abgasrückfüh­ rungssystem dargestellt. Dort kennzeichnet der Programmblock 30 das Lesen der Höhe aus der Höhenerfassung (z. B. Block 31 von Fig. 1). Es folgt eine Abfrage 31 dahingehend, ob der beispielhafte Wert von 2 400 m überschritten ist oder nicht. Wurde bereits eine größere Höhe erreicht, dann wird nach Block 32 die Diagnose für das Abgasrückführungssystem abge­ schaltet, während andernfalls nach Block 33 diese Diagnose zum Tragen kommt.

Dieses Beispiel von Fig. 2 macht deutlich, daß sich die Verarbeitung der Höheninformation aus einem Ortungs- bzw. Navigationssystem vor allem dann eignet, wenn im Hinblick auf die Speicherkapazitäten des Datenträgers für das Karten­ material lediglich grobe Höhenangaben zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall empfiehlt es sich auch ganz beson­ ders, die Höhenangaben aus dem Ortungssystem als Vergleichs­ werte für den eigentlichen Höhensensor 28 im Hinblick auf dessen Überwachung bzw. Kalibrierung heranzuziehen.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Bereitstellung einer Höheninformation in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass Höhenwerte als zusätzliche Informationen in einem kartengestützten Ortungs- oder Navigationssystem abgelegt sind und abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs Höhenwerte abgerufen werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom kartengestützten Ortungs- oder Navigationssystem stammende Höheninformation allein oder in Verbindung mit dem Ausgangssignal eines Höhensensors (28) für die Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Höhensignale als redundante Signale bei der gegenseitigen oder einseitigen Fehlererkennung oder Plausibilitätsüberprüfung dienen.

4. Kartengestützter Ortungs- oder Navigationsdatenträger, gekennzeichnet durch eine die Ortskoordinaten ergänzende Höheninformation, wobei die Höheninformation als Höhenwert zusätzlich zu den Ortskoordinaten abgelegt ist.

5. Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine unter Verwendung der Höheninformation gemäß Anspruch 1 oder 4 aus einem kartengestützten Ortungs- oder Navigationssystem.

6. Einrichtung zur Diagnose abgasrelevanter Teile in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb einer wählbaren Höhe, die durch abhängig von der Position des Kraftfahrzeugs ausgelesene Zusatzinformation gemäß Anspruch 1 oder 4 eines kartengestützten Ortungs- oder Navigationssystems bestimmt wird, die Diagnose unterbunden wird.