Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Verringerung der Verschmut¬ zung eines Sensors, insbesondere eines Heißfilm-Luftmassenmessers in einem Kraftfahr¬ zeug, nach der Merkmalskombination des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Die Funktions- und Lebensdauereigenschaften von Sensoren können durch bestimmte Betriebszuslände und Umwelteinflüsse negativ beeinflusst werden. Beispielsweise kann das Ausgangssignal eines Heißfilm-Luftmassenmessers bei unzulässig hoher Verschmut¬ zung durch den Eintrag schädlicher Medien wie beispielsweise Öl, Wasser, Partikel oder Salzkristalle im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs kurzfristig oder dauerhaft verfälscht werden. Die Ablagerung von schädlichen Medien wird bei einigen Sensortypen durch den Betrieb der Sensoren noch begünstigt.

Bei einigen Betriebszuständen, beispielsweise im Motornachlauf, also nach beendetem Fahrbetrieb eines Fahrzeugs während einer bestimmten Zeitspanne, in der einige Systeme noch mit Spannung versorgt werden, werden heute schon bestimmte Sensoren abgeschal¬ tet. Dies geschieht ohne zusätzliche Schalter, beispielsweise durch Abschalten der Span- nung über die sogenannte Klemme Kl.15 des Fahrzeugs durch den Fahrer. Auch Hei߬ film-Luftmassenmesser werden so durch Abschalten der Spannung über Klemme Kl.15 durch den Fahrer abgeschaltet.

Die Problematik einer möglichen Fehlmessung bei Verschmutzung eines Heißfilm- Luftmassenmessers ist bekannt und führt dazu, dass Gegenmaßnahmen getroffen werden. So wird beispielsweise in der DE 101 63 751 Al vorgeschlagen, das Ausgangssignal ei¬ nes Heißfilm-Luftmassenmessers bei einer auftretenden Verschmutzung zu verändern o- der auf ein anderes Signal zurückzugreifen, um Fehlmessungen zu verhindern. Es wird dabei ein kurzzeitiger Medieneintrag auf einen Sensor im Fahrbetrieb erkannt, beispiels- weise anhand einer Softwarefunktion, die bestimmte Sensorsignale oder Ersatzsignale auswertet. Eine solche Plausibilitätskontrolle oder auch die Substitution des Luftmassen- sensorsignals bei einer Signalstörung gewährleistet, dass die Brennkraftmaschine auch bei verschmutztem Sensor zuverlässig weiterbetrieben werden kann. Die Softwarefunkti¬ on, mit deren Hilfe der Medieneintrag erkannt wird, umfasst beispielsweise eine Diffe- renzbildung zweier Signalgradienten. In der DE 101 63 751 Al wird also nach erkanntem Medieneintrag auf ein Ersatzsignal zurückgegriffen, das Abschalten des Sensors bei mög¬ licherweise auftretender Verschmutzung wird aber nicht erwähnt.

Aus der DE 3231 142 Al ist bekannt, bei einer Wasseranzeigevorrichtung für Kraft- Stoffwasserabscheider einen Sensor einzusetzen, der den Wasserstand misst. Dieser Sen¬ sor wird abgeschaltet, sobald das Wasser die Sensorspitze erreicht. Dadurch wird eine Korrosion der Sensorspitze verhindert, so dass die Lebensdauer des Sensors verlängert und seine Funktionsfahigkeit verbessert wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie das zugehörige erfindungsgemäße Verfahren haben den Vorteil, dass eine Schutzfunktion für einen Sensor erhalten wird, die zuverlässig gewährleistet, dass der Sensor bei für ihn un- günstigen Verhältnissen nicht verschmutzt oder zerstört wird. Erzielt wird dieser Vorteil, indem der Sensor bei erkannten ungünstigen Betriebsverhältnissen abgeschaltet wird.

Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass ein intelligentes und kurzzeitiges Abschalten eines Sensors, insbesondere eines Heißfilm-Luftmassenmessers, bei Gefahr einer Kontaminati¬ on im Fahrbetrieb möglich ist. Dadurch wird die Ablagerung von schädlichen Medien, beispielsweise die Verschmutzung des Sensors, verhindert oder zumindest reduziert. Die Erkennung eines kurzzeitigen Medieneintrags auf den Sensor im Fahrbetrieb kann in vor- teilhafter Weise anhand einer Softwarefiinktion erfolgen, die bestimmte Sensorsignale oder Ersatzsignale auswertet. Zur Erkennung eines kurzzeitigen Medieneintrags wird bei¬ spielsweise eine Differenzbildung zweier Signalgradienten ausgewertet und bei bestimm¬ ten vorgebbaren Abweichungen wird auf einen möglichen Medieneintrag erkannt und der Sensor abgeschaltet, wobei diese Abschaltung in vorteilhafter Weise nur für eine be¬ stimmte Zeit erfolgt und insbesondere nach erkanntem Ende einer Phase mit Medienein¬ tragsgefahr wieder beendet wird, der Sensor also wieder eingeschaltet wird.

Besonders vorteilhaft ist, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Schutzfunktion darstellbar ist, die in der Lage ist, mittels Soft- und/oder Hardware einen Sensor nach Er¬ kennung von Medieneintrag gezielt und für eine optimale Zeitdauer abzuschalten, insbe¬ sondere um die Lebensdauer des Sensors zu erhöhen und Fehlmessungen zu verhindern. Durch den Einsatz eines zusätzlichen High-Side- oder eines Low-Side-Schalters wird ei¬ ne vorteilhafte Hardwarefunktion bereitgestellt, die bei Verwendung einer geeigneten Softwarefunktion ein gezieltes und zeitlich begrenztes Abschalten des Sensors ermög¬ licht.

Bei einem Heißfilm-Luftmassenmesser ergibt die vorteilhafte Abschaltung bei Gefahr ei¬ ner Kontamination eine messbare Verbesserung der Lebensdauer und der Funktionsfa- higkeit, da Heißfilm-Luftmassenmesser im ausgeschalteten Zustand weniger Ablagerun¬ gen aufnehmen, als im Betrieb. Insbesondere durch die Verwendung eines Low-Side- Schalters kann die Hardware-Abschaltfunktion sehr kostengünstig realisiert werden. Da ein modernes Motorsteuergerät häufig ohnehin über eine Vielzahl von integrierten Low- Side-Schaltern verfügt, die innerhalb eines Bausteins liegen können, können speziell sol- che, die zu Reservezwecken vorhanden sind, aktiviert werden, und stehen somit kosten¬ frei zur Verfügung. Alternativ ist auch die Verwendung eines zusätzlichen High-Side- Schalters möglich. Eine geeignete Softwarefunktion steuert den für die Abschaltung des Sensors vorgesehenen Schalter so an, dass er nur dann aktiv abgeschaltet wird, wenn schädlicher Medieneintrag während des Betriebs durch den Sensor selbst oder andere Hilfsgrößen erkannt wird und bei Bedarf zusätzlich im Nachlauf des Steuergerätes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die ein besonders schnelles Ab¬ schalten des Sensorelements ermöglicht wird erhalten, indem die Realisierung der Ab¬ schaltfunktion im Sensor selbst erfolgt. Die Abschaltregelstrecke liegt dabei im Sensor, wodurch ein Einfluss des Steuergerätes und seiner Software auf das Abschalten ausge- schlossen werden kann. Es wird dabei in vorteilhafter Weise ein Schaltelement im Sensor oder im Sensorelement integriert, über das der Sensor abgeschaltet werden kann. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat weiterhin den Vorteil, dass ein schnelles gepulstes Mehrfachabschalten möglich ist um die optimale Abschaltdauer zu ermitteln und um dem Steuergerät sofort nach Medieneintragsende wieder einen gültigen Messwert zur Verfü¬ gung zu stellen.

Darüber hinaus wird durch die Verwendung von sensorinternen Signalen eine genauere Erkennung von Medieneintrag möglich als durch die alleinige Auswertung des Sensor- ausgangssignals. Dies liegt daran, dass sensorintern eine größere Anzahl von Signalen oder Merkmalen verfügbar ist, die aber aufgrund der Kosten optimierten Signalübertra¬ gungsbreite von Sensor zu Steuergerät nicht alle übertragen werden. Insbesondere durch die Verwendung von sensorinterner Hard- und Software und der Auswertung von sensor¬ internen Steuersignalen, beispielsweise Spannungen oder Ströme von Regelkreisen, die nur sensorintern verfügbar sind, kann die Hardwareabschaltfunktion sehr kostengünstig realisiert werden.

In vorteilhafter Weise wird die Darstellung einer intelligenten sensorinternen Schutzfunk¬ tion bestehend aus geeigneter Soft- und/oder Hardware in mehrere Teilfunktionen unter- teilt. Dabei ist die Teilfunktion 1 in der Lage, beispielsweise durch Differenzbildung zweier Signalgradienten und Verwendung zusätzlicher sensorinterner Signale einen Me¬ dieneintrag zu erkennen und daraufhin das in einem Sensor enthaltene Sensorelement ab¬ zuschalten. Die Teilfunktion 2 stellt ein Ersatzsignal bzw. einen Ersatzwert bereit, wel¬ ches bzw. welcher bei erkanntem Medieneintrag anstelle des ungültigen Messwerts vom Sensor ausgegeben werden kann und Teilfunktion 3 erweitert das Sensorausgangssignal um die zusätzliche Information, dass ein Medieneintrag erkannt ist, wobei diese Medien¬ eintragsinformation in vorteilhafter Weise für die Dauer des Medieneintrags bestehen bleibt.

Die Medieneintragsinformation kann bei einem Frequenzsignal, also bei einem Signal, dessen Frequenz die eigentliche Messgröße darstellt, durch die Modulation oder das Ein¬ stellen eines definierten Pulsweitenverhältnisses geschehen, so dass der Messwert oder ein Ersatzwert zusammen mit der Medieneintragsinformation ausgegeben und übertragen werden kann. Bei einem Analogsignal kann anstelle des Ersatzwertes ein Wert außerhalb des Nutzsignalbereichs übertragen werden und so dem Steuergerät ein Hinweis gegeben werden, dass ein Medieneintrag vorliegt.

Durch die vorstehend genannte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird sicherge- stellt, dass Sensorelemente bei eintretendem und zeitlich begrenztem Medieneintrag ge¬ zielt abgeschaltet werden können. Es wird weiterhin sichergestellt, dass Sensoren bei er¬ kanntem Medieneintrag diese Information an den Empfänger weitergeben können und es wird sichergestellt, dass ein Sensor bei Medieneintrag nicht einen Messwert erfasst und überträgt, der sehr stark vom realen Wert abweicht. Durch die Bereitstellung eines Er- satzwerts für das Messsignal kann die Fehlertoleranz für diesen Fall verringert werden.

Zeichnung

Figur 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel nach dem Stand der Technik. Figur 2 und Figur 3 zeigen zwei erfindungsgemäße Alternativlösungen für Ausführungsbeispiele für das Ab¬ schalten eines Sensors im Fahrbetrieb, wobei die Abschaltmittel in einem Steuergerät eingebaut sind. In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein sensorinternes Abschalten des Sensorelements über ein sensorinternes Schaltmittel möglich ist. In den Figuren 5 und 6 sind Signalverläufe für den Normalbe- trieb und den Betrieb bei Medieneintrag dargestellt, wobei Figur 5 für die Ausführungs¬ beispiele nach Figur 2 oder 3 und Figur 6 für das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 gilt. Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele werden in der folgenden Be¬ schreibung näher erläutert.

Beschreibung

Figur 1 zeigt ein Beispiel für die Verbindung zwischen einem Sensor 10 und einem Mo¬ torsteuergerät 11 gemäß dem derzeitigen Stand der Technik. Der Sensor 10 ist beispiels¬ weise ein Heißfilm-Luftmassenmesser, der ein Mess-Signal Ml über eine Leitung Ll an das Motorsteuergerät 11 abgibt. Je nach Ausgestaltung des Sensors 10 ist dieses Mess- Signal Ml mehr oder weniger aufbereitet und kann als analoge Spannung oder bereits als digitales Signal vorliegen. Zwischen dem Sensor 10 und dem Motorsteuergerät 11 liegt eine spannungsführende Verbindung L2, mit einer Spannung Ul, die als Versorgungs¬ spannung dient. Eine weitere Verbindung zwischen dem Sensor 10 und dem Motorsteu- ergerät 11 ist die Masseverbindung GND. In Figur 2 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung für einen Sensor 12, bei¬ spielsweise einen Heissfilmluffanassenmesser, dessen Ausgangssignal von einem Mo¬ torsteuergerät 13 ausgewertet wird, dargestellt, bei dem gegenüber der Anordnung nach Figur 1 ein zusätzlicher Schalter HS1 vorhanden ist. Dieser Schalter HS 1 ist ein soge¬ nannter High-Side-Schalter, der auf die spannungsführende Leitung L2 eingreift und die¬ se gegebenenfalls unterbricht. Der Schalter HSl ist dabei Bestandteil des Motorsteuerge¬ rätes 13. Bei der Ausführungsvariante nach Figur 2 dient der High-Side-Schalter HSl dem Abschalten des Sensors 12 im Fahrbetrieb, wobei die Versorgungsspannung Ul (12 Volt oder 5 Volt) des Sensors 12 abgeschaltet wird. Eine im Motorsteuergerät 13 enthal¬ tene Softwarefunktion 14 erkennt dabei den Medieneintrag durch eine Intelligente Aus¬ wertung des erfassten Sensormess-Signales Ml und schaltet den Sensor 12 über das Steu¬ ersignal Sl für den High-Side-Schalter HSl für eine definierte Zeit ab. Diese Zeit kann entweder eine ausgewählte, vorgebbare Zeitdauer sein, es ist aber auch möglich, den Sen- sor so lange ausgeschaltet zu lassen, bis die Softwarefunktion im Motorsteuergerät er¬ kennt, dass kein Medieneintrag mehr zu befürchten ist.

Der Sensor 12 kann beispielsweise die in Figur 2 dargestellten Komponenten Sensorele¬ ment 15 und eine Signalauswerteschaltung 16 mit sensorinternen Hard- und Software- funktionen umfassen. Das Sensorelement 15 liefert dabei das Messsignal M2 an die Sen¬ sorauswerteschaltung 16. Die Spannungsversorgung ist mit U2 bezeichnet, die Massever¬ bindung mit GND2. Diese Ausgestaltung des Sensors ist aber nur beispielhaft und nicht zwingend erforderlich.

Die genaue Funktionsweise der Softwarefunktion soll hier nicht näher beschrieben wer¬ den. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Softwarefunktion in einem Prozessor des Steuergerätes 13 läuft, die Erkennung des Medieneintrags ermöglicht und Ansteuersigna¬ le zur Betätigung des Schalters erzeugen kann, wobei diese Ansteuersignale jeweils ein Öffnen oder Schließen des Schalters HSl zu mittels der Softwarefunktion ermittelten Zd- ten bewirken.

Verschiedene Möglichkeiten, mit denen ein Medieneintrag durch intelligente Auswertung des erfassten Sensormess-Signales festgestellt wird, werden in der Druckschrift DE 101 63 75 Al beschrieben. Diese Möglichkeiten können in die Softwarefunktion des Mo- torsteuergerätes 13 eingebunden werden. Figur 3 zeigt eine weitere Ausfiihrungsvariante für das Abschalten des Sensors im Fahr¬ betrieb über einen kostengünstigen Low-Side-Schalter LSl, der Bestandteil des Mo¬ torsteuergerätes 13 ist und die Masse- bzw. Ground-GND- Anbindung des Sensors 12 ab- schaltet. Damit wird der Sensor 12, beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser, nicht mehr weiter beheizt und der Medieneintrag kann den Sensor nicht mehr verunreinigen. Eine Softwarefunktion 14 im Motorsteuergerät 13, die prinzipiell so wie die Software¬ funktion nach Figur 2 funktioniert, erkennt auch bei diesem Ausführungsbeispiel den Medieneintrag durch eine intelligente Auswertung des erfassten Sensormesssignales Ml und schaltet den Sensor 12 durch Betätigung des Low-Side-Schalters LSl, beispielsweise mittels eines Ansteuersignals S2 für eine bestimmte Zeit ab. Für die Zeit gelten dabei die selben Zusammenhänge, wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde.

Durch die Verwendung eines Low-Side-Schalters kann die Hardware-Abschaltfunktion sehr kostengünstig realisiert werden, da sie bei vielen Steuergeräten keinen zusätzlichen Aufwand, da solche Low-Side-Schalter bei modernen Steuergerät redundant, d.h. bei¬ spielsweise für Reservezwecke ohnehin vorhanden sind.

Eine mögliche Alternative wäre die Abschaltung des Sensors ausgehend von einer sehr vereinfachten Softwarefunktion, die im Fahrzeugbetrieb den Sensor zu einem bestimmten Zeitpunkt über einen zusätzlichen Schalter abschaltet. Ein solches Abschalten kann bei¬ spielsweise ein Abschalten im Steuergerätenachlauf sein, wobei der Schalter an geeigne¬ ter Stelle im Steuergerät oder außerhalb angeordnet sein kann.

In einer weiteren Alternative mit geänderter Beschattung wird ein Schalter eingesetzt, der dazu dient, die Spannungsversorgung Ul mit Masse GND kurzzuschließen und vorher die oben angesprochene Schaltfunktion realisiert. Dadurch wird sensorseitig die Sensor¬ versorgung kurzgeschlossen und gegebenenfalls die elektromagnetische Verträglichkeit EMV verbessert.

Mit den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen können Verfahren zur gezielten Abschaltung eines Sensors bei drohender Verschmutzung durchgeführt werden, wobei keine sensorinterne Medieneintragerkennung durchgeführt wird und Schaltvorgänge für die steuergeräteinternen Schalter vom Steuergerät geliefert werden. Für die Durchführung des Verfahrens ist der Einsatz von High-Side- oder Low-Side- Schaltern an der Sensorversorgungsleitung Ul oder an der Masseleitung GND im Steuer¬ gerät 13 erforderlich. Weiterhin ist der Einsatz einer intelligenten Softwarefunktion im Motorsteuergerät nötig, wobei diese intelligente Softwarefunktion die eingesetzten Schal¬ ter nur für bestimmte Zeiträume so ansteuert, dass der Schalter die Versorgung des Sen- sors unterbricht. Die Wahl der Zeiträume bzw. der Beginn des Abschaltens hängt davon ab, ob eine Medienkontamination möglich ist. Falls eine solche Medienkontamination bzw. ein Medieneintrag möglich ist bzw. zu befurchten ist, wird der Sensor abgeschaltet.

Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Verringerung der Verschmutzung eines Sensors umfasst, bei der der Sensor mit einer Steuereinrichtung, beispielsweise einem Steuergerät, in Verbindung steht, wobei diese Verbindung eine Spannungsversorgung, ei¬ ne Masseverbindung und eine Signalverbindung umfasst. Im Sensor sind ein Sensorele¬ ment, eine Sensorauswerteschaltung und Schaltmittel vorhanden, die die Spannungsver¬ sorgung unterbrechen, wobei die Sensorauswerteschaltung das Ansteuersignal für die Schaltmittel zur Unterbrechung der Spannungsversorgung liefert. Damit wird ein sensor¬ internes Abschalten des Sensorelements bei drohender Kontamination möglich.

In Figur 4 ist ein solches erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt, das ein sensorintemes Abschalten des Sensors 12 oder des Sensorelements 15 über einen High- Side-Schalter HS2 ermöglicht. Alternativ könnte auch ein Low-Side-Schalter zum Ein¬ satz kommen, der eine Unterbrechung der Masseverbindung von GND2 bewirken kann. Bei dieser in den Sensor 12 bzw. in die Sensorauswerteschaltung 17 verlagerten Ab¬ schaltfunktion können auch andere Schalter eingesetzt werden, die jeweils im Sensor 12, in der Sensorauswerteschaltung 17 bzw. im Sensorelement 15 selbst angebracht sind und den Sensor oder das Sensorelement bei Bedarf, beispielsweise durch Zuführung eines Abschaltsignales S3 abschalten. Der Schalter kann je nach Beschaffenheit des Sensor¬ elements in verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet werden.

Der Aufbau des Sensors und die Verbindungen zwischen dem Sensorelement 15 und der Sensorauswerteschaltung sind entsprechend Figur 2 ausgestaltet. Die die Spannung U2 führende Verbindung L3 zwischen dem Sensorelement 15 und der Sensorauswerteschal¬ tung 17 kann jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Figur 2 jedoch mittels des High-Side-Schalters HS2 unterbrochen werden. Die Sensorauswerteschaltung 17, die die sensorinteme Hard- und/oder Softwarefunktio- nen umfasst, erfasst den Medieneintrag durch Auswertung des Sensorelement- Messsignals M2 sowie gegebenenfalls der Zusatzsignale, die in der Sensorauswerteschal¬ tung zur Verfügung stehen. Bei erkanntem Medieneintrag erfolgt die Abschaltung. Das Steuergerät 13 benötigt gegebenenfalls nur noch eine vereinfachte Softwarefunktion 14a.

Die Darstellung einer intelligenten sensorinternen Schutzfunktion, die aus einer geeigne¬ ten Hard- und/oder Softwarefunktion bestehen kann, lässt sich in einzelne Teilfunktionen unterteilen, wobei beispielsweise drei Teilfunktionen zweckmäßig sind.

Teilfunktion 1 ist in der Lage, das in einem Sensor 12 enthaltene Sensorelement 15, das das Messsignal erfasst und direkt mit dem Medium in Kontakt kommt, nach Erkennung eines Medieneintrags gezielt und für eine optimale Zeitdauer abzuschalten. Das Messsig¬ nal und weitere sensorinteme Signale werden dazu sensorintern, beispielsweise in einer Sensorauswerteschaltung 17 mittels Filterfunktionen und Plausibilisierungen mit Schwellwerten ausgewertet Bei erkanntem Medieneintrag wird ein Abschaltsignal S3 generiert, das das Sensorelement IS durch Betätigung eines Schalters, beispielsweise des High-Side-Schalters HS2 abschaltet bzw. die Spannungsversorgung für das Sensorele¬ ment unterbricht. Bei einem Heissfilmluftmassenmesser ist es damit möglich, das eigent- liehe Sensorelement auszuschalten, sofern ein Medieneintrag, beispielsweise Wasser im Sensor erkannt wird. Damit kann für den Heissfilmluftmassenmesser dessen Verschmut¬ zung vermieden bzw. sehr stark verringert werden. Dies gilt insbesondere für solche Heissfilmluftmassenmesser, die im ausgeschalteten Zustand weniger Ablagerungen auf¬ nehmen als in eingeschaltetem Zustand, in dem der Heissfilm auf hoher Betriebstempe- ratur ist.

Die Teilfunktion 2 stellt einen Ersatzwert bereit, welcher bei erkanntem Medieneintrag anstelle des dann ungültigen Messwerts vom Sensor 12 ausgegeben wird. Beim Medien¬ eintrag kann der Messwert durch den Medieneintrag stark verfälscht werden und so zu Fehlmessungen fuhren. Durch Bereitstellung eines Ersatzwertes kann der Meßfehler des Sensors bei Medieneintrag verringert werden. Der Ersatzwert kann beispielsweise der letzte gültige Wert ohne Medieneintrag sein.

Die Teilfunktion 3 erweitert das Sensorausgangssignal dahingehend, dass es neben dem vom Sensorelement erfassten Messsignal die zusätzliche Information „Medieneintrag er- kannt" ausgibt. Diese auch als ,,Medieneintragsinforrnation" bezeichnete Information wird für die Dauer des Medieneintrags ausgegeben. Dies kann bei einem Frequenzsignal, also bei einem Signal, bei dem die Messgröße als Frequenz eines Rechtecksignals ausge¬ geben wird, wie es bei Heissfilmluftmassenmessern üblich ist, beispielsweise durch die Modulation bzw. das Einstellen eines definierten Pulsweitenverhälmisses des Rechteck¬ signals geschehen, so dass Messwert oder Ersatzwert zusammen mit der Medieneintrags¬ information ausgegeben und übertragen werden können.

Bei einem Analogsignal kann anstelle des Ersatzwertes ein Wert außerhalb des Nutzsig- nalbereichs übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass dann ein Motorsteuergerät durch sehr einfache Auswertung des Sensorsignals auf einen anderen im Motorsteuerge¬ rät berechneten Ersatzwert umschalten kann, sofern der Ersatzwert des Sensors nicht verwendbar oder nicht verfügbar ist. Durch alle drei Teilfunktionen wird der Software¬ umfang im Motorsteuergerät stark reduziert, da die dafür sonst erforderlichen Funktionen vom Steuergerät in den Sensor verlagert werden. Die Teilfunktionen können beispiels¬ weise über eine Programmierung des Sensors parametrisiert und abgeschaltet werden.

In Abbildung 5 sind zur Verdeutlichung der Vorgehensweise bei der Abschaltung die zeitlichen Signalverläufe von Ul, Ml und U2 im Normalbetrieb und bei Medieneintrag für die Ausführungsbeispiele nach Figur 2 oder 3 unter Verwendung eines Frequenzaus¬ gangs dargestellt. Der Medieneintrag soll zum Zeitpunkt TO auftreten und zum Zeitpunkt T3 beendet sein. Über das Spannungssignal Ul schaltet das Motorsteuergerät 13 den Sen¬ sor 12 bei Medieneintrag ab. Es verstreicht dabei die Reaktionszeit Tl zwischen Medien¬ eintrag und Erkennung des Eintrags durch die Motorsteuergerätesoftware. Das Sensor- ausgangssignal Ml ist nicht verfügbar. Die Frequenz Fl, die ein Maß für die Messgröße ist, steht während des Medieneintrags nicht zur Verfügung, da der Sensor abgeschaltet ist und kein Messsignal Ml liefern kann. Ab dem Zeitpunkt T4 gibt der Sensor wieder ein Signal ab, dessen Frequenz Fl zum Zeitpunkt T5 wieder zur Verfügung steht und vom Steuergerät zur Ermittlung von Motorsteuergrößen verwendet werden kann.

In Figur 6 sind die Signalverläufe von Ul, Ml und U2 im Normalbetrieb und beim Me- dieneintrag bei Einsatz der sensorinternen Teilfunktionen nach Figur 4, also bei der Mög¬ lichkeit, den Sensor 12 über einen sensorinternen Schalter abzuschalten, dargestellt. Der Medieneintrag soll wieder bei der Zeit TO beginnen und zum Zeitpunkt T3 enden. Der Sensor 12 bleibt bei Medieneintrag über die Spannung Ul eingeschaltet, deaktiviert aber intern über den High-Side-Schalter HS2 das Sensorelement 15, da die Zuführung der Versorgungsspannung U2 zum Sensorelement 15 unterbrochen wird. Die Ansteuerung des High-Side-Schalters HS2 erfolgt mit Hilfe eines Ansteuersignals S3, das in der Sen¬ sorauswerteschaltung 17 erzeugt wird.

Die Reaktionszeit T2 bis zum Erkennen des Medieneintrags ist in diesem Fall deutlich kürzer als die Reaktionszeit Tl nach Figur 5, die mit den Lösungen nach den Figuren 2 oder 3 erhalten wird. Da die Sensorauswerteschaltung 17 weiterhin eingeschaltet bleibt und mit der Spannung Ul versorgt bleibt, kann die Sensorauswerteschaltung bei erkann- tem Medieneintrag und Abschaltung des Sensorelements 15 einen Ersatzwert für das Messsignal bilden. Der Ersatzwert hat dann beispielsweise die Frequenz F2, die gering¬ fügig von der Frequenz Fl (ohne Medieneintrag) abweicht und vom Motorsteuergerät ausgewertet werden kann. Die Fehlertoleranz wird geringer sein als die Übertragung des durch Medieneintrag verfälschten Werts. Durch das im Vergleich zur Frequenz Fl geän- derte Pulsweitenverhältnis von Ml wird die Medieneintragsinformation übertragen. Der Begriff Frequenz steht allgemein für Tastverhältnis oder Pulsweitenverhältnis, sodass Fl einem ersten Tastverhältnis TVl oder einem ersten Pulsweitenverhältnis und F2 entspre¬ chend einem zweiten Tastverhältnis TV2 oder einem zweiten Pulsweitenverhältnis ent¬ spricht und wesentlich ist, dass sich Fl und F2 in vorgebbarer Weise voneinander unter- scheiden.

Bei länger andauerndem Medieneintrag kann das Sensorelement 15 mehrfach ein- und ausgeschaltet werden. Dies ermöglicht dem Sensor 12 ein periodisches Erfassen des Me¬ dieneintrags bis der Medieneintrag nicht mehr vorhanden ist. Somit ist das Sensorelement nur für die tatsächliche Dauer des Medieneintrags abgeschaltet.

Bei einem Einsatz der Erfindung im Automotive-Bereich, insbesondere bei einem Luft¬ massenmesser, dessen Ausgangssignale von einem Steuergerät ausgewertet werden, lässt sich eine mögliche Alternative angeben. Eine mögliche Alternative zum Motorsteuergerät ist beispielsweise die Verwendung beliebiger Kommunikationspartner für den Sensor bzw. für die Auswertung der vom Sensor gelieferten Signale.

Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Kombination Sensor, Motorsteuergerät, Kraftfahrzeug eingeschränkt, sondern ist beliebig für Sensoren mit zugeordneter Steuer- einrichtung oder zugeordnetem Prozessor mit Softwarefunktion zur Erkennung eines dro- henden Medieneintrags und ansteuerbaren Schaltern einsetzbar. Generell kann die Erfin¬ dung für alle Einsatzbereiche alternativ zum Einsatz im Automotive-Bereich vorgesehen sein, bei denen elektronische, elektrisch betriebene biochemische, biotechnologische oder sonstige Sensoren oder Sensorelemente zum Einsatz kommen und in irgendeiner Form mit einem Kommunikationspartner kommunizieren und auch Medieneintrag mitteilen, wobei die Sensoren oder Sensorelemente vor Kontamination durch gezielte Deaktivie¬ rung von Sensorelementen oder Teilen davon aktiv geschützt werden.