(57)【要約】  制御装置内に統合されたソフトウェア機能が、センサの汚れの恐れ乃至質量体がセンサ入ったことを検出した場合に、センサ又はセンサ素子有利にはホットフィルム式エアマスセンサがスイッチオフされる、センサの汚れを低減するための装置及び方法が記載されている。従って、センサのスイッチオフは、電圧給電部内のハイサイドスイッチ又はアース接続部内のローサイドスイッチを用いて実行され、その際、質量体が入ったことの検出及びスイッチの制御は、制御装置又はセンサ内部の評価装置によって実行することができる。センサのスイッチオフ後、場合によっては、代替信号を形成し、この代替信号を、センサの、エラーのある出力信号の代わりに用いる。
2007530863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と接続されたセンサの汚れを低減するための装置であって、前記接続は、電圧給電部、アース接続部及び信号接続部を有している装置において、電圧給電部又はアース接続部を遮断する切り換え手段が設けられており、制御装置は、制御信号を前記切り換え手段に供給するソフトウェア機能を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
電圧給電部又はアース接続部を遮断するための切り換え手段は、制御装置内に設けられている請求項１記載の装置。
【請求項３】
電圧給電部又はアース接続部を遮断するための切り換え手段は、センサ内に、例えば、前記センサの評価装置内に設けられている請求項１記載の装置。
【請求項４】
スイッチは、電圧給電部を遮断するハイサイドスイッチであるか、又は、アース接続部を遮断するローサイドスイッチである請求項１〜３迄の何れか１記載の装置。
【請求項５】
制御装置は、エンジン制御装置である請求項１〜４迄の何れか１記載の装置。
【請求項６】
センサは、自動車内のセンサであり、例えば、ホットフィルム式エアマスセンサであり、センサ信号は、エアマスを示す信号である請求項１〜５迄の何れか１記載の装置。
【請求項７】
センサは、少なくとも１つのセンサ素子と、該センサ素子と接続された評価装置、例えば、評価回路を有しており、接続部は、少なくとも１つの電圧給電部、アース接続部及び信号接続部を有している請求項１〜６迄の何れか１記載の装置。
【請求項８】
制御装置又はセンサ評価回路は、センサに有害な媒体が入ったことを識別するための手段、及び、電圧給電部の遮断用の切り換え手段用の制御信号を形成するための手段、例えば、メモリ手段と所属のソフトウェア機能を備えたプロセッサを有している請求項１〜７迄の何れか１記載の装置。
【請求項９】
電子、電気作動される生化学的、バイオ技術又はその他のセンサ又はセンサ素子が使用され、該センサ又はセンサ素子は、通信パートナと通信し、センサに有害な媒体が入ったことも通知し、前記センサ又はセンサ素子は、汚れる前に、前記センサ又はセンサ素子又は当該センサ又はセンサ素子の一部分を所期のように作動停止することによって能動的に保護される請求項１〜８迄の何れか１記載の装置。
【請求項１０】
請求項１〜９迄の何れか１記載の装置を備えた制御装置と接続されたセンサの汚れを低減するための方法において、ソフトウェア機能により、センサにより供給された測定信号を評価し、前記測定信号の予め設定可能なパラメータ又は測定信号から導出された量に基づいて、切り換え手段用の制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成することを特徴とする方法。
【請求項１１】
ソフトウェア機能により、センサの汚れ、又は、センサに有害な媒体が入ったことを、センサの領域内で検出し、該検出に依存して制御信号を形成する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
センサの給電を遮断するスイッチを、予め設定可能な所定時間後再度リセットし、制御装置と前記センサとの接続を再度形成する請求項１０又は１２記載の方法。
【請求項１３】
ハードウェア遮断機能をソフトウェア機能と組み合せ、作動中センサに有害な媒体が入った時に、当該有害な媒体がセンサに入ったことが、当該センサ自体又は制御装置によって検出され、前記センサが遮断されるように、前記ソフトウェア機能がハードウェアを構成するスイッチを能動的に遮断するように組み合わせる請求項１０〜１２迄の何れか１記載の方法。
【請求項１４】
センサを、制御装置の惰性作動期間（Ｎａｃｈｌａｕf）中遮断し、当該遮断のために、ハイサイドスイッチ又はローサイドスイッチを開く請求項１１〜１３迄の何れか１記載の方法。
【請求項１５】
測定値を、デューティレシオＴＶＩの周波数（ＦＩ）として出力し、有害な媒体がセンサに入った時に、前記測定値のデューティレシオＴＶＩとは予め設定可能なやり方で区別されるデューティレシオＴＶ２の代替値（Ｆ２）が出力される請求項１１〜１４迄の何れか１記載の方法。
【請求項１６】
測定値を、第１のパルス幅比の周波数（Ｆ１）として出力し、有害な媒体がセンサに入った時に、前記測定値の第１のパルス幅比とは予め設定可能なやり方で区別される第２のパルス幅比の代替値を出力する請求項１１〜１５迄の何れか１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ、例えば、独立請求項の各要件を組み合わせた、自動車内のホットフィルム式エアマスセンサの汚れを低減するための装置及び方法に関する。
【０００２】
従来技術
センサの機能及び寿命特性は、所定の作動状態及び環境の影響によって左右されることがある。例えば、ホットフィルム式エアマスセンサの出力信号は、例えば、オイル、水、粒子又は塩の結晶のような有害媒体が車両の走行運転中センサの中に入ることによって許容不可能な程度に酷く汚される場合に短時間又は持続的にエラー状態となることがある。有害媒体の堆積は、幾つかのセンサタイプでは、センサの作動によって更に助長される。
【０００３】
幾つかの作動状態では、例えば、エンジンの惰性運転期間（Ｎａｃｈｌａｕｆ）、つまり、車両が走行運転を終了した後、所定の時間の間、幾つかのシステム内に未だ電圧が印加されている場合、所定のセンサが遮断される技術が現在既に用いられている。このような動作は、付加的なスイッチを用いずに、例えば、運転手が車両の所謂端子Ｋ１．１５を介して電圧を遮断することによって行われる。ホットフィルム式エアマスセンサも、運転手が端子Ｋ１．１５を介して電圧を遮断することによって遮断される。
【０００４】
ホットフィルム式エアマスセンサが汚れている場合、実行可能なエラー測定上の問題点が知られており、対抗手段を講じるようにされている。
【０００５】
つまり、例えば、ドイツ連邦共和国特許公開第１０１６３７５１号公報では、センサの汚れが生じた場合に、ホットフィルム式エアマスセンサの出力信号を変えるか、又は、エラー測定を阻止するために、別の信号を用いることが提案されている。その際、例えば、所定のセンサ信号又は代替信号を評価するソフトウェア機能を用いて、走行運転中センサに短時間媒体が入ったことが検出される。そのようなプロージビリティコントロール又は信号障害時にエアマスセンサ信号を置換することにより、センサが汚れた場合でも内燃機関を高い信頼度で更に運転し続けることができるようになる。センサに媒体が入ったことを検出するソフトウェア機能では、例えば、２つの信号グラジエントの差形成が行われる。ドイツ連邦共和国特許公開第１０１６３７５１号公報では、センサに媒体が入ったことが検出された後、代替信号が用いられるが、場合によってセンサに汚れが生じた際にセンサをスイッチオフすることには言及されていない。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許公開第３２３１１４２号公報からは、燃料／水分離器用の水指示装置に水位を測定するセンサを用いることが公知である。このセンサは、水がセンサの先端に達すると即座にスイッチオフされる。それにより、センサの先端が腐食するのが回避され、その結果、センサの寿命が長くなり、センサの機能性が改善される。
【０００７】
発明の利点
独立請求項の各要件を有する本発明の装置並びに所属の本発明の方法は、高い信頼度で、センサが当該センサにとって不利な状況で汚されず、又は、破損されないようにすることができるセンサの保護機能が得られるという利点を有している。
【０００８】
不利な作動状況が検出された際にセンサをスイッチオフするようにして、この利点が達成される。本発明の利点は、従属請求項に挙げた手段によって達成される。
【０００９】
その際、特に有利には、走行作動中汚れの危険がある場合に、センサ、殊に、ホットフィルム式エアマスセンサをインテリジェント且つ短時間スイッチオフすることができる。そうすることによって、有害な媒体の堆積、例えば、センサの汚れを回避又は少なくとも低減することができる。走行作動中センサに媒体が短時間入ったことを、有利には、所定のセンサ信号又は代替信号を評価するソフトウェア機能を用いて検出することができる。
【００１０】
センサに媒体が短時間入ったことを検出するために、例えば、２つの信号グラジエントの差形成値が評価され、予め決めることができる所定の偏差時に、センサに媒体が入った可能性があることが検出され、センサが遮断され、その際、この遮断は、有利に、所定時間だけ行われ、殊に、媒体が入った危険性がある期間の終わりが検出された後、遮断は再度終了され、つまり、センサは再度スイッチオンされる。
【００１１】
特に有利には、本発明の解決手段を用いると、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、センサに媒体が入ったことが検出された後、センサを所期のように、最適な時間期間の間スイッチオフして、殊に、センサの寿命を延ばして、誤測定を回避することができる。付加的なハイサイドスイッチ又はローサイドスイッチの代わりに、有利には、ハードウェア機能が構成され、それにより、適切なソフトウェア機能を用いて、所期のように時間を限定してセンサをスイッチオフすることができる。
【００１２】
ホットフィルム式エアマスセンサでは、当該センサに汚れの危険性がある場合、有利に当該センサをスイッチオフすることにより、ホットフィルム式エアマスセンサはスイッチオフ状態では作動中よりも有害媒体の堆積が少ないので、当該センサの寿命及び機能性を測定可能な程度に改善することができる。殊に、ローサイドスイッチを用いることによって、ハードウェアスイッチオフ機能を非常にコスト上有利に構成することができる。最近のエンジン制御装置は、何れにせよモジュール内部に設けることができる多数の集積ローサイドスイッチを使用するので、特に、予備のために設けられる、そのような多数のローサイドスイッチを作動することができ、従って、このようなローサイドスイッチをコストを掛けずに利用することができる。択一的に、付加的なハイサイドスイッチを用いてもよい。適切なソフトウェア機能により、センサのスイッチオフのために設けられたスイッチを制御して、作動中、センサに有害な媒体が入ったことが、センサ自体又は他の補助量によって検出された場合に限って、及び、必要な場合、制御装置の惰性作動期間（Ｎａｃｈｌａｕｆ）中付加的に、センサが能動的にスイッチオフされる。
【００１３】
本発明の別の有利な実施例では、センサ自体内でスイッチオフ機能を構成するので、センサ素子を特に高速でスイッチオフすることができるようになる。センサのスイッチオフ制御区間は、その際、センサ内に形成され、そうすることによって、制御装置及びそのソフトウェアを制御してセンサをスイッチオフするように構成しなくてよい。その際、有利には、スイッチング素子をセンサ内又はセンサ素子内に統合して、それにより、センサをスイッチオフするようにしてもよい。本発明の、この構成は、更に、最適なスイッチング期間を求めるため、及び、センサに媒体が入ることが終了した後即座に、有効な測定値を利用することができるようにするために、高速パルス化多重スイッチを用いることができるという利点を有している。
【００１４】
更に、センサ内部の信号を用いることによって、センサ出力信号だけを評価することによって媒体が入ったことを検出する場合よりも一層精確にセンサに媒体が入ったことを検出することができる。これは、センサ内部では、比較的多数の信号又は特徴量を利用することができるが、コスト上の理由で、センサから制御装置に最適な信号伝送期間内で全て伝送できるとは限らないからである。殊に、センサ内部のハードウェア及びソフトウェア、及び、センサ内部の制御信号、例えば、センサ内部でしか利用できない、制御回路の電圧又は電流を用いることによって、ハードウェアスイッチオフ機能を非常にコスト上有利に構成することができる。
【００１５】
有利には、適切なソフトウェア及び／又はハードウェアからなるセンサ内部のインテリジェントな保護機能を複数の部分機能に分割するとよい。その際、部分機能１は、例えば、２つの信号グラジエントの差形成値及び付加的なセンサ内部の信号を用いることによって、センサに媒体が入ったことを検出して、センサ内部に含まれているセンサ素子をスイッチオフすることができる。部分機能２は、センサに媒体が入ったことが検出された場合にセンサから出力されることがある不利な測定値の代わりに代替信号乃至代替値を形成し、部分機能３は、センサ出力信号を、センサに媒体が入ったことが検出されたという付加的な情報だけ拡張し、その際、この、センサに媒体が入ったという情報は、有利には、センサに媒体が入っている期間中持続されたままである。
【００１６】
センサに媒体が入ったという情報は、周波数信号の場合、つまり、その周波数が適切な測定量を示す信号の場合、所定のパルス幅比の変調又は調整によって行うことができ、その結果、測定値又は代替値は、センサに媒体が入ったという情報と一緒に出力して伝送することができる。アナログ信号では、代替値の代わりに、有効信号領域以外の値が伝送され、そのようにして、センサに媒体が入っていることが制御装置に指示される。
【００１７】
本発明の前述の有利な実施例によって、センサに媒体が入った場合に時間的に限定して、センサ素子を所期のようにスイッチオフすることができる。更に、センサに媒体が入ったことが検出された場合に、この情報を、センサにより受信器に転送することができ、センサに媒体が入った時にセンサが測定値を検出せず、実際の値から非常にずれた値を伝送しないようにすることができる。測定信号用の代替値を形成することによって、これらの場合に対する誤差の許容差を低減することができる。
【００１８】
図面
図１は、従来技術の実施例を示し、
図２は、運転作動中センサの遮断用の本発明の択一実施例の一方を示し、その際、遮断手段は、制御装置内に組み込まれており、
図３は、運転作動中センサの遮断用の本発明の択一実施例の他方を示し、その際、遮断手段は、制御装置内に組み込まれており、
図４は、センサ内部の切り換え手段を介して、センサ素子をセンサ内部で遮断することができる本発明の別の実施例を示し、
図５は、通常運転用の信号経過特性を示し、図２又は図３の実施例に該当し、
図６は、有害な媒体が入った時の運転の信号経過特性を示し、図４の実施例に該当する。
【００１９】
本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。
【００２０】
実施例の説明
図１は、センサ１０と現時点での従来技術によるエンジン制御装置１１との接続の例を示す。センサ１０は、例えば、測定信号ＭＩを、線路ＬＩを介してエンジン制御装置１１に送出するホットフィルム式エアマスセンサである。センサ１０の実施例に応じて、この測定信号ＭＩは、高く又は低く形成され、アナログ電圧として、又は、デジタル信号として形成することができる。センサ１０とエンジン制御装置１１との間に、電圧リード接続部Ｌ２が、給電電圧として使われる電圧ＵＩに接続されている。センサ１０とエンジン制御装置１１との間の別の接続部は、アース接続部ＧＮＤである。
【００２１】
図２には、センサ１２、例えば、出力信号がエンジン制御装置１３によって評価されるホットフィルム式エアマスセンサ用の本発明の第１の実施例が示されており、この実施例では、図１の装置に対して付加的なスイッチＨＳ１が設けられている。このスイッチＨＳ１は、所謂ハイサイドスイッチであり、このスイッチは、電圧リード線路Ｌ２に作用し、この、電圧リード線路Ｌ２を場合によっては遮断する。スイッチＨＳ１は、その際、エンジン制御装置１３の構成部品である。図２の変形実施例では、ハイサイドスイッチＨＳ１は、走行運転中、センサ１２の遮断に使われ、その際、センサ１２の給電電圧ＵＩ（１２ボルト又は５ボルト）が遮断される。エンジン制御装置１３内に含まれているソフトウェア機能部１４は、その際、検出された信号ＭＩをインテリジェント評価することによってセンサに有害な媒体が入ったことを検出し、ハイサイドスイッチＨＳ１用の制御信号ＳＩを介してセンサ１２を所定時間の間遮断する。この時間は、所定時間期間にしてもよいし、ソフトウェア機能部がエンジン制御装置内で、センサに媒体が入る恐れがないことを検出するまでセンサを遮断するようにしてもよい。
【００２２】
センサ１２は、例えば、図２に図示されたコンポーネント、センサ素子１５及びセンサ内部のハード及びソフトウェア機能部付きの信号評価回路１６を有している。センサ素子１５は、その際、測定信号Ｍ２をセンサ評価回路１６に供給する。電圧給電部は、Ｕ２で示されており、アース接続部は、ＧＮＤ２で示されている。しかし、センサの、この実施例は、例に過ぎず、必ずしも必須ではない。
【００２３】
ソフトウェア機能の正確な機能動作については、ここでは詳しく説明するに及ばない。本発明にとって大事な点は、ソフトウェア機能を制御装置のプロセッサ内で実行し、センサに有害な媒体が入ったことを検出することができ、スイッチの作動用の制御信号を形成することができる点にあり、その際、この制御信号は、ソフトウェア機能を用いて求めた時間で、その都度スイッチＨＳ１を開閉する。
【００２４】
検出されたセンサ測定信号をインテリジェントに評価することによって、センサに有害な媒体が入ったことを検出する種々異なる手段は、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１０１６３７５号公報に記載されている。この手段は、エンジン制御装置１３内のソフトウェア機能部内に組み込むことができる。
【００２５】
図３は、コスト上有利なローサイドスイッチＬＳ１を介して、運転作動中センサを遮断するための別の変形実施例を示し、ローサイドスイッチＬＳ１は、エンジン制御装置１３の構成部品であり、センサ１２のアース乃至接地ＧＮＤ接続部を遮断する。
【００２６】
従って、センサ１２、例えば、ホットフィルム式エアマスセンサは、もはや更に加熱されず、センサに有害な媒体が入ったことにより、センサはもはや汚されない。原理的に、図２のソフトウェア機能のように機能するエンジン制御装置１３内のソフトウェア機能部１４は、この実施例でも、検出されたセンサ測定信号をインテリジェントに評価することによってセンサに有害な媒体が入ったことを検出し、ローサイドスイッチＬＳ１の作動によって、例えば、制御信号Ｓ２を用いてセンサ１２を所定時間遮断する。その際、時間に対して、図２と関連して説明した同じ関連が該当する。
【００２７】
ローサイドスイッチを用いることによって、ハードウェア遮断機能を、コスト上非常に有利に構成することができる。と言うのは、そのようなローサイドスイッチは、最近の制御装置では余分に設けられており、つまり、例えば、予備のために何れにせよ設けられているので、たいていの制御装置で付加的なコストを必要としないからである。
【００２８】
択一的な実施例では、車両運転中、非常に簡単なソフトウェア機能によって、所定の時点で、付加的なスイッチを介してセンサを遮断してもよい。そのような遮断は、例えば、制御装置の惰性作動期間（Ｎａｃｈｌａｕf）中の遮断であり、その際、スイッチは、制御装置内、又は、制御装置の外側の適切な個所に設けるとよい。
【００２９】
接続状態を変更した別の択一的な実施例では、電圧給電部ＵＩをアースＧＮＤに短絡するのに使われるスイッチを用いて、上述の切り換え機能を実施してもよい。そうすることによって、センサ側からのセンサの給電を短絡し、場合によっては、電磁的両立性を改善することができる。
【００３０】
図２及び図３に示された実施例では、センサに汚れの恐れがある場合、センサを所期のように遮断する方法を実行してもよく、その際、センサ内部で当該センサに有害な媒体が入ったことを検出せず、制御装置内部のスイッチ用の切り換え過程を制御装置によって実行してもよい。この方法を実行するために、ハイサイドスイッチ又はローサイドスイッチを制御装置１３内のセンサ給電線路ＵＩ又はアース線路ＧＮＤに必要とする。更に、エンジン制御装置内にインテリジェントなソフトウェア機能を用いる必要がある。その際、このインテリジェントなソフトウェア機能は、用いられたスイッチを所定時間の間だけ、このスイッチがセンサへの給電を遮断するように制御する。遮断時間乃至遮断開始は、媒体によるセンサの汚れの可能性如何に応じて選択される。そのような媒体によるセンサの汚れ乃至センサに有害な媒体が入り得る、乃至、その恐れがある場合、センサは遮断される。
【００３１】
本発明によると、センサが制御装置、例えば、制御機器と接続されているセンサの汚れを低減するための装置も含まれており、その際、この接続部は、電圧給電部、アース接続部、及び、信号処理部を有している。センサ内には、センサ素子、センサ評価回路及び切り換え手段が設けられており、この切り換え手段は、電圧給電部を遮断し、その際、センサ評価回路は、電圧給電部の遮断用の切り換え手段用の制御信号を供給する。従って、センサが汚れる恐れがある場合、センサ内部で遮断することができる。
【００３２】
図４には、そのような本発明の実施例が示されており、つまり、センサ１２をセンサ内部で遮断することができ、又は、ハイサイドスイッチＨＳ２を介してセンサ素子１５を遮断することができる。択一的な実施例では、ＧＮＤ２のアース接続を遮断することができるローサイドスイッチを用いてもよい。このように、センサ１２乃至センサ評価回路１７に移された遮断機能では、夫々センサ１２、センサ評価回路１７乃至センサ素子１７自体内に取り付けられた別のスイッチを用いてもよく、センサ又はセンサ素子を、必要に応じて、例えば、遮断信号Ｓ３によって遮断してもよい。このスイッチは、センサ素子の接続状態に応じて、種々異なった実施例で構成してもよい。
【００３３】
センサの構成、及び、センサ素子１５とセンサ評価回路の接続は、図２に相応して構成されている。しかし、センサ素子１５とセンサ評価回路１７との間で電圧Ｕ２を供給する接続部Ｌ３は、図２の実施例とは異なって、ハイサイドスイッチＨＳ２を用いて遮断することができる。
【００３４】
センサ内部にハードウェア機能及び／又はソフトウェア機能を有しているセンサ評価回路１７は、センサ素子測定信号Ｍ２の評価、並びに、場合によっては、センサ評価回路内で利用できる付加信号の評価によって、センサに有害な媒体が入ったことを検出する。センサに有害な媒体が入ったことが検出されると、当該センサは遮断される。制御装置１３は、場合によって、簡単なソフトウェア機能部１４ａしか必要としない。
【００３５】
適切なハードウェア及び／又はソフトウェア機能から構成することができるセンサ内部のインテリジェント保護機能を図示する際、個別部分機能部に分割してもよく、例えば、３つの部分機能にすると目的に適っている。
【００３６】
部分機能Ｉは、センサ１２内に設けられていて、測定信号を検出し、且つ媒体に接触しているセンサ素子１５を、センサに有害な媒体が入ったことが検出された後、所期のように、且つ、最適な時間期間の間遮断することができる。測定信号及びセンサ内部の別の信号は、そのためにセンサ内部、例えば、センサ評価回路１７内で、限界値を用いたフィルタ機能とプロージビリティ検査を用いて評価される。センサに有害な媒体が入ったことが検出された場合、遮断信号Ｓ３が形成され、この遮断信号は、センサ素子１５を、スイッチの作動によって、例えば、ハイサイドスイッチＨＳ２の作動によって遮断乃至、センサ素子用の電圧給電部を遮断する。従って、ホットフィルム式エアマスセンサでは、センサに媒体が入ったこと、例えば、水がセンサ内に入ったことが検出される限りで、本来のセンサ素子を遮断することができる。従って、ホットフィルム式エアマスセンサの汚れを回避乃至非常に強く低減することができる。このことは、殊に、ホットフィルムが高い作動温度であるスイッチオン状態である場合よりも堆積物が少ない遮断状態で検出するようなホットフィルム式エアマスセンサに該当する。
【００３７】
部分機能２は、センサに媒体が入ったことが検出された際に、その際無効なセンサ１２の測定値の代わりに出力される代替値を形成する。センサに媒体が入った時に、センサに媒体が入ったことによって測定値がエラー状態となり、従って誤測定となることがある。代替値を形成することによって、センサに媒体が入った時のセンサの測定エラーを低減することができる。代替値は、例えば、センサに媒体が入ってない最後の有効な値にするとよい。
【００３８】
部分機能３は、センサ出力信号を、センサ素子によって検出された測定信号の他に付加的な情報「媒体が入ったことを検出"Ｍｅｄｉｅｎｅｉｎｔｒａｇｅｒｋａｎｎｔ"」を出力するように拡張する。「媒体が入ったという情報」とも呼ばれる、この情報は、媒体が入る持続期間の間出力される。これは、周波数信号、つまり、測定量が矩形信号の周波数（例えば、ホットフィルム式エアマスセンサでは通常のような）として出力される信号の場合、例えば、矩形信号の所定パルス幅比の変調乃至形成によって行うことができ、その結果、測定値又は代替値を、センサに媒体が入ったという情報と一緒に出力して、伝送することができる。
【００３９】
アナログ信号では、代替値の代わりに値を有効信号領域の外側で伝送することができる。これは、センサの代替値が使用可能でないか、乃至、利用可能でない場合に、エンジン制御装置が、センサ信号の非常に簡単な評価によって、エンジン制御装置内で算出された別の代替値に切り換えることができるという利点を有している。全部で３つの部分機能によって、エンジン制御装置内のソフトウェアの範囲を強く低減することができる。と言うのは、そうでない場合にはそのために必要な機能を、制御装置からセンサに移されるからである。部分機能では、例えば、センサのプログラミングを介してパラメータにより構成して、センサを遮断することができる。
【００４０】
図５には、遮断のやり方を分かりやすくするために、通常作動時でのＵ１，Ｍ１及びＵ２の時間信号経過、及び、周波数出力を用いた、図２又は図３の実施例でのセンサに媒体が入った時のＵ１，Ｍ１及びＵ２の時間信号経過が示されている。媒体は、時点ＴＯでセンサに入り、時点Ｔ３で終了する。電圧信号ＵＩを介して、エンジン制御装置１３は、センサに媒体が入った時にセンサ１２を遮断する。その際、エンジン制御装置ソフトウェアにより、センサに媒体が入ったことと、この媒体がセンサに入ったことの検出との間の反応時間Ｔ１が経過する。センサ出力信号Ｍ１は、利用可能でない。測定量の尺度である周波数Ｆ１は、センサに媒体が入っている間は、センサが遮断されていて、測定信号Ｍ１を供給することができないので、利用できない。時点Ｔ４からは、センサは再び信号を送出し、その周波数Ｆ１は、時点Ｔ５で再び利用することができ、制御装置によってエンジン制御量の検出のために利用することができる。
【００４１】
図６には、通常作動時のＵ１，Ｍ１及びＵ２の信号経過、及び、センサに媒体が入った時の、図４のセンサ内部の部分機能の代替時、つまり、センサ内部のスイッチを介してセンサ１２を遮断することができる場合のＵ１，Ｍ１及びＵ２の信号経過が図示されている。媒体は、時点Ｔ０でセンサに入り始め、時点Ｔ３で終了する。センサ１２は、センサに媒体が入った時に電圧Ｕ１を介してスイッチオンし続けるが、当該センサ内部でハイサイドスイッチＨＳ２を介して、センサ素子１５への給電電圧Ｕ２の供給が遮断されるので、センサ素子１５は作動しなくなる。ハイサイドスイッチＨＳ２の制御は、センサ評価回路１７内で形成される制御信号Ｓ３を用いて行われる。
【００４２】
センサに媒体が入ったことが検出される迄の反応時間Ｔ２は、この場合、図２又は図３の解決手段を用いて得られる、図５の反応時間Ｔ１よりも明らかに短い。センサ評価回路１７は、更にスイッチオンされ続け、電圧Ｕ１が印加され続けるので、センサ評価回路は、センサに媒体が入った時及びセンサ素子１５の遮断時に、測定信号の代替値を形成することができる。その際、代替値は、例えば、（センサに媒体が入っていない時の）周波数Ｆ１とは少し異なっていて、エンジン制御装置によって評価することができる周波数Ｆ２を有する。エラー許容差は、媒体が入ることによってエラーを生じた値の伝送時よりも小さくなる。周波数Ｆ１と比較して変化したＭ１のパルス幅比によって、センサに媒体が入ったという情報が伝送される。周波数という概念は、デューティレシオ又はパルス幅比にとって一般的な概念であり、その結果、周波数Ｆ１は、第２のデューティレシオＴＶ１又は第１のパルス幅比に相応し、周波数Ｆ２は、それに相応して、第２のデューティレシオＴＶ２又は第２のパルス幅比に相応し、且つ、重要であり、周波数Ｆ１及びＦ２は、所定のやり方で相互に異なっているという点が重要である。
【００４３】
センサに媒体が入ることが比較的持続する場合、センサ素子１５は、複数回スイッチオンオフすることがある。これにより、センサ１２は、センサに媒体が入る迄当該センサに媒体が入ることを周期的に検出することができるようになる。従って、センサ素子は、センサに媒体が入っている実際の持続期間でしかスイッチオフされない。
【００４４】
本発明を自動車の領域、例えば、このエアマスセンサの出力信号が制御装置によって評価されるエアマスセンサに用いる場合、択一実施例を構成することができる。エンジン制御装置の択一的な実施例は、例えば、センサ乃至センサから供給される信号の評価のために、任意の通信パートナを用いることである。
【００４５】
基本的には、本発明は、センサ、エンジン制御装置、自動車の組合せに限定されず、対応付けられた制御装置、又は、対応付けられたプロセッサを有するセンサに対して任意に、センサに媒体が入る恐れを検出するためのソフトウェア機能及び制御可能なスイッチを使用することができる。一般的には、本発明は、自動車の領域内で使用するのに対して択一的な如何なる使用領域にも設けることができ、その際、電子的、電気的に作動されるバイオケミカル、バイオテクノロジ又はその他のセンサ又はセンサ素子が使用され、何らかの形式で通信パートナと通信し、センサに媒体が入ったたことも通知され、その際、センサ又はセンサ素子は、汚れないように、センサ素子又は当該センサ素子の一部分を所期のように作動しないようにすることによって能動的に保護される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来技術の実施例
【図２】遮断手段は、制御装置内に組み込まれている、運転作動中センサの遮断用の本発明の択一実施例
【図３】遮断手段は、制御装置内に組み込まれている、運転作動中センサの遮断用の本発明の他方の択一実施例
【図４】センサ内部の切り換え手段を介して、センサ素子をセンサ内部で遮断することができる本発明の別の実施例
【図５】図２又は図３の実施例に該当する通常運転用の信号経過特性
【図６】図４の実施例に該当する有害な媒体が入った時の運転の信号経過特性
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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