DE3844287A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberpruefung eines sicherheitsabstellers bei brennkraftmaschinen, insbesondere dieselmotoren - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwa­ chung eines Sicherheitsabstellers in Form eines elek­ tromagnetischen Abschaltventils (ELAB) bei Brennkraft­ maschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Es ist bekannt, zur elektronischen Regelung des Be­ triebs von selbstzündenden Brennkraftmaschinen, also Dieselmotoren, mit elektrischen Signalen angesteuerte, elektrische Stellwerke einzusetzen (DE-OS 35 31 198), wobei anstelle von mechanischen Kraftzumeß- und Re­ gelsystemen ein zentrales Steuergerät (SG) die erfor­ derlichen Stellsignale erzeugt. Mechanische Kraftstoff­ zumeßsysteme bei Dieselmotoren sind zwar bezüglich ihrer Fehlersicherheit zuverlässig, sie sind aber unter Umständen zunehmend weniger in der Lage, der Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Umwelt­ einflüssen Rechnung zu tragen.

Der Einsatz elektronischer Komponenten in Verbindung mit einer elektronischen Dieselregelung (EDC) macht auch dann umfassende Sicherheits-, Überwachungs- und Notfahrmaßnahmen wünschenswert, wenn die einzelnen Baugruppen für sich gesehen schon Möglichkeiten zur Fehlererkennung und gegebenenfalls Fehlerausschaltung aufweisen. So ist es bekannt, bei den üblichen Reihen- und Verteilerpumpen zur Dieseleinspritzung bei EDC- Anwendungen (Electronic Diesel Control) eine elektri­ sche Abstellvorrichtung in Form eines elektromagneti­ schen Abschaltventils, im folgenden auch kurz ELAB genannt, vorzusehen; dieses unterbricht bei Defekten im Steuergerät (SG), bei defekten Gebern, bei Störungen oder Defekten im Kabelbaum oder in der Einspritzpumpe die Zufuhr des Dieselkraftstoffs und ermöglicht so ein kontrolliertes Abstellen des Motors.

Da diese elektrische Abstellvorrichtung im Hinblick auf möglicherweise auftretende gefährliche Betriebszu­ stände wie "selbständiges Gasgeben" oder "Durchgehen" des Dieselmotors den Notstopp ermöglicht, hängt die Sicherheit des Systems maßgeblich von der Funktion dieser elektrischen Abstellvorrichtung ab. Aus diesem Grunde ist ein Test der ELAB-Funktion durchlaufend über die Lebensdauer des entsprechenden Kraftfahrzeuges er­ wünscht.

Der übliche Aufbau einer bekannten Kraftstoffeinspritz­ pumpe für Dieselmotoren (DE-OS 29 45 484) kann dabei so sein, daß ein im Gehäuse der Kraftstoffeinspritz­ pumpe angeordneter Pumpenkolben in eine hin- und herge­ hende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt, wobei Kraftstoff aus dem den Saugraum bildenden Gehäu­ seinnenraum der Einspritzpumpe zum Pumpenkolben fließt. Von dort gelangt der Kraftstoff je nach der eingestell­ ten Menge in die zu den Zylindern des Dieselmotors führenden Druckleitungen. In der Verbindungsleitung zwischen dem Saugraum und dem Pumpenkolbenzufluß ist das genannte Sicherheitsventil (ELAB) angeordnet, wel­ ches die weitere Kraftstoffzufuhr aus dem Saugraum zum Pumpenkolben bei Überschreiten bestimmter Sicher­ heitsbedingungen unterbricht.

Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, daß das ELAB wie alle anderen betrachteten Komponenten Teil der Kraftstoffdosiereinrichtung ist und bei separater Überprüfung seiner Funktion den Motor abschaltet. Es verbietet sich daher die Möglichkeit, das ELAB etwa zeitgesteuert, also in vorgegebenen Zeitabständen beim Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs durch einen Test auf seine Funktionsfähigkeit zu überprüfen, und zwar aus Fahrsicherheitsgründen, da diese Überprüfung zu einem Abstellen des Motors führen würde.

Andererseits kann ein Defekt am ELAB aber vom Fahrer auch nicht erkannt werden, weil beim Abschalten der Spannungsversorgung nicht nur das eventuell defekte ELAB stromlos geschaltet wird, sondern auch die Span­ nungsversorgung für das Mengenstellwerk und die anderen Komponenten abgeschaltet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Überprüfung des ELAB in den Bereich des ohnehin regel­ mäßig stattfindenden Kundendienstes zu verlagern und dort Vorkehrungen zu treffen, die sicherstellen, daß diese Überprüfung auch grundsätzlich in die Wartungs­ arbeiten aufgenommen und von dem jeweiligen Monteur vorgenommen wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsge­ mäße Vorrichtung lösen die genannte Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 und haben den Vorteil, daß für die Über­ prüfung im Kundendienstbereich praktisch keine weitere Hardware notwendig ist und der Testschritt für die ELAB-Funktion an das Ende des Diagnose-Ablaufs gelegt werden kann, wobei dann das Abstellen des Motors über das ELAB erfolgt.

Durch die gewollte Ausführung des ELAB-Prüfschritts bei der Diagnose im Wartungsbereich des Kraftfahrzeugs wird eine definierte Beziehung zwischen der Ansteuerung des ELAB im Testablauf (Aktion) und der daraufhin erwar­ teten und erforderlichen Reaktion der Brennkraftmaschi­ ne (Reaktion) hergestellt. Da gleichzeitig eine Abfrage auf konstante Leerlaufdrehzahl u.ä. möglich ist, er­ gibt sich eine Erhöhung der Verfügbarkeit.

Ferner ist sichergestellt, daß die Durchführung des Testschrittes ELAB testen nicht unbeabsichtigt statt­ findet. Die Diagnoseanforderungsleitung muß zur Ein­ leitung des ELAB Tests eine vorgegebene Spannung, beispielsweise die Versorgungsspannung von 12 V an­ nehmen. Ein Dauerkurzschluß in der Diagnoseleitung kann also das ELAB nicht zum Ansprechen bringen. Außerdem wird dieser Fehler spätestens bei der nächsten War­ tung erkennbar.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch die Möglich­ keit eines unbewußten Unterbrechens der Diagnosetasten­ betätigung, mit welcher die Testfunktion des ELAB rea­ lisiert wird, nicht notwendigerweise zu einer Falsch­ interpretation führen muß, da der Testfunktionsablauf im Software-Bereich beispielsweise des Steuergeräts so realisiert sein kann, daß der ELAB-Prüfschritt als letzter zu überprüfender Fehler zur Realisierung durch die Wartungsperson freigegeben werden kann und dann bei erwarteter manueller Betätigung der entsprechen­ den Diagnosetaste dieser Prüfschritt nach der externen Initialisierung auch automatisch aufrecht erhalten und bis zum (erwarteten) Stehenbleiben des Motors von einem entsprechenden Programmablauf im Steuergerät realisiert werden kann, unabhängig davon, ob die Bedienungsperson die Tastenbetätigung unterbricht. Der Grund für einen hier erforderlichen Zeitablauf liegt darin, daß nach Anspre­ chen des ELAB noch ein vorgegebener Zeitraum vergeht, bis im Einspritzpumpenbereich Kraftstoff soweit abge­ saugt ist, daß der Motor durch den dann fehlenden Kraft­ stoff (bei gesperrtem Sicherheitsabschaltventil ELAB) ausgeht. Eine Zeitdauer zwischen 20 und 30 Sekunden bis maximal etwa 1 Minute für die Dauer der Tastenbe­ tätigung ist hier anzusetzen.

Auf diese Weise gelingt es, die ELAB-Überprüfung in den Bereich des Kundendienstes zu verlagern und dort auch für einen ordnungsgemäßen Ablauf der Testfunk­ tion zu sorgen. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil bei einem Defekt des ELABs ohnehin der Kundendienst aufgesucht werden müßte.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserun­ gen der Erfindung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert als Blockschaltbild den grund­ sätzlichen Aufbau des Steuergeräts der elektro­ nischen Dieselregelung im hier interessierenden Bereich sowie die Zuordnung zum Mengenstellwerk;

Fig. 2 zeigt in Form eines Flußdiagramms ein Unterpro­ gramm zur Durchführung der ELAB-Testfunktion durch Betätigung einer Diagnosetaste.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Zeichnung ist zum besseren Verständnis eine einfache Ausführungsform in Hardware dargestellt; es wird aber darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung dargestellten diskreten Schaltstufen die Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich dazu dienen, die funktionelle Grundwirkung der Erfindung zu veranschau­ lichen und spezielle Funktionsabläufe in dieser mögli­ chen Realisierungsform (Hardware) aufzugeben. Es ver­ steht sich, daß einzelne Bausteine und Blöcke in analo­ ger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein können oder auch bevorzugt, ganz oder teilweise zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmge­ steuerten digitalen Systemen, beispielsweise Mikropro­ zessoren, Mikrorechner, digitale oder analoge Logik­ schaltungen u.dgl. belegen können, insbesondere daher auch als Programmablauf gespeichert niedergelegt sein können.

Das Steuergerät des EDC-Systems ist mit 10, das von dem Steuergerät 10 beaufschlagte Mengenstellwerk (Pumpe) mit 11 bezeichnet. Das Steuergerät 10 erhält Angaben über die Drehzahl n von einem Drehzahlgeber 12, Angaben über die Fahrpedalstellung von einem Fahr­ pedalstellungsgeber 13 sowie, falls gewünscht, eine Bremsbetätigungsangabe (Bremslicht), Startinformatio­ nen und Temperaturangaben des Kraftstoffs in der Ein­ spritzpumpe zugeführt, zusammen mit Signalen weiterer, hier nicht notwendigerweise zu erläuternden Sensoren, beispielsweise über Kühlwasser, Batteriespannung u. dgl. und beaufschlagt über eine schematisiert ange­ deutete Endstufe 10 a das Magnetstellwerk 14 in der Kraftstoffeinspritzpumpe des Mengenstellwerks 11, wobei noch ein Positionsrückmelder 15 angedeutet ist. Das dem Mengenstellwerk bzw. der Kraftstoffeinspritzpumpe zugeordnete elektromagnetische Sicherheitsabschalt­ ventil ELAB ist mit 16 bezeichnet und wird über eine Ansteuerleitung 16 a ebenfalls vom Steuergerät 10 beauf­ schlagt, beispielsweise wie in der Zeichnung darge­ stellt, über ein ODER-Glied 17, dem von einer üblichen Sicherheits-Logikschaltung 19 innerhalb des Steuer­ geräts 10 zu einem Abschalten des ELAB (entsprechend Sperrung der weiteren Kraftstoffzufuhr) führende Sig­ nale zugeführt sind, die sich aus einer Vielzahl von durch die Sicherheitslogikschaltung erfaßten Zustän­ den ergeben können.

Separat hierzu erfolgt die Ansteuerung des ELAB durch eine zusätzliche, auf vorliegender Erfindung beruhen­ den Testfunktion, die auf der Erkenntnis beruht, daß eine Überprüfung des ELAB im Kundendienst erfolgt, wobei das Fahrzeug vorzugsweise eine Diagnose-Schnitt­ stelle aufweisen sollte - dies ist aber nicht notwendi­ gerweise Vorbedingung -, die dann so benutzt wird, daß bei der Wartung im Kundendienst in einem zusätz­ lichen Testschritt ein Abstellen des Motors über das ELAB erfolgt, indem das ELAB über eine Diagnosetaste entsprechend angesteuert wird. Hierzu ist keine weite­ re Hardware erforderlich, da innerhalb der Fehler- Diagnose-Ausgabe dieser Testschritt mit eingebaut wer­ den kann.

Im einfachsten Fall ergibt sich dann bei solchen Fahr­ zeugen, die über die erwähnte Diagnose-Schnittstelle verfügen, durch ein erstes Betätigen der Diagnosetaste zunächst der Abruf des Prüfschritts durch diese Betäti­ gung, wobei eine vorhergehende normale Fehlerausgabe bei stehendem oder laufendem Motor möglich gewesen, für die Realisierung der ELAB-Testfunktion aber nicht notwendig ist.

Es erfolgt dann über das Diagnosegerät die Aufforde­ rung, den Prüfschritt "ELAB-Prüfen" zu realisieren. Hierzu ist erforderlich:

1. Starten des Motors;

2. Betätigung der Diagnosetaste über eine längere Zeit, beispielsweise 20-30 Sekunden, bis ma­ ximal 1 Minute, wenn der Motor nicht ausgeht;

3. Geht der Motor auch nach dieser Zeit nicht aus, ist also nach einem Zeitablauf von ca. 1 Minute nichts geschehen, dann ist das ELAB oder die ELAB-Ansteuerung defekt.

Dies ist der grundsätzliche Ablauf, der, wie es sich versteht, auch bei solchen Kraftfahrzeugen durchge­ führt werden kann, die nicht über eine Diagnose- Schnittstelle verfügen. In diesem Fall kann an geeig­ neter Stelle, beispielsweise im Motorraum, eine Diag­ nosetaste 20 für die Funktion "ELAB-Prüfen" vorge­ sehen sein, die entweder bei Aufforderung des Prüf­ schritts "ELAB-Prüfen" oder im normalen Wartungsab­ lauf bei laufendem Motor von der Wartungsperson über eine längere Zeit niedergedrückt wird, und zwar so lange, bis der Motor ausgeht. Geht innerhalb der weiter vorn schon angegebenen Zeitdauer der Motor nicht aus, dann ist auf einen Defekt des ELAB bzw. der Ansteue­ rung zu schließen, wobei die Diagnosetaste 20 in diesem Fall (also ohne Diagnose-Schnittstelle) das ELAB 16 über das ODER-Glied 17, wie durch den Pfeil 18 angedeu­ tet, eine entsprechende Ansteuerspannung zuführt.

Ist eine Diagnose-Schnittstelle vorhanden, die in Fig. 1 schematisiert dargestellt und mit 21 bezeichnet ist, dann ist die Diagnosetaste 20 natürlich Teil der Diag­ noseeinrichtung und die Wartungsperson arbeitet in der üblichen Weise, wobei im Verlauf der Diagnose der Prüfschritt "ELAB-Prüfen" als einer der Prüfschritte durch Betätigen der Diagnosetaste ebenfalls abgerufen und der Ablauf des Prüfschritts dann wie weiter vorn erwähnt durchgeführt wird.

Es ist dann möglich, den Prüfschritt durch Eingliede­ rung in ein Testprogramm als Unterprogramm der ELAB- Testfunktionsüberprüfung bei der Kundendienstdiagnose zu realisieren, wobei der Rechner für die Durchfüh­ rung des Diagnoseablaufs einschließlich der Realisie­ rung der ELAB-Testfunktion an beliebiger Stelle, auch im Steuergerät 10, im Diagnosegerät oder an sonstiger Stelle realisiert sein kann.

Das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm stellt eine der Möglichkeiten dar, im Verlauf der Kundendienstdiag­ nose die Wartungsperson zu veranlassen, durch Betäti­ gung der Diagnosetaste (externe Tastung) den ELAB- Prüfschritt ablaufen zu lassen.

In diesem Fall der gewollten Ausführung des Prüfschritts durch das Wartungspersonal ergeht in geeigneter Weise eine Aufforderung an das Wartungspersonal, den ELAB- Prüfschritt zu realisieren. Dies geschieht durch (er­ neutes) Drücken der Diagnosetaste, entweder nur kurz­ zeitig, da das Programm für ein geeignetes "Halten" des ELAB-Ansteuersignals sorgen kann, woraufhin nach Ablauf einer maximalen Zeitdauer (T < T 0) dann die Entscheidung getroffen wird, je nachdem ob der Motor ausgegangen ist, also das ELAB in Ordnung ist, oder trotz Ansteuerung der ELAB-Funktion über die Diagnose­ tasten-Betätigung der Motor weiterläuft.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (4)

1. Verfahren zur Überwachung eines (redundanten) Si­ cherheitsabstellers in Form eines elektromagneti­ schen Abschaltventils (ELAB) bei Brennkraftmaschi­ nen, insbesondere Dieselmotoren, deren Mengenstell­ werk von einer elektronischen Dieselregelung (EDC) angesteuert ist und wobei durch den Sicherheitsab­ steller die weitere Kraftstoffzufuhr zum Motor bei Auftreten eines Defektes unterbrochen wird, da­ durch gekennzeichnet, daß im Kundendienstbereich bei laufendem Motor durch Drücken der Diagnosetaste durch das Wartungs­ personal der Prüfschritt "ELAB-Prüfen" abgerufen und durch Betätigen der Diagnosetaste über eine vorgegebene längere Zeitdauer (T < T 0) oder durch kurzfristige Tastung mit einer nachfolgend auto­ matisch eingeleiteten Haltefunktion das ELAB an­ gesteuert und das Ausgehen des Motors als eine die korrekte Funktion des Sicherheitsabstellers ELAB bestätigende Angabe ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein einer Diagnose-Schnittstelle der Diagnoseablauf durch Einbeziehen eines die ELAB-Prüffunktion betreffenden weiteren Prüf­ schrittes derart erweitert wird, daß durch Betätigen der Diagnosetaste nach Aufforderung des Prüfschritts ELAB-Prüfen im Diagnoseablauf über einen längeren vorgegebenen Zeitraum und darauffolgendem Ausgehen des Motors der Defekt des ELABs festgestellt wer­ den kann.

3. Vorrichtung zur Überwachung eines (redundanten) Sicherheitsabstellers in Form eines elektromagneti­ schen Abschaltventils (ELAB) bei Brennkraftmaschi­ nen, insbesondere Dieselmotoren, deren Mengenstell­ werk von einer elektronischen Dieselregelung (EDC) beaufschlagt ist und wobei der Sicherheitsab­ steller die weitere Kraftstoffzufuhr zum Motor bei Auftreten von Störungen oder Defekten unterbricht, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch das Wartungspersonal im Kundendienstbereich zu betäti­ gende Diagnosetaste vorgesehen ist, mit welcher der Prüfschritt "ELAB-Prüfen" realisiert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß durch Betätigen der Diagnosetaste bei lau­ fendem Motor das ELAB zur Sperrung der weiteren Kraftstoffzufuhr mit einer definierten Versor­ gungsspannung angesteuert wird.