DE3010975C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Aus der DE-OS 28 36 302 ist eine Melde- und Abschaltvor­ richtung bekannt, bei der auf einer digitalen Anzeigeein­ richtung ein Fehlersignal angezeigt wird, wenn ein oder gar mehrere Fühler einen anormalen Betriebszustand, wie zu niedrigen Öldruck, zu hohe Kühlwassertemperatur od. dgl. erfassen. Dabei ist vorgeschlagen, daß ein binärco­ diertes Signal, das zu einer Anzeige "00" während des An­ lassens der Brennkraftmaschine führt, erzeugt wird, um die Ausgangssignale aller Fühler während des Anlassens zu ignorieren. Erst wenn die Brennkraftmaschine angelassen ist und alle Fühler in den Betrieb einbezogen sind, wird ein binärcodiertes Dezimalsignal erzeugt, das zu einer Anzeige "01" führt.

Aus der DE-OS 25 39 113 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines periodisch sich wiederholenden Vorganges bei Brenn­ kraftmaschinen bekannt, um z. B. die Erzeugung des Zünd­ signals oder eines Kraftstoffeinspritzimpulses zu steuern. Dabei werden digitale Werte innerhalb eines be­ stimmten Winkelbereiches oder Zeitintervalls entsprechend der Drehung der Kurbelwelle erzeugt. Diese Werte bestim­ men die zeitliche Beziehung zwischen der Drehstellung der Kurbelwelle und dem Zeitpunkt für den sich wiederholenden Vorgang durch Zählen von Impulsen. Außerdem ist ein be­ sonderes Programm vorgesehen, das beim Anlassen der Brennkraftmaschine oder aber im Falle von Störungen be­ nutzt wird und mit dem alle Steuerregister auf bestimmte Anfangswerte gesetzt werden, die in einem externen Spei­ cher gespeichert sind. Diese bestimmten Anfangswerte ent­ sprechen dabei aber normalem oder richtigen Werten, nicht jedoch irgendwelchen anormalen Werten.

Aus der DE-OS 23 23 619 ist es bekannt, bei einer einen Mikroprozessor mit Festspeicher und Speicher mit freiem Zugriff aufweisenden Steuereinrichtung für eine Brenn­ kraftmaschine mehrere Betriebsparameter der Brennkraftma­ schine zu überwachen und mit in dem Speicher mit freiem Zugriff gespeicherten Bezugswerten zu vergleichen, um die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in gewünschter Weise zu steuern. Dabei können verschiedene Betriebspara­ meter, wie die Drehzahl der Brennkraftmaschine und die Fahrzeuggeschwindigkeit auch angezeigt werden. Außerdem ist darauf hingewiesen, daß auch eine automatische Anzei­ ge von Meßfühler- oder Mikroprozessor-Fehlern bei einem Diagnose-Betrieb möglich ist.

Aus der GB-PS 13 73 391 ist eine Prüfeinrichtung für eine Fahrzeug-Ausrüstung bekannt, die einen Speiseschalter, eine elektromagnetische Einrichtung zum Betätigen einer Betätigungseinrichtung und ein Prüfsystem mit logischen Schaltungen und einer Lampe aufweist. Eine logische Schaltung zum Steuern des Bremsdruckes bei einem Anti­ blockiersystem bewirkt ein Flackern der Lampe beim norma­ len Betrieb und sich bewegenden Fahrzeug, während die Lampe erlischt, wenn das Fahrzeug stillsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzu­ bilden, daß in einfacher und zuverlässiger Weise eine Selbstprüfung einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung möglich ist.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß nach dem Einschalten des Speiseschalters des Fahrzeuges bzw. der Brennkraftmaschine und der dadurch auch bewirkten Ein­ schaltung des Mikroprozessors bzw. nach dem Einschalten des Anschlußschalters zum Anlassen der Brennkraftmaschine ein einen anormalen Betriebsparameter angebender Wert in die Speichereinheit des Mikroprozessors eingespeichert wird, so daß damit der Mikroprozessor einen scheinbar anormalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit Hil­ fe der Alarmeinrichtung angibt, solange die Brennkraftma­ schine angelassen wird, die Brennkraftmaschine jedoch noch nicht ihren normalen Laufzustand erreicht hat. Am Ende des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine, also bei laufender Brennkraftmaschine, wird dagegen ein tatsäch­ lich erfaßter Betriebsparameter in die Speichereinheit des Mikroprozessors eingespeichert und mit dem ebenfalls gespeicherten Bezugswert verglichen, so daß bei normalen Betriebsverhältnissen und laufender Brennkraftmaschine die Alarmeinrichtung nicht länger betätigt wird. Ein Fah­ rer erkennt also das ordnungsgemäße Arbeiten der Steuer­ einrichtung daran, daß bei ebenfalls ordnungsgemäß arbei­ tender Brennkraftmaschine die Alarmeinrichtung nach dem Einschalten des Speiseschalters bzw. dem Einschalten des Anlaßschalters und noch nicht laufender Brennkraftmaschi­ ne betätigt sein muß, während sie am Ende des Anlaßvor­ ganges, also bei laufender Brennkraftmaschine, nicht län­ ger betätigt sein darf. Tritt dagegen ein Fehler in der Steuereinrichtung, den Fühlern für die Betriebsparameter­ signale oder der Brennkraftmaschine selbst auf, so sind die vorstehend genannten Bedingungen nicht länger er­ füllt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausfüh­ rungsbeispiels einer selbstprüfenden Steuer­ einrichtung zur Ausführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens,

Fig. 2 drei Flußdiagramme eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines weiteren Ausführungsbei­ spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Beispiels der Beziehung zwischen der Katalysatortemperatur und den Ausgangssignalen eines Katalysatorfühlers.

In den Fig. 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der selbstprüfenden Steuereinrichtung gezeigt, die die Katalysatortemperatur steuert und eine Alarmfunktion hat.

Bei der selbstprüfenden Steuereinrichtung 10 der Fig. 1 erhält eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 12 ein Drehzahlsignal S ₁ der Brennkraftmaschine, das angibt, daß die Brennkraftmaschine läuft, ein Anlaßsignal S ₂ für die Brennkraftmaschine, das angibt, daß die Brennkraftma­ schine angelassen wird, bzw. sich in ihrem Anlaßzustand befindet, und ein Signal S ₃, das die Temperatur eines ka­ talytischen Umformers zum Reinigen der Abgase angibt. Diese Signale werden, falls erforderlich, aus der analo­ gen Form in eine digitale Form umgeformt und an einen Mi­ kroprozessor 14 gegeben, der eine zentrale Verarbeitungs­ einheit und eine Speichereinrichtung umfaßt. Wenn die Ka­ talysatortemperatur t eine bestimmte Gefahrentemperatur t _d überschreitet, gibt der Mikroprozessor 14 ein Signal S ₄ an eine Treiberschaltung 16 für eine Anzeigelampe 18, damit diese die Anzeigelampe einschaltet, wodurch angege­ ben wird, daß die Katalysatortemperatur anormal hoch ist. Außerdem kann eine Rücksetzschaltung 20 die Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 12, den Mikropro­ zessor 14 und die Treiberschaltung 16 für die Anzeigelam­ pe zurücksetzen, wenn die Speisequelle 22 mit Hilfe eines Speiseschalters 24 eingeschaltet wird.

In Fig. 1 ist nur die Alarmfunktion gezeigt, obwohl ande­ re Steuereinrichtungen erforderlich sind, um die Kataly­ satortemperatur zu steuern, da diese anderen Einrichtun­ gen sich auf das zu erläuternde Verfahren nicht unmittel­ bar beziehen.

In der Speichereinrichtung ist ein Prüfprogramm zum Prü­ fen der Steuereinrichtung und des Mikroprozessors pro­ grammiert.

Durch Betreiben der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung nach Maßgabe der in den Flußdiagrammen der Fig. 2 gezeig­ ten Programme können alle Funktionen zusätzlich zur Steuerung der Katalysatortemperaturen einer Brennkraftma­ schine geprüft werden.

Wenn bei dieser Steuereinrichtung zuerst der Speiseschal­ ter 24 geschlossen wird, speist eine Speisequelle 22 die Steuereinrichtung 10. Ein von der Rücksetzschaltung 20 abgegebenes Rücksetzsignal S ₅ stellt daher die Anfangsbe­ dingungen des Mikroprozessors 14 ein. Das heißt, das Rücksetzsignal S ₅ setzt die Treiberschaltung 16 für die Anzeigelampe zurück, so daß die Anzeigelampe 18 abge­ schaltet wird, was beim Block 211 in Fig. 2(a) erfolgt.

Unter diesen Bedingungen arbeitet danach der Mikroprozes­ sor 14 nach Maßgabe des in Fig. 2(a) gezeigten Programms.

Zuerst wird die Katalysatortemperatur t in dem Mikropro­ zessor 14 auf eine vorbestimmte Temperatur t ₁ als An­ fangswert eingestellt, der höher als eine Gefahrentempe­ ratur t _d ist, bevor die tatsächlich erfaßten Katalysator­ temperaturen t _a beim Block 212 ausgelesen werden.

Danach wird der in Fig. 2(b) gezeigte Prozeß wiederholt ausgeführt, wobei vom Block 226 bis zum Block 221 zu festen Zeitintervallen nach Maßgabe von Unterbrechungs­ signalen zurückgekehrt wird, wobei diese Signale z. B. im­ mer dann ausgegeben werden, wenn Rechenoperationen zum Umformer eines analogen Katalysatortemperatursignals S ₃ in ein digitales Signal beendet sind.

Bei diesem Flußdiagramm wird zuerst geprüft, ob die Brennkraftmaschine läuft oder nicht, was beim Block 222 erfolgt. Wenn die Brennkraftmaschine läuft, prüft als nächstes der Block 223, ob die Brennkraftmaschine ange­ lassen wird. Wenn die Brennkraftmaschine läuft und nicht angelassen wird, d. h., wenn die Brennkraftmaschine sich im Betrieb befindet, wird eine tatsächlich erfaßte Kata­ lysatortemperatur t _a eingeschrieben um t ₁ (<t _d ) zu er­ setzen, was beim Block 225 erfolgt, wobei die Anzeigelam­ pe abgeschaltet ist. Wenn andererseits die Brennkraftma­ schine läuft und angelassen wird, oder wenn die Brenn­ kraftmaschine nicht läuft und angelassen wird, d. h., wenn die Brennkraftmaschine unabhängig davon, ob sie läuft oder nicht, angelassen wird, wird die erfaßte Katalysa­ tortemperatur t _a nicht eingeschrieben, so daß die als An­ fangswert eingestellte Temperatur t ₁ unverändert beibe­ halten wird, was beim Block 224 erfolgt, wobei die Anzei­ gelampe eingeschaltet ist. Kurz gesagt, wird der Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine unter Benutzung des Drehzahlsignals S ₁ und des Anlaßsignals S ₂ geprüft. Schließlich werden die in Fig. 2(c) gezeigten Rechenope­ rationen ausgeführt. Bei diesem Flußdiagramm wird, wenn die Brennkraftmaschine läuft (Block 232) und die Kataly­ satortemperatur t _a höher als die Gefahrentemperatur t _d ist, (Block 233), die Anzeigelampe 18 eingeschaltet (Block 234). Wenn t _a niedriger als t _{d ist, erlischt die Lampe 18 (Block 235). Außerdem wird, wenn die Brennkraft­ maschine nicht läuft, kein Vergleich der Katalysatortem­ peratur t a ausgeführt, und die Steuerung kehrt unmittel­ bar von RÜCKKEHR (Block 236) auf START (Block 231) zu­ rück. Wenn die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine und des Mi­ kroprozessors normal sind, kann daher die folgende Opera­ tion nach Maßgabe der Flußdiagramme in Fig. 2 erwartet werden: 1. Wenn der Speiseschalter 24 geschlossen wird, erlischt die Anzeigelampe 18, da ein Rücksetzsignal S 5 die internen Bedingungen des Mikroprozessors 14 (Block 211) auf ihren Anfangszustand zurücksetzt. Nach dem Zurücksetzen der Steuereinrichtung wird die Katalysatortemperatur l auf eine bestimmte Tem­ peratur t 1 als Anfangswert eingestellt, die höher als die Gefahrentemperatur t d ist (Block 212).2. Während die Brennkraftmaschine angelassen wird, selbst wenn die Brennkraftmaschine läuft, wird die Anzeigelampe 18 eingeschaltet, da die tat­ sächlich erfaßte Katalysatortemperatur t a nicht eingeschrieben wird, und t 1 (<t d ) unverändert bei­ behalten wird (Block 224). 3. Nachdem die Brennkraftmaschine angelassen wurde, d. h., wenn die Brennkraftmaschine läuft, erlischt die Anzeigelampe 18, da die erfaßte Katalysatortem­ peratur t a eingeschrieben wird, um t 1 (<t d ) (Block 225) zu ersetzen, und die Katalysatortemperatur nor­ mal ist (Block 235).In dem Fall, bei dem die Katalysatortemperatur anormal ist, wenn die Brennkraftmaschine läuft, d. h., die Tempe­ ratur t a oberhalb von T d liegt, wird natürlich die Anzei­ gelampe 18 eingeschaltet, um einen anormalen Zustand an­ zuzeigen. Wie zuvor beschrieben wurde, kann durch Prüfen, daß die Anzeigelampe 18 nur während des Anlaßvorganges einge­ schaltet wird, festgestellt werden, daß der Mikroprozes­ sor normal arbeitet. Wenn außerdem das Programm so geändert wird, daß die An­ zeigelampe durch das Rücksetzsignal S 5 eingeschaltet wird, und die Katalysatortemperatur auf einen Anfangswert von t 2 eingestellt wird, die niedriger als die Gefahren­ temperatur t d ist, kann die Anzeigelampe 18 ebenfalls von dem Zeitpunkt ab eingeschaltet werden, wenn der Speise­ schalter 24 geschlossen wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Maschine angelassen wird, und die Anzeigelampe 18 kann abgeschaltet werden, während die Brennkraftmaschine angelassen wird, da t 2 < t d ist. Wenn in diesem Fall die Katalysatortemperatur normal ist, erlischt die Anzeige­ lampe 18, während die Brennkraftmaschine läuft, da die tatsächlichen Katalysatortemperaturen eingeschrieben wer­ den und gewöhnlich niedriger als die Gefahrentemperatur t d  sind. Wie zuvor beschrieben wurde, kann nach Maßgabe des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms festgestellt werden, daß der Mikroprozessor 14 normal arbeitet, wenn die Anzeige­ lampe 18 nur dann aufleuchtet, während die Brennkraftma­ schine angelassen wird, oder von dem Zeitpunkt, wenn die Speisung eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird. Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines zweiten Ausführungs­ beispiels. In diesem Fall leuchtet die Anzeigelampe 18 auf, während die Brennkraftmaschine unabhängig von ande­ ren Bedingungen angelassen wird. Wenn die Brennkraftma­ schine nicht angelassen wird, leuchtet die Anzeigelampe 18 nur dann auf, wenn die Katalysatortemperatur t a die Gefahrentemperatur t d übersteigt. Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird jetzt im einzelnen anhand der Fig. 3 erläutert: Zuerst wird geprüft, ob die Brennkraftmaschine angelassen wird oder nicht (Block 302). Wenn sie angelassen wird, leuchtet die Anzeigelampe 18 auf (Block 307). Wenn sie nicht angelassen wird, wird die erfaßte Katalysatortempe­ ratur t a eingeschrieben, um den vorangegangenen Wert zu ersetzen (Block 303). Als nächstes wird die Temperatur t a mit der Gefahrentem­ peratur t d (Block 304) verglichen. Wenn t a niedriger als t d ist, erlischt die Anzeigelampe 18 (Block 305). Wenn daher die Anzeigelampe nur dann aufleuchtet, während die Brennkraftmaschine angelassen wird, d. h., während der Anlassermotor läuft, und unmittelbar nach Beginn des Lau­ fens der Brennkraftmaschine wieder erlischt, kann festge­ stellt werden, daß die Steuereinrichtung normal arbeitet. Der Prüfvorgang wird einfach durch erneutes Erzeugen eines Rücksetzsignals S 5 beendet, indem der Speiseschal­ ter geöffnet und erneut geschlossen wird. Wenn ein Fühler, wie ein Thermistor, zum Erfassen der Ka­ talysatortemperatur t benutzt wird, so sind die Ausgangs­ werte des Fühlers umgekehrt proportional zur erfaßten Temperatur; vgl. Fig. 4. Die intern vom Mikroprozessor behandelten Werte können daher in entgegengesetzter Rich­ tung zu den Temperaturen sich ändern, die diese angeben. Die Vorzeichen von verschiedenen Beziehungen, die bei einer praktischen Ausführung benutzt werden, erscheinen daher umgekehrt, da jedoch die vorstehende Beschreibung in Ausdrücken des zugrundeliegenden, angegebenen Tempera­ turwertes erfolgte, ist der Algorithmus der gleiche. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, ist, selbst wenn die Kataly­ satortemperatur t 1 höher als die Gefahrentemperatur t d ist, und t 2 niedriger als t d ist, der Ausgangswert A des Fühlers, der t 1 entspricht, kleiner als der Gefahren-Aus­ gangswert B, der t d entspricht, und der t 2 entsprechende Fühlerausgangswert C ist größer als B. Obwohl eine Anzeigelampe zum Anzeigen der Zustände sowohl der Katalysatortemperatur als auch des Mikroprozessors bei den beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten benutzt wird, ist es außerdem möglich, zwei getrennte Anzeigelam­ pen oder andere Alarmeinrichtungen, wie lichtemittierende Dioden oder akustische Warneinrichtungen, wie Summer, zu benutzen. Außerdem ist bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der tatsächlich erfaßte Betriebsparameter die Katalysa­ tortemperatur. Jedoch können auch andere Betriebsparame­ ter der Brennkraftmaschine, wie die Drehzahl, die Ansaug­ luftgröße und die Kühlwassertemperatur der Brennkraftma­ schine zum Steuern der Betriebswerte der Brennkraftma­ schine erfaßt werden. Außerdem ist die gesteuerte Be­ triebsgröße der Brennkraftmaschine die Katalysatortempe­ ratur, es können jedoch andere Größen, wie die Kraftstoffeinspritzgröße, der Zündvoreilungswinkel und eine Abgasrückführungsgröße mit Hilfe einer Steuerein­ richtung dieses Typs gesteuert werden. Wie zuvor beschrieben wurde, ist es möglich, den Mikro­ prozessor allein durch Änderung des Programms einfach zu prüfen. Dadurch ist es möglich, die Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine leicht zu reparieren, ohne daß der Mikroprozessor aus dem Fahrzeug ausgebaut werden muß, oder viel Zeit für eine Diagnose anderer Bauteile neben dem Mikroprozessor aufgewendet werden muß. Obwohl es nicht möglich ist, die Fehlerstelle in einem Mikroprozessor zu lokalisieren, kann, immer wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird, leicht festgestellt werden, ob der Mikroprozessor normal arbeitet oder nicht.}

Claims (3)

1. Verfahren zum Selbstprüfen einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Speichereinheit aufweisenden Mikroprozessor zum Steuern von mehreren Be­ triebsparametern der Brennkraftmaschine durch Vergleichen der tatsächlich gemessenen Parameter der Brennkraftma­ schine mit Bezugsparametern, die in der Speichereinheit gespeichert sind, wobei die Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Anlaßschalters angelassen wird, nachdem ein Speise­ schalter eingeschaltet wurde, um den Mikroprozessor ein­ zuschalten, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einschaltung der elektrischen Speisung ein einem simulierten anormalen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine entsprechender Wert mit einem der gespeicherten Bezugsparameter vergli­ chen wird, um eine Alarmeinrichtung einzuschalten, und daß nach dem Öffnen des Anlaßschalters (Ende des Anlaß­ vorganges) beim Vergleichen der dem simulierten anormalen Betriebsparameter entsprechende Wert durch den jeweiligen der tatsächlich gemessenen Parameter ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den simulierten anormalen Betriebsparameter entspre­ chenden Werte die Katalysatortemperatur, die Drehzahl, die Ansaugluftgröße oder die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine angeben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die tatsächlich gemessenen Parameter dann mit den Bezugsparametern verglichen werden, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen bestimmten Wert überschrit­ ten hat.