DE4341434C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine.

Ein Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 28 24 190 C2 (US-PS 4 267 569) bekannt. Dort werden im wesentlichen zwei Vorge­ hensweisen zur Funktionsüberprüfung einer Steuereinrichtung beschrieben. Zum einen ist vorgesehen, daß in einem zusätz­ lichen Speicher ein Diagnoseunterprogramm abgelegt ist. Bei Ablauf dieses Diagnoseunterprogramms werden verschiedene Meßstellen abgefragt und deren Ergebnisse überprüft. Bei ei­ ner Ausgestaltung ist eine Diagnoseeinrichtung vorgesehen, die ebenfalls ein Steuergerät mit einem Speicher aufweist. In dieser Ausgestaltung ist das Diagnoseunterprogramm ledig­ lich im Speicher der Diagnoseeinrichtung abgelegt und wird von dieser abgearbeitet.

Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, daß zum einen sehr viel Speicherplatz benötigt wird und zum anderen die externe Diagnoseeinrichtung nur für einen bestimmten Steuergerätetyp verwendet werden kann.

Sind Änderungen insbesondere bei dem Ablauf der Diagnose er­ forderlich oder gewünscht, so muß bei der ersten Ausfüh­ rungsform das gesamte Steuergerät geändert werden und bei der zweiten Einrichtung ist eine völlige Umgestaltung der Diagnoseeinrichtung erforderlich.

Aus der DE 40 19 958 A1 ist ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftma­ schine bekannt. Zeitweise kann eine Diagnoseeinrichtung an die Steuerung angeschlossen werden. Die Diagnoseeinrichtung liest dann abgespeicherte Fehlersignale aus einem Speicher aus.

Ein weiteres Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberprü­ fung einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 38 02 241 A1 bekannt. Über ein Diagnoseanschluß können verschiedene Test- und Prüfsysteme aktiviert werden.

Bei der in der DE 41 12 588 A1 beschriebenen Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine werden er­ kannte Fehler abgespeichert und mittels einer Monitoranzeige angezeigt.

DE 92 11 939 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Funktionsüberprü­ fung einer Brennkraftmaschine. In einem beschreibbaren Speicherbereich können über ein externes Diagnosegerät Daten ein- und ausgelesen werden.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Funktions­ überprüfung einer Steuereinrichtung zu ermöglichen. Insbesondere soll durch ein externes Testmittel ein flexibler Stellgliedtest er­ möglicht werden.

Vorteile der Erfindung

Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist es möglich, daß die Testabläufe ohne Änderungen im Steuergerät beliebig verändert werden können. Das Testmittel kann beliebige Werte vorgeben. So kann er beispielsweise Ansteuerwerte für Stellglieder und/oder Warnlampen, Sollwerte für Regelkreise oder Meßwerte von Sensoren vorgeben. Dabei ist eine flexible Vorgabe der Ansteuerwerte und der Ansteuerzeiten möglich. Des weiteren ist es möglich, daß das Testmittel mehrere Stellglieder gleichzeitig ansteuert. Des weiteren können Wirkungsket­ ten vom Testmittel simuliert werden. Dabei steuert das Testmittel nacheinander verschiedene Stellglieder und/oder ein Stellglied mit verschiedenen Werten an und wertet die Systemreaktionen aus.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schemati­ sche Darstellung einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der erfindungsgemä­ ßen Vorgehensweise.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist grob schematisch eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Mit 100 ist eine Brennkraftmaschine bezeichnet. Mittels eines oder mehrerer Steller 110 können verschie­ dene Größen der Brennkraftmaschine beeinflußt werden. So sind zum Beispiel Steller vorgesehen zur Beeinflussung der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine. Bei Dieselbrennkraftmaschinen sind dies bei­ spielsweise Magnetventile, die die eingespritzte Kraftstoffmenge festlegen, Steller zur Betätigung der Regelstange oder eines Ver­ stellhebels. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ist dies vor­ zugsweise ein Steller zur Betätigung der Drosselklappe. Des weiteren können Steller zur Beeinflussung beispielsweise des Zündzeitpunktes, des Einspritzbeginns oder der Abgasrückführrate vorgesehen sein.

Der Steller 110 wird von einer Steuereinheit 120 angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt vorzugsweise über eine Endstufe 125. Diese End­ stufe 125 steht mit einer Stellgrößenauswahl 130 in Verbindung. Die­ se Stellgrößenauswahl 130 wählt den Inhalt einer ersten Speicher­ elements 135 bzw. eines zweiten Speicherelements 136 aus. Das erste Speicherelement 135 wird von einer Schnittstelle 140 beaufschlagt. Das zweite Speicherelement 136 wird mit dem Ausgangssignal eines Reglers 145 beaufschlagt.

Bei bekannten Systemen ist lediglich ein Speichermittel vorgesehen, in dem die Stellgröße bzw. das Ausgangssignal des Reglers abgelegt wird. Erfindungsgemäß wird dieses Speichermittel doppelt ausgelegt.

Dem Regler 145 wird als Eingangsgröße das Ausgangssignal eines Ver­ knüpfungspunktes 150 zugeführt. Zum Verknüpfungspunkt 150 gelangt mit negativen Vorzeichen das Ausgangssignal einer Istwertermittlung 155 der wiederum das Ausgangssignal eines Sensors 160 zugeführt wird. Der Sensor 160 ist vorzugsweise im Bereich der Brennkraftma­ schine 100 angeordnet und erfaßt beispielsweise die tatsächliche Po­ sition des Stellers 110.

Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 150 wird mit positivem Vorzeichen das Ausgangssignal einer Sollwertauswahl 165 zugeführt. Die Sollwertauswahl 165 verarbeitet die Speicherinhalte eines ersten Speicherelements 170 und eines zweiten Speicherelements 171. Das erste Speicherelement 170 wird von der Schnittstelle 140 mit Signa­ len beaufschlagt. Dem zweiten Speicherelement 170 wird das Ausgangs­ signal einer Sollwertvorgabe 175 zugeführt. Die Sollwertvorgabe 175 verarbeitet die Signale der Sensoren 180 und 181. Der Sensor 181 ist vorzugsweise an der Brennkraftmaschine angeordnet und erfaßt bei­ spielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Fehlerer­ kennung 190 vorgesehen. Dieser Fehlererkennung werden verschiedene Signale zugeführt. So erhält diese beispielsweise die Ausgangssigna­ le der Sensoren 160 und 181 sowie das Ausgangssignal der Sollwert­ vorgabe 175 sowie jeweils ein Ausgangssignal der Sollwertauswahl 165 und der Stellgrößenauswahl 130.

Die Schnittstelle 140 kann mit einem externen Testmittel, das im folgenden als Tester 195 bezeichnet ist, verbunden werden.

Im folgenden soll nun die Arbeitsweise dieser Einrichtung anhand des Beispiels eines Leerlaufreglers beschrieben werden. Im Normalbe­ trieb, wenn kein Tester angeschlossen ist, ergibt sich folgende Ar­ beitsweise.

Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen, die mittels der Sen­ soren 160, 180 und 181 erfaßt werden, berechnet die Sollwertvorgabe 175 einen Sollwert für die Leerlaufdrehzahl. Hierbei gehen unter an­ derem Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise die Drehzahl, die Motortemperatur oder Umgebungsbedingungen wie Fahr­ pedalstellung, Außenlufttemperatur und/oder andere Größen ein.

Die Sollwertvorgabe 175 schreibt dann in das zweite Speicherelement 171 einen Wert ein, der dieser Solldrehzahl entspricht. Die Soll­ wertauswahl 165 wählt dann den Inhalt des ersten Speicherelements 170 oder des zweiten Speicherelements 171 aus. Liegt im Speicher­ element 170 kein Wert vor, so verwendet sie den Inhalt des Speicher­ elements 171, dies ist der von der Sollwertvorgabe 175 vorgegebene Sollwert. Dieser Sollwert wird im Verknüpfungspunkt 150 mit einem Istwert, dem Ausgangssignal der Istwertermittlung 155 verglichen. Die Istwertermittlung 155 wertet hierzu das Ausgangssignal eines Drehzahlsensors 160 aus.

Ausgehend von dem Vergleichsergebnis bestimmt der Regler 145 eine Stellgröße zur Beaufschlagung des Stellers 110. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen Spannungswert, der an den Stellmotor zur Verstellung der Regelstange anzulegen ist. Dieser Spannungswert wird vom Regler in das zweite Speicherelement 136 eingeschrieben.

Entsprechend wie die Sollwertauswahl 165 wählt die Stellgrößenaus­ wahl 130 entweder den Wert des ersten Speicherelements 135 oder des zweiten Speicherelements 136 aus. Mit dem entsprechenden Signal wird dann die Endstufe 125 beaufschlagt, worauf diese am Steller eine entsprechende Spannung anlegt bzw. einregelt.

Um nun die Steuereinheit 120 bzw. den Steller 110 auf seine Funk­ tionsfähigkeit zu überprüfen, wird wie folgt vorgegangen. Der Tester 195 wird mit der Schnittstelle 140 verbunden. Der Tester hat somit die Möglichkeit, über die Schnittstelle die vorhandenen Stellglieder anzusteuern, die Reaktion im System zu erfassen und auszuwerten. So gibt der Tester die Ansteuerzeit, die durch den Start und das Ende der Ansteuerung definiert ist und/oder den Ansteuerwert für ein oder mehrere Stellglieder vor.

So gibt der Tester beispielsweise vor, daß die Leerlaufdrehzahl auf einen bestimmten Sollwert angehoben wird. In diesem Fall setzt die Schnittstelle den gewünschten Drehzahlwert in einen entsprechenden Sollwert für den Regler 145 um und schreibt diesen in das erste Speicherelement 170 ein. Die Schnittstelle setzt die Werte des Te­ sters in für die Steuereinheit spezifische Werte um. Sobald im er­ sten Speicherelement 170 ein Wert eingeschrieben ist, wählt die Sollwertauswahl 165 diesen Wert aus und der Regler regelt die Dreh­ zahl auf diesen Wert ein.

Es kann auch vorgesehen sein, daß der Tester 195 eine Position für den Steller 110 vorgibt. In diesem Fall setzt die Schnittstelle 140 dieses gewünschte Positionssignal in ein entsprechendes Ansteuer­ signal für den Steller, beispielsweise einen Spannungswert oder ein Tastverhältnis um. Dieser Wert wird dann in das erste Speicherele­ ment 135 eingeschrieben. Entsprechend wie die Sollwertauswahl 165 wählt dann die Stellerauswahl 130 diesen Wert aus und beaufschlagt die Endstufe 125 mit der entsprechenden Spannung oder dem ent­ sprechenden Tastverhältnis.

Bisher wurde die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel eines Drehzahlreglers beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, daß nur der Sollwert oder nur die Stellgröße über die Schnittstelle vorgegeben wird. Des weiteren ist vorstellbar, daß mehrere Steller vom Tester 195 über die Schnittstelle 140 angesprochen werden.

Des weiteren kann auch vorgesehen sein, daß anstelle eines Stellers ein Anzeigemittel, insbesondere eine Warnlampe angesprochen wird.

Prinzipiell können alle Größen die in der Steuereinheit vorliegen bzw. in einem Speicherelement abgelegt sind, entsprechend über die Schnittstelle 140 angesprochen werden. Der Tester wertet dann die Reaktion des Systems bestehend aus Steuereinheit 120, Steller 110, Brennkraftmaschine 100 und Sensoren aus. So ist es beispielsweise auch denkbar, daß für Sensorsignale bestimmte Werte vorgegeben wer­ den, um die Reaktion des Systems zu überprüfen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Fehlererkennung 190 vorgesehen. Diese Fehlererkennung wertet die Aus­ gangssignale verschiedener Sensoren aus, desweiteren werden dieser Fehlererkennung Sollwerte und/oder Ansteuerwerte zugeführt. Diese verschiedenen Signale überprüft die Fehlererkennung 190 auf Plausi­ bilität. Um zu verhindern, daß ein unplausibler Betriebszustand er­ kannt wird, wenn der Tester 195 über die Schnittstelle 140 Werte vorgibt, übermittelt die Sollwertauswahl 165 und die Stellerauswahl 130 ein entsprechendes Signal, wenn sie den Wert des ersten Spei­ cherelements auswählt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Tester 195 über die Schnittstelle 140 mehrere Speicherelemente anspricht. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, daß der Tester unab­ hängige Stellertests durchführt und Wirkungsketten erzeugt. Hierbei werden nacheinander in definierter Reihenfolge und/oder gleichzeitig verschiedene Steller vom Tester über die Schnittstelle 140 ange­ steuert und/oder der Tester gibt über die Schnittstelle 140 Soll­ werte vor.

Gleichzeitig werden über die Schnittstelle 140 Meßwerte an den Te­ ster 195 geliefert. Der Tester wertet die entsprechenden Reaktionen aus. So überprüft der Tester, ob bei einer Vorgabe bestimmter Werte über die Schnittstelle 140 auch eine entsprechende Reaktion der Meß­ werte erfolgt. Diese Wirkungsketten finden beispielsweise Anwendung bei der Fahrzeugendprüfung oder bei der Werkstattdiagnose.

Zur weiteren Verdeutlichung wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand des Flußdiagrammes gemäß Fig. 2 am Beispiel der Überprüfung eines Abgasrückführstellers beschrieben.

Im ersten Schritt 200 werden über Eingabemittel im Tester 195 Prüf­ programme aktiviert. So wird beispielsweise ein Prüfprogramm zur Überprüfung des Abgasrückführstellers aktiviert. Der Tester liest im Schritt 210 aus seinem Speicher die nötige Abfolge von Befehlen aus. Diese Befehle werden dann im Schritt 220 in einer im Tester abge­ speicherten Reihenfolge und Zeitabständen an die Schnittstelle 140 übermittelt. So übermittelt der Tester beispielsweise an die Schnittstelle 140 ein Signal, das anzeigt, daß der Abgasrückführ­ steller die Rückführung von Abgas unterbinden soll.

Die Schnittstelle 140 setzt im Schritt 230 dieses Signal in ein be­ stimmtes Tastverhältnis zur Ansteuerung des Abgasrückführstellers um. Dies bedeutet beispielsweise, die Schnittstelle gibt ein be­ stimmtes Tastverhältnis vor. Im Schritt 240 beschreibt die Schnitt­ stelle 140 das erste Speicherelement 135 mit einem entsprechenden Wert für das Tastverhältnis.

Im Schritt 250 liest die Stellerauswahl 130 den Inhalt des ersten Speicherelements 135 aus. Die Abfrage 260 überprüft, ob der Inhalt des ersten Speicherelements Null ist. Ist der Wert des Speicherele­ ments Null, d. h. der Speicher 135 ist nicht beschrieben, so wird im Schritt 270 der Inhalt des zweiten Speicherelements 136 ausgelesen. Ist der Inhalt des ersten Speicherelements 135 ungleich Null, so überprüft die Abfrage 280, ob der Speicherinhalt zulässig ist. Ist er unzulässig, so folgt Schritt 270. Ist er zulässig, so wird ent­ sprechend wie im Anschluß an Schritt 270 im Schritt 290 die Endstufe mit dem ausgelesenen Wert beaufschlagt. Enthält das Speicherelement den Wert Null, so wird dies als unzulässiger Wert angesehen.

Ist im ersten Speicherelement ein zulässiger Wert abgelegt, so wird dieser zur Ansteuerung verwendet. Ist im ersten Speicherelement ein unzulässiger Wert abgelegt, so wird der Wert des zweiten Speicher­ elements zur Ansteuerung verwendet. Somit kann gewährleistet werden, daß der Wert des ersten Speicherelements und damit der Tester Prio­ rität gegenüber dem zweiten Speicherelement besitzt.

Die anschließende Abfrage 300 überprüft, ob der Wert der Speicher­ elemente länger als eine vorgegebene Zeit T mit einem Wert besetzt war. Ist dies der Fall, so wird der Wert des ersten Speicherelement im Schritt 310 auf Null zurückgesetzt und das Programm endet mit Block 320 bzw. es wird im Schritt 220 ein neuer Befehl übermittelt. Andernfalls endet das Programm ebenfalls.

Die zur Steuerung des Test des Stellers erforderliche Intelligenz ist im Tester abgelegt und wird durch diesen gesteuert. Die Wir­ kungsketten und Testabläufe können ohne großen Aufwand im Tester ge­ ändert werden. Die Steuereinrichtung setzt die vom Tester vorgegebe­ ne Signale lediglich in Ansteuergrößen um. Änderungen des Ablaufs sind daher ohne Änderungen in der Steuereinheit möglich. Erforder­ lich ist nur daß bestimmte Speicherelemente doppelt ausgelegt wer­ den. Dabei wird jeweils ein der beiden Speicherelemente vom Testern mit Werten beschrieben.

Der Tester ist vorzugsweise als Mikrocomputer bzw. als Personalcom­ puter realisiert. Dadurch ist es möglich, daß die Programme des Te­ sters 195 sehr einfach geändert werden. Eine entsprechende Änderung der Testabläufe bei einer Einrichtung, bei der der Tester in die Steuereinheit 120 integriert ist, ist nicht möglich. In dem Fall müßte die Steuereinheit 120 entsprechend geändert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftma­ schine, mit einer Steuereinheit, die zeitweise über eine Schnittstelle mit einem Testmittel verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Speichermittel doppelt ausgelegt ist wobei ein erstes Speicherelement abhängig von einem von dem Testmittel übermittelten Wert beaufschlagbar ist und ein zweites Speicherelement von der Steuereinheit beaufschlagbar ist, daß wahlweise der Wert des ersten Spei­ cherelements oder des zweiten Speicherelements ausgewählt wird, wobei der Wert des zweiten Speichermittels ausgewählt wird, wenn im ersten Speichermittel kein zulässiger Wert vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ausgewählten Wert des Speichermittels eine Endstufe angesteuert und/oder daß der ausgewählte Wert als Sollwert für einen Regelkreis dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle die Werte des Testmittels in für die Steu­ ereinheit spezifische Werte umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Testmittel Ansteuerwerte für wenigstens einen Verbraucher vorgibt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Testmittel Ansteu­ erwerte und Ansteuerzeiten für wenigstens einen Steller vor­ gibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Testmittel wenig­ stens einen Sollwert für wenigstens einen Regelkreis vor­ gibt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Testmittel be­ liebige Wirkungsketten vorgebbar sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit keine Fehlerüberwachungen durchführt, wenn die Werte des jeweils ersten Speicherelements ausgewählt wurden.

9. Vorrichtung zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftma­ schine, mit einer Steuereinheit (120), die zeitweise über eine Schnittstelle (140) mit einem Testmittel (195) ver­ bindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Speichermittel (170, 171; 135, 136) doppelt ausgelegt ist, mit ersten Mitteln (140) die ein erstes Speicherelement (170, 135) abhängig von einem von dem Testmittel (195) über­ mittelten Wert beaufschlagen und ein zweites Speicherelement (171, 136) von der Steuereinheit (120) beaufschlagbar ist, mit zweiten Mitteln (165, 130), die wahlweise den Wert des ersten Speicherelements (170, 135) oder des zweiten Spei­ cherelements (171, 136) auswählen, daß die zweiten Mittel (165, 130) den Wert des zweiten Speichermittels auswählen, wenn im ersten Speichermittel kein zulässiger Wert vorliegt.