DE3138060C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung und Anzeige von Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 45 043 ist z. B. ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem im wesentlichen die Brennstoffeinspritzmenge im geschlossenen Regelkreis in spezieller Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Abgasmeßfühlers sowie weiteren, von jeweiligen Meßfühlern ermittelten Betribsparametern derart geregelt wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches im stöchiometrischen Bereich liegt. Unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie z. B. im Warmlaufbetrieb bei Beschleunigungsvorgängen, bei Vollast usw., kann eine Brennkraftmaschine jedoch nicht mit einem solchen stöchiometrischen Ansauggemisch betrieben werden, so daß in derartigen Fällen eine Korrektur des normalerweise eingeregelten Luft/Brennstoff-Verhältnisses erforderlich ist, die dann durch Ermittlung betriebsparameterabhängiger Korrekturfaktoren erfolgt, welche als fest vorgegebene Rechenkoeffizienten in Form von Speicherdaten vorliegen.

Kriterium für diesen Übergang von der betriebsparameterabhängigen Regelung im geschlossenen Regelkreis auf eine unter Verwendung ausgelesener Festwerte betriebene offene Steuerkette ist hierbei eine Auswertung dahingehend, ob das im Regelkreis rückgekoppelte Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers unter Einbeziehung einer gewissen Verzögerungszeit für eine gewisse Zeitdauer in einem vorgegebenen Luft/Brennstoff-Verhältniswertbereich verbleibt, anderenfalls auf die offene Steuerkette übergegangen wird. Eine Überwachung und Anzeige von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ist im Rahmen dieser Regelung und Steuerung nicht vorgesehen, so daß keine Überprüfung des Regelkreises und seiner maßgeblichen Elemente, wie des empfindlichen Abgasmeßfühlers, z. B. zu Inspektions- und/oder Wartungszwecken möglich ist. Da eine solche Regelung zur Verringerung des Brennstoffverbrauchs in Verbindung mit einer zur Herabsetzung der Umweltbelastung in Betracht gezogenen katalytischen Abgasreinigung der maßgeblichen Abgasschadstoffe HC, NO _x und CO eine exakte Gemischregelung innerhalb des stöchiometrischen Luft/Brennstoff- Verhältniswertbereichs erfordert, können sich jedoch alternierungs- und/oder ausfallbedingte Störungen des Regelkreises in bezug auf das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine und die angestrebte Abgasentgiftung sehr unangenehm bemerkkbar machen, so daß eine Überwachungs- oder Inspektionsmöglichkeit zweckmäßig ist.

Aus der DE-OS 28 15 109 ist daher bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Überwachung und Anzeige des Bertriebszustands einer mit einem solchen geschlossenen Regelkreis ausgestatteten Brennkraftmaschine bekannt, mit dessen Hilfe normale bzw. gestörte Arbeitsbedingungen des Regelkreises ermittelt und angezeigt werden sollen. Hierbei wird in Verbindung mit einer separat erfolgenden Überwachung von Betriebstemperatur und Innenwiderstand des im Regelkreis verwendeten Abgasmeßfühlers ermittelt und angezeigt, ob die Frequenz eines vom Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers abgeleiteten, rückgekoppelten Steuersignals und damit die Regelperiode nach Erreichen einer ausreichenden Maschinentemperatur bei einer durch entsprechende Gaspedalbetätigung zu erreichenden vorgegebenen Drehzahl von z. B. etwa 2000 min^-1 über eine ebenfalls vorgegebene Zeitdauer von z. B. einer Minute innerhalb bestimmter Werte liegt. Durch diese aufwendigen Maßnahmen ist somit lediglich ein einziger, genau definierter und einzuhaltender Betriebszustand der Brennkraftmaschine überwachbar und anzeigbar, nicht jedoch der relevante jeweilige Einstellzustand des im veränderlichen Normalbetrieb jeweils eingeregelten Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemischs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Überwachung und Anzeige von Betriebszuständen einer geregelten Brennkraftmaschine derart auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln sowohl eine generelle Betriebsanzeige als auch eine z. B. zu Inspektionszwecken nutzbare Leerlaufanzeige erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit bei in der Leerlaufstellung befindlichem Drosselventil der Brennkraftmaschine einer Anzeigeeinrichtung ein erstes elektrisches Signal zur Abgabe einer Anzeige zugeführt, die angibt, ob das Rückkopplungssignal des Regelkreises innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, während bei nicht in der Leerlaufstellung befindlichem Drosselventil der Anzeigeeinrichtung ein dem Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers entsprechendes zweites elektrisches Signal zur Anzeige der jeweiligen Änderungen der ermittelten Konzentration einer vorgegebenen Abgaskomponente zuführbar ist.

Auf diese Weise läßt sich mit Hilfe einer einzigen Anzeigeeinrichtung im Leerlauf - z. B. zu Inspektions- und/oder Wartungszwecken - eine Bereichsanzeige des Rückkopplungssignals des Regelkreises erhalten und gleichzeitig im Normalbetrieb laufend der jeweilige Zustand der Abgasmessung und damit der Ansauggemischregelung durch direkte Anzeige des Ausgangssignals des Abgasmeßfühlers überwachen, ohne hierzu komplizierte Einstellmaßnahmen treffen und eine Vielzahl elektronischer Bauelemente mit entsprechend aufwendiger Kontaktierung und Leitungsführung einsetzen zu müssen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit elektronisch gesteuerter Brennstoffeinspritzung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung und Anzeige von Betriebszuständen Anwendung findet, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung des Regelkreises gemäß Fig. 1,

Fig. 3, 4, 5 und 6 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Mikrocomputers der Steuerschaltung gemäß Fig. 2,

Fig. 7 Signalverläufe (A), (B), (C) und (D) zur Veranschaulichung der Ablaufsteuerung nach Maßgabe der Ablaufdiagramme gemäß den Fig. 3 bis 6 und

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels für die Ablaufsteuerung gemäß Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 wird die Durchflußmenge der über eine Luftreinigungseinrichtung 10 von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft durch ein Drosselventil 11 gesteuert, welches mit einem nicht dargestellten Gaspedal gekoppelt ist. Die Ansaugluft wird dann über einen Ausgleichsbehälter 12 und ein Einlaßventil 13 in einen Brennraum 14 geführt.

Ein Brennstoffeinspritzventil 15 ist im Ansaugkanal in der Nähe des Einlaßventils 13 angeordnet und wird zur Brennstoffeinspritzung durch elektrische Impulssignale geöffnet und geschlossen, welche über eine Leitung 16 zugeführt werden. Eine Brennstoffpumpe 17 setzt den Brennstoff in einem Brennstoffbehälter 18 unter Druck und fördert ihn zum Einspritzventil 15 über eine Leitung 19. Das im Brennraum 14 verbrannte Abgas wird über ein Auslaßventil 20, eine Auslaßleitung 21 und einen nicht dargestellten katalytischen Konverter abgeführt.

Ein Fühler 22 für den Luftstrom ist im Ansaugkanal zwischen der Reinigungseinrichtung 10 und dem Drosselventil 11 angeordnet. Der Luftstromfühler 22 ermittelt die Durchflußmenge der Ansaugluft und führt über eine Leitung 23 einer Steuerschaltung 24 ein Ausgangssignal für die ermittelte Durchflußmenge zu. Ein Kurbelwinkelfühler 25 a, welcher in einem Zündverteiler 25 vorgesehen ist, erzeugt zwei Arten von Impulssignalen für jede Drehung der Maschinen- Kurbelwelle über einen vorgegebenen Winkel, wie beispielsweise jeweils für einen Kurbelwinkel von 30° und 360°. Die erzeugten Impulssignale werden über eine Leitung 26 zur Steuerschaltung 24 geführt.

Ein mit dem Drosselventil 11 gekoppelter Leerlaufmeßfühler 27 führt über eine Leitung 28 ein Signal der Steuerschaltung 24 zu, wenn sich das Drosselventil 11 in der Leerlaufstellung befindet.

Ein in der Abgasleitung 21 angeordneter Abgasmeßfühler 29 ermittelt, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis des im Brennraum 14 befindlichen Gemisches unter- oder überstöchiometrisch ist, abhängig von der Konzentration einer bestimmten Komponente im Abgas, wie beispielsweise abhängig von der Sauerstoffkonzentration im Abgas, und führt über eine Leitung 30 ein Ausgangssignal der Steuerschaltung 24 zu. Nachfolgend wird der Abgasmeßfühler 29 als O₂-Fühler bezeichnet.

Das Ausgangssignal eines Kühlmitteltemperaturfühlers 31, welcher die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine ermittelt, wird über eine Leitung 32 der Steuerschaltung 24 zugeführt. Über eine Leitung 34 führt eine Batterie 33 eine Spannung der Steuerschaltung 24 zu.

Die Steuerschaltung 24 führt über eine Leitung 36 ein Ausgangssignal einer Anzeigeeinrichtung 35 zu, welche aus einer Leuchtdiode, einer Glühlampe oder einem anderen Anzeigeelement besteht.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der in Fig. 1 dargestellten Steuerschaltung 24. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 24 mit einem Mikrocomputer zur Steuerung bzw. Regelung einer Vielzahl von Vorgängen in der Brennkraftmaschine ausgestattet. In Fig. 2 sind der Luftstromfühler 22, der Kühlmitteltemperaturfühler 31, die Batterie 33, der Leerlaufmeßfühler 27, der O₂-Fühler 29, das Brennstoffeinspritzventil 15 und die Anzeigeeinrichtung 35 gemäß Fig. 1 durch Blöcke gekennzeichnet.

Die Ausgangssignale des Luftstromfühlers 22, des Kühlmitteltemperaturfühlers 31 und der Batterie 33 werden einem Analog-Multiplexer 53 über Speicher 50, 51 und 52 zugeführt, welche jeweils aus einem Tiefpaßfilter und einem Verstärker bestehen. Ein Signal wird aus diesen Signalen ausgewählt und einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 54 zugeführt. Ein Signal, welches in eine Binärzahl durch den A/D-Wandler 54 umgesetzt ist, wird einem Eingang bzw. Eingangskanal 56 zugeführt und darin gespeichert.

Ein Signal, welches vom Leerlaufmeßfühler 27 erzeugt wird und angibt, ob sich das Drosselventil 11 in der Leerlaufstellung befindet oder nicht, wird einem Eingangskanal 59 über einen Speicher 57 zugeführt, welcher aus einem Tiefpaßfilter und einem Schalttransistor besteht, und im Eingangskanal 59 gespeichert. Die Impulse, welche durch den Kurbelwinkelfühler 25 a bei jedem Kurbelwinkel von 30° erzeugt werden, werden einer Schaltung 61 zur Bildung eines Drehzahlsignals über einen Speicher 60 zugeführt, welcher in derselben Weise aufgebaut ist, wie der Speicher 57, und die bei jedem Kurbelwinkel von 360° erzeugten Impulse werden einem Zähler 63 über einen Speicher 62 zugeführt, welcher ebenfalls in derselben Weise aufgebaut ist, wie der Speicher 57. Die Schaltung 61 zur Bildung des Drehzahlsignals besitzt ein Verknüpfungsglied, das durch die Kurbelwinkelimpulse gesperrt und durchgeschaltet wird und einen Zähler, welcher die Anzahl der Taktimpulse zählt, welche von einer Taktgeberschaltung 64 dem Zähler über das Verknüpfungsglied zugeführt werden. Die Schaltung 61 bildet das Drehzahlsignal in Form einer Binärzahl, die einem Eingangskanal 59 zugeführt und dort gespeichert wird.

Das Signal vom Abgasmeßfühler 29 wird einer Vergleicherschaltung 66 über eine Spannungsfolgerschaltung 65 zur Impedanzanpassung zugeführt und mit einer Bezugsspannung verglichen. Sodann wird ein Luft/Brennstoff-Verhältnissignal O _x für ein unter- oder überstöchiometrisches Gemisch mit dem logischen Wert "1" oder "0" gebildet, das dem Eingangskanal 59 zugeführt und dort gespeichert wird. Des weiteren wird am Inversionspunkt zwischen dem unter- und überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnissignal ein Unterbrechungssignal erforderlich. Zu diesem Zweck wird ein Inversionssignal durch eine Unterbrechungsanforderungsschaltung 67 gebildet. Dieses Inversionssignal wird einer Unterbrechungs-Speicherschaltung 68 zugeführt. Die Unterbrechungs-Speicherschaltung 68 nimmt ein Signal auf, welches die Beendigung der A/D-Umsetzung des A/D-Wandlers 54 angibt, sowie ein Signal, welches durch ein Zeitglied 69 jeweils nach einer vorgegebenen Zeitperiode erzeugt wird. Das Ausgangssignal der Unterbrechungsspeicherschaltung 68 wird einem Ein- Ausgangskanal 70 sowie einem ODER-Glied 71 zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 71 wird einem Zentralrechner (CPU) 73 über eine Unterbrechungsanforderungsleitung 72 zugeführt. Nach Empfang einer Unterbrechungsanforderungsleitung über die Unterbrechungsanforderungsleitung 72 unterscheidet der Zentralrechner 73 die Art der Unterbrechungsanforderung über den Ein- Ausgangskanal 70.

Ein Ausgangssignal, welches einer Einspritzperiode τ des Brennstoffeinspritzventils 15 entspricht, wird vom Zentralrechner 73 einem Ausgangskanal 74 zugeführt, und der Wert des Ausgangssignals wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt dem Zähler 63 zugeführt. Der Zähler 63 ist ein voreinstellbarer Abwärtszähler, welcher ein Ausgangssignal "1" bei Empfang eines Impulses erzeugt, welcher durch den Kurbelwinkelfühler 25 a bei jedem Kurbelwinkel von 360° erzeugt wird. Der Abwärtszähler 63 subtrahiert nacheinander die Inhalte bei jeder Aufnahme eines Taktimpulses vom Taktimpulsgeber 64 und invertiert sein Ausgangssignal zu "0", wenn der Inhalt Null wird. Somit dient das Ausgangssignal des Zählers 63 als Einspritzsignal mit einer Impulsdauer gleich der Einspritzperiode τ und wird über eine Treiberschaltung 75 dem Brennstoffeinspritzventil 15 zugeführt.

Ein Anzeigesignal, welches aus einem Bit besteht, wird einem Ausgangskanal 76 zugeführt. Wenn das Signal den logischen Wert "1" aufweist, wird die Anzeigeeinrichtung 35 über eine Treiberschaltung 77 erregt. Die Anzeigeeinrichtung 35 wird aberregt, wenn das Signal den logischen Wert "0" besitzt.

Die Eingangskanäle 56 und 59, der Ein-Ausgangskanal 70 und die Ausgangskanäle 74 und 76 sind über eine Sammelleitung 78 mit dem Zentralrechner 73, einem Festspeicher (ROM) 79 und einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 80 verbunden, welche Bauteile des Mikrocomputers bilden. Obwohl in Fig. 2 nicht dargestellt, ist der Mikrocomputer in üblicher Weise weiter mit einer Ein-Ausgabesteuerschaltung, einer Speichersteuerschaltung u. dgl. ausgerüstet. Der Festspeicher 79 speichert ein Programm zur Berechnung der Brennstoffeinspritzperiode, Unterbrechungsprogramme für die Korrektur des Luft/Brennstoff-Verhältnisses und zur Information über die in Betracht gezogenen Betriebszustände sowie verschiedene Daten, welche zur Ausführung arithmetischer Berechnungen erforderlich sind, die nachfolgend noch näher angegeben sind.

Nachstehend werden die durch den Mikrocomputer zu verarbeitenden Daten und die Verfahrensschritte unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß den Fig. 3 bis 6 näher erläutert. Fig. 3 gibt ein Teil eines Hauptprogramms zur Berechnung der Brennstoffeinspritzdauer wieder. Wenn die Steuerschaltung 24 an die Spannungsquelle angeschlossen wird, wird ein Anfangswert dem Direktzugriffsspeicher 80 in einem Schritt 90 zugeführt, d. h. ein Korrekturkoeffizient γ für Brennstoffzunahme, welcher durch die Kühlmitteltemperatur, die Batteriespannung und andere Fühlersignale bestimmt ist, wird auf "1" zurückgestellt, ein Luft/Brennstoffverhältnis- Rückkopplungskorrekturkoeffizient V _fd wird auf "1" gestellt, ein Durchschnittswert V _x des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd wird auf "1" zurückgestellt und ein Rückkopplungs-Funktionsprüfkennzeichen AJFLG, welches aus zwei Bits besteht, wird auf "0" gestellt. In einem Schritt 91 berechnet der Zentralrechner 73 eine Grundeinspritzdauer τ₀ nach Maßgabe der Beziehung τ₀=K · Q/N, wobei Q die Durchflußmenge der Ansaugluft, N die Maschinendrehzahl und K eine Konstante darstellt. Dann berechnet der Zentralrechner 73 in einem Schritt 92 den Korrekturkoeffizienten γ für Brennstoffzunahme, welcher in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und/ oder der Batteriespannung bestimmt wird. In einigen Fällen kann der Korrekturkoeffizient γ weiter in Abhängigkeit von der Temperatur der Ansaugluft und/oder dem Atmosphärendruck bestimmt werden. In Bezug auf die Kühlmitteltemperatur wird beispielsweise der Korrekturkoeffizient γ derart berechnet, daß die Brennstoffeinspritzperiode erhöht wird, solange die Kühlmitteltemperatur während des Warmlaufbetriebs niedrig ist. In Bezug auf die Batteriespannung wird der Korrekturkoeffizient γ derart berechnet, daß die Brennstoffeinspritzdauer zunimmt, um einen Spannungsabfall zu kompensieren, da sich die Einspritz-Totzeit des Brennstoffeinspritzventils 15 bei einem Spannungsabfall erhöht. Dann führt der Zentralrechner 73 in einem Schritt 93 eine Multiplikation der Grundeinspritzdauer τ₀ mit dem Korrekturkoeffizienten γ aus, um eine erhöhte Einspritzdauer τ₁ zu erzielen: τ₁=τ₀ · γ. Im nächsten Schritt 94 führt der Zentralrechner 73 eine Integration aus, um den Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten V _fd jeweils nach einer vorgegebenen Zeitdauer zu erhöhen, und zwar in Abhängigkeit vom Luft/Brennstoff- Verhältnissignal 0 _x vom O₂-Fühler 29, d. h. in Abhängigkeit vom Vorliegen eines unter- oder überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnissignals. Wenn der O₂-Fühler 29 funktionsgestört ist, wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis durch eine offene Steuerkette mit V _fd =1 gesteuert. Dann wird in einem Schritt 95 die Einspritzdauer τ₁ mit dem Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd multipliziert und die Angabe der nachstehenden Brennstoffeinspritzdauer τ zum Ausgangskanal 74 geführt.

Wenn die Ablaufsteuerung im Schritt 95 beendet ist, kehrt das Programm wieder zum Schritt 91 zurück und derselbe Vorgang wird wiederholt.

Wenn ein Unterbrechungsanforderungssignal über die Speicherschaltung 68 abgegeben wird, führt der Zentralrechner 73 die Unterbrechungsprogramme aus, welche in Fig. 4 bis 6 dargestellt sind. Wenn das Unterbrechungsanforderungssignal ansteht, speichert der Zentralrechenr 73 den Inhalt des Programmzählers,welcher nun im Direktzugriffsspeicher 80 verarbeitet wird, und ändert den Inhalt des Programmzählers auf einen Wert, welcher der Programmadresse eines Schritts 96 in Fig. 4 entspricht. Auf diese Weise wird der Verarbeitungsvorgang des Schrittes 96 ausgeführt. Im Schritt 96 wird der Inhalt eines hierbei verwendeten Mehrzweckregisters zweitweilig im Direktzugriffsspeicher 80 gespeichert, so daß der Inhalt des Registers nicht verloren geht. In einem Schritt 97 unterscheidet dann der Zentralrechner 73, ob das Unterbrechungsanforderungssignal durch Beendigung der Umsetzung im A/D-Wandler 54 erzeugt ist oder nicht. Falls das Unterbrechungsanforderungsignal durch Beendigung der A/D-Umsetzung erzeugt ist, zweigt ein Verarbeitungsprogramm (1) für die Beendigung der A/D-Umsetzung ab. Wenn ermittelt wird, daß die Unterbrechungsanforderung nicht durch Beendigung der A/D-Umsetzung bewirkt worden ist, geht das Programm zu einem Schritt 98 über, in dem der Zentralrechner 73 unterscheidet, ob eine Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung gegeben ist, d. h. ob eine Unterbrechung durch ein Inversionssignal vorliegt, welches am Inversionspunkt zwischen einem unterstöchiometrischen und einem überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnissignal O _x erzeugt worden ist. Wenn die Unterbrechungsanforderung eine Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung ist, zweigt das Programm zu einem Punkt (2) eines Verarbeitungsprogramms für die Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung ab, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ansonsten geht das Programm zum nächsten Schritt 99 über, wo unterschieden wird, ob die Unterbrechungsanforderung eine Zeitgeber-Unterbrechungsanforderung ist, welche jeweils nach einer vorgegebenen Zeitperiode erzeugt wird. Wenn es sich um eine Zeitgeber-Unterbrechungsanforderung handelt, geht das Programm zu einem Punkt (3) des in Fig. 6 dargestellten Verarbeitungsprogramms für die Zeitgeberunterbrechung über. Wenn die Verarbeitung beendet ist, kehrt jedes der Unterbrechungsprogramme wieder zum Punkt (4) zurück, wo unterschieden wird, ob andere Unterbrechungsprogramme ausgeführt werden oder nicht. Sind sämtliche angeforderten Unterbrechungsverarbeitungsprogramme beendet, geht das Programm zum Schritt 100 über, wo der Inhalt des Mehrzweckregisters und der Inhalt des Programmzählers aus dem Direktzugriffsspeicher 80 zurückgeführt werden und das Hauptprogramm wieder aufgenommen wird.

Das Verarbeitungsprogramm für die Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Zuerst unterscheidet der Zentralrechner 73 in einem Schritt 101, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnissignal O _x vom O₂-Fühler 29 über den Eingangskanal 59 vom unterstöchiometrischen in den überstöchiometrischen Bereich oder umgekehrt übergegangen ist und führt eine sogenannte Sprungverarbeitung aus, um am Punkt der Inversion den Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd schnell zu erhöhen oder zu verringern. Im Schritt 102 unterscheidet dann der Zentralrechner 73 in Abhängigkeit von einem Signal vom Leerlaufmeßfühler 27, ob sich die Brennkraftmaschine in der Leerlaufstellung befindet. Wenn über den Leerlaufmeßfühler 27 ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine sich nicht in der Leerlaufstellung befindet oder das Drosselventil 11 sich nicht in der Leerlaufposition befindet, geht das Programm zu einem Schritt 103 über, wo das Rückkopplungs- Funktionsprüfkennzeichen AJFLG auf "0" ("00" im Binärcode) gesetzt wird.

Wenn sich die Brennkraftmaschine in der Leerlaufstellung befindet, geht das Programm zu einem Schritt 104 über, wo die Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten V _fd gemittelt werden, um einen Mittelwert V _x zu bilden. Der Mittelwert V _x wird nach Maßgabe der folgenden Gleichung unter Verwendung eines vorherigen Mittelwerts V _x ′ berechnet, welcher bei der vorherigen Verarbeitung ermittelt und im Direktzugriffsspeicher 80 gespeichert worden war.

V _x =½ (V _x ′+V _fd )

Der Mittelwert V _x wird in einem Schritt 105 mit einem oberen Referenzwert A _d entsprechend dem größten Wert eines vorgegebenen Bereichs verglichen. Wenn V _x größer als A _d ist, geht das Programm zu einem Schritt 106 über, wo AJFLG auf "1" gesetzt wird ("01" im Binärcode). Wenn V _x A _d ist, geht das Programm zu einem Schritt 107 über, wo durch Durchschnittswert V _x mit einem unteren Referenzwert B _d entsprechend dem kleinsten Wert eines vorgegebenen Bereichs verglichen wird. Wenn V _x <B _d ist, geht das Programm zu einem Schritt 108 über, wo AJFLG auf "2" ("10" im Binärcode) gesetzt wird. Wenn V _x B _d ist, geht das Programm zu einem Schritt 109 über, wo AJFLG auf "3" ("11" im Binärcode) gesetzt wird. Aufgrund dieses Programmablaufs wird eine bestimmte Zahl im AJFLG gespeichert in Abhängigkeit von der Größe des Mittelwerts V _x der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _d relativ zu den oberen und unteren Referenzwerten A _d und B _d . Dann wird das in der Unterbrechungs-Speicherschaltung 68 gespeicherte Luft/Brennstoffverhältnis-Unterbrechungsanforderungssignal in einem Schritt 110 gelöscht und das Programm kehrt zum Schritt (4) von Fig. 4 zurück.

Beim Unterbrechungsprogramm gemäß Fig. 5 wird der Mittelwert V _x der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd mit den oberen und unteren Referenzwerten A _d und B _d verglichen. Die Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd können jedoch auch unmittelbar mit dem oberen und unteren Referenzwert A _d ′ und B _d ′ verglichen werden.

Nachfolgend wird das Zeitgeber-Unterbrechungsprogramm unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Wenn eine Zeitgeber- Unterbrechungsanforderung nach jedem vorgegebenen Zeitintervall erzeugt wird, beispielsweise alle 50 ms, und im Schritt 99 von Fig. 4 ermittelt wird, führt der Zentralrechner 73 die Verarbeitung in einem Schritt 111 gemäß Fig. 6 aus, d. h. er unterscheidet, ob AJFLG "0" ist oder nicht. Wenn AJFLG=0 ist, geht das Programm zu einem Schritt 112 über, wo ein Luft/Brennstoff-Verhältnissignal O _x vom O₂-Fühler 29 über den Eingangskanal 59 eingegeben wird. Dann wird FOUT=O _x in einem Schritt 113 gebildet und das Programm geht zu einem Schritt 114 über, wo FOUT dem Ausgangskanal 76 zugeführt wird. Dann führt der Zentralrechner 73′ in einem Schritt 115 eine Verarbeitung derart aus, daß ein Zeitgliedkennzeichen eingestellt wird, welches zur Integration der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V _fd im Schritt 94 des Hauptprogramms gemäß Fig. 3 verwendet wird. Schließlich löscht in einem Schritt 116 der Zentralrechner 73 bestimmte Bitstellen der Unterbrechungs-Speicherschaltung 68. Das Programm geht dann zum Schritt (4) von Fig. 4 über. Wenn AJFLG=0 ist, wird das Luft/Brennstoff-Verhältnissignal O _x zum Ausgangskanal 76 geführt. Wenn AJFLG nicht "0" ist, geht das Programm zu einem Schritt 117 über, wo unterschieden wird, ob AJFLG "2" ist oder nicht. Wenn AJFLG=2 ist, dann wird FOUT=0 in einem Schritt 118 gebildet und das Programm geht zu einem Schritt 114 über, wo FOUT= zum Ausgangskanal 76 geführt wird. Wenn somit AJFLG=2 ist, wird ein Signal mit dem logischen Wert "0" kontinuierlich zum Ausgangskanal 76 geführt. Wenn im Schritt 117 unterschieden wird, das AJFLG nicht "2" ist, geht das Programm zu einem Schritt 119 über, wo unterschieden wird, ob AJFLG "1" ist oder nicht. Wenn AJFLG=1 ist, geht das Programm zu einem Schritt 120 über, wo FOUT=1 gebildet wird, und sodann wird FOUT zum Ausgangskanal 76 im Schritt 114 geführt. Wenn somit AJFLG=1 ist, wird ein Signal mit dem logischen Wert "1" kontinuierlich zum Ausgangskanal 76 geführt. Wenn im Schritt 119 unterschieden wird, daß AJFLG nicht "1" ist, geht das Programm zu einem Schritt 121 über, wo unterschieden wird, ob AJFLG "3" ist oder nicht. Wenn AJFLG=3 ist, geht das Programm zu einem Schritt 122 über wo unterschieden wird, ob FOUT im vorhergehenden Betriebszyklus "1" ist oder nicht. Wenn das vorhergehende FOUT=1 ist, geht das Programm zu einem Schritt 123 über wo FOUT auf "0" gesetzt wird. Wenn das vorhergehende FOUT=0 ist, geht das Programm auf einen Schritt 124 über, wo FOUT auf "1" gesetzt wird. Die Vorgänge in den Schritten 122 bis 124 dienen somit zur alternierenden Inversion des logischen Zustand von FOUT zu "1" und "0" in jedem Arbeitszyklus, und das erhaltene FOUT wird zum Ausgangskanal 76 im Schritt 144 geführt. Wenn AJFLG=3 ist, werden somit Signale erzeugt, deren logischer Zustand alternierend zwischen "1" und "0" in Abhängigkeit von den Zeitglied-Unterbrechungssignalen invertiert ist, d. h. Signale mit einem Tastverhältnis von ½ in bezug auf den logischen Wert "1".

Wenn ein Signal mit dem logischen Wert "1" dem Ausgangskanal 76 zugeführt wird, wird die Anzeigeeinrichtung 35 über die Treiberschaltung 77 erregt und beispielsweise eine Leuchtdiode eingeschaltet. Wird ein Signal mit dem logischen Wert "0" zum Ausgangskanal 76 geführt, wird die Leuchtdiode abgeschaltet. Wenn somit der Leerlaufmeßfühler 276 abgeschaltet ist, d. h., wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Betriebszustand befindet, welcher sich vom Leerlaufzustand unterscheidet, blinkt die Leuchtdiode in Reaktion auf die Änderung der Luft/Brennstoff-Verhältnissignale O _x vom O₂-Fühler 29. Wenn der Leerlaufmeßfühler 27 eingeschaltet ist, d. h., wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand befindet, leuchtet die Leuchtdiode auf in Abhängigkeit von der Größe des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten V _fd relativ zu den oberen und unteren Bezugswerten A _d ′ und B _d ′ oder in Abhängigkeit von der Größe eines Mittelwerts V _x des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten V _fd relativ zum oberen und unteren Referenzwert A _d und B _d . Wenn

V _x <A _d oder V _fd <A _d ′

ist, leuchtet die Leuchtdiode kontinuierlich auf. Wenn

V _x <B _d oder V _fd <B _d ′

ist, bleibt die Leuchtdiode abgeschaltet. Wenn

B _d V _x A _d oder B _d ′V _fd A _-d ′

ist, leuchtet die Leuchtdiode mit einem Tastverhältnis von 1/2 auf.

Fig. 7 veranschaulicht Signale, welche hierdurch erhalten wrden, wobei das Symbol a im Diagramm (A) Ausgangssignale des O₂-Fühlers 29 und das Symbol b eine Referenzspannung der Vergleichsschaltung 66 angibt. Des weiteren kennzeichnet das Symbol c im Diagramm (B) den Wert des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizients V _fd und kennzeichnen die Symbole d und e jeweils einen oberen und unteren Referenzwert A _d ′ und B _d ′. Das Symbol f im Diagramm (C) bezeichnet das Signal vom Leerlaufmeßfühler 27 und das Symbol g im Diagramm (D) gibt Signale an, welche zum Ausgangskanal 76 geführt werden. Während der Periode h, in welcher der Leerlaufmeßfühler 27 anspricht, wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird ein Rückkopplungs- Funktionsprüfsignal angezeigt und während der Periode i, in welcher der Leerlaufmeßfühler 27 abgeschaltet ist, werden die Luft/Brennstoff-Verhältnissignale vom O₂-Fühler 29 angezeigt. In Fig. 7 stellt das Rückkopplungs- Funktionsprüfsignal den Zustand dar, in welchem der Luft/ Brennstoff-Verhältniszustand der Brennkraftmaschine aufrechterhalten wird, wenn

B _d V _x A _d oder B _d ′V _fd A _-d ′

ist.

Zur Justierung des Regelkreises wird das Drosselventil 11 in die Leerlaufstellung gestellt, um das Rückkopplungs-Funktionsprüfsignal zu erzeugen. Wenn die Leuchtdiode ständig aufleuchtet, wird eine Leerlaufeinstellschraube 22 b derart gedreht, daß die Durchflußmenge der durch einen Bypaßkanal 22 a des Luftstromfühlers 22 strömenden Luft reduziert wird. Wenn die Leuchtdiode abgeschaltet bleibt, wird die Schraube 22 b derart gedreht, daß die Durchflußmenge der im Bypaßkanal 22 a geführten Luft erhöht wird. Schließlich sollte die Leuchtdiode mit einem Tastverhältnis von 1/2 blinken, wie es in der Periode h von g in Fig. 7 (D) dargestellt ist.

Wenn das Ansprechverhalten des O₂-Fühlers 29 geprüft werden soll, wird das Drosselventil 11 geöffnet, um ein Signal zu erzeugen, welches synchron zu den Luft/Brennstoff- Verhältnissignalen O _x ist. Dann wird geprüft, ob die Leuchtdiode mit einer Frequenz von mehr als 0,8 Hz bei einer Maschinendrehzahl von beispielsweise 2500 min^-1 blinkt. Das Ansprechvermögen ist gut, wenn die Leuchtdiode mit einer Frequenz von mehr als 0,8 Hz aufleuchtet.

Fig. 8 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zeitglied-Unterbrechungsprogramms von Fig. 6 wieder. Nach Maßgabe dieses Programms erfolgt eine Verzweigung am Schritt 112, wenn im Schritt 121 unterschieden wird, daß AJFLG=3 ist. Wenn somit

B _d V _x A _d oder B _d ′V _fd A _-d ′

ist, wird ein Signal, welches mit dem Luft/Brennstoff-Verhältnissignal 0 _x synchronisiert ist, zum Ausgangskanal 76 geführt anstelle eines Signals mit einem Tastverhältnis von 1/2 und von der Anzeigeeinrichtung 35 angezeigt. Nach Maßgabe dieses Programms kann somit das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 29 sogar im Leerlaufzustand geprüft werden. Andere im Programm gemäß Fig. 8 zu verarbeitende Schritte entsprechen den in Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen.

Das Rückkopplungs-Funktionsprüfsignal wird somit angezeigt, wenn die Brennkraftmaschine sich im Leerlaufzustand befindet, während die Luft/Brennstoff-Verhältnissignale von derselben Anzeigeeinrichtung 35 während anderer Betriebszustände synchron mit den Ausgangssignalen des O₂-Fühlers 29 angezeigt werden. Im Leerlaufzustand ist es allerdings auch möglich, Diagnosesignale anzuzeigen, welche ermittelte Störzustände der Brennkraftmaschine angeben anstelle der Anzeige der Rückkopplungs-Funktionsprüfsignale.

Auf diese Weise können verschiedene Signale zum gleichen Ausgang geführt und in Abhängigkeit davon angezeigt werden, ob das Drosselventil 11 sich in der Leerlaufstellung befindet oder nicht. Somit können unterschiedliche Signale, d. h., Rückkopplungs-Funktionsprüfsignale, Diagnosesignale oder Signale für die Prüfung der Ansprechweise des Abgasmeßfühlers 29, ohne das Erfordernis einer Vergrößerung der Anzahl von Ausgängen angezeigt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Überwachung und Anzeige von Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine mit einem Drosselventil (11), einer Anzeigeeinrichtung (35) zur Anzeige eines jeweiligen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, einem Abgasmeßfühler (29) zur Ermittlung der Konzentration einer vorgegebenen Abgaskomponente und Erzeugung eines in Abhängigkeit von Änderungen der ermittelten Konzentration alternierenden Ausgangsignals, einem Regelkreis zur Bildung eines vom Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers (29) abhängigen und Abweichungen des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Gemischverhältnisses von einem Soll-Zustand zur Korrektur des Luft/Brennstoff-Verhältniswertes angebenden Rückkopplungssignals und Ermittlung, ob das Rückkopplungssignal innerhalb eines einem einzuregelnden Luft/Brennstoff-Verhältniswertbereich entsprechend vorgegebenen Bereichs liegt, und einem Leerlaufmeßfühler (27) zur Bildung eines eine Leerlaufstellung des Drosselventils (11) angegebenen Leerlaufsignals, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Leerlaufsignal bei in der Leerlaufstellung befindlichem Drosselventil (11) ein erstes elektrisches Signal der Anzeigeeinrichtung (35) zur Abgabe einer Anzeige zugeführt wird, die angibt, ob das Rückkopplungssignal innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und daß in Abhängigkeit vom Leerlaufsignal bei nicht in der Leerlaufstellung befindlichem Drosselventil (11) ein dem Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers (29) entsprechendes zweites elektrisches Signal der Anzeigeeinrichtung (35) zur Anzeige der Änderungen der ermittelten Konzentration der vorgegebenen Abgaskomponente zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Signal angibt, ob das Rückkopplungssignal den größten Wert des vorgegebenen Bereichs überschreitet, den kleinsten Wert des vorgegebenen Bereichs unterschreitet oder innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Signal einen vorgegebenen logischen Signalwert aufweist, wenn das Rückkopplungssignal den größten Wert des vorgegebenen Bereichs überschreitet, einen invertierten logischen Signalwert aufweist, wenn das Rückkopplungssignal den kleinsten Wert des vorgegebenen Bereichs unterschreitet, und einen alternierend invertierten logischen Signalwert aufweist, wenn das Rückkopplungssignal innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Signal angibt, ob der Mittelwert des Rückkopplungssignals innerhalb eines einem einzuregelnden Luft/Brennstoff-Verhältniswertbereich entsprechenden vorgegebenen Bereichs liegt.