DE3335633C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektronischen Steue
rung eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 1.
Beim Anlassen eines Motors muß insbesondere bei kaltem Betrieb
das Gemisch angereichert werden. Sobald der Motor dann ange
sprungen ist, muß das Gemisch magerer werden. Die Steuerung
muß somit darüber "informiert" sein, welcher Betriebszustand
gerade vorliegt.
Aus der DE-OS 30 00 190 ist eine Anordnung bekannt, bei der
Fehler in den Meßfühlern erfaßt werden. Die Überprüfung der
Brennkraftmaschine erfolgt jedoch nur im Fahrbetrieb, der
Anlaßvorgang wird nicht eigens berücksichtigt.
Aus der DE-OS 26 45 350 ist die Bereitstellung eines soge
nannten "Notlaufsignales" bekannt, das bei Auftreten eines
Fehlers im Normalbetrieb die Maschine am Laufen hält. Ein
solches Notlaufsignal wird jedoch beim Anlassen auch bei
Auftreten von Fehlern nicht erzeugt.
Aus der DE-OS 30 10 975 ist eine Anordnung der eingangs ge
nannten Art bekannt, die ebenfalls eine Fehlererfassung er
möglicht. Auch hier wird jedoch während des Anlassens keine
Notlauffähigkeit gewährleistet, wenn Fehler auftreten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung
zur elektronischen Steuerung eines Verbrennungsmotors der
im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art derart
weiterzubilden, daß damit eine Anordnung zur Diagnose des
Anlasserbetriebsfühlers und zur Sicherstellung eines Not
laufs bei fehlerhaftem Anlasserbetriebsfühler geschaffen
wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan
spruches angegebenen Merkmale gelöst.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften
Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Aus
führungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Diagnose des
Betriebs eines Motors;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Schwankungen der
Motordrehzahl beim Anlassen des Motors;
Fig. 3 eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetriebs
fühler.
Fig. 1 ist eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines
Motors schematisch dargestellt, die eine Diagnoseschaltung
gemäß der Erfindung umfaßt.
Zu der Anordnung gehört eine Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9
zum Feststellen des Motorbetriebs und eine Steuereinheit CU.
Die Steuereinheit CU weist einen Rechner 11 mit Speichern,
Eingabe/Ausgabe und Zeitgebern, eine Gruppe von Schnittstel
len 17 a bis 17 g sowie Treiberstufen 18 a bis 18 c auf. Zu der
Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ein Zündsignalgene
rator 1, dessen Ausgangssignal einen gezündeten Zylinder des
Motors sowie den Zündzeitpunkt desselben (somit auch die Motordrehzahl) wiedergibt, ein
Luftströmungsmesser 2, ein Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3,
ein Sauglufttemperaturmeßfühler 4 und ein O2-Sensor 5, der
die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen feststellt. Zu
der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ferner ein An
lasserbetriebsfühler 6, der den Betrieb des Anlassers des
Motors feststellt, ein Vakuumschalter 7, der das Vakuum in
der Saugleitung des Motors feststellt, ein Leerlaufdetektor
schalter 8, der von einem Drosselklappenschaft bei Leer
laufstellung der Drosselklappe betätigbar ist, und ein
Vollastschalter 9, der gleichfalls von dem Drosselklappen
schaft bei weitgeöffneter Drosselklappe
betätigbar ist. Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche 11 a bis
11 d auf, und zwar einen Rechnerbereich 11 a für die Selbst
diagnosefunktion, einen Rechnerbereich 11 b für die Ausfall
schutzsignalerzeugung, einen Rechnerbereich 11 c für die
Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechner
bereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung. Der Rech
nerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion ist mit einem
Anschluß 10 verbunden, der zum Prüfen eines Fehlers dient.
Wenn der Anschluß 10 in einer Werkstatt an Erde gelegt wird,
wird ein im Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignal
erzeugung gespeicherter Fehlerzustand mittels einer Lampe 16
angezeigt. Der Anschluß 10 liegt nicht an Erde, wenn das
Motorfahrzeug gefahren wird. Das Ausgangssignal des Zünd
signalgenerators 1 wird über die Schnittstelle 17 a an den
Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion und den
Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignal
erzeugung angelegt. Die Ausgangssignale des Luftströmungs
messers 2 sowie der Meßfühler 3 bis 5 werden über einen A/D-
Umsetzer 19 und die Schnittstelle 17 b an die Rechnerbereiche
11 a und 11 c angelegt. Ferner werden an die Rechnerbereiche
11 a und 11 c über die Schnittstellen 17 c bzw. 17 f die Aus
gangssignale der Schalter 6 bis 9 angelegt.
Der Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion über
wacht Eingangssignale der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9
zum Feststellen des Motorbetriebs. Wenn ein Fehler wahr
genommen wird, wird über die Treiberstufe 18 c ein Signal an
eine Warnlampe 15 angelegt, um den Fehler anzuzeigen. Wenn
eine so ernsthafte Motorstörung auftritt, daß der Motor zum
Stillstand kommen würde, sendet der Rechnerbereich 11 a ferner
ein Diagnosesignal in Abhängigkeit von der Art der Motor
störung an den Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignal
erzeugung. In diesem Rechnerbereich 11 b ist eine Vielzahl von
Daten gespeichert, die einen durch Motorstörung verursachten
Motorstillstand vermeiden sollen. Dieser Rechnerbereich er
zeugt ein Notlauf- bzw. Ausfallschutzsignal in Abhängig
keit von dem Diagnosesignal. DAs Ausfallschutzsignal wird an
den Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuer
signalerzeugung angelegt, der die Eingabe von der Gruppe von
Einrichtungen 1 bis 9 anhält.
Beim normalen Motorbetrieb erzeugt der Rechnerbereich 11 c für
die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung ein Steuersignal für das
Brennstoff-Luft-Gemisch durch Berechnen der Eingänge von
der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9. Das Ge
misch-Steuersignal wird über eine Treiberstufe 18 b und ein
Relais 14 an eine Brennstoffpumpe 13 und über die Treiber
stufe 18 a an Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 ange
legt, damit Brennstoff in richtiger Menge und zum richtigen
Zeitpunkt eingespritzt werden kann. Der Rechnerbereich 11 c für
die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung gibt ferner in
Abhängigkeit vom Signal des O2-Sensors 5 ein Signal an
den Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung
weiter. Der Rechnerbereich 11 d legt ein Signal an die zur
Überwachung dienende Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom
Rechnerbereich 11 c erhaltene Signal an, damit angezeigt wer
den kann, daß in den Abgasen eine normale Sauerstoffkonzen
tration vorliegt.
Wenn der Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignaler
zeugung ein Signal an den Rechnerbereich 11 c für die Brenn
stoffeinspritzsteuersignalerzeugung weitergibt, erzeugt dieser
Rechnerbereich 11 c ein Steuersignal für das Brennstoff-Luft-
Gemisch in Abhängigkeit von dem Ausfallschutzsignal. Das
Steuersignal wird den Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen
12 zugeführt, so daß der Motor weiterhin entsprechend dem Steuersignal
ohne Geschwindigkeitsverlust arbeitet.
Der Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung
sendet ferner ein Signal an die Lampe 16 in Abhängigkeit von
dem vom Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion er
haltenen Diagnosesignal. Die Lampe 16 leuchtet mit Unter
brechungen entsprechend einem Muster auf, über das das Diag
nosesignal entscheidet. Dies geschieht, wenn der Anschluß 10
in der Werkstatt geerdet ist. Anhand des Aufleuchtmusters der
Lampe 16 weiß das Personal in der Werkstatt, um
welche Art von Motorstörung es sich handelt.
Wenn ein Fehler in der Meßfühleranordnung für den Anlasser
betrieb auftritt, erzeugt der Rechnerbe
reich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion ein Signal, welches
dem Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignalerzeugung
zugeführt wird.
Fig. 2 zeigt Schwankungen der Motordrehzahl beim Anlassen des
Motors. In der gezeigten Kurve bezeichnet N 1 eine niedrige Drehzahl
beim Zünden während des Anlassens
des Motors und N 2 eine höhere Drehzahl des Motors
beim Zünden während des Anlassens des Motors.
Ein Bereich (a) zeigt Schwankungen der Motordrehzahl
unterhalb von N 1 beim Anwerfen, ein Bereich (b) zeigt die
Motordrehzahl unterhalb des Wertes N 2 beim Zünden. Die
Bereiche (c) und (d) zeigen Leerlaufdrehzahlen. In den
Bereichen (a) und (b) liegt das Ausgangssignal des Anlasser
betriebsfühlers 6 auf einem hohen Pegel, während es einen
niedrigen Pegel in den Bereichen (c) und (d) hat. Wenn es zu
einer Störung im Betrieb des Anlasserbetriebsfühlers kommt,
hat das Ausgangssignal einen niedrigen Pegel, wenn der Anlasser
in den Bereichen (a) und (b) betätigt wird.
Fig. 3 zeigt eine Diagnoseschaltung für die Meßfühleran
ordnung des Anlasserbetriebs, die in den Rechnerbereich 11 a
für die Selbstdiagnosefunktion (Fig. 1) eingebaut ist. Das
Ausgangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6 wird einer
Diagnoseschaltung 21 zugeführt. Das Ausgangssignal des
Zündsignalgenerators 1 wird von einer Wellenformerschaltung
22 geformt und von einem Frequenz/Spannung-(F/V)-Umsetzer 23
umgewandelt. Das Ausgangssignal des F/V-Umsetzers 23 wird an
eine Vergleichsschaltung 52 eines Ausfallschutzsignalgenerators 51
sowie an Vergleichsschaltungen 24 und 25 der Diagnoseschaltung
21 angelegt. Die Vergleichsschaltung 24 erzeugt ein Ausgangs
signal von niedrigem Pegel, wenn die Motordrehzahl unter
halb eines vorherbestimmten niedrigen Wertes N 3 liegt, der die
Geschwindigkeit beim Anlassen wiedergibt, und erzeugt ein
Ausgangssignal von hohem Pegel beim Anlassen. Die Vergleichs
schaltung 25 erzeugt ein Ausgangssignal von hohem Pegel, wenn
der Motor eine Drehzahl N 4 erreicht, was bedeutet,
daß der Motor angelassen ist. Das Ausgangssignal der Ver
gleichsschaltung 24 wird an ein NOR-Gatter 26, das Aus
gangssignal der Vergleichsschaltung 25 wird an ein UND-Gatter 27
angelegt. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6
geht an das NOR-Gatter 26 sowie das UND-Gatter 27.
Liegt die Motordrehzahl zwischen den Werten N 3 und N 4,
was bedeutet, daß der Motor angelassen wird, so erzeugt die Ver
gleichsschaltung 24 ein Ausgangssignal von hohem Pegel, die
Vergleichsschaltung 25 ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel.
Infolgedessen haben die Ausgangssignale des NOR-Gatters 26 sowie
des UND-Gatters 27 niedrigen Pegel, gleichgültig wie der
Pegel des Eingangssignals vom Anlasserbetriebsmeßfühler 6 ist.
Wenn eine Störung des Anlasserbetriebsmeßfühlers 6 beim Anlassen
auftritt, erzeugt dieser Meßfühler ein Ausgangssignal beim Anlassen
von niedrigem Pegel. Wenn die Motordrehzahl unter
dem Wert N 3 liegt, hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 in diesem Fall
einen hohen Pegel. Wenn andererseits nach dem Anlassen des
Motors und bei Überschreiten des
Wertes N 4 das Ausgangssignal des Anlasserbe
triebmeßfühlers 6 auf hohem Pegel bleibt, was bedeutet, daß
im Anlasserbetriebsfühler eine Störung vorliegt, steigt das Ausgangssignal
des UND-Gatters 27 auf einen hohen Pegel. Folglich bedeutet
ein Ausgangssignal von hohem Pegel seitens des NOR-Gatters 26
oder des UND-Gatters 27, daß im Anlasserbetriebsfühler 6 eine
Störung vorliegt.
Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 wird an ein UND-Gatter
28 und außerdem über einen Inverter 30 an ein UND-Gatter 32
angelegt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 27 wird an ein
UND-Gatter 29 und ferner über einen Inverter 31 an ein UND-
Gatter 33 angelegt. Die UND-Gatter 28, 32, 29 und 33 erhalten
Impulse von einem Oszillator 34, um in Abhängigkeit von den
Ausgangssignalen des NOR-Gatters 26 sowie des UND-Gatters 27
Impulse zu erzeugen.
Die Diagnoseschaltung 21 weist einen ersten und zweiten Zähler
35 und 36 auf, um Störungen des Anlasserbetriebsfühlers 6
festzustellen, sowie einen dritten und vierten Zähler 37 und
38, die den ersten und zweiten Zähler 35 und 36 zurückstellen.
Hat die Ausgangsspannung des NOR-Gatters 26 einen hohen Pegel,
so erzeugt das UND-Gatter 28 Impulse, die über ein UND-Gatter
41 an den Zähler 35 gelangen. Wenn die Zählung des Zählers
35 einen im voraus eingestellten Wert bei einem Fehler des
Meßfühlers übersteigt, hat der Zähler 35 ein Ausgangssignal
von hohem Pegel. Dies Ausgangssignal wird dem anderen Eingang
des UND-Gatters 41 über einen Inverter 39 zugeführt, so daß
das UND-Gatter 41 geschlossen wird und den Ausgangswert des
Zählers 35 beibehält. Das Ausgangssignal des Zählers 35 wird
einem UND-Gatter 46 und außerdem über einen Inverter 47 einem
UND-Gatter 48 zugeführt.
Die Zähler 35 und 36 müssen zurückgestellt werden, wenn die
Störung im Anlasserbetriebsfühler 6 nach kurzer Zeit behoben
ist. Zum Zurückstellen der Zähler 35 und 36 dienen die Zähler
37 und 38.
Unter normalen Betriebsbedingungen erzeugen das NOR-Gatter 26
sowie das UND-Gatter 27 Ausgangssignale von niedrigem Pegel,
so daß die UND-Gatter 32 und 33 geöffnet werden, um Impulse durchzulassen.
Wenn die Zahl der an die Zähler 37 und 38 angelegten
Impulse einen im voraus bestimmten Wert erreicht, der der zu
vor genannten kurzen Zeit entspricht, erzeugen die Zähler 37
und 38 jeweils Ausgangssignale, die an Rückstellanschlüsse der
Zähler 35 und 36 angelegt werden, um diese zurückzustellen,
und außerdem über Verzögerungsschaltungen 43 und 44 an eigene
Rückstellanschlüsse angelegt werden. Der Rückstellbetrieb der
Zähler 35 und 36 wird also so lange wiederholt, wie der An
lasserbetriebsfühler 6 normal arbeitet.
Unter normalen Bedingungen hat das Ausgangssignal des ODER-
Gatters 45 niedrigen Pegel, so daß das UND-Gatter 46 ge
schlossen aber das UND-Gatter 48 geöffnet ist. Folglich wird
das Ausgangssignal des Anlassserbetriebsfühlers 6 über das
UND-Gatter 48 und ein ODER-Gatter 52 an eine Rechenschaltung
49 angelegt, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Aus
gangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6 berechnet, welches
dann über die Treiberstufe 18 a einer Brennstoffeinspritzvor
richtung 50 zugeführt wird, damit die richtige Menge Brenn
stoff zum Anlassen des Motors zugeführt werden kann.
Das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 wird andererseits
an eine Vergleichsschaltung 52 des Ausfallschutzsignalgenera
tors 51 angelegt. Diese Vergleichsschaltung 52 hat im Betrieb
eine solche Hysterese, daß sie mit Änderungen der Ausgangs
signale der Vergleichsschaltungen 24 und 25 zusammenfällt. Im
einzelnen erzeugt die Vergleichsschaltung 52 bei Überschreiten
des Wertes N 4 für die Motordrehzahl ein Ausgangssignal
von hohem Pegel, während sie ein Ausgangssignal von niedrigem
Pegel erzeugt, wenn die Motordrehzahl unter den Wert
N 3 absinkt.
Tritt ein Fehler im Anlasserbetriebsfühler 6 auf und er
zeugt das ODER-Gatter 45 ein Ausgangssignal von hohem Pegel,
so wird das UND-Gatter 48 geschlossen und das UND-Gatter 46
geöffnet. Damit wird das Ausfallschutzsignal des Ausfallschutz
signalgenerators 51 über das UND-Gatter 46 sowie das ODER-
Gatter 52 an die Rechenschaltung 49 angelegt. Die Rechen
schaltung 49 berechnet ein Steuersignal für das Brennstoff-
Luft-Gemisch in Abhängigkeit von diesem Ausfallschutzsignal.
Das Steuersignal wird über die Treiberstufe 18 a an eine Brenn
stoffeinspritzvorrichtung 50 gegeben, damit Brennstoff im
richtigen Brennstoff-Luft-Gemisch zum Anlassen des Motors
eingespritzt werden kann.
Claims (1)
- Anordnung zur elektronischen Steuerung eines Verbrennungsmotors
mit einem Anlasserbetriebsfühler (6), der ein Anlasser-Betriebs signal bei Betätigung des Anlassers abgibt,
mit einem Motordrehzahlfühler (1, 22, 23), der ein Drehzahlsig nal entsprechend der Motordrehzahl abgibt,
mit einer Diagnoseschaltung (21), der das Anlasser-Betriebssig nal, das Drehzahlsignal sowie weitere Betriebssignale zugeführt werden, und die bei einem Ausfall des Anlasserbetriebsfühlers (6) ein Ausfallsignal abgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose schaltung (21) umfaßt:- a) zwei Drehzahl-Vergleichsschaltungen (24, 25), von denen die eine (24) ein 1. Signal abgibt, wenn das ihr zuge führte Drehzahlsignal beim Anlassen einen vorgegebenen niedrigen Wert (N 3) überschreitet, und von denen die andere (25) ein 2. Signal dann abgibt, wenn das ihr zu geführte Drehzahlsignal nach dem Anlassen (Leerlauf oder höher) einen vorgegebenen höheren Wert (N 4) überschreitet,
- b) Logikschaltungen (26, 27; 28-45), denen die Signale aus
den Vergleichsschaltungen (24, 25) und das Anlasser-Be
triebssignal zugeführt werden, und die derart ausgebildet
sind, daß sie das Ausfallschutzsignal dann abgeben, wenn
gleichzeitig
entweder das Anlasser-Betriebssignal und das 2. Signal vorliegen,
oder das 1. Signal aber nicht das Anlasser-Betriebssignal vorliegen, - c) und daß eine Ausfallschutzsignalgeneratorschaltung (51) vorgesehen ist, der das Ausfallschutzsignal zugeführt wird und die daraufhin ein Ausfallschutzsignal (Notlauf signal) generiert.
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Representative=s name: REINLAENDER, C., DIPL.-ING. DR.-ING., PAT.-ANW., 8 |
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