DE3544131C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung des Betriebes einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge sind im allgemeinen mit einer elektronischen Steuer-und Regeleinrichtung versehen, der verschiedene Signale als Eingangssignale zugeführt werden, wie z. B. die Signale, die die detektierten Maschinenbetriebsparameter der Maschinendrehzahl, des Absolutdrucks im Ansaugrohr, der Maschinenwassertempera­ tur, der Drosselventilöffnung und der Konzentration von Auspuffgasbestandteilen (z. B. der Sauerstoffkonzentration) darstellen, um die Ventilöffnungsperioden bzw. -zeitdauern der Kraftstoffeinspritzventile in Abhängigkeit von diesen Eingangssignalen derart zu berechnen, daß das Luft/Kraft­ stoffverhältnis des der Maschine zugeführten Gemisch­ gases gewünschte Werte annimmt, die für Betriebszustände der Maschine geeignet sind, und auch, um den Kraftstoff­ einspritzventilen den berechneten Ventilöffnungsperioden entsprechende Steuersignale zuzuführen. Durch diese Steuerung und Regelung sollen das Funktionieren der Maschine und die Emissionseigenschaften verbessert werden.

Wenn irgendeine Abnormität, wie z. B. eine Störung in einem mit einem solchen elektronisch gesteuerten Kraft­ stoffeinspritzsystem, wie oben erläutert, ausgestatteten Fahrzeug auftritt, ist es erforderlich zu bestimmen, ob die Abnormität der elektronischen Steuer- und Regelein­ richtung selbst oder Eingangssignalen oder Kraftstoffein­ spritzventilen zuzuschreiben ist, um die Ursache heraus­ zufinden.

Als Prüfungseinrichtung für diesen Zweck sind herkömm­ lich eine Anzahl von Meßinstrumenten übernommen worden, z. B. ein Synchronoskop oder ein Strommesser bzw. Ampere­ meter, um genau zu untersuchen, ob aus der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung korrekte Ventilöffnungsperioden­ signale ausgegeben werden oder nicht, gewöhnliche Instru­ mente, wie z. B. eine Schaltungstesteinrichtung, um die interne Verschaltung der elektronischen Steuereinrichtung genau zu untersuchen, und Instrumente, um einzeln solche Elemente wie z. B. das Innere der anderen Vorrichtungen und deren Ausgangssignale genau zu prüfen. Der elektro­ nischen Steuer-und Regeleinrichtung werden jedoch Eingangs­ signale verschiedener detektierter Maschinenbetriebs­ parameter zugeführt, und sie gibt in Abhängigkeit von diesen Eingangssignalen Ventilöffnungsperiodensignale aus. Die Verwendung einer Anzahl von Instrumenten zur einzelnen genauen Untersuchung der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung selbst und der Eingangs- und Ausgangssysteme hat daher die Prüfarbeit zu kompliziert und zeitraubend gemacht.

Die DE 30 36 002 A1 hat ein elektroni­ sches Mehrfunktionsmeßgerät für Kraftfahrzeuge zum Gegen­ stand, das eine Anzeigeeinrichtung aufweist, mittels der mehrere durch Überwachung erhaltene Informationen wahlweise angezeigt werden können, wobei die Informationen von einem Fühler für die Kraftstoffmenge, einem Wassertemperaturfüh­ ler, einem Öldruckfühler, der Batterie etc. erhalten wer­ den. Eine Symbolmarkierung dient zur Unterscheidung, um welche angezeigte Information es sich handelt, und als Warnsignal. Gewöhnlich wird eine Hauptinformation von den verschiedenen zur Verfügung stehenden Informationen ange­ zeigt, und wenn eine davon verschiedene Information zur Anzeige ausgewählt wird, wird diese zusammen mit der er­ wähnten Symbolmarkierung dargestellt. Durch die Ermögli­ chung einer selektiven Anzeige zusammen mit einer entspre­ chenden Symbolmarkierung ist es bei dem bekannten elek­ tronischen Mehrfunktionsmeßgerät möglich, optisch eine Hauptinformation zu erkennen, die am meisten benötigt wird, und sich nach Bedarf anderer Informationen zu vergewissern. Eine Ausführungsform des bekannten elektronischen Mehrfunk­ tionsmeßgerätes umfaßt einen Halteschalter in der Anzeige­ steuerschaltung, um eine von der Hauptinformation ver­ schiedene, ausgewählte Information während ihrer Darstel­ lung zu halten. Es ist indessen nicht möglich, den Zustand einer Anzahl von Ausgangssignalen und einer Anzahl von Ausgangssignalen etc. gleichzeitig zu erfassen und hierdurch rasch und genau eine Abnormität bei Auftreten zu detektieren, zu lokalisieren und zu analysieren.

Die DE 32 38 752 A1 befaßt sich mit der Eigenüberwachung von elektrischen Einspritzsystemen. Es werden abhängig von der Maschinendrehzahl und synchron mit den Einspritzimpulsen erzeugte Referenzimpulse mit Einspritzimpulsen verglichen, die von einer Einspritzsteuereinrichtung zugeführt werden. Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Störung der Einpritz­ impulse auftritt, beispielsweise ein Impuls ausfällt, wird an eine Leuchtdiode Spannung angelegt.

In MTZ 45, Nr. 2, S. 47-51, 1984 ist beschrieben, daß grundsätzlich zwischen drei Diagnose­ möglichkeiten für ein elektronisch beeinflußtes Gemisch­ system gewählt werden kann: einer integrierten Systemüber­ wachung (Eigendiagnose), einer externen Diagnose und einer Überprüfung der Systemkomponenten. Bei der integrierten Systemüberwachung werden vom Steuergerät während des Be­ triebes Prüfprogramme sowie eine allgemeine oder spezifi­ sche Fehlermeldung nach Erkennung automatisch an den Fahrer bzw. an die Werkstatt nach Abfrage abgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung in einem elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, die es der Bedie­ nungsperson ermöglicht, die Zustände einer Anzahl von Eingangssignalen und einer Anzahl von Ausgangssignalen, etc. zur selben Zeit leicht zu lesen, um es ihr hier­ durch zu ermöglichen, rasch und genau eine Abnormität zu detektieren, zu lokalisieren und zu analysieren, wenn diese auftritt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Kontrolleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Erfindung ist der Fahrer des Kraftfahrzeuges in die Lage versetzt, die Zustände einer Anzahl von Eingangssignalen und einer Anzahl von Ausgangssignalen etc. gleichzeitig erfassen zu können, um auf diese Weise rasch und genau eine Abnormität mit deren Auftreten detektieren, lokalisieren und analysieren zu können. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß mittels einer zusätzlichen Frequenzteilereinrichtung, die mit der Betriebssequenzan­ zeige der Kraftstoffeinspritzventile verbunden ist, eine fortgesetzte Anzeige ausgeführt wird und eine augenblickliche Änderung der Eingangs-/Ausgangssignale leicht erfaßt werden kann.

Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung weiter ersichtlich. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Gesamtanordnung eines elektronisch gesteuer­ ten Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung anwendbar ist,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Kontrolleinrichtung gemäß einem Ausführungsbei­ spiel der Erfindung, wobei ein Vorderwandteil im einzelnen gezeigt ist,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die innere Anordnung der Kontrolleinrichtung von Fig. 2 schematisch veranschaulicht, und

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines Frequenz­ teilers in der Kontrolleinrichtung zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Brennkraftmaschine für Fahr­ zeuge bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um eine Maschine mit vier Zylindern handeln kann. Die Maschine 1 besitzt eine Anzahl von Hauptverbrennungs­ kammern 2 (es können vier sein, von denen nur eine ge­ zeigt ist) und ebenso viele Nebenverbrennungskammern 3, die mit den jeweiligen Hauptkammern 2 in Verbindung stehen. Ein Hauptansaugrohr 4 steht mit jeder Verbrennungskammer 2 in Verbindung und ein Nebenansaugrohr 5 mit jeder Nebenverbrennungskammer 3. Das Innere der peripheren Wand eines jeden Maschinenzylinders ist mit Kühlwasser gefüllt, in das ein Maschinenwassertemperatursensor 6 eingeführt ist, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet ist. Ein Ausgangssignal aus dem Maschinenwasser­ temperatursensor 6 wird über eine Leitung 7 a einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung 10 zugeführt, die im folgenden als "ECU" bezeichnet wird. Ein Haupt­ drosselventil 8 und ein Nebendrosselventil 9 sind im Hauptansaugrohr 4 bzw. im Nebenansaugrohr 5 angeordnet. Ein Drosselventilöffnungssensor 11 ist mit dem Haupt­ drosselventil 8 zur Detektion seiner Ventilöffnung verbunden, um diese in ein elektrisches Signal umzu­ wandeln, das über eine Leitung 7 b der ECU 10 zuge­ führt wird. Eine schnelle Leerlaufvorrichtung 12 ist über eine (nicht gezeigte) Treibersignalleitung mit der ECU 10 verbunden und kann das Hauptdrosselventil 8 bei oder nach dem Start bzw. Anlassen der Maschine öffnen.

Für jeden Maschinenzylinder ist ein Haupteinspritzventil 13 vorgesehen und im Hauptansaugrohr 4 an einer Stelle etwas stromaufwärts der Maschine 1 angeordnet, während ein einziges Nebeneinspritzventil 14 für die gemeinsame Verwendung bei allen Maschinenzylindern vorgesehen ist und im Nebenansaugrohr 5 an einer Stelle etwas strom­ abwärts des Nebendrosselventils 9 angeordnet ist. Diese Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 sind mit einem Kraft­ stofftank 17 mittels eines gemeinsamen Kanals 15 und einer Kraftstoffpumpe 16 verbunden. Die Kraftstoffein­ spritzventile 13, 14 sind mit der ECU 10 über ent­ sprechende Leitungen 18 a und 18 b elektrisch verbunden, so daß ihre Ventilöffnungsperioden durch von der ECU 10 zugeführte Signale gesteuert sind.

Andererseits ist ein Absolutdrucksensor 19 über einen Kanal 19 a bei einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Hauptdrosselventils 8 mit dem Hauptansaugrohr 4 verbunden. Der Absolutdrucksensor 19 kann den absoluten Druck im Ansaugrohr 4 detektieren und umwandeln, um ihn über eine Leitung 7 c der ECU 10 zuzuführen.

An einer Stelle stromabwärts des Absolutdrucksensors 19 ist in das Hauptansaugrohr 4 ein Ansauglufttemperatursensor 20 eingefügt, der auch angeordnet ist, um die Ansauglufttemperatur zu detektieren und das detektierte Ansauglufttemperatur­ signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, um es über eine Leitung 7 d der ECU 10 zuzuführen.

Ein Auspuffgasrückführventil 25 ist ein unterdruck­ betätigtes Ventil und aus einem Ventilkörper 25 a, der angeordnet ist, um eine Verbindung eines zum Auspuff­ rohr 26 der Maschine 1 führenden Kanals 27 mit einem zum Hauptansaugrohr 4 führenden Kanal 28 herzustellen und zu unterbrechen, und aus einem Diaphragma 25 b ausgebildet, das sich in Kontakt mit dem Ventilkörper 25 a befindet. Eine durch das Diaphragma 25 b begrenzte Unterdruckkammer steht mit zwei EGR-Steuerventilen 31, 32 mittels eines Kanals 29 in Verbindung. Auf einem Ende des Ventilkörpers 25 a des Auspuffgasrückführ­ ventils 25 ist ein Hubsensor 33 angebracht, der die Betriebsposition des Ventilkörpers 25 a in ein elektri­ sches Signal umwandeln und dieses Signal der ECU 10 über eine Leitung 7 e zuführen kann. Das EGR-Steuer­ ventil 31 ist vom normalerweise offenen Typ und arbeitet derart, daß sein Solenoid 31 a durch ein elektrisches, von der ECU 10 zugeführtes Signal erregt wird, um es zu gestatten, daß der Kanal 29 für die Einführung von Atmosphärendruck in die Unter­ druckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 durch seine Luftansaugöffnung 31 b mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Das andere EGR-Steuerventil 32 ist vom normalerweise geschlossenen Typ und arbeitet der­ art, daß sein Solenoid 32 a durch ein über eine Leitung 18 e von der ECU 10 zurückgeführtes elektrisches Signal erregt ist, um zu gestatten, daß der Kanal 29 mit einem Druckspeichertank 34 in Verbindung steht. Der Druck­ speichertank 34 speichert vom Hauptansaugrohr 4 über ein Rückschlagventil 35 zugeführten Absolutdruck, und daher wird der gespeicherte Absolutdruck in die Unter­ druckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 einge­ führt, wenn das EGR-Steuerventil 32 geöffnet wird.

Ein einen Auspuffgassensor bildender O₂-Sensor 44 ist in der Innenwand des Auspuffrohrs 26 an einer Stelle strom­ aufwärts eines Dreiwegkatalysators 43 eingebettet, um die Konzentration von in den Auspuffgasen vorhandenem Sauerstoff zu detektieren. Der O₂-Sensor 44 führt sein Ausgangssignal der ECU 10 über eine Leitung 7 f zu.

In Fig. 1 sind ferner ein Drehzahlmesser 40, eine Zünd­ kerze 45, ein Verteiler 46, eine elektronische Zeit- bzw. Synchronisationssteuereinheit 47 für den Verteiler 46, eine Zündspule 48, ein Zündschalter 49 und eine Batterie 51 gezeigt. Wenn der Zündschalter 49 ge­ schlossen ist, wird die Spannung der Batterie 51 über eine Leitung 7 g an die ECU 10 abgegeben. Ein Maschinen­ kurbelwinkelpositionssensor 52 ist in der Lage, einen Impuls bei einem bestimmten Kurbelwinkel jedesmal zu erzeugen, wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 180 Grad dreht, d. h. bei Erzeugung eines jeden Impulses des TDC- Signals (oberes Totpunktsignal). Ein Zylinderunterschei­ dungssensor 53 kann einen Impuls bei einem bestimmten Kurbelwinkel eines ersten Maschinenzylinders erzeugen. Ein Atmosphärendrucksensor 54 dient zur Umwandlung des aktuellen Atmosphärendrucks in ein elektrisches Signal, und ein Kurbelwinkelsensor kann Impulse bei einer Anzahl vorbestimmter Maschinenkurbelwinkel als Kurbelwinkel­ signale erzeugen, wobei jeder Impuls jedesmal erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle durch einen vorbestimmten Winkel (z.B. 30 Grad) dreht. Die Ausgangssignale von diesen Sensoren 52, 53, 54 und 55 werden der ECU 10 über entsprechende Leitungen 7 h, 7 i, 7 j und 7 k zuge­ führt. Ein Druckregelventil 56 dient zum Regeln des Kraftstoffeinspritzdrucks.

Die ECU 10 arbeitet, um die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen von verschiedenen Maschinenbetriebs­ parametersensoren wie oben erwähnt derart zu berechnen, daß das der Maschine zugeführte Luft/Kraftstoffverhältnis des Gemischgases gleich für Betriebszustände der Maschine geeigneten Werten ist, und auch um den berechneten Ventil­ öffnungsperioden entsprechende Treibersignale den Kraft­ stoffeinspritzventilen 13, 14 zuzuführen, um diese zu öffnen.

Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung ist dazu vorge­ sehen, der ECU 10 eines elektronisch gesteuerten Kraft­ stoffeinspritzsystems der oben beschriebenen Art zuge­ führte und von dieser ausgegebene Signale zu kontrollie­ ren. Die Einzelheiten der Kontrolleinrichtung sind in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Wie Fig. 2 zeigt, verzweigt sich ein Kabelbaum 57, der die Leitungen 7 a bis 7 k, durch die Signale von den verschiedenen Sensoren der ECU 10 ein­ gegeben werden, und die Leitungen 18 a bis 18 f umfaßt, durch die Signale von der ECU 10 zu den Kraftstoffein­ spritzventilen 13, 14, etc. ausgegeben werden, in eine Anzahl von Kabelbäumen, bei diesem Ausführungsbeispiel drei Kabelbäume, mittels entsprechender Kupplungen 58 a, 58 b und 58 c. Ein Zweigkabelbaum 59, der sich von jedem der Anzahl der Kabelbäume verzweigt, ist mit der Kontrolleinrichtung 60 verbunden.

Eine Vielzahl von Anzeigen oder Ausleseeinrichtungen sind in der Vorderwand bzw. dem Vorderpanel der Kontrolleinrichtung 60 vorgesehen, um in die ECU 10 eingegebene und von dieser ausgegebene Signale in entsprechenden vorbestimmten Formen anzuzeigen. Die in einem Kreis in Fig. 2 darge­ stellten Anzeigen sind jeweils aus einer Anzeigelampe ausgebildet, z. B. einer LED (Licht emittierende Diode), um den EIN/AUS-Zustand ihres Signals anzuzeigen.

Ein EIN/AUS-Anzeigeblock 61 zeigt die EIN/AUS-Zustände der Eingangs- und Ausgangssignale an. Der Anzeigeblock 61 umfaßt eine Anzahl von Anzeigen 61 a bis 61 1, die jeweils aus einer LED gebildet sind, die sich ein- und ausschalten, um die EIN/AUS-Zustände der entsprechenden Eingangs- und Ausgangssignale anzuzeigen. Des weiteren sind die Anzeigen 61 a bis 611 mit entsprechenden Kommentar- bzw. Erläuterungsanzeigen 62 a bis 621 gepaart, die die Inhalte der entsprechenden Signale anzeigen. Beispielsweise ist eine Batterieleistungs­ anzeige 61 a mit einer Erläuterungsanzeige 62 a gepaart, die in einfachem Code oder Sprache anzeigt, ob die Batteriespannung oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt oder nicht. Eine Anzeige 61 b dient zur Anzeige der Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung, 61 c für die Anzeige eines Treibersignals für ein Relais zum Ansteuern der Kraftstoffpumpe, 61 d zum Anzeigen eines EIN/AUS-Signals von einer Auspuffgas­ temperatur-Alarmlampe, 61 e zur Anzeige eines Zünd­ schaltersignals, 61 f zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals von einem Neutralpositionsschalter des Automatik­ getriebes und 6 1 g zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals von einem Parkpositionsschalter des Automatikgetriebes. Anzeigen 61 h und 61 i zeigen EIN/AUS-Signale von Fahr­ zeugdrehzahlsignalschaltern, wobei die Anzeigen 61 h und 61 i auf dem Drehzahlmesser 40 vorgesehen sind. Eine Anzeige 61 j dient zur Anzeige eines Klimagerät­ schaltersignals. Speziell für die Batterie, die als Versorgungsquelle für verschiedene Vorrichtungen dient, ist zusätzlich zu den Anzeigen 61 a und 62 a eine Batterie­ spannungsanzeige 63 zur Anzeige der Batteriespannung vorgesehen.

Benachbart den EIN/AUS-Signalanzeigeblöcken 61 bis 63 auf der Vorderwand sind Anzeigeblöcke 64 bis 66 ange­ ordnet, um die Eingabe von Ausgangssignalen aus ver­ schiedenen Sensoren anzuzeigen. Der Anzeigeblock 64 zeigt direkt die physikalischen Werte von Parametern an sich an, wie z. B. durch die entsprechenden Sensoren detektierte Temperaturen und Drücke, während die Spannungsanzeige 66 diese detektierten physikalischen Werte in Termen der Spannung anzeigt. Der Block 64 für die Anzeige der physikalischen Werte umfaßt eine Anzeige 64 a für ein Ausgangssignal aus einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) Sensor für das anfängliche Luft/Kraft­ stoffverhältnis, eine Anzeige 64 b des Hauptansaugrohr- Absolutdrucksignals vom Absolutdrucksensor 19, eine Anzeige 64 c des Ansauglufttemperatursignals vom Ansaug­ lufttemperatursensor 20, eine Anzeige 64 d des Maschinen­ wassertemperatursignals vom Maschinenwassertemperatur­ sensor 6, eine Anzeige 64 e des Atmosphärendrucksignals vom Atmosphärendrucksensor 54, eine Anzeige 64 f des Drosselventilöffnungssignals vom Drosselventilöffnungs­ sensor 11, eine Anzeige 64 g für das Sauerstoffkonzentra­ tionssignal vom O₂-Sensor 44 und eine Anzeige für das tatsächliche Zündsynchronisierungs- bzw. -zeitsignal. Der Block 64 für die Anzeige der physikalischen Werte ist mit einem Wählerschalter 65 versehen, der ein Signal unter Eingangs­ signalen auswählt, um bei der Spannungsanzeige 66 die Spannung des von dem entsprechenden Sensor ausgegebenen ausgewählten Signals anzuzeigen sowie dessen physikali­ schen Wert selbst bei der entsprechenden Anzeige 64 a bis 64 j anzuzeigen. Wenn beispielsweise das Atmosphärendruck­ signal ausgewählt ist, kann die Anzeige 64 e "101325 Pa" (760 mm Hg) anzeigen, während die Anzeige 66 einen dem Atmosphärendruck entsprechenden Spannungswert anzeigt, z. B. "2,88 V".

Mit dem Bezugszeichen 67 ist ein Maschinendrehungsanzeige­ block 67 bezeichnet. Im Anzeigeblock 67 sind eine TDC- Signaleingabeanzeige 68 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände des vom Maschinenkurbelwinkelpositionssensor 52 eingege­ benen TDC-Signals, eine Zylinderunterscheidungssignal­ eingabeanzeige 69 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände eines vom Zylinderunterscheidungssensor 53 eingegebenen Zylinder­ unterscheidungssignals und auch eine Maschinendrehzahl­ anzeige 70 zum Anzeigen der Maschinendrehzahl vorgesehen, die von den beiden obigen Eingangssignalen berechnet wird, wie später beschrieben wird.

Eine Reglersignaleingabeanzeige 71 dient zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände eines vom Wechselstromgenerator der Maschine eingegebenen IC-Reglersignals, und eine Genera­ torzustandsanzeige 72 dient zur Anzeige des Generatorzu­ stands des Wechselstromgenerators in Termen bzw. Begriffen des Verhältnisses von Betriebsstrom zu Vollaststrom (Leistungsfaktor). Die Generatorzustandsanzeige 72 zeigt den Generatorzustand in Termen der Erregerrate oder des Tastverhältnisses der Feldwicklung des Wechselstrom­ generators; mit anderen Worten, sie zeigt den Lastzu­ stand des Wechselstromgenerators an.

Eine Anzeige 73 für die Erregung eines selbsttätigen Leerlaufsolenoids dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein selbsttätiges Leerlauf­ solenoid (nicht gezeigt). Das selbsttätige Leerlauf­ solenoid bildet einen Teil einer Vorrichtung, die die Leerlaufdrehzahl durch Einstellung der Querschnitts­ fläche eines zusätzlichen Luftkanals als Bypass zum Drosselventil 8 bei Maschinenleerlauf auf einem kon­ stanten Wert hält. Eine Anzeige 74 dient zur Anzeige eines Treiberimpulssignals für das selbsttätige Leerlauf­ solenoid in Termen des Verhältnisses Betriebsstrom zu Vollaststrom.

Eine EGR-Steuersignalanzeige 75 dient zur Anzeige des EIN/AUS-Zustands eines vom EGR-Steuerventilsolenoid 32 a (Fig. 1) ausgegebenen Treibersignals, und eine Anzeige 76 dient zur Anzeige eines Impulssignals zur Steuerung des EGR-Steuerventils 32 in Termen des Tastverhältnisses oder Leistungsfaktors.

Eine Anzeige 77 für das Automatikgetriebe-Solenoidsignal dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treiber­ signals für ein Solenoid (nicht gezeigt) für das Auto­ matikgetriebe der Maschine. Eine Anzeige 78 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für das schnelle Leerlaufsolenoid in der in Fig. 1 gezeigten Schnelleerlaufvorrichtung 12. Eine Anzeige 79 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Unterdruck-Steuersolenoid in einer Unterdruck­ verstelleinrichtung zur Steuerung der Zündsynchronisierung bzw. -steuerung, und eine Anzeige 80 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Klima­ gerätöffner-Solenoid (nicht gezeigt). Das Automatikge­ triebe-Solenoid ist ein Steuerventil für die Zusatzluft­ strömungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die Maschine mit Zusatzluft bei Maschinenleerlaufbetrieb zu versorgen, wenn das Automatikgetriebe in die Rückwärtsgangposition (R ) oder in die Fahrtposition (D ) geschaltet wird, um hier­ durch die Maschinenleerlaufdrehzahl zu stabilisieren. Der Klimagerätöffner ist ein Steuerventil für die Zusatz­ luftströmungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die Maschine bei Betätigung des Klimageräts mit Zusatzluft zu versorgen, und hierdurch die Maschinenausgangsleistung in Abhängigkeit von erhöhter Maschinenlast zu erhöhen.

Ein Anzeigeblock 81 umfaßt vier LEDs 81 a bis 81 d, die jeweils den vier für die entsprechenden Zylinder vorge­ sehenen, in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventilen 13 entsprechen und zur Anzeige der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile 13 dienen. Die Leuchtsequenz der LEDs 81 a bis 81 d entspricht dem tatsächlichen Arbeitsab­ lauf bzw. der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritz­ ventile 13. Der Betriebszyklus der Kraftstoffeinspritz­ ventile ist so kurz, daß es praktisch unmöglich ist, ihren Arbeitsablauf durch Beobachtung der LEDs 81 a bis 81 d mit den Augen zu beobachten, wenn die LEDs im direkten Anspre­ chen auf den Arbeits- bzw. Betriebszyklus ein- und ausgeschaltet werden. Wie später beschrieben wird, ist daher der Anzeigeblock 81 mit einem Frequenzteiler ver­ sehen, der die Frequenz von Treibersignalen für die Kraft­ stoffeinspritzventile 13 in einem vorbestimmten Verhält­ nis teilt, wodurch die Betriebssequenz der Kraftstoffein­ spritzventile durch die Anzeigen mit einer herabgesetzten Frequenz zu ihrer leichteren visuellen Beobachtung ange­ zeigt wird. Ein Block für die Anzeige der Ventilöffnungs­ periode 82 zeigt die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoff­ einspritzventile 13 in Termen von Millisekunden numerisch an. Der Anzeigeblock 82 umfaßt sechs Anzeigen 82 a bis 82 f (so daß er auch für Sechszylindermaschinen dienen kann), die den entsprechenden Kraftstoffeinspritzventilen 13 entsprechen. Der Anzeigeblock 82 ist mit Halteeinrichtun­ gen versehen, um das Lesen der durch die Anzeigen gezeig­ ten Werte zu erleichtern. Ein Tastschalter 83 dient zum Betätigen der Halteeinrichtung.

Ein weiterer Anzeigeblock 85 umfaßt sechs LEDs 85 a bis 85 f, die jeweils den sechs Anzeigen 82 a bis 82 f ent­ sprechen, so daß die Kontrolleinrichtung 60 bei einer Maschine mit sechs Zylindern ebenso wie einer mit vier Zylindern verwendet werden kann. Für die Auswahl zwischen der Vierzylinder-Betriebsart und der Sechszylinder-Be­ triebsart ist ein Wählschalter 84 vorgesehen.

Anschlüsse 86 dienen zur Ausgabe von Analogbeträgen ent­ sprechender Eingangs- und Ausgangssignale. Die Anschlüsse 86 sind für den Zweck vorgesehen, Datenaufzeichnungsein­ richtungen oder dergleichen freizugeben, um die entspre­ chenden Zustände der Eingangs- und Ausgangssignale in bezug auf die Zeit des Auftretens einer Abnormität in den Maschinenbetriebszuständen etc. aufzuzeichnen, um die Analyse der Abnormität zu erleichtern.

Der Anzeigeblock 61 für die Eingangs/Ausgangs-EIN/AUS- Signalanzeige ist außerdem mit Leeranzeigen 61 k und 61 1 versehen, die auch in Abhängigkeit von Spezifikationen einer verwendeten Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung verwendet werden können, für die mehr Anzeigen benötigt werden. Für denselben Zweck besitzt auch der Block 64 für die physikalische Wertanzeige Leeranzeigen 64 i und 64 j.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen und der innere Auf­ bau der Kontrolleinrichtung 60 beschrieben. Mit der Ein­ gangsseite der Kontrolleinrichtung 60 sind eine Anzahl von Eingangsleitungen und -Kabelbäumen 5 9 a bis 59 g ver­ bunden. Beispielsweise ist die Leitung 59 a eine mit einer aus einer nicht gezeigten, in einem verwendeten Fahrzeug angebrachten Batterie ausgebildeten Spannungsversorgung verbundene Speiseleitung, und die Leitung 59 g ist eine Erdleitung.

Kabelbäume 59 b und 59 c dienen jeweils für die Zuleitung entsprechender, von der ECU 10 ausgegebener EIN/AUS-Treiber­ signale zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13 und Sole­ noiden, wie z. B. im Selbstleerlauf-Solenoid. Diese Trei­ bersignale werden durch eine Stromverstärkergruppe AMP₁ auf einen benötigten Strompegel verstärkt. Unter diesen Treibersignalen wird das Treibersignal für das EGR-Steuer­ solenoid 32 a von der Stromverstärkergruppe AMP₁ direkt zur Anzeige 75 ausgegeben. Die Frequenzen der Treiber­ signale von der Stromverstärkergruppe AMP₁ zu den Kraft­ stoffeinpritzventilen 13 werden durch einen Frequenzteiler U₁ mit einem Teilungsverhältnis 8 geteilt, so daß ihre neuen Frequenzen ein Achtel der ursprünglichen Frequenzen sind. Dann werden die Treibersignale durch den Betriebs­ sequenzanzeigeblock 81 als die Signale für die Betriebsse­ quenz der Kraftstoffeinspritzventile 13 angezeigt.

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des Fre­ quenzteilers U₁ zeigt. In Reaktion auf die Eingabe se­ quentieller Treibersignale für Kraftstoffeinspritzventile (in Fig. 4 bei (a) gezeigt) gibt der Frequenzteiler U₁ Betriebssequenz- bzw. Arbeitsablaufsignale aus (in Fig. 4 bei (b) gezeigt), um die Betriebssequenz beim Anzeige­ block 81 (81 a bis 81 d) anzuzeigen. Wenn die den entsprechenden vier Zylindern der Maschine entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile #1, #3, #4 und #2 jeweils einmal in dieser Reihenfolge während der Zeitspanne A ge­ öffnet werden, wird die LED 81 a eingeschaltet und im EIN-Zustand während der Zeitspanne A gehalten, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Wenn die vier Kraftstoffeinspritz­ ventile während der nächsten Zeitspanne B jeweils einmal geöffnet werden, wird keine der LEDs 81 eingeschaltet. Auf diese Weise wird die LED 81 b während der Zeitspanne C eingeschaltet, und während der Zeitspanne D wird keine eingeschaltet. Während der Zeitspanne E wird dann die LED 81 c eingeschaltet. Daher werden die vier LEDs jedes­ mal viermal insgesamt eingeschaltet, wenn die vier Kraft­ stoffeinspritzventile 13 insgesamt 32mal geöffnet werden.

Es wird nun wieder auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Ventil­ öffnungsperiodensignale für die Kraftstoffeinspritzven­ tile 13 aus der Stromverstärkergruppe AMP₁ werden durch einen Zähler U₂ gezählt, und die Zählwerte werden durch den Anzeigeblock 82 für die Ventilöffnungsperiode ange­ zeigt. Wie früher beschrieben wurde, ist ein Signal­ haltekreis (die Halteeinrichtung) U₃ vorgesehen, um das Lesen der durch den Anzeigeblock 82 angezeigten Ventil­ öffnungsperioden zu erleichtern. Der Block 82 für die Anzeige der Ventilöffnungsperiode zeigt Zählwerte an, die nacheinander vom Zähler U₂ zugeführt werden. Wenn der Tastschalter 83 in Fig. 2 gedrückt ist, wird der Signal­ haltekreis U₃ betätigt um zu bewirken, daß der Anzeige­ block 82 fortlaufend einen Zählwert anzeigt, der zu der Zeit zugeführt wurde, in der der Tastschalter 83 gedrückt ist. Wenn der Tastschalter 83 freigegeben wird, wird die Haltebetriebsart aufgehoben bzw. rückgängig gemacht um zu bewirken, daß der Anzeigeblock 82 beginnt, spätere Zähl­ werte wieder einen nach dem anderen anzuzeigen, wie sie zugeführt werden.

Das EIN-Zeitverhältnis oder der Leistungsfaktor des Impulssignals für die EGR-Steuerung aus der Stromverstärkergruppe AMP₁ wird durch eine Berechnungs­ schaltung U₄ berechnet, und das von der Berechnungs­ schaltung U₄ ausgegebene Impulssignal wird durch die An­ zeige 76 in Termen des Leistungsfaktors angezeigt. Das EIN-Zeitverhältnis des Treibersignals für das selbsttätige Leerlaufsolenoid wird außerdem in einer (nicht gezeigten) Berechnungsschaltung berechnet, und das Ergebnis wird in Termen eines Leistungsfaktors durch die Anzeige 74 an­ gezeigt. Des weiteren wird der Leistungsfaktor des Impuls­ signals für die EGR-Steuerung durch eine Pegelverschiebe­ einrichtung U₅ auf einen benötigten Spannungspegel umge­ wandelt und wird zu einem der Analogwertausgabeanschlüsse 86 übergeben.

Ein Kabelbaum 59 d dient für die Zuführung von Impulssigna­ len zur ECU 10, die das TDC-Signal, das Zylinderunter­ scheidungssignal und das Kurbelwinkelpositionssignal an­ zeigen. Die Impulswellenformen dieser Signale werden durch eine Wellenformergruppe U₆ geformt, von der das geformte TDC-Signal und Zylinderunterscheidungssignal zu den ent­ sprechenden Anzeigen 68, 69 übergeben werden. Das TDC- Signal und das Zylinderunterscheidungssignal werden wei­ ter einer Impulsintervall/Umdrehungs-Berechnungsschaltung U₇ zugeführt, die aus dem TDC-Signal und dem Zylinder­ unterscheidungssignal die Maschinendrehzahl berechnet, um das Ergebnis auf der Anzeige 70 für die Maschinendrehzahl anzuzeigen. Das Maschinendrehzahlsignal aus der Schaltung U₇ wird auch einer Schaltung U₈ zur Umwandlung der Dreh­ zahl/Spannung zugeführt, das die Drehzahl in einen Analog­ wert umwandelt, um letzteren einem der Analogwertausgabean­ schlüsse 86 zuzuführen. Andererseits wird das Kurbel­ winkelpositionssignal aus der Wellenformergruppe U₆ einer Zündsynchronisierung-Berechnungsschaltung U₉ zugeführt, die die Zündsynchronisierung basierend auf dem Kurbelwinkel­ positionssignal und dem Zündsynchronisierungssignal be­ rechnet, wobei das letztere von einer Zündsynchronisie­ rungs-Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird, um das Ergebnis auf der Anzeige 88 für die Zündsynchroni­ sierung anzuzeigen. Des weiteren wird die berechnete Zünd­ synchronisierung bzw. Zündzeit durch eine Umwandlungs­ schaltung U₁₀ für die Zündsynchronisierung/Spannung in einen Analogwert umgewandelt und dann einem der Analog­ wertausgabeanschlüsse 86 zugeführt.

Ein Kabelbaum 59 e dient für die Zuführung eines IC-Regler­ signals vom Wechselstromgenerator. Das IC-Reglersignal wird durch einen Stromverstärker AMP₂ auf einen benötig­ ten Strompegel verstärkt und das verstärkte Signal wird der EIN/AUS-Anzeige 71 direkt zugeführt, während es gleich­ zeitig über eine EIN-Zeitverhältnis-Berechnungsschaltung U₁₁ zur Leistungsfaktoranzeige 72 zugeführt wird, um in Termen eines Leistungsfaktors angezeigt zu werden. Der­ selbe Leistungsfaktor wird durch eine Schaltung U₁₂ zur Umwandlung Leistungsfaktor/Spannung in einen entsprechen­ den Spannungswert umgewandelt und einem der Analogwert­ ausgabeanschlüsse 86 zugeführt.

Ein Kabelbaum 59 f dient für die Zufuhr von Signalen zur ECU 10, die physikalische Größen, wie z. B. den Ansaug­ rohr-Absolutdruck und die Maschinenwassertemperatur anzeigen. Auf dieselbe Weise wie oben beschrieben werden die Stromwerte dieser Signale durch eine Stromverstärker­ gruppe AMP₃ auf einen erforderlichen Strompegel ver­ stärkt und von der Stromverstärkergruppe AMP₃ über den Wählschalter 65 zur Spannungswertanzeige 66 abgegeben. Diese Signale werden auch von der Stromverstärkergruppe AMP₃ über eine Schaltung U₁₃ zur Umwandlung Spannung/physi­ kalischer Wert dem Block 64 für die Anzeige der physi­ kalischen Werte zugeführt. Obwohl in Fig. 2 die Be­ rechnungsschaltungen U₄, U₇, U₉, U₁₃ etc. in der Form diskreter Blöcke dargestellt sind, damit die Funktion der Kontrolleinrichtung 60 besser verstanden werden kann, können diese Schaltungen durch einen einzigen Mikro­ rechner ersetzt werden.

Es wird nun die Funktionsweise der Kontrolleinrichtung 60 beschrieben.

Wenn die Maschine 1 angelassen bzw. gestartet wird und das elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsystem be­ ginnt, das Luft/Kraftstoffverhältnis zu steuern, werden die der ECU 10 einzugebenden Eingangssignale, wie z. B. das Signal für den Ansaugrohr-Absolutdruck, das Signal für die Maschinenwassertemperatur, das Sauerstoffkonzen­ trationssignal, das TDC-Signal und das Zylinderunterschei­ dungssignal, und die von der ECU in Reaktion auf die oben erwähnten Eingangssignale auszugebenden Ausgangs­ signale, wie z. B. das Ventilöffnungsperiodensignal für die Kraftstoffeinspritzventile 13 und die Treibersignale für verschiedene Solenoide, gleichzeitig durch die ent­ sprechenden LED-Anzeigen auf der Vorderwand der Kontroll­ einrichtung 60 in vorbestimmten Betriebsweisen angezeigt, z. B. in Termen EIN/AUS, Leistungsfaktor und physikalischem Wert. Die Inhalte von Signalen, die für den Betrieb der Maschine wichtig sind, wie z. B. der der Batteriespannung, werden ebenfalls angezeigt. Während des Normalbetriebs der Maschine wird daher die Bedienungsperson von den An­ zeigen her informiert, daß sich die Maschine in einem Normalbetriebszustand befindet.

Wenn irgendeine Abnormität in den Maschinenbetriebszu­ ständen auftritt, wird die Stelle der Abnormität leicht aus den Inhalten der angezeigten Eingangs- und Ausgangs­ signale detektiert bzw. festgestellt. Insbesondere da die Treibersignale für die entsprechenden Kraftstoff­ einspritzventile 1 3 als Betriebssequenzsignale angezeigt werden, nachdem ihre Frequenzen durch den Frequenzteiler U₁ mit einem vorbestimmten Verhältnis geteilt worden sind, kann der Arbeitsablauf, d. h. ihre Betriebssequenz leicht überwacht werden. Es ist auch möglich, die Ven­ tilöffnungsperiode für jedes Kraftstoffeinspritzventil 13 absolut auszulesen, indem der Tastschalter 83 gedrückt wird, um die Anzeige des Zählwerts zu erhalten, der zu der Zeit zugeführt wurde, während der der Tastschalter 83 eine gewünschte Zeitdauer lang gedrückt wird. Wenn die Stelle der Abnormität nicht dadurch beurteilt werden kann, daß lediglich die Inhalte der Anzeigen mit dem Auge beobachtet werden, wird es möglich, den Grund für und die Stelle einer Abnormität zu analysieren, indem die Analogwerte der beteiligten Eingangs- und/oder Aus­ gangssignale durch Analogwertausgangsanschlüsse 86 in einer Datenaufzeichnungseinrichtung oder dergleichen aufgezeichnet werden und dann miteinander verglichen werden.

Um die Funktion der ECU 10 selbst zu kontrollieren werden die Verbindungskabelbäume bei den Kupplungen 58 a bis 58 c vom Fahrzeug entfernt, und ein (nicht gezeigter) Muster­ signalgenerator wird mit der ECU 10 verbunden, um der ECU 10 Mustersignale mit normalen Musterwerten des Sig­ nals für den Ansaugrohr-Absolutdruck, des Signals für die Maschinenwassertemperatur, des Sauerstoffkonzentra­ tionssignals, des TDC-Signals etc. zuzuführen, und dann werden die Werte des Signals für die Ventilöffnungs­ periode und anderer von der ECU 10 in Reaktion auf die eingegebenen Signale ausgegebener Signale untersucht. Wenn die ECU 10 und die verschiedenen Sensoren normal arbeiten, sollten die Ausgangswerte von der ECU 10 entsprechende richtige vorbestimmte Werte anzeigen, vorausgesetzt, daß die Eingangssignale solche Werte besitzen, die bestimmte Bedingungen erfüllen, und daher kann durch Lesen dieser durch die Anzeigen auf der Kontrolleinrichtung 60 ange­ zeigten Werte beurteilt werden, ob die ECU 10 und andere Elemente normal arbeiten oder nicht.

Auf diese Weise ermöglicht die Kontrolleinrichtung 60 eine rasche, einfache und genaue Kontrolle und Über­ prüfung des Betriebs der Sensoren sowie der ECU 10 selbst.

Die Erfindung bezieht sich, zusammengefaßt, auf eine Kontrolleinrichtung zur Kontrolle einer Anzahl von Ein­ gangssignalen, einschließlich Signalen, die Betriebspara­ meter einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern darstellen, wobei die Eingangssignale einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit zur elektronischen Steuerung des Betriebs der Maschine zugeführt werden, und einer Anzahl von Ausgangssignalen, die von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit in Reaktion auf die Eingangs­ signale ausgegeben werden. Die Kontrolleinrichtung be­ sitzt Anzeigen, die die entsprechenden Eingangssignale und Ausgangssignale in entsprechenden Betriebsarten anzeigen. Eine Anzeigehalteschaltung ist mit einer An­ zeige verbunden, um ein empfangenes Signal fortlaufend über einen gewünschten Zeitraum in der Anzeige zu haben. Eine Frequenzteilerschaltung ist mit einer Arbeitsablauf- bzw. Betriebssequenzanzeige zur Anzeige der Betriebssequenz von Kraftstoffeinspritzventilen verbunden und teilt die Frequenz des die Betriebsse­ quenz darstellenden Signals in einem vorbestimmten Ver­ hältnis und gibt dann das frequenzgeteilte Signal an die Betriebssequenzanzeige weiter.

Claims (3)

1. Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung, die den Betrieb einer Brenn­ kraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern und ebenso vielen für die Zylinder vorgesehenen Kraft­ stoffeinspritzventilen elektronisch steuert, wobei die Kontrolleinrichtung dazu geeignet ist, Eingangs- und Ausgangssignale, die der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung zugeführt werden, und den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine entsprechen, mittels Anzeigeeinrichtungen kontrollieren zu können, und die Ausgangssignale numerische Größen von Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventile darstellen und binäre Signale enthalten, die den Betrieb und Nicht-Betrieb der Kraftstoffeinspritzventile darstellen, gekennzeichnet durch Anzeigehalteein­ richtungen, die im Haltezustand fortwährend die zuvor empfangenen numerischen Größen anzeigen, und im Nichthaltezustand einen ständigen Wechsel der Anzeigen erlauben, und eine Frequenzteilereinrichtung (U₁), die mit einer Betriebssequenzanzeige (81) verbunden ist, um die Frequenz der binären Signale in einem vorbestimmten Verhältnis zu teilen und die frequenzgeteilten Signale an die Betriebssequenzanzeige zu übergeben.

2. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile (13) darstellende Signal Treibersignale für die Kraftstoffeinspritzventile umfaßt.

3. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl von An­ schlüssen zur Ausgabe entsprechender Analogwerte von zumindest einem Teil der Eingangssignale und der Ausgangs­ signale.