DE3335635C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Diagnose eines Ver­ brennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Aus der DE-OS 30 10 975 ist eine elektronische Steuereinrich­ tung mit einem Mikroprozessor bekannt, bei der ein Motordreh­ zahlsignal abgefragt wird, um festzustellen, ob der Motor an­ gelassen wird. Eine Fehlfunktion des Anlassers bzw. des An­ lasserschalters ist durch diese Einrichtung nur sehr begrenzt feststellbar. In keinem Fall ist feststellbar, ob der Anlasser an sich funktioniert, solange der Motor noch nicht bzw. sehr langsam dreht.

Aus der DE-OS 31 38 101 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, wobei es sich bei dieser Anordnung in erster Linie um eine solche zur Steuerung der Zündzeit­ punkt-Einstellung nach dem Anlassen dreht. Eine Diagnose bzw. Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Starterschal­ ters wird bei diesem bekannten Gegenstand nicht ausgeführt.

Die Zündzeitpunktsteuerung, wie auch die Gemischeinstellung werden abhängig vom Motorbetriebszustand vorgenommen, d. h., beim Anlassen werden Gemisch und Zündzeitpunkt anders ein­ gestellt als bei freilaufender Maschine. Wenn nun ein Feh­ ler bei der Feststellung des Betriebszustandes aufgrund eines Defektes des Anlasserbetriebsfühlers auftritt, kommt es zu Fehleinstellungen von Gemisch und/oder Zündzeitpunkt.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß sowohl eine Fehleranzeige bei defektem Anlasserbetriebsfühler, als auch eine, den Fehler bezeichnende Diagnose-Anzeige abgegeben werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruches angegebenen Merkmale gelöst. Insbesondere wird durch die Anordnung beim Auftreten eines Fehlers der Be­ nutzer des Fahrzeuges gewarnt, während bei Schließen des Erdungsschalters das Wartungspersonal in einer Werkstatt darauf hingewiesen wird, welcher Fehler vorliegt.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines Motors;

Fig. 2 eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetriebsmeß­ fühler,

Fig. 3 eine Funktionstabelle für die Diagnoseschaltung gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines Motors schematisch dargestellt, die eine Diagnoseschaltung gemäß der Erfindung umfaßt.

Zu der Anordnung gehören eine Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs und eine Steuereinheit CU. Die Steuereinheit CU weist eine Gruppe von Schnittstellen 17 a bis 17 g, Treiberstufen 18 a bis 18 c und einen Rechner 11 mit Rechnerbereichen 11 a bis 11 d als Funktionsgruppe, z. B. Spei­ cher, Eingabe/Ausgabe und Zeitgeber auf. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 und 9 gehört ein Zündsignalgenerator 1, dessen Ausgangssignal einen gezündeten Zylinder des Motors sowie den Zündzeitpunkt desselben wiedergibt, ein Luftströmungsmesser 2, ein Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3, ein Sauglufttempera­ turmeßfühler 4 und ein O₂-Sensor 5, der die Sauerstoffkon­ zentratin in den Abgasen feststellt. Zu der Gruppe von Ein­ richtungen 1 bis 9 gehört ferner ein Anlasserbetriebsfühler 6, der den Betrieb des Anlassers des Motors feststellt, ein Vakuumschalter 7, der den Unterdruck in der Saugleitung des Motors feststellt, ein Leerlaufdetektorschalter 8, der von einem Drosselklappenschaft bei der Leerlaufstellung der Drosselklappe betätigbar ist, und ein Vollastschalter 9, der gleich­ falls von dem Drosselklappenschaft bei weitgeöffneter Drossel­ stellung der Drosselklappe betätigbar ist. Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche 11 a bis 11 d auf, und zwar einen Rechner­ bereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion, einen Rechner­ bereich 11 b für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignaler­ zeugung. Der Rechnerbereich 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 geleg wird, wird ein im Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung gespeicherter Fehlerzustand mittels einer Lampe 16 angezeigt. Der Anschluß 10 liegt nicht an Erde, wenn das Motorfahrzeug gefahren wird. Das Ausgangs­ signal des Zündsignalgenerators 1 wird über die Schnittstelle 17 a an den Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion und den Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuer­ signalerzeugung angelegt. Die Ausgangssignale des Luft­ strömungsmessers 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 die Ausgangssignale der Schalter 6 bis 9 an Rechnerbereiche 11 a und 11 c über die Schnittstellen 17 c bzw. 17 f 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 Selbstschutz- 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.

Bei normalem Motorbetrieb erzeugt der Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung ein Steuersignal des Luft-Brennstoff-Gemisches durch Berechnen der Eingänge von der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9. Das Luft-Brennstoff-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 von einer Eingabe 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 Rechnerberich 11 c erhaltenen 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 Pseudosignal des Luft-Brennstoff- Gemisches in Abhängigkeit von dem Ausfallschutzsignal. Das Pseudosignal wird den Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 zugeführt, so daß der Motor weiterhin entsprechend dem Pseudosignal 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 Bedienungspersonal in der Werkstatt, um welche Art von Motorstörung es sich handelt.

Wenn ein Fehler in der Meßfühleranordnung für den Anlasserbe­ trieb auftrtt, erzeugt gemäß der Erfindung der Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion ein Signal, welches dem Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignalerzeugung zu­ geführt wird.

Fig. 2 zeigt eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetrieb­ meßfühler, die in dne Rechnerbereich 11 a für die Selbst­ diagnosefunktion (Fig. 1) eingebaut ist. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 wird einer Diagnoseschaltung 21 über ein NOR-Gatter 22 zugeführt.

Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 22 wird an ein UND-Gatter 24 sowie über einen Inverter an ein UND-Gatter 25 angelegt. Zweite Eingänge der UND-Gatter 24 und 25 erhalten Impulse von einem Oszillator 23, um Impulse in Abhängigkeit von den Aus­ gangssignalen des NOR-Gatters 22 zu erzeugen.

Zu der Diagnoseschaltung 21 gehört ein Zähler 27, der Störun­ gen des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 feststellt, sowie ein Zähler 30, der den Zähler 27 zurückstellt.

Wenn eine Störung im Anlasserbetriebsfühler 6 auftritt und das Ausgangssignal des Anlassermeßfühlers einen niedrigen Pegel hat, hat die Ausgangsspannungen des NOR-Gatters 22 einen hohen Pegel. Dieses Ausgangssignal von hohem Pegel, welches das NOR- Gatter 22 liefert, wird an das UND-Gatter 24 angelegt, welches daraufhin Impulse erzeugt. Diese Impulse werden über ein UND- Gatter 29 dem Zähler 27 zugeführt. Wenn die Zählung des Zählers 27 einen eingestellten Zählwert übersteigt, erzeugt der Zähler 27 ein Ausgangssignal von hohem Pegel. Dies Ausgangssignal wird dem anderen Eingang des UND-Gatters 29 über einen Inver­ ter 28 zugeführt, wodurch das UND-Gatter 29 geschlossen wird, um das Ausgangssignal des Zählers 27 beizubehalten. Das Aus­ gangssignal des Zählers 27 wird an ein UND-Gatter 32 angelegt.

Der Zähler 27 muß zurückgestellt werden, wenn die Störung des Anlasserbetriebsfühler 6 nach kurzer Zeit behoben wird. Zum Rückstellen des Zählers 27 dient der Zähler 30. Das Aus­ gangssignal des NOR-Gatters 22 hat unter normalen Betriebs­ bedingungen einen niedrigen Pegel, so daß das UND-Gatter 25 geöffnet wird und Impulse erzeugt. Wenn die Anzahl der an den Rechner 30 angelegten Impulse einen vorherbestimmten Wert erreicht, der der erwähnten kurzen Zeit entspricht, erzeugt der Zähler 30 ein Ausgangssignal, welches an einen Rückstell­ anschluß des Zählers 30 zur Rückstellung desselben und über eine Verzögerungsschaltung 31 auch an einen Rückstell­ anschluß des Zählers 27 angelegt wird. Damit wird der Rückstellbetrieb der Zähler 27 und 30 so lange wiederholt, wie sich der Anlasser­ betriebsfühler 6 in normalem Zustand befindet.

Die vom Zündsignalgenerator erzeugten Zündimpulse werden ihrerseits von einer Wellenformerschaltung 35 geformt und von einem Frequenz/Spannung-(F/V)-Umsetzer 36 in eine proportionale Spannung umgewandelt. Die Ausgangsspannung des F/V-Umsetzers 36 wird von Vergleichsschaltungen 37 und 38 mit Bezugsspannungen ver­ glichen. Wenn nach dem Anlassen des Motors die Motordrehzahl größer ist als eine niedrige Leerlaufdrehzahl N ₁ hat der Ausgang I der Vergleichsschaltung 37 einen hohen Pegel. Übersteigt die Motordrehzahl beim Anwerfen des Motors die Drehzahl N ₂, so hat der Ausgang der Ver­ gleichsschaltung 38 einen hohen Pegel. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 37 wird an ein NAND-Gatter 39 angelegt, während das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 38 am NOR- Gatter 22 anliegt.

Das NAND-Gatter 39 liefert ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel durch das Erden des Anschlusses 10. Der Ausgang des NAND-Gatters 39 ist mit einem Eingang eines ODER-Gatters 33 und außerdem mit einem Eingang eines Exclusiv-ODER- Gatters 40 verbunden. Das Ausgangssignal des Exclusiv- ODER-Gatters 40 wird über eine Differenzierschaltung 41 an einen monostabilen Multivibrator 42 angelegt, um während einer vorherbestimmten Zeitspanne (Tsec) ein Ausgangssignal IV zu erzeugen. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 42 liegt am ODER-Gatter 33 an. Wenn das Fahrzeug gefahren wird, ist der Anschluß 10 nicht mit Erde verbunden. Deshalb hat die Spannung am Eingang II des NAND-Gatters 39 einen hohen Pegel, der Ausgang III des NAND-Gatters 39 ebenfalls. Unabhängig vom Pegel am Eingang I hat der Ausgang III des NAND-Gatters 39 niedrigen Pegel. Wenn Zündimpulse er­ zeugt werden, erzeugt das Exclusiv-ODER-Gatter 40 ein Ausgangssignal von hohem Pegel, welches von der Differenzier­ schaltung 41 unterschieden wird, um den monostabilen Multi­ vibrator 42 zu triggern. Der Multivibrator 42 erzeugt während einer vorherbestimmten Zeitspanne (Tsec) ein Augangssignal, welches über das ODER-Gatter 33 an das UND-Gatter 32 angelegt wird.

Bei normalem Zustand des Anlasserbetriebsfühlers 6 hat das Ausgangssignal des Fühlers einen hohen Pegel während des Anwerfens des Motors. Folglich hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 22 unabhängig vom Ausgangspegel der Vergleichs­ schaltung 38 einen niedrigen Pegel. Das Ausgangssignal von niedrigem Pegel, welches das NOR-Gatter 22 liefert, wird über den Inverter 26 und das UND-Gatter 25 an den Zähler 30 ange­ legt. Das bedeutet, daß das Ausgangssignal des Zählers 27 einen niedrigen Pegel hat, so daß die Warnlampe 15 nicht auf­ leuchtet.

Wenn ein Fehler im Anlasserbetriebsfühler 6 auftritt und dessen Ausgangssignal beim Anwerfen des Motors einen niedrigen Pegel hat, so hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 22 bei Betätigung des Anlassers einen hohen Pegel, weil das Ausgangs­ signal der Vergleichsschaltung 38 einen niedrigen Pegel hat. Dementsprechend erzeugt der Zähler 27 ein Ausgangssignal von hohem Pegel, welches an das UND-Gatter 32 angelegt wird. Da das UND-Gatter 32 während einer vorherbestimmten Zeitspanne (Tsec) geöffnet wird, betätigt das Ausgangssignal des Zählers 27 die Treiberstufe 18 c, um die Warnlampe 15 während dieser Zeit aufleuchten zu lassen. Infolgedessen erhält der Fahrer mit Sicherheit Kenntnis von dem Fehler.

Bei der Diagnose in einer Werkstatt wird der Anschluß 10 an Erde gelegt, so daß sein Ausgangssignal niedrig wird. Da der Ausgang I der Vergleichsschaltung 37 während des Anwerfens des Motors niedrigen Pegel hat, hat der Ausgang III des NAND- Gatters 39 niedrigen Pegel. Infolgedessen wird das durch den Fehler verursachte Ausgangssignal des Zählers 27 an die Trei­ berstufe 18 c weitergegeben, um die Lampe so lange aufleuchten zu lassen, wie das Anwerfen des Motors fortdauert.

Claims (1)

1. Anordnung zur Diagonse eines Verbrennungsmotors mit einem Anlasser, mit einem Anlasserbetriebsfühler (6), und mit ei­ ner Motordrehzahlfeststelleinrichtung (1, 36) zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, wenn die Motordrehzahl sich bei einer Anlaßdrehzahl befindet, die niedriger als eine vorbe­ stimmte Leerlaufdrehzahl ist, gekennzeichnet durch eine Anlasserbetriebsdiagnoseschaltung (21), die auf die Ausgangsspannung des Anlasserbetriebsfühlers anspricht und ein erstes Signal erzeugt, wenn die Ausgangsspannung von einem vorbestimmten Wert abweicht und wenn die Abweichung der Ausgangsspannung für eine vorbestimmte Zeitdauer an­ dauert, durch einen Anschluß (19) zum Erden eines Kreises und zum Erzeugen eines Erdungssignales, durch eine erste Gattereinrichtung (39, 33), die auf die Ausgangsspannung der Motordrehzahlfeststelleinrichtung (1, 36) und auf das umgekehrte Erdungssignal anspricht und darauf ein zweites Signal erzeugt und die auf die Ausgangsspannung und das Erdungssignal anspricht und die darauf ein drittes Signal erzeugt, durch eine Zeitgebereinrichtung (22), die auf das zweite Signal anspricht, um ein viertes Signal für eine eingestellte Zeitdauer zu erzeugen, durch eine zweite Gattereinrichtung (32), die auf das dritte Signal der ersten Gattereinrichtung und auf das vierte Signal anspricht, um das erste Signal der An­ lasserbetriebsdiagnoseschaltung durchzulassen, und durch eine Warneinrichtung (15), die durch ein erstes Signal, das durch die zweite Gattereinrichtung läuft, betätigt wird.