DE3328903C2 - Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors zur Ermittlung des Wertes eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Ansaugluft betrifft - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors zur Ermittlung des Wertes eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Ansaugluft betrifft

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Anomalie einer Sensoreinrichtung, zur Ermittlung eines Wertes eines Parameters, der die Menge der Ansaugluft betrifft, die an eine Verbrennungsmaschine geliefert wird, das bei der Steuerung des Betriebes der Maschine verwendet wird. Unmittelbar nach dem Schließen des Zündschalters der Maschine wird ein Ausgangswert von der Sensoreinrichtung gespeichert. Wenn ein Ausgangswert von der Sensoreinrichtung eine vorbestimmte Zeitperiode lang im wesentlichen gleich dem gespeicherten Wert bleibt, während gleichzeitig die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine größer bleibt als ein vorbestimmter Wert, wird die Sensoreinrichtung als anormal arbeitend betrachtet. Nach der Bestimmung des Auftretens einer solchen Anomalie wird ein früher gespeicherter vorbestimmter Wert des Parameters zur Steuerung des Betriebes der Maschine an der Stelle eines tatsächlichen Ausgangswertes von der Sensoreinrichtung verwendet. Die Sensoreinrichtung weist einen Drucksensor zur Ermittlung des Druckes in dem Ansaugrohr der Maschine und einen Sensor zur Ermittlung der Ansaugluft per se auf. Vorzugsweise wird die Bestimmung einer Anomalie in der Sensoreinrichtung verhindert, wenn die Maschine durch eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung verlangsamt wird.

Description

eintreten kann, ist es unmöglich, eine derartige Unregelmäßigkeit des Sensors für den Parameter zu ermitteln.
Aus der britischen Patentanmeldung 20 90 978 geht ein Verfahren zur Beurteilung des Betriebszustandes eines Sensors zur Ermittlung des Druckes im Ansaugrohr hervor. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei Beginn der Steuerung der Kraftstoffzufuhr zur Maschine auf der Basis des durch einen Drucksensor ermittelten Druckes im Ansaugrohr eine Unregelmäßigkeit im Drucksensor vorliegt Danach wird ein Ausgangssignal vom Drucksensor gespeichert Dieses Ausgangssignal wird mit einem nachfolgenden Ausgangssignal vom Drucksensor vergleichen. Ein normaler Betrieb des Drucksensors wird dann angenommen, wenn die Differenz zwischen den beiden genannten Ausgangssignalen des Drucksensors einen vorgegebenen Wert überschreitet Ein Problem besteht dabei darin, daß die Beurteilung der Funktion des Drucksensors sofort erfolgt und daher relativ unzuverlässig ist Außerdem kann eine Unregelmäßigkeit nicht ermittelt werden, bei der die Ausgangssignale des Sensors konstant bleiben und in einem normalen Wertebereich liegen.
Aus der JP-OS 57-62 944 geht lediglich ein.5 Sicherheitseinrichtung für Sensoren zur Ermittlung von Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine hervor. Dabei werden die Ausgangssignale der Sensoren mit ihren jeweiligen durch untere und obere Grenzwerte bestimmten Bereichen verglichen, und es wird dann ein Fehlersignal erzeugt, wenn ein Ausgangssignal eines der Sensoren aus dem entsprechenden Bereich fällt
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors zur Ermittlung eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Ansaugluft betrifft dahingehend zu verbessern, daß insbesondere eine Unregelmäßigkeit, bei der das Ausgangssignal vom Sensor einen im wesentlichen konstanten Wert aufweist, der innerhalb eines normalen Wertebereiches der Ausgangssignale liegt, der während des normalen Betriebes der Maschine auftreten kann, ermittelbar ist
Diese Aufgabe wird durch ein wie eingangs bereits erwähntes Verfahren gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch Unregelmäßigkeiten erfaßbar sind, bei denen die Ausgangssignale des Sensors eine.:) im wesentlichen konstanten Wert aufweisen, der innerhalb eines normalen Wertebereiches der Ausgangssignale liegt, der während des normalen Betriebes der Maschine auftreten kann. Dies gilt insbesondere für den einen Fall, in dem das den Sensor mit dem Ansaugrohr verbindende Rohrsystem beschädigt wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Betrieb der Brennkraftmaschine im Falle einer Unregelmäßigkeit des Sensors vorteilhafterweise dadurch fortgeführt, daß ein im voraus gespeicherter Wert des Parameters angewendet wird.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. i ein Blockdiagramm, das die gesamte Anordnung eines Steuersystems zur Lieferung von Kraftstoff an eine Brennkraftmaschine zeigt, das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar ist;
F i g. 2 ein Flußdiagramm, das die erfindungsgemäße Art der Ermittlung einer Unregelmäßigkeit in dem Ausgangswert eines Sensors für den absoluten Druck im Ansaugrohr zeigt;
F i g. 3 ein Schaltbild, das einen Kreis zur Erzeugung
eines aus einem einzigen Impuls bestehenden Signals IR und aufeinanderfolgender Impulse CPQL—CP2L nach dem Schließen des Zündschalters der Maschine zeigt und
F i g. 4 ein Schaltbild, das ein Beispiel für einen Kreis zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit in dem Ausgangswert des Sensors für den absoluten Druck im Ansaugrohr zeigt
F i g. 1 zeigt die gesamte Anordnung eines Steuersystems zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Brennkraftmaschine, bei der es sich beispielsweise um eine Maschine mit vier Zylindern handeln kana Ein Ansaugrohr 2 ist mit der Maschine 1 verbunden. In diesem Ansaugrohr 2 ist ein Drosselventil 3 angeordnet, diis mit einem Sensor 4 für die Drosselventilöffnung (ΘΤΗ) verbunden ist, durch den die Ventilöffnung ermittelt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das an eine elektronische Steuereinheit 5 (ECU) abgelegt wird.
Kraftstoffeinspritzventil 6 sind in dem Ansaugrohr 2 an einem Ort zwischen der Maschine 1 und dem Drosselventil 3 angeordnet. Die Anzahl der Kraftstcffeinspritzventile entspricht der Zahl der Zylinder der Maschine, icdes Kraftstoffeinspritzventil ist an einem Ort geringfügig stromaufwärts von dem Ansaugventil (nicht dagestellt) eines entsprechenden Zylinders der Maschine 1 angeordnet Diese Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) verbunden. Außerdem sind sie elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 5 derart verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden oder Kraftstoffeinspritzmengen durch von der elektronischen Steuereinheit 5 gelieferte Signale gesteuert werden.
Ein Sensor 8 für den absoluten Druck (PBA) steht mit dem Inneren des Ansaugrohres 2 an einem Ort in Verbindung, der unmittelbar stromabwärts von dem Drosselventil 3 liegt Der Sensor 8 für den absoluten Druck kann den absoluten Druck in dem Ansaugrohr 2 nachweisen und legt ein elektrisches Signal an die elektronische Steuereinheit 5 an, das den nachgewiesenen absoluten Druck anzeigt. Ein Sensor 9 für die Temperatur der Ansaugluft (TA) ist in dem Ansaugrohr 2 an einem Ort angeordnet der stromabwärts von dem Senser 8 für den absoluten Druck liegt Der Sensor 9 ist ebenfalls elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 5 verbunden, um an diese ein elektrisches Signal zu liefern, das die ermittelte Temperatur der Ansaugluft anzeigt.
Ein Sensor 10 für die Maschinentemperatur (TW), der aus einem Thermistoi· od. dgL bestehen kann, ist an dem Hauptkörper der Maschine 1 derart angeordnet, daß er in der Umfangswand eines Zylinders der Maschine 1 eingebettet ist. Ein elektrisches Ausgangssignal vom Sensor 10 wird an die elektronische Steuereinheit :5 geliefert.
Ein Sensor 11 für die Drehzahl der Maschine, der im folgenden auch als »Ate-Sensor« bezeichnet wird, und ein Sensor 12 zur Unterscheidung der Zylinder sind gegenüber einer Nockenwelle (nicht dargestellt) der Maschine 1 oder einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) der Maschine 1 angeordnet. Der Sensor 11 ka*sn einen Impuls an einem besonderen Kurbelwinkel der Maschine 1 immer dann, wenn sich die Kurbelwelle durch 180° dreht, d. h. nach der LiTieugurig jedes Impulses eines die Position des oberen Totpunktes betreffenden Signals (TDC) erzeugen. Der Sensor 12 kann einen Impuls bei
einem besonderen Kurbelwinkel eines besonderen Zylinders der Maschine 1 erzeugen. Die obengenannten, durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten Impulse werden an die elektronische Steuereinheit 5 angelegt.
Ein Dreiwege-Katalysator 14 ist in einem Auspuffrohr 13 angeordnet, das sich vom Hauptkörper der Maschine 1 aus erstreckt, um Bestandteile HC, CO und NO, abzuscheiden, die in den Auspuffgasen enthalten sind. Ein O2-Sensor 15 ist in das Auspuffrohr 13 an einem Ort eingeführt, der stromaufwärts von dem Dreiwege-Katalysator 14 liegt, um die Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen zu ermitteln und um ein elektrisches Signal an die elektronische Steuereinheit 5 zu liefern, das einen ermittelten Konzentrationswert anzeigt
Außerdem sind mit der elektronischen Steuereinheit S ein Sensor 16 zur Ermittlung des Atmosphärendrukkes (PA) und ein Zündschalter 17 der Maschine 1 verbunden. Es können daher an die elektronische Steuereinheit S ein Ausgangssignal von dem Sensor 16. eine Versorgungsspannung von einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) durch den Zündschalter 17 und ein Signal von dem Zündschalter 17 angelegt werden, das die Einschaltposition und die Ausschaltposition des Zündschalters 17 anzeigt.
Die elektronische Steuereinheit 5 kann bestimmen, ob eine Unregelmäßigkeit bzw. Anomalie in dem Wert des Ausgangssignals von dem Sensor 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2 erscheint oder nicht. Dabei erfolgt diese Bestimmung auf eine Weise, die nachfolgend erläutert werden wird. Außerdem kann die elektronische Steuereinheit 5 Betriebszustände der Maschine 1 bestimmen, um die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 6 auf der Basis der ermittelten Betriebszustände der Maschine 1 unter Anwendung der folgenden Gleichung synchron mit der Erzeugung des Impulses des TDC-Signals von dem Ne-Sensor11 zu berechnen:
TOUT= Ti χ K-. + TK2
Ti bezeichnet einen Grundwert der Kraftstoffeinspritzperiode, der als eine Funktion der Werte des absoluten Druckes PB des Ansaugrohres 2 und der Drehzahl Ne der Maschine 1 berechnet wird. K\, Ki bezeichnen Korrekturkoeffizienten und Korrekturwerte, wobei Werte von K\ und Ki in Antwort auf Werte der Ausgangssignale von den obengenannten verschiedenen Sensoren, d. h. von dem Sensor 4 für die Drosselventilöffnung, dem Sensor 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2, dem Sensor 9 für die Temperatur der Ansaugluft, dem Sensor 10 für die Temperatur des Wassers der Maschine 1, dem /Ve-Sensor 11, dem Sensor 12 zur Unterscheidung der Zylinder, dem 02-Sensor 15, dem Sensor 16 für den Atmosphärendruck und dem Zündschalter 17, unter Anwendung der entsprechenden Gleichungen berechnet werden. Auf diese Weise werden optimale Betriebscharakteristiken der Maschine 1, wie eine optimale Startbarkeit, optimale Emissionscharakteristiken, ein optimaler Kraftstoffverbrauch und eine optimale Beschleunigbarkeit erreicht
Wenn die elektronische Steuereinheit 5 bestimmt daß die Maschine 1 in einem vorbestimmten Verlangsamungs- oder Kraftstoffunterbrechungsbereich arbeitet der die Unterbrechung der Kraftstofflieferung an die Maschine 1 erfordert stellt sie einen Wert der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT, der nach der obigen Gleichung (1) berechnet wurde, auf 0 ein.
Die elektronische Steuereinheit 5 arbeitet auf der Basis von Werten der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT, die in der obengenannten Weise berechnet werden, um Steuersignale an die Kraftstoffeinspritzventile 6 zu liefern, um diese zu erregen.
Fig. 2 zeigt einen Datenflußplan einer Art zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit in dem Wert eines Ausgangssignals des Sensors 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2, durch das der absolute Druck PB des Ansaugrohres 2 angezeigt wird. Das Programm dieses Datenflußplanes wird in der elektronischen Steuereinheit 5 ausgeführt.
Zuerst wird beim Start der Maschine 1 der Zündschalter 17 der Fig. 1 eingeschaltet oder geschlossen, um beim Schritt 1 die Initialisierung der elektronischen Steuereinheit 5 zu bewirken. Bei dieser Gelegenheit wird ein vorbestimmter Wert PBO des absoluten Drukkes im Ansaugrohr 2 in einem Register der elektronischen Steuereinheit 5 gespeichert, der an der Stelle des Wertes eines tatsächlichen Ausgangssignals von dem Sensor 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2 in dem Fall verwendet werden kann, in dem eine Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2 und dem damit in Verbindung stehenden Leitungssystem auftritt. Dann wird der Wert eines Ausgangssignals von dem Sensor 8 für den absoluten Druck ermittelt und in einem Register in der elektronischen Steuereinheit 5 als ein Wert PBIC zu einer Zeit unmittelbar, Dichdem der Zündschalter 17 eingeschaltet wurde, gespeichert (Schritt 2). Die zuvorgenannten Schritte 1 und 2 werden nur einmal ausgeführt, wenn der Zündschalter 17 beim Starten der Maschine 1 eingeschaltet wird. Wenn diese Schritte einmal ausgeführt wurden, werden die folgenden Schritte 3 bis 6 jedesmal dann ausgeführt, wenn ein Impuls des TOC-Signals erzeugt wird.
Beim Schritt 3 wird bestimmt, ob die Drehzahl Ne der Maschine 1, die durch den Λ/e-Sensor 11 der Fig. 1 ermittelt wurde, einen vorbestimmten Wert NCR, beispielsweise 400 U/min, übersteigt oder nicht Wenn die Antwort »nein« lautet, wird das gegenwärtige Programm beendet ohne daß die untenerwähnte Bestimmung bzw. Feststellung einer Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck erfolgt Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 3 »ja« lautet, wird dann im Schritt 4 bestimmt, ob die Maschine 1 in dem zuvor erwähnten vorbestimmten Verlangsamungs- oder Kraftstoffunterbrechungsbereich arbeitet oder nicht
Die Bestimmung des Schrittes 4 erfolgt aus den folgenden Gründen: In dem Fall, in dem die Maschine 1 bei völlig geschlossenem Drosselventil verlangsamt -vird, während das Fahrzeug auf einer lang abfallenden Neigung fährt erfolgt keine wesentliche Änderung in dem absoluten Druck des Ansaugrohres 2, weil das Drosselventil völlig geschlossen ist Während dieser Verlangsamung der Maschine 1 kann, selbst wenn der Zündschalter 17 zuerst ausgeschaltet ist und dann eingeschaltet wird, der absolute Druck im Ansaugrohr 2 weiter eine vorbestimmte Zeitperiode lang einen Wert annehmen, der im wesentlichen gleich dem Wert PBIG ist der nach dem Einschalten des Zündschaiters 17 ermittelt und ausgelesen wurde. Die elektronische Steuereinheit 5 trifft daher eine falsche Entscheidung, daß eine Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck oder in seinem Rohrsystem vorliegt Bei dem vorliegenden Verfahren wird daher, wenn die Maschine 1 in dem obengenannten vorbestimmten Kraftstoffunterbrechungsbereich arbeitet während die Drehzahl Ne der Maschine 1
den vorbestimmten Wert NCR überschreitet (d. h., wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (4) »ja« lautet), die die Unregelmäßigkeit des Sensors 8 für den absoluten Druck und seines Rohrsystems betreffende Bestimmung nicht ausgeführt. Statt dessen wird das Programm sofort beendet.
Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt (4) »nein« lautet, schreitet das Programm zum Schritt (5) fort, in dem eine Bestimmung getroffen wird, ob die Differenz zwischen einem ermittelten Wert PB des absoluten Druckes, der in der gegenwärtigen Schleife der Ausführung des Programms ausgelesen wurde, und einem ermittelten Wert PBIG des absoluten Druckes, der nach dem Schließen des Zündschalters 17 beim Schritt (2) ausgelesen wurde, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht, und ob zur selben Zeit die Differenz eine vorbestimmte Zeitperiode, beispielsweise 2 see, kleiner geblieben ist als der vorbestimmte Wert. Der genannte vorbestimmte Wert der Differenz wird auf einen kleinen Wert eingestellt, so daß der Wert PB des absoluten Druckes, der in der gegenwärtigen Schleife ausgelesen wird, so betrachtet werden kann, als ob er im wesentlichen gleich dem Wert PBIG des absoluten Druckes ist. Beispielsweise wird dieser Wert auf 8 mm Hg eingestellt. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (5) »nein« lautet, wird entschieden, daß keine Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck und dem damit in Verbindung stehenden Rohrsystem vorliegt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Antwort »ja« lautet, d. h., wenn der Ausgangswert PB von dem Sensor 8 für den absoluten Druck die obengenannte vorbestimmte Zeitperiode lang unverändert geblieben ist und auf einem Wert gehalten wurde, der im wesentlichen gleich dem Wert PBIG ist, der nach dem Schließen des Zündschalters 17 ausgelesen wurd.o, entschieden, daß eine Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck oder in seinem Rohrsystem vorliegt. Dann führt die elektronische Steuereinheit 5 den Schritt (6) aus, um einen Warn- und Sicherheitsschritt zu bewirken. Der Warnschritt und der Sicherheitsschritt können in verschiedenen Formen ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Warnschritt die Betätigung einer Warnvorrichtung, wie beispielsweise einer Alarmlampe, beinhalten. Der Sicherheitsschritt kann die Anwendung des zuvor genannten vorbestimmten Wertes PBO des absoluten Druckes im Ansaugrohr (z. B. 460 mm Hg) im Zusammenhang mit der Gleichung (1) zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode TOi/Tbeinhalten. Durch die Anwendung dieses vorbestimmten Wertes PBO im Falle des Auftretens einer Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck kann eine anomale Zunahme der Kraftstoffmenge für die Maschine 1 verhindert werden.
Die obengenannten Warn- und Sicherheitsschritte des Schrittes (6) werden im Falle des Eintretens einer Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck ununterbrochen, wenigstens bis der Zündschalter 17 ausgeschaltet wird, ausgeführt
F i g. 3 und 4 zeigen beispielhaft einen in der elektronischen Steuereinheit 5 vorgesehenen Kreis für das in F i g. 2 gezeigte Verfahren zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit in dem Sensor 8 für den absoluten Druck und dem damit in Verbindung stehenden Rohrsystem.
In F i g. 3 ist ein Kreis dargestellt, der ein Steuerimpulssignal IR und ein sequentielles Impulssignal erzeugt, das die Impuise CPOL bis CP2L umfaßt, die in dem später beschriebenen Kreis der F i g. 4 zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit verwendet werden. Der Zündschalter 17 der Fig. 1 ist mit einem Eingang einer Regeleinrichtung 518 für eine konstante Spannung verbunden. Der Ausgang dieser Regeleinrichtung 518 ist mit einem Impulsgeneratorkreis verbunden, der aus einem s Bauteilepaar, das aus einem Widerstand /?3 und einem Kondensator C3 besteht, und einer Diode DZ besteht. Der Widerstand R 3 und der Kondensator CZ sind zwischen dem Ausgang der Regeleinrichtung 518 und Masse in Serie miteinander verbunden. Die Diode DZ ist
ίο parallel zu dem Widerstand RZ geschaltet und liegt zwischen dem Verbindungspunkt JZ des Widerstandes RZ und des Kondensators CZ und dem Ausgang der Regeleinrichtung 518 für die konstante Spannung. Wenn der Zündschalter 17 eingeschaltet wird, erzeugt die Regeleinrichtung 518 für die konstante Spannung eine geregelte Spannung + Vcc an ihrem Ausgang und gleichzeitig wird ein Impuls eines niedrigen Pegels an dem Verbindungspunkt JZ des Impulsgeneratorkreises erzeugt und durch einen Inverter 519 in einen Impuls eines hohen Pegels invertiert, bei dem es sich um das Signal IR handelt. Wie dies oben festgestellt wurde, wird dieses aus einem einzigen Impuls bestehende Signal IR nur dann erzeugt, wenn der Zündschalter 17 geschlossen wird. Dieses Signal IR wird an einen Generator 520 für sequentielle Impulse und an einen Setzimpuls-Eingangsanschluß Seines Flip-Flops 521 (F ig. 4),das nachfolgend noch erläutert wird, angelegt. Der Generator 520 für die sequentiellen impulse spricht auf das Signal IR an, um aufeinanderfolgend Impulse CPOL, CPiL und CP 2L zu erzeugen. Diese Impulse werden als Befehlssignale zum Lesen eines Wertes des absoluten Druckes PB des Ansaugrohres 2 unmittelbar nach dem Schließen des Zündschalters 17 verwendet, wie dies nachfolgend noch erläutert werden wird.
Gemäß F i g. 4 wird ein Ausgangssignal von dem Sensor 8 für den absoluten Druck der Fig. 1 durch einen Analog-Digital-Wandler (nicht dargestellt) in ein digitales Signal umgewandelt, das an ein Pö-Wert-Register 501 angelegt wird. Dieses digitale Signal wird in das fß-Wert-Register 501 immer dann eingegeben, wenn ein Auslese-Befehlsimpuls an dieses angelegt wird. Während der Drehung der Maschine 1 wird der an das PB-Wert-Register 501 angelegte Auslese-Befehlsimpuls von einem Impulsgenerator (nicht dargestellt) geliefert, der synchron mit der Erzeugung der Impulse des TDC-Signals vom Λ/e-Sensor 11 arbeitet, während, wenn der Zündschalter 17 geschlossen ist, der Auslese-Befehlsimpuls sofort von dem Generator 520 für die sequentiellen Impulse (F i g. 3) geliefert wird, da die Maschine 1 sich
so dann nicht dreht, und da daher dann kein Impuls des TDC-Signals erzeugt wird. Genauer gesagt wird der ers;e sequentielle Impuls CPOL, der von dem Generator 520 erzeugt wird, an den genannten Analog-Digital-Wandler (nicht dargestellt) angelegt, um eine Analog-Digital-Umwandlung des Ausgangsignals von dem Sensor 8 für den absoluten Druck zu befehlen. Der zweite sequentielle Impuls CPlL wird an das PB-Wert-Register 501 als ein Auslese-Befehlsimpuls angelegt, um die Eingabe eines digitalen Wertes des absoluten Druckes PB des Ansaugrohres 2, der sich aus der durch den ersten sequentiellen Impuls CPOL bewirkten Analog-Digital-Umwandlung ergibt, in das PB-Wert- Register 501 eingegeben. Der dritte sequentielle Impuls CP2L wird an ein PBIG-Wert- Register 502 angelegt, um die Eingabe des digitalen Wertes des absoluten Druckes des Ansaugrohres 2 vom PS-Wert-Register 501 in das P5/G-Register 502 zu bewirken. An das PBIG-Wert-Register 502 wird der sequentielle Impuls CP 2L allein
als ein Auslese-Befehlsimpuls angelegt, der nach dem Schließen des Zündschalters 17 erzeugt wird. Aus diesem Grunde wird ein in dem /WG-Wert-Register 502 gespeicherter Wert nicht fortgeschrieben bzw. aktualisiert, wenn nicht der Zündschalter 17 wieder eingeschaltet wird, nachdem er ausgeschaltet wurde. Auf diese Weise wird ein nach dem Schließen des Zündschalters 17 ausgelesener Wert des absoluten Druckes PB des Ansaugrohres 2 in das PBlG-Wert-Register 502 eingegeben und dort als ein Wert PBIG gehalten. Der in dem PBIG-Wert-Register 502 gespeicherte Wert PBIG wird als ein Eingangssignal Si an entsprechende Eingangsanschlüsse eines Addiergliedes 506 und eines Subtrahiergliedes 507 angelegt. An die anderen Eingangsanschlüsse 5066 und 5076 des Addiergliedes 506 und des Subtrahiergliedes 507 wird als ein Eingangssignal 52 ein vorbestimmter Wert ΔΡΒ (z. B. 8 mm Hg) von einem 4PB-Wert-Speicher 508 angelegt. Das Addierglied 506 führt eine Addition der Eingangswert Si, 52 durch und liefert die sich ergebende Summe (S\ + S2) an einen Vergleieher 504 über dessen Eingangsanschluß 5046 als ein Eingangssignal B\.
Das Subtrahierglied 507 subtrahiert den Eingangswert S2 von dem Eingangswert Si und legt die sich ergebende Differenz (Si-S2) als ein Eingangssignal B1 an einen Vergleicher 505 über dessen Eingangsanschluß 5056. Die anderen Eingangsanschlüsse 504a und 505a der Vergleicher 504 und 505 sind mit dem Ausgang des PS-Wert-Registers 501 verbunden, damit an sie ein ermittelter Wert des absoluten Druckes PB im Ansaugrohr 2 jeweils als ein Eingangssignal A\ und ein Eingangssignal A2 geliefert werden kann. Der Vergleicher 504 vergleicht das Eingangssignal A1 mit dem Eingangssignal B]. Wenn die Beziehung A\£,B\ gilt, erzeugt der Vergieicher 504 ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel des Wertes »1« und legt dieses an einem AND-Kreis 510 an. Der Vergleicher 505 vergleicht das Eingangssignaä A1 mit einem Eingangssignal B2. Wenn die Beziehung A2^B2 gilt erzeugt der Vergleicher 505 ein Ausgangssigna! mit einem hohen Pegel des Wertes »1« und legt dieses an den AND-Kreis 510 an. Mit anderen Worten vergleichen die Vergleicher 504,505 im wesentlichen den Ausgangswert von dem Sensor 8 für den absoluten Druck mit dem Wert PBIG, der zur Zeit des Schließens des Zündschalters 17 ermittelt und ausgelesen wurde, und erzeugen Ausgangssignale mit einem hohen Pegel des Wertes »1«, wenn die Differenz zwischen den beiden Werten kleiner ist als der vorbestimmte Wert ΔΒΡ{=8 mm Hg).
Ein NE-Wert-Register 512 speichert einen Wert NE, so bei dem es sich um den reziproken Wert eines Ausgangswertes der Drehzahl Ne von dem We-Sensor 11 der F i g. 1 handelt Dieser Wert NE wird zu einer zweckdienlichen Verarbeitung in der elektronischen Steuereinheit 5 erzeugt und ist proportional einem gemessenen Wert des Zeitintervalls zwischen benachbarten Impulsen des 7DC-Signals von dem Afe-Sensor 11. Dies bedeutet, daß er proportional zum reziproken Wert der Drehzahl Ne der Maschine 1 ist. Der Wert NE in dem Register 5t2 wird daher immer dann aktualisiert, wenn ein Impuls vom 72X7-Signal erzeugt wird. Der Wert NE von dem NE-Wert-Register 512 wird an einen Vergleicher 511 über dessen Eingangsanschluß 511a als ein Eingangssignal A3 angelegt An den anderen Eingangsanschluß 5116 des Vergleichers 511 wird als Eingangsssgna! B3 ein Wert angelegt, der dem reziproken Wert NCR der vorbestimmten Drehzahl (4GO U/min) entspricht der in einem NCÄ-Wert-Speicher 513 gespeichert ist. Der Vergleicher 511 vergleicht den Eingangswert Aj p>it dem Eingangswert Bz und erzeugt, wenn die Beziehung Az > B3 gilt, d. h., wenn die Drehzahl Ne der Maschine 1 kleiner ist als der vorbestimmte Wert NCR, ein tiefpegeliges Ausgangssignal des Wertes »0« und legt dieses an den obengenannten AND-Kreis 510 an, um diesen zu entregen. Die Entregung des AND-Kreises 510 macht einen Schaltkreis zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit unwirksam, auf den später noch eingegangen werden wird und der bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Ausgangswert von dem Sensor 8 für den absoluten Druck und dem Wert PBIG, der zur Zeit des Schließens des Zündschalters 17 ausgelesen wurde, eine vorbestimmte Zeitperiode kleiner geblieben ist als der vorbestimmte Wert dPB(ß mm Hg) oder nicht
Wenn der Vergleicher 511 bestimmt, daß die Beziehung A3S B3 erfüllt ist d. h., wenn die Drehzahl Ne der Maschine 1 größer ist als der vorbestimmte Wert NCR, legt er ein hochpegeliges Ausgangssignal des Wertes »1« an den AND-Kreis 510 an.
Die Ausgänge des PB-Wert-Registers 501 und des NE-Wert-Registers 512 sind auch mit dem Eingang eines Kreises 503 zur Bestimmung der Kraftstoffunterbrechung verbunden, um an diesen Signale anzulegen, die die ermittelten Werte des absoluten Druckes PB im Ansaugrohr 2 und der Drehzahl Ne der Maschine 1 anzeigen. Der Kreis 503 zur Bestimmung der Kraftstoffunterbrechung verarbeitet diese Eingangssignale, um Betriebszustände der Maschine 1 zu bestimmen und erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal des Wertes »1«, wenn die Maschine 1 in einem vorbestimmten Verlangsamungs- oder Kraftstoffunterbrechungsbereich arbeitet der die Unterbrechung der Kraftstoffversorgung zur Maschine 1 erfordert. Dieses hochpegelige Ausgangssignal wird durch einen Inverter 509 in einen tiefen Pegel des Wertes »0« invertiert, um die Entregung des AND-Krciscs 510 zu bewirken, und urn dadurch den zuvor genannten Kreis zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit unwirksam zu machen.
Wenn alle Eingänge zu dem AND-Kreis 510, die von den Vergleichern 504, 505 und 511 und dem Kreis 503 zur Bestimmung der Kraftstoffunterbrechung über den Inverter 509 beliefert werden, einen hohen Pegel des Wertes »1« annehmen, wird der Ausgang des AND-Kreises 510 tiefpegelig, wodurch ein AND-Kreis 517 erregt wird und wodurch auch bewirkt wird, daß ein mit dem Ausgang des AND-Kreises 510 verbundener Differenzierkreis, der aus einem Kondensator C1, einem Widerstand R1 und einer Diode D1 besteht, einen einzigen Impuls mit einem hohen Pegel erzeugt. Dieser einzige Impuls mit dem hohen Pegel wird als ein Triggerimpuls an einen monostabilen Multivibrator 515 angelegt der wiederum einen einzigen hochpegeligen Impuls erzeugt der eine vorbestimte Impulsdauer von beispielsweise 2 see aufweist
Das Ausgangssignal von dem monostabilen Multivibrator 515 wird nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode, die der obigen vorbestimmten Impulsdauer entspricht tiefpegelig, wodurch bewirkt wird, daß ein weiterer Differenzierkreis, der mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 515 verbunden ist und aus einem Kondensator CX, einem Widerstand R 2 und einer Diode D 2 besteht einen einzigen tiefpegeligen Impuls erzeugt Dieser einzige tiefpegelige Impuls wird durch einen Inverter 516 in einen hohen Pegel invertiert und an den Zurücksetz-Impulseingangsanschluß R eines Flip-Flops 521 über den AND-Kreis 517 angelegt der
oo
»wo
sich dann in einem erregten Zustand befindet.
Nach dem Anlegen des genannten hochpegeligen Impulses wird das Q-Ausgangssignal vom Flip-Flop 521 tiefpegeiig und an den AND-Kreis 522 angelegt, um diesen zu entregen. Das ~Q-Ausgangssignal wird hochpegelig und wird an den AND-Kreis 523 angelegt, um diesen zu erregen. Der Eingang des AN D-Kreises 522 ist mit dem Ausgang des bereits erwähnten PB-Wert-Registers 501 verbunden. Die Entregung des AND-Kreises 522 verhindert daher die Auslieferung des Ausgangswertes des absoluten Druckes PB des Ansaugrohres 2 von dem Pß-Wert-Register 501 über den AND-Kreis 522 und einen OR-Kreis 524, während andererseits der vorbestimmte Wert PBO (460 mm Hg) von einem PBO- Wert- Register 514, der an den dann erregten !5 AND-Kreis 523 angelegt wird, durch den AND-Kreis 523 und den OR-Kreis 524 ausgegeben werden kann. Dieser vorbestimmte Wert PBO wird in das PßOWert-Register 514 eingegeben bzw. eingelesen, wenn der Zündschalter i7 eingeschaltet wird, um die eiektronisehe Steuereinheit 5 (Schritt 1 der F i g. 2) zu initialisieren, um an einen Berechnungskreis für die Kraftstoffeinspritzperiode (nicht dargestellt) in der elektronischen Steuereinheit 5 geliefert zu werden, um bei der Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT unter der Verwendung der Gleichung (1) angewendet zu werden.
Das hochpegelige φ-Ausgangssignal vom Flip-Flop 521 wird ebenfalls als ein eine Unregelmäßigkeit anzeigendes Signal zur Betätigung der Warnvorrichtung, beispielsweise einer Alarmlampe, ν srwendet.
Das <?-Ausgangssignal und das φ-Ausgangssignal vom Flip-Flop 521 behalten nach dem Zurücksetzen des Flip-Flops durch den an seinen Eingangsanschluß R angelegten Zurücksetzimpuls ihre Pegel, bis das Flip-Flop durch das zuvor erwähnte hochpegelige Signal IR der F i g. 3 gesetzt wird, das an seinen Setzimpuls-Eingangsanschluß 5 angelegt wird. Dies bedeutet, daß die jeweiligen Pegel so lange beibehalten werden, bis dsr Zündschalter 17, nachdem er einmal ausgeschaltet wurde, wieder eingeschaltet wird.
Wenn das Ausgangssignal vom AND-Kreis 510 tiefpegelig wird, bevor das Ausgangssignal von dem monostabilen Multivibrator 515 nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode von 2 see tiefpegeiig wird, d. h., wenn einer der folgenden Zustände vorliegt, bewirkt das tiefpegeiige Ausgangssignal von dem AND-Kreis 510 die Entregung des AND-Kreises 517 und zur selben Zeit die Zurücksetzung des monostabilen Multivibrators 515, um zu verursachen, daß dieser ein tiefpegeliges Ausgangssignal erzeugt Die genannten Zustände sind erfüllt, wenn:
a) der Vergleicher 504 oder 505 bestimmt, daß die Differenz zwischen dem tatsächlichen gespeicherten Wert PB und dem Wert PBlG, der zur Zeit des Schließens des Zündschalters 17 ausgelesen wurde, größer wird als der vorbestimmte Wert APB;
b) der Vergleicher bestimmt, daß die Drehzahl Ne der Maschine 1 unter den vorbestimmten Wert NCR fällt und
c) der Kreis 503 zur Bestimmung der Kraftstoffabschaltung bestimmt, daß die Maschine 1 in dem vorbestimmten Verlangsamungs- oder Kraftstoffabschaltungsbereich arbeitet Bei dieser Gelegenheit wird ein einziger tiefpegeliger Impuls durch den Differenzierkreis an der Ausgangsseite des monostabilen Multivibrators 515 in derselben Weise erzeugt, wie dies früher bereits erläutert wurde.
Da sich jedoch der AND-Kreis 517 dann in eine.η entregten Zustand vor der Erzeugung des einzigen tiefpegeligen Impulses befindet, wird das Flip-Flop 521 nie zurückgesetzt.
Anstelle des Sensors 8 für den absoluten Druck im Ansaugrohr 2 kann auch ein anderer Sensor eingesetzt werden, z. B. ein Sensor zur Messung der Ansaugiuftmenge, um Unregelmäßigkeiten im Leitungssystem dieses Sensors zu bestimmen, wenn das Ausgangssignal des Sensors einen Wert aufweist, der trotz des Auftretens dieser Unregelmäßigkeit in einem normalen Bereich des Ausgangssignals liegt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bildet der Sensor 8 Teil eines Kraftstoffversorgungs-Steuersystems; dieser Sensor kann jedoch auch Teil z. B. eines Zündzeitpunkt-Steuersystems oder eines Abgasrückführungs-Steuersystems sein.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors (8) zur Ermittjung des Wertes eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine (1) gelieferten Ansaugluft betrifft, wobei die Maschine (1) einen Zündschalter (17) aufweist, bei dem
1) ein Ausgangswert (PBIG) von dem Sensor (8), der unmittelbar nach dem Schließen des Zündschalters (17) der Maschine (1) erzeugt wurde, gespeichert wird,
2) die Drehzahl (Ne) der Maschine (1) ermitteit wird und die ermittelte Drehzahl mit einem vorbestimmten Wert (NCR) verglichen wird und
3) ein Ausgangswert (PB) von dem Sensor (8) mit dem gespeicherten Ausgangswert (PBIG) verglichen wird, wobei aus dem Ergebnis des Vergleiches ?uf das Vorliegen einer Unregelmäßigkeit geschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
4) der Sensor (8) als anomal angesehen wird, wenn der Vergleich ergibt, daß der Sensor (8) eine vorbestimmte Zeitperiode lang ununterbrochen einen Ausgangswert erzeugt, der im wesentlichen gleich dem gespeicherten Ausgangswert (PBIG) ist, während gleichzeitig die ermittelte Drehzahl (Ne) der Maschine (1) den vorbestimmten Wert (NCR) übe? .chreitet
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (1) ein Ansaugrohr (2) aufweist und daß der Sensor (S) ein Drucksensor zur Ermittlung des Druckes im Ansaugrohr ist
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (8) ein Sensor zur Ermittlung der Menge der Ansaugluft ist, die an die Maschine (1) geliefert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte:
5) Bestimmen, ob die Maschine (1) in einem vorbestimmten Verlangsamungsbereich arbeitet, der eine Unterbrechung der Kraftstofflieferung an die Maschine (1) erfordert oder nicht, und
6) Verhindern der Ausführung des Schrittes 4, gemäß dem der Parameter als anomal angesehen wird, wenn bestimmt wird, daß die Maschine (1) in dem vorbestimmten Verlangsamungsbereich arbeitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Wert (PBO) des Parameters im voraus gespeichert und zur Steuerung des Betriebes der Maschine (1) an der Stelle eines Ausgangswertes (PB) von dem Sensor (8) verwendet wird, wenn der Sennsor (8) beim Schritt 4 als anomal angesehen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors zur Ermittlung des Wertes eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Ansaugluft betrifft, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der US-PS 3483 851 geht ein Verfahren zur Steuerung der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Kraftstoffmenge hervor. Bei diesem Verfahren kann die Kraftstoffeinspritzperiode einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge, d. h. des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses einer an die
ίο Maschine gelieferten Luft/Kraftstoff-Mischung dadurch bestimmt werden, daß zuerst ein Grundwert der obengenannten Ventilöffnungsperiode als eine Funktion der Drehzahl der Maschine und des absoluten Druckes im Ansaugrohr bestimmt wird und daß dann zu diesem Konstanten und/oder Koeffizienten hinzugefügt und/oder daß dieser mit Konstanten oder Koeffizienten multipliziert wird. Dabei sind die Koeffizienten Funktionen der Drehzahl der Maschine, des absoluten Druckes im Ansaugrohr, der Temperatur der Maschine, der Drosselventilöffnung, der Bestandnteilkonzentration (Sauerstoffkonzentration) des Auspuffgases usw. Das Hinzurügen und/oder Multiplizieren erfolgt durch eine elektronische Recheneinrichtung.
Bei einem derartigen Verfahren zur Krafts toffversorgung wird, wenn ein Ausgangssignal von einem Sensor zur Ermittlung des Wertes eines Parameters, der sich auf den Betriebszustand der Maschine bezieht, einen anomalen Wert infolge einer Unterbrechung in dem Leitungssystem des Sensors usw. zeigt, die Kraftstoffeinspritzmenge nicht auf geeignete Werte gesteuert Der Betrieb der Maschine, wie beispielsweise die Antriebsleistung, wird dabei schädlich beeinflußt, weil die Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge bei dieser Gelegenheit unter Anwendung dieses anomalen Wertes als ein tatsächlicher Wert des Parameters fortgeführt wird. Es ist daher eine Sicherheitsmaßnahme erforderlich, die den fortgesetzten Betrieb der Maschine selbst in dem Fall sicherstellt, in dem ein Fehler des Sensors für den Parameter, d. h. ein Fehler in dem Sensorkörper selbst,
z. B. dem Leitungssystem, auftritt. Um dieser Notwendigkeit gerecht zu werden, wurde in der japanischen Offenlegungsschrift 54-141926 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem angenommen wird, daß eine Unregelmäßigkeit in einem Sensor auftritt, wenn ein Ausgangssignal von diesem Sensor einen Wert aufweist, der außerhalb eines vorbestimmten normalen Wertebereiches der Ausgangssignale liegt, und bei dem dann ein vorbestimmter Wert des Parameters angewendet wird, um die KraftstoffversorgungSmenge zur Maschine zu steuern,
so anstatt daß die Steuerung durch einen tatsächlichen Ausgangswert vom Sensor erfolgt. .
Ein derartiges Verfahren zur Ermittlung von Unregelmäßigkeiten kann jedoch nicht dem Fall angewendet werden, in dem ein Ausgangssignal von dem Sensor in dem vorbestimmten normalen Wertebereich der Ausgangssignale liegt, wenn tatsächlich eine Unregelmäßigkeit im Sensor auftritt. Genauer gesagt wirkt beispielsweise in dem Fall, in dem das einen Drucksensor für das Ansaugrohr mit dem Ansaugrohr der Maschine verbindende Rohr entweder von dem Drucksensor oder von dem Ansaugrohr getrennt wird, der Druck im Ansaugrohr nicht auf den Drucksensor ein. Das Ausgangssignal vom Drucksensor zeigt daher einen relativ zum Atmosphärendruck konstanten Wert, der unabhängig von tatsächlichen Druckänderungen im Ansaugrohr ist. Wenn in einem solchen Fall der konstante Ausgangswert in einem normalen Wertebereich der Ausgangssignale liegt, der während des normalen Betriebes der Maschine
DE3328903A 1982-08-12 1983-08-10 Verfahren zur Ermittlung einer Unregelmäßigkeit eines Sensors zur Ermittlung des Wertes eines Parameters, der die Menge der an eine Brennkraftmaschine gelieferten Ansaugluft betrifft Expired DE3328903C2 (de)

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