DE3238752C2

DE3238752C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Eigenüberwachung des Steuergeräts von elektrischen Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3238752C2
Application number: DE3238752A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing.(FH) 7147 Eberdingen Arnold; Michael Dipl.Ing.(FH) 7141 Schwieberdingen Horbelt; Hans 7121 Walheim Schnürle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1986-11-13
Also published as: JPS59162332A; US4502447A; FR2534972A1; DE3238752A1; FR2534972B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eigenüberwachung des Steuergeräts von elektrischen Einspritzsystemen, wobei einem bistabilen Schaltglied sowohl eine von der Erzeugung der Einspritzsteuerimpulse unabhängige, jedoch zeitgleiche Impulse aufweisende Triggerimpulsfolge und die tatsächliche Einspritzsteuerimpulsfolge zugeführt werden. Die Kippschaltung schaltet ihren Ausgang dann in einen Anzeigezustand, wenn die effektiven Einspritzsteuerimpulse nicht zeitgleich auftreten, ausfallen oder auch durch Schubabschaltung bewußt unterdrückt werden. Durch Zuführung eines Schubabschaltungssignals kann die Anzeige im Schubbetrieb unterdrückt werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der Gattung des ersten Verfahrensanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs. Fs ist üblich, Kraftfahrzeuge nicht nur zur allgemeinen Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit letztlich aus Gründen eines verbesserten Umweltschutzes zunehmend mit Einspritzsystemen auszurüsten, sondem auch deshalb, weil die Einspritzung problemlos sicherstellen kann, daß Brennkraftmaschinen über den gesamten Betriebsbereich einschließlich Leerlauf, Schub, Teillast und Vollast stets die effektiv benötigte Kraftstoffmenge zugeführt erhalten, was optimale [Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand und auch [für die Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs ein insgesamt komfortables und ausgeglichenes Fahrverhalten ermöglicht.
Zwar arbeiten mechanische und elektrische Einspritzsysteme problemlos und störungsfrei, es ist aber nicht auszuschließen, daß beispielsweise beim Steuergerät von elektrischen Einspritzsystemen, unter Umständen auch nur zeitweise, Störungen auftreten, die darin

bestehen können, daß Einspritzimpulse gelegentlich oder wiederholt, unter Umständen auch nur unter bestimmten Fahrzuständen, ausbleiben. Am Fahrverhalten selbst kann dies von der Bedienungsperson praktisch nicht festgestellt werden und der komplizierte Aufbau beispielsweise der elektrischen und elektronischen Steuereinrichtungen für Einspritzsysteme verbietet Untersuchungen und Kontrollen in diesem Bereich von vornherein. Andererseits bedeutet ein Wegbleiben von Einspritzimpulsen, gelegentlich oder wiederholt oder ein zu häufiges Auftreten von Einspritzimpulsen eine Abweichung vom vorgegebenen Mischungsverhältnis der Brennkraftmaschine über ihren gesamten Betriebsbereich jeweils zuzuführenden, vorgegebenen Kraftstoffluftgemischs.

Aus der DE-OS 33 29 730 ist es bekannt, die ordnungsgemäße Funktion von Kraftstoffeinspritzventilen bei einer Kraftstoffeinspritzanlage zu überwachen. Wird hierbei festgestellt, daß die Ventile nicht mehr einwandfrei arbeiten, wird ein Kippglied in einen für eine Alarmgabe geeigneten Zustand geschalte¹. Mit der dort beschriebenen Vorrichtung ist es lediglich möglich, ein fehlerhaftes Ansprechen des Einspritzventils zu erkennen. Aus der DE-OS 28 38 619 ist eine Kontrolleinrichtung bekannt, die Mittel zur Umschaltung auf ein HilfsSteuersystem aufweist, wobei lediglich darauf hingewiesen ist, daß eine geeignete Fehlerdekodierstufe miteinander zu verknüpfende Eingangssignal Impulsfolgen zugeführt erhält, und bei deren Fehlererkennung umschaltet. Konkrete Hinweise, wie die Signale zu verknüpfen sind, sind dieser Entgegenhaltung nicht zu entnehmen.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, mittels der es möglich ist, in einem Steuergerät auftretende Fehler zu erkennen und anzuzeigen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Eigen überwachung des Steuergeräts von elektrischen Einspritzsystemen hat demgegenüber den Vorteil, daß ein unregelmäßiges Arbeit», des Steuergerätes insbesondere in dem Bereich, in welchem die Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs aufgrund des insgesamt noch zufriedenstellenden Arbeitsverhaltens der Brennkraftmaschine dies nicht erkennen kann, zuverlässig und umgehend zur Anzeige gebracht wird, vorzugsweise optisch durch das Aufleuchten einer Leuchtdiode oder auch akustisch oder schließlich kombiniert.

Hierbei ist vorteilhaft, daß die Eigenüberwachungsschaltung des Steuergeräts auch auf das Ausbleiben eines einzigen Einspritzimpulses schon reagiert und dies zur Anzeige bringt, so daß auch bei nur gelegentlichem Ausfall die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson durch die wiederholten Anzeigen erregt und eine Überprüfung in der Werkstatt veranlaßt werden kann.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß sich die erfindungsges'mäße Grundkonzeption problemlos sowohl auf die Überwachung bezüglich des Ausfalls von Einspritzimpulsen als auch auf die Überwachung der Erzeugung von zuviel Einspritzimpulsen, was einer Überfettung des Kraftstoffluftgemisches entsprechen würde, erweitern läßt, falls dies erwüfscht ist.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens ist von besonders einfachem Aufbau und benötigt im wesentlichen lediglich ein in zwe^; verschiedene Schaltzustände - zur Anzeige und zur Nichtanzeige - umschaltbares, vorzugsweise bistabiles Kippglied, dem entsprechende Impulsfolgen aus dem vorhandenen Steuergerät sowie in selbsterzeugter Form zugeführt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserangen des erfindungsgemäßen Überwachungssystems bei elektrischen Einspritzeinrichtungen möglich. Besonders vorteilhaft ist die wahlweise Möglichkeit, Phasen der Schubabschaltung, wenn also das Kraftfahrzeug bei höherer Geschwindigkeit ohne Betätigung des Gas- oder Fahrpedals fährt, wie dies beim Bergabfahren häufig auftritt, anzuzeigen, so daß die Bedienungsperson in einem über die einwandfreie Funktionsbereitschaft der Überwachungseinrichtung und über den Zustand der Schubabschaltung informiert wird. Eine Umstellung dahingehend, daß die Unterbrechung der Einspritzimpulse durch du. elektrische Steuergerät im Schubbetrieb nicht angezeigt v.ird, ist einfach und kann auch nach Montage am betriebsbereiten Kraftfahrzeug noch vorgenommen werden.

Zeichnung

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Eigenüberwachung von elektrischen Einspritzsystemen und die Fig. 2 in Form eines Impulsdiagramms Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 1.

Beschreibung der Ausfuhrungsbeispieie

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, durch Vergleich der von dem Einspritzsteuergerät effektiv erzeugten und an die Einspritzventile weitergeleiteten Einspritzsteuerimpulse mit unabhängig von, jedoch synchron zu diesen an anderer Stelle erzeugten Vergleichsimpulsen eine Aussage darüber zu bekommen, ob der jeweilige Einspritzimpuls zutreffend erzeugt worden ist bzw., ob alle Einspritzimpulse jeweils erzeugt werden. Der Vergleich ist so getroffen, daß im Störungsfall des elektrischen Steuergeräts eine Anzeige vorgenommen wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Operationsverstärker als Kippstufe K geschaltet, indem der Ausgang E der Kippstufe über einen Wide! stand R6 auf den Eingangsbereich zurückverbunden ist. Dem Minuseingang des Kippstufen-Operationsverstärkers wird über die Spannungsteilerschaltpng aus den Widerständen R2 und /?3 eine sich nicht ändernde Vergleichsspannung zugeführt, während die gleiche, von der Anzapfung des Spannungsteilers R2, R3 abgeleitete Spannung über d^:i Reihenschaltung zweier weiterer Widerstände R4. RS zwar auf den Pluseingang des Operationsverstärkers gelangt, jedoch ergänzt durch die zusätzliche: Zuführung von Signalimp/ilsfölgen und Spannungsverläufen.

Zur Erzeugung einer Sollimpulsfolge, die die ordnungsgemäße Anzaü,'; und Abfolge von Kraftstoffes einspritzimpulsen vorgibt, ist eine Impulsformerstufe / vorgesehen, der drehzahlsynchron und insofern auch notwendigerweise synchron zu den vom Einspritzsteuergerät effektiv erzeugten Einspritzimpulsen Ver-

gleichsgrundirnpulse zugeführt sind, beispielsweise wie Vorteil sein kann, da die Bedienungsperson weiß, daß angedeutet von der Zündeinrichtung abgeleitete Zünd- sie den Fuß vom Gaspedal genommen hat und daher impulse. Zur Differenzierung der von der Impuls- Schubbetrieb vorliegen sollte und die ordnungsgemäße former- und Frequenzteilerstufe / erzeugten Ausgangs- Funktion dann sowohl des elektrischen Steuergerätes S

impulsfolge ist ein RC-Glied aus dem Widerstand Rl s der Einspritzanlage als auch der Überwachungsanlage |

aus dem Kondensator C vorgesehen; die differenzierte angezeigt wird.

Triggerimpulsfolge gelangt über eine Diode Dl auf den Ist dies, gegebenenfalls wegen Irritierung der Bcdie-

Verbindungspunkt der Widerstände R4, RS am Plusein- nungsperson durch das wiederholte Aufleuchten nicht gang des Kippglieds K, welchem Verbindungspunkt erwünscht, dann kann bei angenommenem Ausfall über R6 auch das rückgeführte AusgangssignEil der io eines weiteren Einspritzimpulses £4 wegen Schub-Kippstufe zugeführt ist. Unmittelbar am Pluseingang abschaltung dem Eingang F der Schaltung (vgl. Fig. 1) (Schaltungspunkt D) liegen, jeweils über Trenndioden auch das vom Steuergerät abgeleitete und von diesem Dl, £>3 am Eingang B der Schaltung zugefühfl:e, an erzeugte Schubabschaltungssignal, welches die Form geeigneter Stelle am Einspritzsteuergerät abgeleitete, eines länger andauernden Impulses aufweist, zugeführt effektiv erzeugte Einspritzimpulse und, falls gewünscht, 15 werden; in diesem Fall übernimmt, wie bei d) in Fig. 2 Schubabschaltungsimpulse. Der Ausgang E der Kipp- gestrichelt dargestellt ist, der Schubabschaltungsimpuls stufe ist über eine hier lediglich zur optischen Anzeige die Unterdrückung des Triggerimpulses entsprechend c) dargestellte Leuchtdiode LED und einen Vorwider- und hält (man beachte jeweils die gestrichelten Verstand Rl mit dem positiven Spannungsabschluß der laufe) den Ausgang E der Kippstufe auf der anzeigen-Schaltung +U_B verbunden. 20 freien Position.

Unter Berücksichtigung der in Fig. 2 angegebenen Ergänzend sei noch auf folgendes hingewiesen: Die

verschiedenen Impulsverläufe ergibt sich dann folgende Erfindung umfaßt auch die Möglichkeit, ein zu häufiges Funktion der Schaltung. Aus dem Eingang ti der Auftreten von Impulsen festzustellen, etwa indem man Impulsformer- und Frequenzteilerstufe / zugeführten die am Schaltungspunkt C anfallende Triggerimpuls-Zündungsimpulsen entsprechend a) in Fig. 2 erzeugt 25 folge und die bei B anfallende effektive Einspritzimdiese Stufe die untersetzte Rechteckimpulsfolge ent- pulsfolge, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, den sprechend a'), die sich demnach am Ausgang A des Eingängen feiner Gatterschaltung zuführt. Diese ist so Frequenzteilers ergibt und bei Auswertung jeweils der ausgebildet, daß ein Ausgangsimpuls nur dann erzeugt niedergehenden Flanke der Rechteckimpulsfolge (z. B. wird zur Tnggerung in diesem Fall beispielsweise des für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine) zeitlich mit 30 Minuseingangs der Kippstufe, wenn an ihrem einen den vom Steuergerät effektiv erzeugten Einspritzimpul- Eingang überzählige, mit den Impulsen am anderen sen übereinstimmt, die dem Eingang B der Schaltung in Eingang nicht zeitgleiche Impulse auftreten. Fig. 1 zugeführt und bei b) in Fig. 2 dargestellt sind.
Die durch die Differenzierung am RC-Glied CIRl
erhaltene Triggerimpulsfolge am Schaltungspunkt C der 35

Fig. 1 ist bei c) in Fig. 2 gezeigt. Man erkennt, daß

jeder effektiv vorhandene Einspritzimpuls £1, £3, £5 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

die ebenfalls auf den Pluseingang der Kippstufe K ||

gelangenden negativen Triggerimpulse unterdrückt und
seinerseits die Kippstufe in eine solche Schaltlage kippt, 40
daß sich ein hochliegendes Signal am Ausgang E der
Kippstufe K ergibt.. Somit kommt es zu keiner Anzeige
an der LED, da an deren beiden Anschlüssen praktisch
identisches Potential vorliegt. Durch die Rückführung
des Ausgangssignals der Kippstufe auf den Pluseingang 45
liegt dessen stationärer Eingangspegel in diesem Fall
daher auch über dem bei G [vgl. Kurvenverlauf d) in
Fig. 2] gezeigten Potential des Minuseingangs der
Kippstufe. Zum Zeitpunkt /1 sei angenommen, daß
infolge einer beliebigen Störung der Einspritzimpuls £2 50
(Kurvenverlauf b) ausfällt, wodurch sich eine Tnggerung der Kippstufe durch den zur gleichen Zeit auftretenden Triggerimpuls (Kurvenverlauf c) und die
Umschaltung des Ausgangs E der Kippstufe auf niederes oder Minuspotential mit einem entsprechenden Auf- 55
leuchten der Leuchtdiode LED ergibt [vgl. die Kurvenverläufe e) und/) in Fig. 2]. Bis zum Zeitpunkt i2, zu
welchem ordnungsgemäß die Triggerimpulse und die
Einspritzimpulse wieder koinzidierea, bleibt auch das
Potential am Pluseingang (Schaltungspunkt D) der ω
Kippstufe unterhalb des Potentials am Minuseingang,
wegen der rückgeführten Ausgangsspannung. Der
nächste Einspritzimpuls £3 stellt dann den anzeigenfreien und entsprechend ordnungsgemäßen Zustand
wieder her. 65

Der Ausfall des Einspritzimpulses £2 kann auch
durch eine gewollte Schubabschaltung bewirkt sein; in
diesem Fall kommt es kurzfristig zur Anzeige, was von

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Eigenüberwachung des Steuergeräts von elektrischen Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen, wobei drehzahlabhängig das einander zugeordnete Auftreten von Impulsen einer Einspritzsteuerimpulsfolge und einer Bezugsmarkenimpulsfolge (Triggerimpulsfolge) überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse beider Impulsfolgen einem nachgeschalteten Kippglied zugeführt werden, daß die jeweiligen Impulse der beiden Impulsfolgen an dem einen Eingang des Kippglieds so miteinander vermischt werden, daß bei zeitkoinzidentem Auftreten der jeweilige Einspritzsteuerimpuls den gleichzeitigen Bezugsmarkenimpuls (Triggerimpuls) unterdrückt und das Kippglied in seinem ursprünglichen, einen einwandfreien Betrieb anzeigenden Zustand verbleibt mit der Möglichkeit der Triggering des Kippgliedes durch einen Bezugsmarkenimpuls bei Ausbleiben des zugeordneten Einspritzsteuerimpulses und gleichzeitiger Anzeige durch Veränderung des Ausgangsschaltzustands des getriggerten Kippglieds.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Ausfalls von Einspritzsteuerimpulsen wegen Schubabschaltung anstelle dieser ein Schubabschaltirnpuis zugeführt wird zur Unterdrückung der Triggerung des Kippglieds in den Anzeigezustar^.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung überzähliger Einspritzsteuerimpulse diese zeilgleich mit den Bezugsmarkenimpulsen über eine Gawierschaltung dem anderen Eingang des Kippgliedes zugeführt werden, wobei die Gatterschaltung ihren Ausgangszustand zur Triggerung des Kippglieds dann ändert, wenn überzählige, mit den Triggerimpulsen nicht zeitkoinzidente Einspritzsteuerimpulse auftreten.

4. Vorrichtung zur Eigenüberwachung des Steuergeräts von elektrischen Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Eingang (+ Eingang) eines als bistabile Kippstufe (K) ausgebildeten Kippgliedes ein Verknüpfungsnetzwerk (R2, Λ3, R4, RS) vorgeschaltet ist, dem jeweils einander zugeordnete Impulse der vom Steuergerät erzeugten Einspritzsteuerimpulsfolge einerseits sowie der separat erzeugten Bezugsmarkenimpulsfolge (Triggerimpulsfolge) andererseits zugeführt sind, wobei das Verknüpfungsnetzwerk so ausgebildet ist, daß lediglich bei nicht zeitkoinzidentem Auftreten der Impulse beider Impulsfolgen das Kippglied in seinen anderen Schaltzustand zur Alarmgabe permanent umschaltet bei gleichzeitiger Anzeige einer fehlerhaften Funktion.

5. Voirichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige eines Ausfalls von

*-.Einspritzsteuerimpulsen das Verknüpfungsnetzwerk - eine Spannungsteilerschaltung (/?2, R3, R4, RS) ist, der die jeweiligen Impulse so zugeführt sind, daß der Einspritzsteuerimpuls die Wirkung des die bistabile Kippstufe (K) triggernden Triggerimpulses unterdrückt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige überzähliger Einspritzsteuerimpulse das Verknüpfungsnetzwerk eine mit dem anderen Eingang der Kippstufe (K) verbundene Gatterschaltung enthält, die so ausgebildet ist, daß sie bei Auftreten zusätzlicher Einspritzstcuerimpulse die Kippstufe durch Triggerung an diesem Eingasig in ihren eine Fehlerfunktion anzeigenden Zustand kippt.

7. Verrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsiormer- und Frequenzteilerstufe (I) vorgesehen ist, der eine

ίο drehzahlabhängige Ansteuerungsimpulsfolge (Zündimpulsfolge) mit synchron zu den Einspritzsteuerimpulsen auftretenden Impulsen zugeführt ist, daß der Impulsformer- und Frequenzteilerstufe (I) ein differenzierendes RC-Glied (Al, Cl) nachgeschaltet

is ist und die differenzierten Nadelimpulse über eine Diode (Dl) der Spannungsteilerschaltung (Rl, R3, R4, RS) im Eingang der bistabilen Kippstufe (K) zugeführt sind bei Zuführung der effektiven Einspritz-Steuerimpulse unmittelbar dem mit der Spannungsteilerstufe verbundenen Eingang (+ Eingang) der Kippstufe (K).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang (- Eingang) der Kippstufe über einen zum Verknüpfungsnetzwerk gehörenden Teilspannungsteiler (Λ2, i?3) an konstantem Potential gelegt ist, an dessen Verbindungspunkt die Reihenschaltung von ebenfalls zum Verknüpfungsnetzwerk gehörenden Widerständen (A4, RS) zum Eingang der Kippstufe angeschlossen ist, und daß die zu den Einspritzsteuerimpulsen synchrone Triggerimpulsfolge zusammen mit einem rückgeführten Ausgangssignal der Kippstufe (K) dem Verbindungspunkt der Reihenschaltung (A4, RS) zugeführt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8.

dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Kippstufe (K) eine Anzeigeeinrichtung (Leuchtdiode LED) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Eingang (F) parallel zum Einspritzsteuerimpuls-Eingang (B) vorgesehen ist zur Zuführung eines Schubabschaltungsimpulses.