DE19627280A1 - Elektronisches Brennkraftmaschinensteuergerät mit einer Signalerzeugungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Brennkraftmaschinen­ steuergerät mit einer Signalerzeugungseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es sind elektronische Brennkraftmaschinensteuergeräte bekannt, die zum Beispiel zur Ausführung der Benzineinspritzung pro Zylinder oder zur Aus­ führung der Zündung pro Zylinder jeweils ein impulsförmiges Steuersignal abgeben. Ein derartiges impulsförmiges Steuersignal pro Zylinder ist bei­ spielsweise das sog. "Klemme-1-Signal", das das primäre Zündsignal bei Brennkraftmaschinen mit Verteilerzündung wiedergibt. Bei Brennkraftma­ schinen mit ruhender Zündverteilung, wird beispielsweise ein rechteckförmi­ ges Signal, das sog. TD-Signal, u. a. aus einem Drehzahlerfassungssignal gebildet, das zur Zündsteuerung pro Zylinder die Einschaltdauer des Pri­ märstroms vorgibt. Ähnliche zylinderbezogene impulsförmige Steuersignale sind auch bei Dieselmotoren bekannt.

Derartige zylinderbezogene impulsförmige Steuersignale werden insbeson­ dere in Werkstätten zur Diagnose von zylinderbezogenen Funktionen, z. B. zur Überprüfung der Zündsignale, der Laufruhe und/oder der relativen Kom­ pression der Zylinder, mittels externer Diagnosevorrichtungen ausgewertet. Da diese bekannten impulsförmigen Steuersignale zwar in einer vorgegebe­ nen Reihenfolge den einzelnen Zylindern steuergeräteintern zugeordnet sind, jedoch steuergeräteextern eine Zylinderzuordnung nicht erkennbar ist, sind externe zusätzliche Meßmaßnahmen für eine Zylinderzuordnung not­ wendig. Hierzu werden beispielsweise Triggersignale für die Zylinder-1-Er­ kennung bei Otto-Motoren mittels Stromzangen an der Zündleitung des Zy­ linders 1 erzeugt. Bei Dieselmotoren ist der Einsatz von Triggerzangen, die auf eine Zündspannung reagieren, nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, vereinfachte Diagnosemöglichkeiten für zylin­ derbezogene Funktionen sowohl für Dieselmotoren als auch für Otto-Moto­ ren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß weist ein elektronisches Brennkraftmaschinensteuergerät eine Signalerzeugungseinheit, die zur Ausführung einer zylinderbezogenen Funktion pro Zylinder ein impulsförmiges Signal abgibt, und eine Zylinder­ zuordnungseinheit auf, die jedem Impuls des impulsförmigen Steuersignals steuergeräteintern jeweils einen bestimmten Zylinder zuordnet. Darüber hinaus verändert die Zylinderzuordnungseinheit den Verlauf der Amplitude zumindest eines einem bestimmten Zylinder zugeordneten Impulses unab­ hängig von seiner Zeitdauer gegenüber den Verläufen der Amplitude der übrigen Impulse.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß elektronische Brennkraft­ maschinensteuergeräte durch logische Verknüpfung verschiedener Signale oder durch zusätzliche Sensoren eine genaue Zylinderzuordnung durchfüh­ ren können. Erfindungsgemäß wird zumindest ein einem bestimmten Zylin­ der zugeordneter Impuls in seiner Form derart verändert, daß er sich von den übrigen Impulsen in eindeutiger Weise unterschiedet. Die Veränderung des Impulses für eine bestimmte Zylinderzuordnung muß sich jedoch nach den Mindestanforderungen, die an das impulsförmige Steuersignal für die Steuerfunktion gestellt sind, halten. Beispielsweise ist es möglich, daß der Verlauf der Amplitude des zu ändernden Impulses eine minimale Amplitu­ denschwelle nicht unterschreiten darf. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn mit dem Steuersignal das Schalten von Transistoren verbunden ist.

Die Veränderung nur eines Impulses reicht aus, wenn ausgehend von die­ sem einem bestimmten Zylinder zugeordneten Impuls die Reihenfolge der Zuordnung der weiteren Impulse bekannt ist. Andernfalls umfaßt die Erfin­ dung beispielsweise auch die Ausführung, daß mehrere oder alle Impulse eine unterschiedliche Form bzw. einen sich jeweils von den anderen Impul­ sen unterscheidenden Verlauf der Amplitude aufweisen. Ist beispielsweise für die zylinderbezogene Funktion die Zeitdauer eines jeden Impulses maß­ geblich, wird der veränderte Verlauf der Amplitude eines Impulses derart gewählt, daß Anfang und Ende des Impulses zur Bestimmung der Zeitdauer entsprechend der dem Impuls zugeordneten Funktion erkannt bzw. wirksam wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das aus dem Stand der Technik bekannte impulsförmige Steuersignal zur Bestimmung der Einschaltdauer des Primär­ stroms für den Zündzeitpunkt,

Fig. 2 den Verlauf des in Fig. 1 dargestellten impulsförmigen Steuer­ signals entsprechend der Erfindung und

Fig. 3 eine mögliche Ausgestaltung der Zylinderzuordnungseinheit in einem Brennkraftmaschinensteuergerät,

Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 weitere nach der Erfindung mögliche Verläufe des veränderten impulsförmigen Steuersignals.

In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Amplitude A eines den Zylinder Z1 bis Z4 zugeordneten impulsförmigen Steuersignals aufgetragen. Das Beispiel bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern Z1 bis Z4. Die den Zylindern Z1 bis Z4 zugeordneten Impulse I sind in Fig. 1 für zwei Kurbelwellenumdrehungen (zweimaliges Wiedererrei­ chen des oberen Totpunktes OT), d. h. für ein Arbeitsspiel, dargestellt.

Die Zeitdauer t_x der Impulse I kann je nach Art des Steuersignals konstant oder variabel sein. Üblicherweise wird die Zeitdauer t_x sowie der Zeitpunkt für den Anfang bzw. das Ende eines Impulses auf den Kurbelwellenwinkel bzw. auf das Drehzahlsignal mit einer Markierung für den oberen Totpunkt OT bezogen.

In Fig. 1 weisen sämtliche Impulse I für die Zylinder Z1 bis Z4 dieselbe Form bzw. denselben Verlauf der Amplitude A, unabhängig von der Zeitdauer t_x, auf. Wird das in Fig. 1 dargestellte impulsförmige Steuersignal für Diagno­ sezwecke abgegriffen, ist nicht erkennbar, welcher Impuls I welchem Zylin­ der zugeordnet ist. Auch wenn die Reihenfolge der Zylinderansteuerung mittels der Impulse für die Zylinder Z1 bis Z4 bekannt ist, muß zumindest ein zylinderbezogener Impuls einem bestimmten Zylinder, hier dem Zylinder Z1, eindeutig zugeordnet werden. Aufgrund einer bekannten Reihenfolge der Zylinderansteuerung können ausgehend von dem einen Impuls I für den Zy­ linder Z1 auch die übrigen Impulse den zugehörigen Zylindern Z2 bis Z4 eindeutig zugeordnet werden.

Fig. 2 zeigt bezüglich Fig. 1 eine mögliche Veränderung des Verlaufs der Amplitude A des dem Zylinder Z1 zugeordneten Impulses I. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird darauf geachtet, daß für die Zeitdauer t_x des Im­ pulses I für den Zylinder Z1 die Amplitude A oberhalb einer definierten Schwelle (vgl. punktierte Linie) liegt. Somit kann beispielsweise das impuls­ förmige Steuersignal für die Zylinder Z1 bis Z4 zum Durchschalten von Transistoren zur Ansteuerung von Stellgliedern oder anderer Steuerschal­ tungen uneingeschränkt verwendet werden. Somit bleibt trotz der erfin­ dungsgemäßen Veränderung des Amplitudenverlaufs des Impulses I zur Kennzeichnung der Zuordnung zum Zylinder Z1 die volle Funktionsfähigkeit, die üblicherweise diesem Steuersignal zugeordnet ist, erhalten. Für Diagno­ sezwecke erübrigen sich zusätzliche externe Meßmaßnahmen, um die Zu­ ordnung der Impulse zu einem bestimmten Zylinder indirekt zu ermitteln.

In Fig. 3 ist eine mögliche Realisierung der Zylinderzuordnungseinheit 2, die Teil eines hier nicht dargestellten Brennkraftmaschinensteuergeräts ist, dar­ gestellt.

Die Steuerleitung eines Transistors 1 wird mit dem impulsförmigen Steuer­ signal I beaufschlagt. Die Steuerleitung des Transistors 1 ist mit einem ersten Eingang der Zylinderzuordnungseinheit 2 verbunden. Die Zylinderzu­ ordnungseinheit 2 weist weitere Eingänge für verschiedene Signale zur logi­ schen Verknüpfung für eine Erkennung des Zylinders Z1 auf. Falls die Er­ kennung des Zylinders Z1 mit einem Impuls I zusammentrifft, wird erfin­ dungsgemäß dieser Impuls I derart in seiner Amplitude verändert, daß er sich von den übrigen Impulsen, die den Zylindern Z2 bis Z4 zugeordnet sind, unterscheidet. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird der veränderte Impuls I aus der Zylinderzuordnungseinheit 2 ausgegeben und beispiels­ weise als Ausgangssignal an das hier nicht dargestellte Brennkraftmaschi­ nensteuergerät herangeführt. Wird jedoch beispielsweise die Steuerleitung des Transistors 1 bereits ohnehin als Ausgangssignal an einem Brennkraft­ maschinensteuergerät vorgesehen, kann auch der veränderte Impuls I als Steuersignal für den Transistor 1 verwendet werden, da dessen minimale Amplitude A einen Spannungspegel aufweist, der zum Durchschalten des Transistors 1 gleichermaßen wie der nicht geändert Impuls I führt. Wird der geänderte Impuls I, wie in Fig. 3 dargestellt, jedoch nicht gleichzeitig als Steuersignal für den Transistor 1 eingesetzt, ist jede andere beliebige Ver­ änderung des Amplitudenverlaufs des Impulses I auch unterhalb der in Fig. 2 strichpunktierten Schwelle möglich. Die in Fig. 2 und Fig. 3 gestrichelt dar­ gestellte Veränderung des Impulses ist eine weitere Möglichkeit zur Verän­ derung des Amplitudenverlaufs zur Kennzeichnung des Zylinders Z1. Die entsprechende Art der Veränderung des Impulses I im Verlauf der Amplitude A kann beispielsweise zusätzlich zur Kennzeichnung der im Fahrzeug ver­ bauten Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Beispielsweise kann die in Fig. 2 und 3 mit durchgezogenen Linien dargestellte Veränderung für einen Otto-Motor und die mit einer gestrichelten Linie dargestellte Veränderung für einen Diesel-Motor verwendet werden.

Als weiteres Beispiel sind nach Fig. 4 mögliche erfindungsgemäße Änderun­ gen der Amplitudenverläufe aller Impulse dargestellt, wenn das impulsför­ mige Steuersignal am Ausgang der Zylinderzuordnungseinheit, d. h. mit Veränderung des Verlaufs der Amplitude zumindest eines einen bestimmten Zylinder zugeordneten Impulses (Z1), für eine zylinderbezogene Funktion verwendet werden soll, die abhängig von der Zeitdauer t_x des Impulses ist. Nach Fig. 4 können die Impulse durch Veränderung der Amplitudenverläufe beliebige Formen und beliebige Höhen aufweisen. Vorzugsweise sollten die erfindungsgemäß veränderten Impulse zur einfacheren Feststellbarkeit der Zeitdauer t_x oberhalb einer definierten Schwelle (punktierte Linie) liegen.

Wird das impulsförmige Steuersignal für Funktionen verwendet, die unab­ hängig von der Zeitdauer t_x der Impulse sind, ist jede andere beliebige Ver­ änderung des Amplitudenverlaufs auch unterhalb einer vorgegebenen Schwelle (punktierte Linie) möglich.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit der Veränderung eines Impulses durch minde­ stens eine Unterbrechung im Amplitudenverlauf, so daß innerhalb der Zeit­ dauer t_x des ursprünglichen Impulses zwei Impulse entstehen.

Fig. 6 zeigt, daß der Amplitudenverlauf mindestens eines Impulses auch in der Weise geändert werden kann, daß die Zeitdauer t_x des ursprünglichen Impulses in eine sich davon unterscheidende Zeitdauer t_x′ verlängert (oder auch verkürzt) wird.

Je nach Anforderung an die Weiterverarbeitbarkeit des veränderten Steuer­ signals kann mindestens ein einem bestimmten Zylinder zugeordneter Im­ puls durch die erfindungsgemäße Veränderung des Amplitudenverlaufs un­ terschiedliche Form, unterschiedliche Zeitdauer und/oder unterschiedliche Höhe bezogen auf die anderen Impulse aufweisen.

Durch das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel wird deutlich, daß die Erfindung nicht nur eine einfachere Diagnose zylinderbezogener Funktionen zylinderselektiv durchführbar macht, sondern auch eine Erweiterung der Diagnose, wie z. B. eine Motoridentifikation zur Unterscheidung zwischen Diesel- oder Otto-Motoren oder zur Feststellung der Anzahl der Zylinder, er­ öffnet. Insbesondere wird durch die Erkennung zumindest eines bestimmten Zylinders (z. B. des "Zylinders 1") aus dem sog. TD-Signal eine einfache Rundlaufmessung mittels fahrzeugexterner Tester auch bei Dieselmotoren möglich. Das TD-Signal bei Dieselmotoren wird statt zur Zündsteuerung zur Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet.

Claims (1)

1. Elektronisches Brennkraftmaschinensteuergerät mit einer Signalerzeu­ gungseinheit, die zur Ausführung einer zylinderbezogenen Funktion pro Zy­ linder ein impulsförmiges Steuersignal abgibt, und mit einer Zylinderzuord­ nungseinheit, die jedem Impuls des impulsförmigen Steuersignals steuerge­ räteintern jeweils einen bestimmten Zylinder zuordnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderzuordnungseinheit (2) den Verlauf der Amplitude (A) zumindest eines eine-bestimmten Zylinder (Z1) zugeord­ neten Impulses (I) unabhängig von seiner Zeitdauer (t_x) gegenüber den Ver­ läufen der Amplituden (A) der übrigen Impulse verändert.