DE3138060A1

DE3138060A1 - Verfahren zur vermittlung des betriebszustands einer verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE3138060A1
Application number: DE19813138060
Authority: DE
Inventors: Jiro Okazaki Aichi Nakano; Hironobu Toyota Aichi Ono
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1982-04-15
Also published as: US4391130A; JPS6319696B2; DE3138060C2; JPS5759039A

Description

Kabushiki Kaisha case TYT-2756-DE

Toyota-shi, Japan

Verfahren zur Vermittlung des Betriebszustands einer Verbrennungs kraftmas chine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vermittlung der Betriebszustände einer Verbrennungskraftmaschine.

üs gibt ein Regelsystem zur Regelung der Betriebsweise einer Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung eines Mikrokomputers. Bei einem derartigen Regelsystem wird oftmals eine Rückführregelungseinheit zur Regelung des Luft/Brennstoffverhältnisses des der Maschine zugeführten Luft/Brennstoffgemisches durch eine geschlossene Regelschleife. Die Rückkopplungsregelungseinheit ermittelt die Konzentration einer vorbestimmten Komponente im Abgas durch einen Abgasfühler, wie etwa einen Fühler für die Sauerstoffkonzentration (0_?—Fühler) und erzeugt ein Schleifenrückführungssignal abhängig von einen Ausgangssignal vom 0₂-Fühler. Die Rückkopplungsregelungseinheit korrigiert dann das Luft/Brennstoffverhältnis des dem Motor zugeführten Luft/Brennstoffgemisches in Abhängigkeit vom erzeugten Schleifenrückkopplungssignal zur Regelung des Luft/Brennstoffverhältnisses auf einen gewünschten Wert.

Das Regelungssystem ist üblicherweise mit einem spezifischen Ausgangsterminal bzw. Ausgangsklemme für ein Betriebsprüfungs-Rückkopplungssignal ausgerüstet, welches χ vorgesehen

31

angibt, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt oder nicht, so daß die Rückkopplungsregelungseinheit eingestellt werden kann, üas Regelungssystem ist auch mit einem weiteren spezifischen Ausgabeanschluß für ein O₂~Fühlerprüfsignal ausgerüstet, welches mit dem Ausgangssignal vom O^-Fühler synchronisiert ist. Das O₂~Fühlerprüfsignal wird zur Prüfung der Ansprechempfindlichkeit des 0~-Fühlers verwendet. Darüberhinaus ist das Regelungssystem mitunter mit weiteren Ausgabeterminals für Diagnosesignale ausgerüstet, welche abnormale Betriebsweisen oder Fehlfunktionen des Motors oder von Elementen, die das Regelungssystem aufbauen, dem Mechaniker mitteilen, wenn die Maschine eingestellt wird.

Da, wie oben bereits angegeben, das konventionelle Regelungssystem mit vielen speziellen Ausgangsterminals und vielen Ausgangsspeichern für jeweils die verschiedenen Prüfsignale und jeweils die verschiedenen Diagnostiziersignale ausgerüstet ist, wird der Aufbau des Regelungssystems kompliziert und erhöhen sich die Herstellkosten des Regelungssystems.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Vermittlung des Betriebszustands einer Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, wodurch die Anzahl der Informations-Ausgangsterminals bzw. Ausgabepole wesentlich reduziert werden kann.

Nach Maßgabe der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ermittelt wird, ob sich das Drosselventil in der Leerlaufstellung befindet, um ein Signal für die Leerlaufstellung des Drosselventils zu erzeugen, daß in Reaktion auf das Signal für die Leerlaufstellung unterschieden wird, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, um ein elektrisches Signal, welches angibt, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, lediglich

dann, wenn das Drosselventil sich in der Leerlaufsteilung befindet, zum Informations-Ausgangsanschluß zu führen, und daß in Reaktion auf das Signal für .die Leerlaufstellung dann, wenn sich das Drosselventil nicht in der Leerlaufstellung befindet, ein elektrisches Signal vorgelegt bzw. zugeführt wird, welches mit dem Ausgangssignal vom Abgasfühler synchronisiert ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Schemadiagramm zur Erläuterung einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektronischen Einspritzregelungssystem, in welcher Maschine das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer in Fig. 1 dargestellten Regelungsschaltung,

Fig. 3, 4, 5 und 6 Flußdiagramme zur Erläuterung der Betriebsweisen des Mikrokomputers in der Regelungsschaltung von Fig. 2,

Fig. 7 Kurven (A), (B), (C) und (D) zur Erläuterung der Wirkungen der Betriebsweisen nach Maßgabe der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Programme sowie

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels des in Fig. 6 dargestellten Programms.

Gemäß Fig. 1 wird die Durchflußmenge der über eine Luftreinigungseinrichtung 10 in die Maschine angesaugten Luft durch ein Drosselventil 11 geregelt, welches mit dem nicht dargestellten Gaspedal gekoppelt ist. Die Luft wi-rd dann über einen Ausgleichsbehälter 12 und ein Einlaßventil 13 in eine Verbrennungskammer 14 eingeführt.

Ein Brennstoffeinspritzventil 15 ist im Ansaugkanal in der Nähe des Einlaßventils 13 angeordnet und wird zum Einspritzen von verdichtetem Brennstoff in Reaktion auf elektrische Eingangsimpuls-Signale geöffnet und geschlossen, welche über eine Leitung 16 zugeführt werden. Eine Brennstoffpumpe 17 setzt den Brennstoff in einem Brennstoffbehälter 18 unter Druck und fördert den Brennstoff zum Einspritzventil 15 über eine Leitung 19. Das in der Verbrennungskammer 14 verbrannte Abgas wird über ein Auslaßventil 20, eine Auslaßleitung 21 und einen nicht dargestellten katalytischen Konverter abgeführt.

Ein Fühler 22 für den Luftstrom ist im Ansaugkanal zwischen der Reinigungseinrichtung 10 und dem Drosselventil 11 angeordnet. Der Fühler 22 ermittelt die Durchflußmenge der Ansaugluft und gibt über eine Leitung 23 zu einer Steuerschaltung 24 ein Ausgangssignal für die ermittelte Durchflußmenge. Ein Kurbelwinkelfühler 25a, welcher in einem Verteiler 25 vorgesehen ist, erzeugt zwei Arten von ImpulsSignalen für jede Drehung der Kurbelwelle der Maschine über einen vorbestimmten Winkel, wie beispielsweise jeweils für einen Kurbelwinkel von 30° und 360°. Die erzeugten Impulssignale werden über eine Leitung 26 zur Steuerschaltung 24 geführt.

Ein mit dem Drosselventil 11 gekoppelter Leerlaufschalter 27 sendet über die Leitung 28 ein Signal zur Steuerschaltung 24, wenn sich das Drosselventil 11 in der Leerlaufstellung befindet.

Ein in der Abgasleitung 21 angeordneter Abgasfühler 29 ermittelt, ob das Luft/Brennstoffverhältnis des durch die Verbrennungkammer 14 angesaugten Gemisches angereichert oder mager relativ zu einem stöchiometrischen Luft/Brennstoffverhältnis ist, abhängig von der Konzentration einer vorbestimmten Komponente im Abgas, wie beispielsweise abhängig von der Sauerstoffkonzentration im Abgas und gibt über eine Leitung 30 ein Ausgangssignal

zur Steuerschaltung 24. Nachfolgend wird der Abgasfühler 29 als O₂~Fühler bezeichnet.

Das Ausgangssignal· eines Kühimitteitemperaturfühlers 31, welcher die Temperatur des Kühlmittels in der Maschine ermittelt, wird über eine Leitung 32 zur Steuerschaltung 24 geführt, über eine Leitung 3 4 gibt eine Batterie 33 eine Spannung zur Steuerschaltung 24.

Die Steuerschaltung 24 gibt über eine Leitung 3 6 ein Ausgangssignal zu einer Anzeigeeinrichtung 35, welche aus einer lichtemittierenden Diode, einer Glühlampe oder einem anderen Anzeigeelement besteht.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Darsteliung eines Ausführungsbeispieis der in Fig. 1 dargeste^ten Steuerschaltung 24. In diesem Ausführungsbeispiel· ist die Steuer achaitung 24 mit einem Mikrokomputer zur Steuerung bzw. Regeiung einer Vieizahl· von Vorgängen in der Maschine ausgerüstet. In Fig. 2 sind der Luftstromfühier 22, der Kühlrnitteitemperaturfühler 31, die Batterie 33, der Leerl·aufschal·ter 27, der O--Fühler 29, das Brennstoffeinspritzventil 15 und die Anzeigeeinrichtung 35 gemäß Fig. 1 durch Biöcke gekennzeichnet.

Ausgangssignale des Luftstromfühlers 22, des Kühlmittel·- cemperaturfutters 31 und der Batterie 33 werden auf einen Analog-Multiplexer 53 über Speicher 50, 51 und 52 geführt, weiche jeweiis aus einem Tiefpassfilter und einem Verstärker bestehen. Ein Signal wird aus diesen Signalen ausgewählt und zu einem Anal·og/Digital·-Wandl·er (A/D-Wandl·er) 54 geführt. Ein Signal·, welches in Form einer Binärzahl durch den A/D-Wandler 54 gewande^ worden ist, wird zu einem Eingang bzw. Eingangskanal· 56 geführt und darin gespeichert.

- JrXT-

Ein Signal, welches durch den Leerlaufschalter 27 erzeugt worden ist und welches angibt, ob sich das Drosselventil 11 in der Leerlaufstellung befindet oder nicht, wird zu einem Eingangskanal 59 über einen Speicher 57 geführt, welcher aus einem Tiefpassfilter und einem Schalttransistor besteht, und im Eingangskanal 59 gespeichert. Die Impulse, welche durch den Kurbelwinkelfühler 25a bei jedem Kurbelwinkel von 30° erzeugt werden, werden zu einer Schaltung 61 zur Bildung eines Geschwindigkeitssignals über einen Speicher 60 geführt, welcher in derselben Weise aufgebaut ist, wie der Speicher 57, und die bei jedem Kurbelwinkel von 360° erzeugten Impulse werden zu einem Zähler 63 über einen Speicher 62 geführt, welcher in derselben Weise aufgebaut ist, wie der Speicher 57. Die Schaltung 61 zur Bildung eines Geschwindigkeitssignal besitzt ein Gatter, welches durch die Kurbelwinkelimpulse geöffnet und geschlossen wird und einen Zähler, welcher die Anzahl der Taktimpulse zählt, welche von einer Taktgeberschaltung 64 zum Zähler durch das Gatter geführt werden. Die Schaltung 61 zur Bildung des Geschwindigkeitssignals bzw. Drehzahlsignals bildet ein Drehzahlsignal in Form einer Binärzahl, wobei das Signal der Drehzahl des Motors entspricht. Das binäre Drehzahlsignal wird zu einem Eingangskanal 59 geführt und dort gespeichert.

Das Signal vom Abgasfühler 29 wird zu einer Vergleicherschaltung 66 über eine Spannungsnachlaufschaltung 65 zur Anpassung der Impedanz geführt, um mit einer Bezugsspannung verglichen 2u werden. Dann wird ein Luft/Brennstoffverhältnissignal 0 für ein reiches oder mageres Gemisch mit der logischen "1" oder "0" gebildet. Das Luft/Brennstoffverhältnissignal wird zum Eingangskanal 59 geführt und dort gespeichert. Des weiteren wird am Umkehrpunkt zwischen dem reichen Luft/Brennstoffverhältnissignal und dem mageren Luft/Brennstoffverhältnissignal ein Unterbrechungssignal erforderlich. Zu diesem Zweck wird ein Umkehrpunktsignal durch eine Unterbre-

cherbedarfsschaltung 67 gebildet. Dieses Umkehrpunktsignal wird zu einem Unterbrechungs-Haftschalter 68 gegeben.

Der Haft- bzw. Halteschalter 68 nimmt ein Signal auf/ welches die Beendigung der A/D-Wandlung des A/D-Wandlers angibt, sowie ein Signal, welches durch eine Zeitschaltung 69 nach jeder vorbestimmten Zeitperiode erzeugt wird. Der Ausgang der Unterbrechungsschaltung 68 wird auf einen Ein-Ausgangskanal 70 sowie auf eine OR-Schaltung 71 gegeben. Der Ausgang der OR-Schaltung 71 wird auf einen Zentralrechner (CPU) 73 über eine Unterbrechungsbedarfsleitung

72 gegeben. Nach Empfang eines Unterbrechungsbedarfs über die Unterbrechungsbedarfsleitungen 72 unterscheidet der CPU 73 die Art des Unterbrechungsbedarfes über den Eingangs Ausgangskanal· 70.

Ein Ausgangssignal, welches einer Einspritzperiodefdes Brennstoffeinspritzventils 15 entspricht, ^rird vom CPU

73 zu einem Ausgangskanal 74 geführt, und der Wert des Ausgangssignals wird an einem vorbestimmten Zeitpunkt zum Zähler 63 gegeben. Der Zähler 63 ist ein vorwählbarer Abwärtszähler, welcher einen Ausgang mit der logischen "1" oei Empfang eines Impulses erzeugt, welcher durch den KurbelWinkelfut^er 25a bei jedem Kurbeiwinkel von 360° erzeugt wird. Der Abwärtszähler 63 zieht nacheinander die Inhalte bei jeder Aufnahme eines Taktimpulses vom Taktimpulsgeber 64 ab und wandelt den Ausgang in die logische "O", wenn der Inhalt Null wird. Somit dient der Ausgang des Zählers 63 als ein Einspritzsignal mit einer Pulsbreite gleich der Einspritzperiode t und wird über das Antriebsschaltg^ed 7 5 auf das Brennstoffeinspritzventil 15 geführt.

Ein Anzeigesignal, welches aus einem Bit besteht, wird zu einem Ausgangskanal 76 geführt. Wenn das Signal die logische "1" aufweist, wird eine Anzeigeeinrichtung 35 über ein Antriebsschaltglied 77 erregt. Die Anzeigeeinrichtung 35 wird enterregt, wenn das Signal die logische "O" besitzt.

-Λλ

Die Eingangskanäle 56 und 59, der Ein-Ausgangskanal 70 und die Ausgangskanäle 7 4 und 76 sind über einen Bus bzw. Übertragungslinie 7 8 mit dem oben angegebenen CPU 73, einem Lesespeicher (ROM) 79 und einem Random-Spcieher (RAM) 80 verbunden, welche Bauteile eines Mikrokomputers darstellen. Obwohl es in Fig. 2 nicht dargestellt ist, ist der Mikrokomputer in der üblichen Weise weiter mit einer Ein-Ausgangssteuerschaltüng, einer Speichersteuerschaltung u.dgl. ausgerüstet. Der ROM 7 9 speichert ein Programm zur Berechnung der Brennstoff-einspritzperiode, Unterbrechungsprogramme für die Korrektur des Luft/Brennstoffverhältnisses und zur Information über die Betriebszustände, wie sie erfindungsgemäß in Betracht gezogen werden, 3owie verschiedene Daten, welche zur Ausführung der arithmetischen Berechnungen erforderlich sind, die nachfolgend noch näher angegeben sind.

Die durch den Mikrokomputer zu verarbeitenden Inhalte und die Betriebsweise der Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 3 bis 6 näher erläutert. Fig. 3 gibt ein Teil eines Hauptprogramms zur Berechnung der Brennstoffeinspritzdauer wieder. Wenn die Steuerschaltung 24 an die Spannungsquelle angeschlossen wird, wird ein Anfangswert zum RAM 80 an einem Punkt 90 gegeben. Nämlich ein Korrekturkoeffizient t* für eine BrennstoffZunahme, welcher durch die Kühlmitteltemperatur, die Batteriespannung und andere Fühlersignale bestimmt wird, wird auf "1" zurückgestellt, ein Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizient Vfd wird auf "1" gestellt, ein Durchschnittswert V des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten wird auf "1" zurückgestellt und ein Rückkopplungs-Funktionsprüfkennzeichen AJFLG,welches aus zwei Bit besteht, wird auf "0" eingestellt. An einem Punkt 91 berechnet der CPU 73 die grundlegende EinspritzdauerTJj nach Maßgabe der Beziehung t_Q = K»Q/N, wobei Q die Durchflußmenge der Ansaugluft, N die Drehzahl der Maschine und K eine Konstante darstellt. Dann berechnet der CPU 73 an einem Punkt 92

einen Korrekturkoeffizient S" für eine Brennstoffzunahme, welcher in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und/ oder der Batteriespannung bestimmt wird. In einigen Fällen kann der Koeffizient ο weiter in Abhängigkeit von der Temperatur der Ansaugluft und/oder dem Atmosphärendruck bestimmt werden. In Bezug auf die Kühlmitteltemperatur wird beispielsweise der Korrekturkoeffizient F derart berechnet, daß die Brennstoffeinspritzperiode erhöht wird, während die Kühlmitteltemperatur während des Warmlaufbetriebs niedrig ist. In Bezug auf die Batteriespannung wird der Korrekturkoeffizient t" für die Brennstoff zunähme derart berechnet, daß die Brennstoffeinspritzdauer zunimmt, um die Abnahme in der ineffektiven Periode zu kompensieren, da die ineffektive Einspritzperiode des Brennstoffeinspritzventils mit einer Spannung sabnähme erhöht wird. Dann führt der CPU 73 an einem Punkt 93 eine Multiplikation der Grundeinspritzdauer "t"₀ mit dem Korrekturkoeffizient * aus, um eine erhöhte Einspritzdauer zu erzielen T^ * ^o ' ^* · ^ nächsten Punkt 94 führt der CPU 73 eine Integration aus, um den Rückkopplungs-Korrekturkqeffizient V^, nach jeder vorbestimmten Zeitdauer zu erhöhen, in Reaktion auf das Luft/Brennstoffverhältnissignal 0 vom 0--Fühler 29, d.h. in Reaktion auf ein reiches Luft/Brennstoffsignal oder ein mageres Luft/Brennstoffsignal. Wenn der O^-Fühler 29 nicht richtig funktioniert, wird das Luft/Brennstoffverhältnis durch eine offene Schleife mit V^-, = 1 geregelt. Dann wird an einem Punkt 95 die Einspritzdauer V₁ durch den Rückkopplungs-Korrekturkoeff izient V_f-, multipliziert und die Angabe, w/elche der unten erwähnten Brennstoffeinspritzdauer V entspricht, wird zum Ausgangskanal 74 geführt.

~ 1' fd ~ 'N fd

Wenn der Betriebsvorgang am Punkt 95 beendet ist, kehrt das Programm wieder zum Punkt 91 zurück und derselbe Vorgang wird wiederum wiederholt. Die oben angegebene Arithmetik ist allgemein bekannt, so daß Einzelheiten

hier nicht wiedergegeben werden müssen.

Wenn ein Unterbrechungsbedarfsignal über die Halteschaltung 68 aufgegeben wird, führt der CPU 73 die Unterbrechung sprogr amme aus, welche in Fig. 4 bis 6 dargestellt sind. Wenn nämlich das Unterbrechungsbedarfssignal aufgebracht wird, speichert der CPU 73 den Inhalt des Programmzählers, welches nun im RAM 80 ausgeführt wird, und ändert den Inhalt des Programmzählers auf einen Wert, welcher der P'rogrammadresse eines Punkts 96 in Fig. 4 entspricht. Auf diese Weise wird der Verarbeitungsvorgang des Punkts 96 ausgeführt. Am Punkt 96 wird der Inhalt des Allgemeinregisters zeitweilig im RAM 80 gespeichert, so daß der Inhalt des Registers nicht verloren geht. An einem Punkt 97 unterscheidet dann der CPU 73, ob durch die Beendigung der Wandlung im A/D-Wandler 54 erzeugt ist oder nicht. Falls der Unterbrechungsbedarf bzw. die■Unterbrechungsanforderung durch Beendigung der A/D-Wandlung erzeugt ist, zweigt ein Bearbeitungsprogramm (1) für die Beendigung der A/D-Wandlung ab. Da das Bearbeitungsprogramm für die Beendigung der A/D-Wandlung keinen Bezug zur Erfindung besitzt, braucht es hier auch nicht erläutert zu werden. Wenn unterschieden worden ist, daß die Unterbrechungsanforderung nicht durch die Beendigung der A/D-Wandlung bewirkt worden ist, fährt das Programm zu einem Punkt 98 fort, wo der CPU 7 3 unterscheidet, ob eine Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung gegeben ist, d.h. ob eine Unterbrechung durch ein Umwandlungspunktsignal vorliegt, welches an einem Umwandlungspunkt zwischen dem Signal für das reiche Gemisch und dem Signal für ein mageres Gemisch des Luft/Brennstoff Verhältnissignals 0 erzeugt worden ist. Wenn die Unterbrechungsanforderung eine Luft/BrennstoffverhäItnisunterbrechung ist, zweigt das Programm zu einem Punkt (2) eines Bearbeitungsprogramms für die Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung ab, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ansonsten geht das Programm zum nächsten Punkt 99 über, wo unterschieden wird, ob die Unterbrechungsanforx das Unterbrechungssignal

I ο ο Ub D

derung eine Zeitgeber-Unterbrechungsanforderung ist, welche zu jeder vorbestimmten Zeitperiode erzeugt wird. Wenn es sich um eine Zeitgeber-Unterbrechungsanforderung handelt, geht das Programm zu einem Punkt (3) des in Fig. dargestellten Bearbeitungsprogramms für die Zeitgeberunterbrechung. Wenn die Verarbeitung beendet ist, kehrt jedes der Unterbrechungsprogramme wieder zum Punkt (4) zurück, wo unterschieden wird, ob andere Unterbrechungsprogramme ausgeführt werden sollten oder nicht. Wenn sämtliehe der angeforderten Unterbrechungsbearbeitungsprogramme beendet sind, geht das Programm zum Punkt 100 über, wo der Inhalt des Allgemein- bzw. Universalregisters und der Inhalt des Programmzählers vom RAM 80 zurückgeführt werden und das Hauptprogramm wieder aufgenommen wird.

Das Verarbeitungsprogramm für die Luft/Brennstoffverhältnisunterbrechung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Zuerst unterscheidet der CPU 73 an einem Punkt 101, ob das Luft/BrennstoffVerhältnissignal 0 vom 0 .-,-Fühler 29 über den Eingangskanal 59 vom sögenannten reichen Signal zum sogenannten mageren Signal oder umgekehrt gewandelt ist und führt eine sogenannte Sprungverarbeitung aus, um am Punkt der Inversion den Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V^-, schnell zu erhöhen oder zu verringern. Am Punkt 102 unterscheidet dann der CPU 73, ob sich die Maschine in Abhängigkeit von einem Signal vom Leerlaufschalter 27 in der Leerlaufstellung oder nicht befindet. Wenn der Leerlaufschalter 27 ermittelt hat, daß die Maschine sich nicht in der Leerlaufstellung befindet oder das Drosselventil sich nicht in der Leerlaufposition befindet, fährt das Programm zu einem Punkt 103, wo das Rückkopplungs-Funktionsprüfkennzeichen AJFLG auf "0" ("Q0'^r im Binärcode) gesetzt wird.

Wenn sich die Maschine in der Leerlaufstellung befindet, geht das Programm zu einem Punkt 104 über, wo die Rück-

kopplungs-Korrekturkoeffizienten V_fd gemittelt werden, um einen Mittelwert V zu finden. Der Durchschnittswert V wird nach Maßgabe der folgenden Gleichung unter Verwendung eines Mittelwerts V ' berechnet, welcher bei der vorherigen Bearbeitung ermittelt und im RAM 80 gespeichert worden war.

v = 1 (ν · + v )

x 2 χ fd

Der Mittelwert V wird an einem Punkt 105 mit einem obe-

ren Referenzwert A-, entsprechend dem größten Wert eines vorbestimmten Bereichs verglichen. Wenn V größer als A-, ist, geht das Programm zu einem Punkt 106 über, wo AJFLG auf "1" gesetzt wird ("01" in einem Binärcode). Wenn V £ A-, ist, geht das Programm zu einem Punkt 107

X ^m Q.

über, wo der Durchschnittswert V mit einem unteren Referenzwert B, entsprechend dem kleinsten Wert eines vorbestimmten Bereichs verglichen wird. Wenn V <. B,

^ xd

ist, geht das Programm zu einem Punkt 108 über, wo AJFLG auf "2" ("10" in einem Binärcode) gesetzt wird. Wenn V i? B, ist, geht das Programm zu einem Punkt 109 über, wo AJFLG auf "3" ("11" in einem Binärcode) gesetzt wird. Aufgrund des oben erwähnten Programmablaufs wird eine vorbestimmte Nummer bzw. Zahl im AJFLG gespeichert in Abhängigkeit von der Größe des Durchschnittswerts V

der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten relativ zu den oberen und unteren Referenzwerten A, und B,. Dann wird

d d

das in der Unterbrecher-Halteschaltung 68 gespeicherte Luft/Brennstoffverhältnis-Unterbrechungsbedarfssignal an einem Punkt 110 gelöscht und das Programm kehrt zum Punkt (4) von Fig. 4 zurück.

Beim Unterbrechungsprogramm von Fig. 5 wird der Durchschnittswert V der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V,-, mit den oberen und unteren Referenzwerten A,

ία α

und B, verglichen. Die Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V_f, können allerdings unmittelbar mit dem oberen und unteren Referenzwert A,¹ und B,' verglichen

werden.

Nachfolgend wird das Zeitgeber-Unterbrechungsprogramm unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. Wenn eine Zeitgeber-Unterbrechungsanforderung nach jedem vorbestimmten Zeitintervall erzeugt wird, beispielsweise alle 50 msec., und am Punkt 99 von Fig. 4 ermittelt wird, führt der CPU 73 die Verarbeitung an einem Punkt 111 der Fig. 6 aus, d.h. er unterscheidet,ob AJFLG "0" ist oder nicht. Wenn AJFLG = 0 ist, geht das Programm zu einem Punkt 112 über , wo ein Luft/Brennstoffverhältnissignal· 0 vom 0,,-Fühler 29 über den Eingangskanal

Λ. Ju

59 eingegeben wird. Dann wird FOUT = 0 an einem Punkt 113 gebildet und das Programm geht zu einem Punkt 114 über, wo FOUT zum Ausgangskanal 7 6 ausgegeben wird. Dann führt der CPU 73 an einem Punkt 115 eine Bearbeitung derart aus, daß ein Zeitgliedkennzeichen (timer flag) eingesteht wird, weiches zur Integration der Rückkoppiungs-Korrekturkoeffizienten V^, am Punkt 94 des Hauptprogramms von Fig. 3 verwendet wird. Schließiich iöscht an einem Punkt 116 der CPU 73 die vorbestimmten Bits des Unterbrecher-Haitekreises 68. Das Programm geht dann zum Punkt (4) von Fig. 4 über. Wenn AJFLG = 0 ist, wird das Luft/Brennstoffverhältnissignal 0 zum Ausgangskanal· 76 geführt. Wenn AJFLG nicht "0" ist, geht das Programm zu einem Punkt 117, wo unterschieden wird, ob AJFLG "2" ist oder nicht. Wenn AJFLG = 2 ist, dann wird FOUT = 0 an einem Punkt 118 gebildet und dann geht das Programm zu einem Punkt 114, wo FOUT zum Ausgangskanal 76 geführt wird. Wenn nämiich AJFLG = 2 ist, dann wird ein Signal· mit der iogischen "0" kontinuieriich zum Ausgangskanal· 7 6 geführt. Wenn am Punkt 117 unterschieden wird, daß AJFLG nicht "2" ist, geht das Programm zu einem Punkt 119 über, wo unterschieden wird, ob AJFLG "1" ist-oder nicht. Wenn AJFLG = 1 ist,geht das Programm zu einem Punkt 120, wo FOUT = 1 gebiidet wird, und dann wird FOUT zum Ausgangskanal 76 am Punkt 114 geführt. Wenn nämlich AJFLG = 1 ist,

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wird ein Signal mit der logischen "1" kontinuierlich zum Ausgangskanal 76 geführt. Wenn an einem Punkt 119 unterschieden wird, daß AJFLG nicht "1" ist, geht das Programm zu einem Punkt 121 über, wo unterschieden wird, ob AJFLG "3" ist oder nicht. Wenn AJFLG = 3 ist, geht das Programm zu einem Punkt 122, wo unterschieden wird, ob FOUT im vorhergehenden Betriebszyklus "1" ist oder nicht. Wenn das vorhergehende FOUT = 1 ist, geht das Programm zu einem Punkt 123, wo FOUT auf "0" gesetzt wird. Wenn das vorhergehende FOUT = 0 ist, geht das Programm auf einen Punkt 124 über, wo FOUT auf "1" gesetzt wird. Nämlich die Vorgänge an den Punkten 122 bis 124 arbeiten zur alternierenden Umwandlung des logischen Zustands von FOUT zu "1" and "0" in jedem Arbeitszyklus, und das erzielte FOUT wird zum Ausgangskanal 7 6 am Punkt 114 geführt. Wenn AJFLG = 3 ist werden somit Signale erzeugt, deren logischer Zustand alternierend zwischen "1" und "0" in Reaktion auf die Zeitglied-Unterbrechungssignale gewandelt sind, oder in anderen Worten Signale ausgegeben mit einem Abgabezyklus (duty cycle) von 1/2 mit Hinsicht auf den logischen Zustand "1".

Wenn ein Signal mit der logischen "1" auf den Ausgangskanal 7 6 gegeben wird, wird die Anzeigeeinrichtung 3 5 über das Antriebsschaltglied 77 erregt und wird beispielsweise eine lichtemittierende Diode angeschaltet. Da weiter ein Signal der logischen "0" zum Ausgangskanal 7 6 geführt wird, wird die lichtemittierende Diode abgeschaltet. Wenn somit der Leerlaufschalter 27 ausgeschaltet wird, d.h.,wenn die Maschine sich im Betriebszustand befindet, welcher sich vom Leerlaufzustand unterscheidet, blinkt die lichtemittierende Diode in Reaktion auf die Änderung der Luft/Brennstoffverhältnissignale 0_χ auf, welche vom O₂~Fühler 29 erzeugt sind. Wenn der Leerlaufschalter 27 angeschaltet wird, d.h., wenn die Maschine sich in Leerlaufstellung befindet, variiert der Leucht- bzw. Brennbetrieb der lichtemittierenden Diode in Abhängigkeit von der Größe des Rückkopplungs-

3138O6O

Korrekturkoeffizienten V_f, relativ zu den oberen und unteren Bezugswerten A,' und B.' oder in Abhängigkeit von der Größe eines Durchschnittswerts V des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten V_f, relativ zum oberen und unteren Referenzwert A, und B,. Wenn V > A^ oder V_f, > A,¹ ist, schaltet die lichtemittierende Diode kontinuierlich an. Wenn V < B, oder V^,< B,' ist, bleibt die

χ d fd d

lichtemittierende Diode ausgeschaltet. Wenn B,^ V ^

^ d= χ^Ä

An oder Β,'ί V_f, g A,¹ ist, leuchtet die lichtemittierende Diode und hält eine Einschaltdauer von 1/2 aufrecht.

Fig. 7 erläutert Signale, welche durch die obigen Rechnungen erzielt sind, wobei das Symbol a im Diagramm (A) Ausgangssignale des C^-Fühlers 29 und das Symbol b eine Referenzspannung des Vergleicherkreises 66 angibt. Des weiteren kennzeichnet das Symbol c im Diagramm (B) einen Wert des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizients V^-, und kennzeichnen die Symbole d und e jeweils einen oberen und unteren Referenzwert A,' und B,'. Das Symbol f im Diagramm (C) gibt ein Signal vom Leerlaufschalter 27 an und das Symbol g im Diagramm (D) gibt Signale an, welche zum Ausgangskanal 7 6 geführt werden. Während der Periode h,in welcher der Leerlaufschalter 27 angedreht ist, wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird das Rückkopplungs-Funktionsprüfsignal dargestellt und während der Periode i, in welcher der Leerlaufschalter 27 abgeschaltet ist, werden die Luft/Brennstoffverhältnissignale vom O_?-Fühler 29 angezeigt. In Fig. 7 stellt das Rückkopplungs-Betriebsprüfsignal den Zustand dar, in welchem der Luft/ Brennstoffverhältniszustand der Maschine aufrechterhalten wird, wenn B-, j£ V ϊί A, oder B,¹ -ώ V-,< A,¹ ist.

Um das Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungssteuersystem einzuregeln, wird das Drosselventil 11 auf die Leerlauf stellung gestellt, um das Rückkopplungs-Betriebs^· prüfsignal zu erzeugen, /ienn die lichtemittierende Diode beständig angeschaltet ist, wird eine Leerlaufeinstell-

schraube 22b derart gedreht, daß die Durchflußmenge der durch einen Bypasskanal 22a des Luftstromfühlers 22 strömenden Luft reduziert wird. Wenn die lichtemittierende Diode ausgeschaltet bleibt, wird die Schraube 22b derart gedreht, daß die Durchflußmenge der in der Umgehungsleitung geführten Luft erhöht wird. Schließlich sollte die lichtemittierende Diode bei einem Arbeitszyklus von 1/2 aufleuchten, wie in der Periode h von g von Fig. 7 (D) angegeben ist.

Wenn die Antwort des O₂-Fühlers 29 geprüft werden soll, wird das Drosselventil 11 geöffnet, um ein Signal zu erzeugen, welches synchron zu den Luft/Brennstoffverhältnissignalen 0 ist- Dann wird geprüft, ob die lichtemittierende Diode bei einer Frequenz höher als 0,8 Hz bei einer Motordrehzahl von beispielsweise 2.500 Upm aufblitzt. Das Ansprechvermögen ist gut, wenn die lichtemittierende Diode bei einer Frequenz von größer als 0,8 Hz aufleuchtet.

Fig. 8 gibt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel· des Zeitgiied-Unterbrechungsprogramm von Fig. 6 wieder. Nach Maßgabe dieses Bearbeitungsprogramms wird das Programm an einem Punkt 112 abgezweigt, wenn an einem Punkt 121 unterschieden wird, daß AJFLG = 3 ist. Wenn somit B^ <j V <· A, oder B,'ä V_fd fj A^¹ ist, wird ein Signal, welches mit dem Luft/Brennstoffverhältnissignal 0_v synchronisiert ist, zum Ausgangskanal 76 geführt anstelle eines Signals mit einem 1/2-Arbeitszyklus bzw. Impulsfaktor (duty cycle) und wird auf der Anzeigeeinrichtung 35 angegeben. Nach Maßgabe dieses Programms kann somit der Ausgang des O^-Fühlers 29 sogar in der Leerlaufstellung geprüft werden. Andere im Programm von Fig. 8 zu verarbeitende Inhalte sind dieseiben wie die in Fig, 6 beschriebenen.

de! den oben angegebenen Ausführungsbeispielen wird das Rückkopplungs-Betriebsprüfsignal angegeben, wenn die

Maschine sich in der Leerlaufstellung befindet, und auch die Luft/Brennstoffverhältnissignale werden auf derselben Anzeigeeinrichtung während anderer Betriebszustände synchron mit den Ausgängen des O^-Fühlers angegeben. Während der Leerlaufstellung ist es allerdings auch möglich, diagnostizierte Signale anzugeben, welche die ermittelten abnormalen Zustände der Maschine angeben anstelle der Angabe von Rückkopplungs-BetriebsprüfSignalen.

Nach Maßgabe der oben im Detail erläuterten Erfindung werden verschiedene Signale zur selben Ausgangsklemme bzw. zum selben Ausgabepol geführt und in Abhängigkeit davon aufgezeigt bzw. angegeben, ob das Drosselventil sich in der Leerlaufstellung befindet oder nicht. Somit ist es möglich, unterschiedliche Signale zu erkennen, d.h., Rückmeldungs-Betriebsprüfsignale oder die Diagnosesignale und die Signale für die Prüfung der Ansprechweise des Abgasfühlers zu erkennen, ohne das Erfordernis einer Vergrößerung der Zahl der Ausgangsklemmen bzw. Ausgabepole. Nach Maßgabe der Erfindung ist es somit möglich, die Herstellkosten zu reduzieren und den Schaltungsaufbau zu vereinfachen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Zusammengefaßt wird dann, wenn sich das Drosselventil in der Leerlaufstellung befindet, ein Betriebsprüfungs-Rückführungssignal, welches angibt, ob der Rückführbetrag bzw. Rückführgröße, welche abhängig vom Ausgangssignal vom Abgasfühler bestimmt ist, um das Luft/Brennstoff verhältnis zu regeln, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht, zu einem Informations-Signalausgang geführt. Wenn andererseits sich das Drosselventil nicht in der Leerlaufstellung befindet, wird ein elektrisches Signal, welches mit dem Ausgangssignal vom Abgasfühler synchronisiert ist, zur selben Informations-Signalausgabe geführt.

Claims

Patentansprüche

iJ Verfahren zur Vermittlung von Betriebszuständen einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Drosselventil, einem Informations-Ausgabeterminal, einem Abgasfühler zur Ermittlung der Konzentration einer vorbestimmten Komponente im Abgas zur Erzeugung eines Ausgangssignals/ welches in Reaktion auf die Änderung der ermittelten Konzentration wechselt, und mit einem Rückkopplungsregelsystem zur Erzeugung eines Schleifenrückführsignals in Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Abgasfühler und zur Korrektur des Luft/Brennstoffverhältnisses des Luft/ Brennstoffgemisches, welches der Maschine in Abhängigkeit vom erzeugten Rückführsignal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß ermittelt wird, ob sich das Drosselventil in der Leerlaufstellung befindet, um ein Signal für die Leerlaufstellung des Drosselventils zu erzeugen, daß in Reaktion auf das Signal für die Leerlaufstellung unterschieden wird, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, am ein elektrisches Signal, welches angibt, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, lediglich dann, wenn das Drosselventil sich in der Leerlaufstellung befindet, zum Informations-Ausgangsanschluß zu führen, und daß in Reaktion auf das Signal für die Leerlauf stellung dann, wenn eich da:; Drosselventil nicht in der Leerlaufstellung befindet, ein elektrisches Signal vorgelegt bzw. zugeführt wird, welches mit dem Ausgangssignal vom Abgasfühler synchroni-, siert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt der Unterscheidung einmal unterschieden wird, ob das Schleifenrückführsignal größer als der größte Wert des vorbestimmten Bereichs ist, um ein erstes elektrisches Signal zu erzeugen, v/enn das Schleifenrückführsignal größer als der größte Wert ist, sowie unterschieden wird, ob das Schleifenrückführoignal kleiner als der kleinste Wert des vorbestimmten Bereichs ist, um ein zweites elektrisches Signal zu erzeugen, wenn das Schleifenrückführsignal kleiner als der kleinste Wert ist, und unterschieden wird, ob das Schleifenrückführsignal innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, um ein drittes elektrisches Signal zu erzeugen, wenn das Schleifenrückführsignal· innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wobei das erste, zweite oder dritte elektrische Signal zum Informations-Ausgangsanschluß lediglich dann geführt wird, wenn sich das Drosselventil in der Leerlaufsteilung befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Signal ein Signal mit einem vorbestimmten logischen Zustand ist, daß das zweite elektrische Signal ein Signal mit dem umgekehrten logischen Zustand des ersten elektrischen Signals ist, und daß das dritte elektrische Signal ein Signal mit einem alternierend umgekehrten logischen Zustand ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte elektrische Signal in einem vorbestimmten Intervall wechselt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte elektrische Signal durch Synchronisieren mit dem Ausgangssignal· vom Abgasfühler wechsel·^
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Unterscheidung die Berechnung des Durchschnittswerts des Schieifenrückführungs-

signals umfaßt, wobei die Unterscheidung dadurch ausgeführt wird, indem unterschieden wird, ob der errechnete Durchschnittswert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, um ein elektrisches Signal, welches angibt, ob der errechnete Durchschnittswert innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, dem Informations-Ausgangsanschluß lediglich dann zuzuführen, wenn sich das Drosselventil in seiner Leerlaufstellung befindet.
7. Verfahren zur Vermittlung der Betriebszustände einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Drosselventil, einem Informations-Ausgangsanschluß, einen Abgasfühler zur Ermittlung der Konzentration einer vorbestimmten Komponente im Abgas zur Erzeugung eines Ausgangssignals, welches in Reaktion auf die Änderung der ermittelten •Konzentration sich ändert, einem Rückführregelsystem zur Regelung des Luft/Brennstoffverhältnisses des Luft/ Brennstoffgemisches, welches in Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Abgasfühler der Maschine zugeführt wird, und mit einem Diagnosesystem zur Ermittlung abnormaler Betriebsweisen der Maschine, um diagnostizierte Signale zu erzeugen, welche die ermittelten abnormalen Betriebszustände angeben, dadurch gekennzeichnet , daß ermittelt wird, ob sich das Drosselventil in der Leerlaufstellung befindet, um ein Signal für die Leerlaufermittlung zu erzeugen, das angibt, ob sich das Drosselventil in der Leerlaufstellung befindet, daß eines der diagnostizierten Signale in Reaktion auf das Leerlaufermittlungssignal dem Informations-Ausgangsterminal lediglich dann zugeführt wird, wenn das Drosselventil sich in der Leerlaufstellung befindet, und daß in Reaktion auf das Leerlaufermittlungssignal ein elektrisches Signal zugeführt wird, welches mit dem Ausgangssignal vom Abgasfühler synchronisiert ist, wenn sich das Drosselventil nicht in der Leerlaufstellung befindet.