DE19540943A1 - Verfahren zur Überprüfung von Fahrzeugteilsystemen bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von Teilsystemen bei Kraftfahrzeugen, die mit On-Board-Diagnose­ systemen ausgerüstet sind, am Ende des Fertigungsprozesses sowie bei Kundendiensten.

Moderne Kraftfahrzeuge sind aufgrund gesetzgeberischer For­ derungen mit sogenannten On Board Diagnosesystemen ausge­ stattet. Mit Hilfe dieser Systeme wird die Funktionsfähig­ keit von abgasrelevanten Fahrzeugteilsystemen überwacht. Ein Bsp. eines solchen Systems ist eine Tankentlüftungsanlage mit einem Aktivkohlefilter, einem steuerbaren Tankentlüf­ tungsventil sowie den zugehörigen Leitungsverbindungen. Eine Vorrichtung zur On Board Diagnose eines Tankentlüftungsven­ tils ist bspw. in der DE 36 24 441 dargestellt.

Es ist üblich, diese Systeme bei der ersten Inbetriebnahme des Fahrzeugs mit Hilfe der On Board Diagnose Funktionen zu überprüfen. Dazu wird unter definierten Bedingungen auf ei­ nem Prüfstand eine Fahrkurve aus Betriebspunkten mit vorbe­ stimmten Werten von Last, Drehzahl und ggf. weiteren Parame­ tern durchfahren, wobei die Fahrkurve so definiert ist, daß die On Board Diagnose Programme selbständig abgearbeitet werden. Wird dabei ein abgasrelevanter Fehler registriert, wird dies im Steuergerät als Fehlermeldung gespeichert und während oder nach dem Prüflauf bspw. über einen externen Tester nach außen signalisiert, so daß Maßnahmen zur Besei­ tigung des Fehlers ergriffen werden können.

Das Auslesen von Selbsttestinformationen in Verbindung mit einer Bandendekontrolle ist bspw. aus den VDI Berichten 612, Seite 392 bekannt. Das dort vorgestellte System betrifft die Erweiterung bestehender Steuergeräte mit einer geeigneten Schnittstelle mit dem Ziel, die Informationen des Selbst­ tests des Steuergeräts bspw. einem Servicetechniker transpa­ rent zu machen.

Mit dem Durchfahren einer zur Auslösung und Durchführung der On Board Diagnose Funktionen ausreichenden Fahrkurve ist ein hoher Zeitaufwand verbunden, da die für den Alltagsbetrieb ausgelegten Diagnosefunktionen bspw. erst nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne nach dem Start des Fahrzeugs vom Steuer­ gerät ausgelöst werden. Diese Zeitspanne kann im Minutenbe­ reich liegen, was für einen Bandendetest eine sehr lange Zeitspanne darstellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Vor­ richtung, die zur Verkürzung dieser Prüfzeit unter Beibehal­ tung des Ausnutzens der in der bekannten Vorrichtung imple­ mentierten On Board Diagnosefunktionen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine einfache Funktionsüberprüfung von Teilsystemen wie Sekundärluftein­ blasung und Tankentlüftung unter Einbeziehung aller relevan­ ten Komponenten mit reduzierter Prüfzeit. Das Ausnutzen be­ stehender Diagnosefunktionen erspart die Implementation ei­ genständiger, nur für die Bandende- oder Kundendienstprüfung vorgesehener Diagnosefunktionen. Damit geht eine Verringe­ rung des Programmieraufwandes sowie eine insgesamt optimier­ te Struktur des Steuerprogramms der Diagnosevorrichtung ein­ her.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einer Tankent­ lüftungsanlage und einem Sekundärluftsystem als Bsp. von Teilsystemen, die mit On Board Mitteln zu prüfen sind.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Verfahrensschrit­ ten, durch die das Steuergerät 4 aus der Fig. 1 als erfin­ dungsgemäße Vorrichtung arbeitet.

Die 1 in der Fig. 1 bezeichnet eine Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr 2, einem Abgasrohr 3, einer Tankentlüftungs­ anlage, einem Sekundärluftsystem 15 und einem Steuergerät 4 sowie einem externen Testgerät 5.

Die Tankentlüftungsanlage umfaßt einen Tank 6, einen Aktiv­ kohlefilter 7 und ein Tankentlüftungsventil 8.

Im Saugrohr 2 sind Mittel 9 zum Erfassen der von der Brenn­ kraftmaschine angesaugten Luftmenge m, eine Drosselklappe 10, ein Bypass zur Drosselklappe mit einem Leerlaufstellglied 11 sowie ein Kraftstoffzumeßmittel 12 angebracht.

Stellvertretend für weitere Sensoren zur Erfassung von Be­ triebskenngrößen der Brennkraftmaschine ist ein Drehzahlsen­ sor 13 an der Brennkraftmaschine sowie ein Abgasmeßfühler 14 im Abgasrohr der Brennkraftmaschine dargestellt.

Ein externes Testgerät 5 kommuniziert über eine Schnitt­ stelle 15 mit dem Fahrzeugsteuergerät 4.

Zwischen den dargestellten Sensoren und Stellgliedern ver­ mittelt das Steuergerät 4 in vorprogrammierter Weise. So wird bspw. die Menge m der angesaugten Luft durch Division durch die Drehzahl n der Brennkraftmaschine auf einzelne Hü­ be normiert und daraus ein Basiswert zur Ansteuerung des Kraftstoffzumeßmittels 12 gebildet. Dieser Basiswert wird abhängig vom Signal des Abgasmeßfühlers 14 so korrigiert, daß sich im zeitlichen Mittel ein gewünschter Wert der Zu­ sammensetzung Lambda des in der Brennkraftmaschine verbrann­ ten Kraftstoff/Luft-Gemisches einstellt. Parallel zu diesem Gemischregelkreis arbeitet ein Leerlaufregelkreis aus Dreh­ zahlsensor und Leerlaufstellglied 11. Sinkt die Drehzahl un­ ter einen Sollwert ab, erhöht das Steuergerät 4 über den Leerlaufsteller die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge und steigert damit deren Drehzahl.

Im Tank 6 verdunsteter Kraftstoff wird im Aktivkohlefilter 7 zwischengespeichert. Im Fahrbetrieb wird das Tankentlüf­ tungsventil 8 nach Steueranweisungen des Steuergerätes 4 ge­ öffnet, so daß über das Aktivkohlefilter Luft angesaugt wird, die den zwischengespeicherten Kraftstoff mitreißt und der Verbrennung zuführt.

Das Tankentlüftungssystem funktioniert bspw. bei defekt ge­ schlossenem Tankentlüftungsventil nicht. Um diesen Fehler mit On Board-Mitteln zu entdecken, ist es bekannt, das Tankentlüftungsventil maximal zu öffnen und die Reaktion des Lambda und/oder Drehzahlregelkreises zu bewerten. Bei intak­ tem Tankentlüftungsventil und mit Kraftstoff beladenem Ak­ tivkohlefilter ruft die öffnende Ansteuerung des Tankentlüf­ tungsventils eine Anfettung des der Brennkraftmaschine zuge­ führten Kraftstoff/Luft-Gemisches hervor, die über den Ab­ gasmeßfühler registriert wird. Bei nicht mit Kraftstoff be­ ladenem Aktivkohlefilter wird im Extremfall über das Tankentlüftungsventil reine Luft angesaugt, was bei ausge­ schalteter Leerlaufdrehzahlregelung zu einem Anstieg der Drehzahl führt. Tritt weder eine Lambda- noch eine Drehzahl­ reaktion auf, wird dies als Fehler gewertet und bspw. eine diesen Fehler anzeigende Fehlermeldung ausgegeben oder abge­ speichert.

Das Sekundärluftsystem kann bspw. dadurch überprüft werden, daß die Reaktion der Lambdassonde auf ein Einblasen von Luft beobachtet wird. Diese On Board Diagnoseprogramme werden im Normalbetrieb vom Steuergerät 4 beim Vorliegen bestimmter Startbedingungen ausgelöst.

So kann bspw. vorgesehen sein, diese Prüfung im Alltagsbe­ trieb erst einige Zeit nach dem Start der Brennkraftmaschine auszuführen, was bei einer Nutzung der On-Board-Diagnose am Bandende zu einem unerwünschten Zeitaufwand führt.

Zur Verkürzung des Testverfahrens am Bandende oder bei einem Kundendienst wird erfindungsgemäß die Diagnosevorrichtung so ausgestaltet, daß ihr ein Signal eingekoppelt werden kann, durch das die Auslösung und/oder der Ablauf der Diagnose­ funktionen modifiziert werden.

Ein bekanntes, OBD-fähiges Steuergerät weist eine Schnitt­ stelle auf, über die Daten, z. B. während des Diagnoseablaufs aufgetretene Fehlermeldungen an einen externen Tester wei­ tergegeben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dar­ überhinausgehend so programmiert, daß die Startbedingungen, unter denen die Diagnose ausgelöst wird, durch ein Signal vom Tester umgangen werden können. Zusätzlich kann vorgese­ hen sein, den Ablauf des Diagnoseverfahrens durch Ändern be­ stimmter Testparameter zu modifizieren.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet auf die in der linken Hälfte der Fig. 2 darge­ stellte Weise. Die rechte Hälfte veranschaulicht Verfahrens­ schritte, die während der Arbeit der erfindungsgemäßen Vor­ richtung parallel in einem externen Testgerät ablaufen, das über eine Schnittstelle mit der Erfindungsgemäßen Vorrich­ tung verbunden ist.

Nach dem Start der Brennkraftmaschine arbeitet das Steuerge­ rät in einem Hauptprogramm (Block S1), in dem bspw. Vorgänge wie das Auslösen der Zündung und Einspritzzeitberechnungen koordiniert werden.

Im Alltagsbetrieb schließen sich folgende Schritte an: Eine Variable Bfa, die Werte Null oder Eins annehmen kann, be­ sitzt nach dem Start den Standardwert Null und ein Satz von Testparametern besitzt Standardwerte a1, . . ., an. In einem Schritt S2 wird geprüft, ob die Variable Bfa den Wert Eins besitzt. Im Alltagsbetrieb wird diese Abfrage verneint, was als Eingangsvoraussetzung (Schritt S3) für die übliche On-Board-Diagnose gewertet wird. Anschließend wird im Schritt S4 geprüft, ob bestimmte Startbedingungen für die Auslösung der On-Board-Diagnose erfüllt sind. Beispiele solcher Bedin­ gungen sind das Vorliegen einer Mindestkühlwassertemperatur, des Ablaufs einer gewissen Zeitspanne nach dem Start der Brennkraftmaschine usw. Solange diese Bedingungen nicht er­ füllt sind, wird in das Hauptprogramm zurückgekehrt. Sind diese Bedingungen dagegen erfüllt, wird in einem Schritt S5 der Satz Testparameter a1, . . ., an eingelesen und in einem Schritt S6 wird die normale OBD-Funktion mit diesen Test­ parametern durchgeführt. Das Ergebnis der Diagnose wird im Schritt S7 gewertet, in dem bei schwerwiegenden Fehlern eine Fehlerlampe MIL eingeschaltet wird oder aber bei weniger schwerwiegenden Fehlern ein Fehlerzählerstand erhöht wird.

Im Schritt S8 wird anschließend das Hauptprogramm fortge­ setzt.

Im Fall einer Bandendeprüfung wird dem Steuergerät 4 über eine Schnittstelle vom externen Testgerät 5 ein Signal ein­ gekoppelt, mit dem der Wert der Variablen Bfa im Steuergerät vom Wert Null auf den Wert Eins geändert wird (Schritt T1). Die anschließende Abfrage im Schritt S2 wird dann bejaht, worauf das Steuergerät in einen Bandende-Diagnose-Modus ver­ zweigt (Schritt S9). Dieser Zweig umgeht die Startbedingun­ gen, an die die Diagnose im Alltagsbetrieb geknüpft ist. Falls gewünscht, können in diesem Zweig auch Testparameter geändert werden. Dazu dient der Schritt T2, in dem das ex­ terne Testgerät einen geänderten Satz von Testparametern b1, . . ., bn im Steuergerät 4 aktiviert oder an das Steuergerät übergibt. Das Steuergerät 4 arbeitet jedenfalls mit diesem geänderten Satz (Schritt S10) im Schritt S6 die ansonsten unveränderte OBD-Funktion ab. Treten dabei Fehler auf, wer­ den diese im Schritt S7 festgestellt und dem externen Tester signalisiert.

Angewandt auf die oben dargestellte OBD-Funktion zur Prüfung eines Tankentlüftungsventils kann auf diese Weise die Prü­ fung unter Umgehung von Wartezeiten verzögerungslos vom Testgerät 5 ausgelöst werden. Um wechselseitige Beeinflussungen mit anderen OBD-Funktionen zu anderen Fahrzeugteilsystemen auszuschließen, kann das vom Testgerät 5 eingekoppelte Signal auch dazu dienen, die selbständige Auslösung von OBD-Funktionen seitens des Steuergerätes zu unterdrücken. Die Erfindung ist nicht auf eine Diagnose der Tankentlüftung oder der Sekundärlufteinblasung beschränkt sondern kann prinzipiell in Verbindung mit jeder OBD-Funktion anderer Teilsysteme verwendet werden. Beispiele anderer hierfür in Frage kommender Teilsysteme sind das Kraftstoffversorgungssystem, eine Katalysatorüberwachung, eine Überwachung der Lambdasonde auf Alterung, das Lasterfassungssystem, ein System zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern, eine Diagnose von Sensoren. Wesentlich ist vor allem, daß die On-Board-Diagnosefunktion unabhängig von sonstigen Startbedingungen von einem externen Testgerät auslösbar und ggf. in ihrem Ablauf modifizierbar ist.

Claims (4)

1. On Board Diagnose Vorrichtung zum Überprüfen von Teil­ systemen eines Kraftfahrzeugs durch im Betrieb des Kraft­ fahrzeugs unter vorbestimmten Startbedingungen ausgelöste Testfunktionen,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Signal in die Vorrichtung einkoppelbar ist, durch das
die Auslösung von Testfunktionen seitens der Vorrichtung ge­ sperrt wird,
und durch das wenigstens eine von der Vorrichtung durchge­ führte Testfunktion unabhängig von den vorbestimmten Start­ bedingungen auslösbar und/oder in ihrem Ablauf modifizierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilsystem ein Tankentlüftungssystem ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilsystem ein Sekundärluftsystem ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilsystem ein Kraftstoffversorgungssystem, ein System zur Überwachung des Katalysators, der Lambdasonde auf Alterung, ein Lasterfassungssystem, ein System zur Aussetzererkennung oder ein System zur Diagnose eines Sensors ist.