DE3332612A1

DE3332612A1 - Steuerung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses fuer einen verbrennungsmotor mit verbesserter ausfallsicherung

Info

Publication number: DE3332612A1
Application number: DE19833332612
Authority: DE
Inventors: Susumu Okazaki Aichi Harada; Masakazu Anjo Aichi Honda; Takehiro Oobu Aichi Kikuti; Akio Kariya Aichi Kobayashi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1982-09-11
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPH0350098B2; DE3332612C2; US4750128A; JPS5949330A

Description

Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor mit verbesserter Ausfallsicherung

Die Erfindung betrifft eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor in Kraftfahrzeugen und insbesondere eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einer Ausfallsicherung, welche in der Lage ist, den Motor während eines Ausfalles der Computersteuerung laufen zu lassen.

Der Einsatz von Mierοcomputern zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor bei motorbetriebenen Kraftfahrzeugen oder ähnlichem ist weit verbreitet.

Obwohl das Luft/Kraftstoff-Verhältnis einer Luft/Kraftstoff-Mischung, welche einem Verbrennungsmotor zugeführt wird auf der Basis von notwendigen Steuerinformationen durch einen Microcomputer in herkömmlichen computergesteuerten Motoren optimal gesteuert wird, wird bei einer einzigen Fehlfunktion des

■^ . Microcomputers die Kraftstoffzufuhr unterbrochen oder sie wird unkontrollierbar. In Kraftfahrzeugen sollte ein derartiger ungewünschter Zustand vermieden werden, um die Sicherheit der Insassen sicherzustellen. Aus dieser Überlegung heraus sind einige herkömmliche Steuerungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Microcomputer mit einer Ausfallsicherung ausgerüstet, wie sie in der japanischen Offenlegungsschrift 56-135201 und in der zugehörigen US-Patentschrift 4 370 962 offenbart sind. In Übereinstimmung mit diesem Stand der Tech-

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nik ist eine Ausfallsicherung zusätzlich vorgesehen, welche unabhängig von dem Microcomputer arbeitet, so daß die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor ununterbrochen sichergestellt ist, sogar nachdem der Microcomputer fehlerhaft 2U arbeiten begonnen hat und somit dem Motor ein fortlaufendes Arbeiten gestattet. Dies hat zur Folge, daß das Kraftfahrzeug gefahren werden kann und somit ist es möglich, ein unerwünschtes Liegenbleiben des Kraftfahrzeuges auf der Straße zu verhindern und zu der nächsten Werk-IQ statte weiter zu fahren.

Bei diesem herkömmlichen Steuerungen des

Luft/Kraftstoff-Verhältnisses is-t-der Kraftstoffluß .festgesetzt, wenn die Ausfallsicherung arbeitet, da die Treiberpulse der Kraftstoffeinspritzung nur als Antwort auf ein
Signal entsprechend der Motordrehzahl erzeugt werden. Die Breite der Treiberpulse der Kraftstoffeinspritzung wird
ungeachtet des Luftzuflusses konstant gehalten.
Als Ergebnis kann das Kraftfahrzeug, obwohl dies möglich-ist,

2Q mit niedrigen Geschwindigkeiten,etwa unter 50 km/h,fahren. Eine höhere Geschwindigkeit kann nicht erwartet werden, da es unter ungenügender Fahrleistung leidet. Weiterhin wird der Motor wahrscheinlich unter unerwünschten Verbrennungsvorgängen, beispielsweise Fehlzündung, Ausstoß

2g von giftigen Gasen oder ähnlichem leiden, da das Luft/

Kraftstoff-Verhältnis nicht unterstützend gesteuert wird.

Da weiterhin die herkömmlichen Microcomputer, die verwendet werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis festzusetzen· _gQ so aufgebaut sind, daß alle notwendigen Berechnungsanweisungen in dem Speicher programmiert sind, sind die Anweisungen zu Herleitung eines Wertes Q/N durch digitales Teilen des Luftfluß-Datums Q durch das Motorgeschwindigkeitsdatum N ebenfalls in dem Speicher vorgespeichert. Daraus

__ ergibt sich, daß ein Speicher mit einer relativ großen
do

Speicherkapazität benötigt wird und somit relativ hohe
Programmierkosten anfallen.

VB.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine verbesserte Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Microcomputer und einer Ausfallsicherung zu schaffen, welche in der Lage ist, den Motor mit Kraftstoff in gewünschter Weise zu versorgen, auch dann wenn der Microcomputer fehlerhaft arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß ist ein Analog-Schaltkreis vorgesehen, welcher ein ankommendes Signal über die Luftzufuhr und ein Signal über die Motorgeschwindigkeit verarbeitet, um ein Grund-Einspritzpulssignal zu erzeugen, so daß das Grund-Einspritzpulssignal von dem Microcomputer verarbeitet werden kann um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis angesichts der verschiedenen Parameter des laufenden Motors präzise zu steuern, solange der Microcomputer normal arbeitet und daß das Einspritz-Pulssignal ebenso direkt verwendet wird, um den Kraftstoffluß zu steuern, für den ■Fall, daß der Microcomputer Fehlfunktionen ausführt.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Pulsbreite ständigen Einspritz-Pulssignales durch das Dazumultiplizieren eines konstanten Wertes verlängert werden kann, und zwar für den Fall, daß der Microcomputer Fehlfunktionen ausführt, so daß das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis praktisch exakt gesteuert wird.

Die Unteransprüche haben weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Steuersystem für das Luft/

Kraftstoff-Verhältnis mit einem Computer, bei welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 in einem schematischen Blockdiagramm eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schaltbilddarstellung des Analog-Schalt-

kreises aus Fig. 2;
10

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Analog-Schaltkreises;

Fig. 5A ein Flußdiagramm zur Darstellung des Arbeitsprogrammes des Microcomputers gemäß der Aus

führungsform von Fig. 2;

Fig. 5B den Signalverlauf des Überwachungssignales,

welches von dem Microcomputer erhalten wird; 20

Fig. 6 die Darstellung einer Schaltung des Schaltsignalerzeugers aus Fig. 2.

Gleiche oder sich entsprechende Elemente und Teile sind zur Vermeidung von Wiederholungen mit den jeweils gleichen Bezugszeichen versehen.

Vor der Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung soll anhand von Fig. 1 die oben erwähnte herkömmliche Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit einer Ausfallsicherung zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines computergesteuerten Motorsystems, bei welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Das System weist einen Verbrennungsmotor 1 auf, welcher als Antriebsaggregat für ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Kraftfahrzeug dient. Der Motor 1 ist

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von einer derartigen Bauart, bei welcher die Kraftstoffzufuhr über Kraftstoffeinspritzdüsen 9 erfolgt, welche den diesbezüglichen Zylindern zugeordnet sind. Das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis in der Mischung, welche den Motorzylindern zugeführt wird, wird durch die Öffnungszeit der diesbezüglichen Kraftstoffeinspritzdüsen 9 bestimmt. Zu diesem Zweck sind die Kraftstoffeinspritzdüsen 9 mittels Kraftstoffeinspritz-Pulsen gesteuert, welche von einem Einspritz-Treiberschaltkreis 8 geliefert werden und der in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal ist, welches von einer Steuereinheit kommt, die als Festlegungsschaltkreis für die Kraftstoff-Einspritzzeit arbeitet und von einem Microcomputer 7 angesteuert wird. Der Microcomputer 7 ist im wesentlichen dafür verantwortlich, Daten über die Luftzufuhr von einem Luftzufuhr-Sensor 3, beispielsweise einem Strömungsmesser und Daten von der Motordrehzahl von einem Motordrehzahl-Sensor 4 einzulesen. Die Kraftstoffeinspritzzeit oder die Öffnungsdauer der Ventile wird im wesentlichen dadurch bestimmt, daß die Daten über Luftzufuhr und Motordrehzahl verwendet werden und diese Einspritzzeit wird weiter korrigiert durch die Verwendung von zusätzlichen Daten über die Arbeitsbedingungen des Motors, so beispielsweise die Temperatur des Kühlmittels des Motors, die von einem Temperatursensor 5 gemessen wird und die Temperatur der Ansaugluft, welche von einem anderen Temperatursensor 6 gemessen wird. Es können weiterhin noch zusätzliche Informationen in den Microcomputer 7 eingegeben werden, um eine noch genauere Bestimmung der Kraftstoffeinspritzzeit und dadurch auch des Kraftstofflusses zu erreichen. Die oben beschriebene herkömmliche computergesteuerte Luft/ Kraftstoff-Verhältnissteuerung ist bereits bekannt,beispielsweise aus einem System, welches in der US-Patentschrift 4 365 299 offenbart ist.

Um das sichere Führen eines Kraftfahrzeuges sicherzustellen, dessen Moto3 über einen Computer gesteuert wird, ist wenigstens e.'.n Minimum an Kraftstoffluß notwendig um

die Arbeitsweise des Motors aufrechtzuerhalten, so daß der Fahrer des Kraftfahrzeuges das Fahrzeug auch dann fahren kann, wenn der Computer nicht ordnungsgemäß arbeitet. Obwohl die Ausfallsicherung, welche in der oben genannten japanischen Schrift 56-135201 offenbart ist, in der Lage ist, ununterbrochen Kraftstoff während einer Fehlfunktion des Computers an den Motor zu liefern, kann die erwünschte Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und Fahrtauglichkeit nicht erwartet werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausfüll·- rungsform der vorliegenden Erfindung. Die Steuerungsvorrichtung für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dieser Ausführungsform weist im wesentlichen einen Microcomputer 12, einen Analog-Schaltkreis 11, einen Schaltsignalerzeugungsschaltkreis 14 und einen Auswahlschaltkreis 16 auf. Der Microcomputer 12 weist eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Schreib-ZLesespeicher (RAM) und ein Eingabe-/Ausgabegerät (I/O) in derselben Art wie herkömmliche Microcomputer auf. Obwohl der Microcomputer 12 die Kraftstoffeinspritzzeit, das heißt die Öffnungsdauer der Einspritzdüsen bestimmt, in dem er Daten Q über die Luftzufuhr und Daten N über die Motordrehzahl und noch einige zusätzliche Daten über die Betriebsbedingungen des Motors von verschiedenen Sensoren 13 in der gleichen Weise wie herkömmliche Systeme übernimmt, werden die Daten Q über die Ansaugluft und die Daten N über die Motordrehzahl über den Analog-Schaltkreis 11 dem Microcomputer 12 zugeführt. Der Analog-Schaltkreis 11 ist nämlich ein analoger Teiler, wie später noch mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wird, so daß die Ausgangsdaten auf den Wert Q/N in der Form von Pulssignalen hindeuten.

Die Pulsbreite der Pulssignale ist eine Anzeige für den Wert Q/N und auf die Pulssignale von dem Analog-Schaltkreis 11 wird als Grund-Einspritzpulssignal Bezug genommen. Der Microcomputer 12 verwendet diesen Wert Q/N,

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welcher von dem Analog-Schaltkreis 11 kommt und die Grund-Einspritzzeit, welche durch die Pulsweite des Grund-Einspritzpulssignales ausgedrückt ist, wird weiter korrigiert durch die Verwendung von Daten der Motor-Betriebsbedingungen in der gleichen Weise, wie es in herkömmlichen Steuervorrichtungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geschieht. Auf diese Weise wird ein Ausgangssignal von einem Ausgangsanschluß des Microcomputers 12 abgegriffen und über den Auswahl-Schaltkreis 16 zu einem Schalttransistor TRl geführt, welcher eine Einspritzventil-Magnetspule 15 aktiviert. Obwohl Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einen einzigen Schalttransistor und eine Einspritzventil-Magnetspule zeigt, ist tatsächlich eine Mehrzahl dieser Teile vorgesehen, um Kraftstoff zu den diesbezüglichen Zylindern zuzuführen.

Es ist festzuhalten, daß, obwohl der Microcomputer 12 die Daten Q/N von dem Analog-Schaltkreis 11 erhält, keine Notwendigkeit besteht, die Daten Q der Luftzufuhr durch die Daten N der Motordrehzahl auf digitale Weise zu teilen, wie es in herkömmlichen Microcomputern geschieht, welche für die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verwendet werden. Daraus ergibt sich, daß das Arbeitsprogramm, welches in dem ROM gespeichert ist, vereinfacht werden kann, wodurch ein Speicher, welcher eine relativ geringe Speicherkapazität aufweist, als ROM verwendet werden kann.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm dargestellt, welches den Analog-Schaltkreis 11 aus Fig. 2 darstellt. Der Analog-Schaltkreis 11 erhält zwei Eingangssignale, von denen eines das Signal Q für den Ansaugluftstrom und das andere ein Signal N für die Motordrehzahl ist. Das Signal Q des Ansaugluftstromes ist ein Analogsignal, welches von einem Strömungsmesser stammt, der ein Potentiometer aufweist, dessen beweglicher Kontakt sich in Abhängigkeit von der Luftströmung durch den Ansaugstutzen des Kotores bewegt. Das Signal N für die Mo-

/Άο.

tordrehzahl ist ein Pulssignal, welches von einem Kurbelwinkel-Sensor oder ähnlichem geliefert wird.

Der"Analog-Schaltkreis 11 empfängt ebenfalls ein Signal über den Zustand des Computers, auf welches als Schaltsteüersignal Bezug genommen wird, da es ebenfalls den Auswahl-Schaltkreis 16 steuert; dieses Signal wird von dem Schaltsignalerzeugungsschaltkreis 14 geliefert, so daß ein Ausgangssignal des Analog-Schaltkreises 11 sich in Übereinstimmung mit dem Zustand des Microcomputers 12 derart ändert, daß die Pulsbreite des Grund-Einspritzpulssignales mit einer Konstanten multipliziert wird.

Die Arbeitsweise des Analog-Schaltkreises 11 wird nun unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm in Fig. 5 erläutert. Ein J-K Flip-Flop FFl empfängt das Signal N für die Motordrehzahl von einem Kurbelwinkel-Sensor an seinem Clock-Eingang und deshalb wird die Frequenz des Signales N für die Motordrehzahl durch zwei dividiert. Somit werden zwei in ihrer Freqenz geteilte Signale von entgegengesetzter Polarität an den diesbezüglichen Ausgangsanschlüssen Q und Q des Flip-Flops FFl erhalten. Der Ausgang Q ist über einen Widerstand mit der Basis eines Transistors TR2 verbunden und deshalb ist der Transistor TR2 in einem nicht leitenden Zustand gehalten, wenn der Ausgang Q in einem "low"-Zustand ist, daß heißt wenn ein "high"-Signal am Ausgang Q anligt. Ein Kondensator Cl ist zwischen einem Transistor TR7 und einer Konstantstromquelle, welche die Transistoren TR3 und TR4 und einen Operationsverstärker OPl aufweist?geschaltet. Dieser Kondensator Cl wird durch einen Ladestrom geladen, welcher über die Emitter-Basisstrecke des Transistors TR7 und einem Widerstand Rl fließt, wenn der Transistor TR2 abschaltet, wobei die Größe des Ladestroms durch den Wert des Widerstandes Rl bestimmt wird. Deshalb steigt die Spannung über dem Kondensator Cl linear an, wie in Fig. 5 dargestellt!. Beim Auftreten einer fallenden Flanke des Pulses am Q-Ausgang des Flip-Flops FFl wird der Lade-

β Λ »*

m.

des K©nöensat©rs Cl beendet.

Qleiehgeitig wird ein RS Flip-Flop FF2 an seinem S gang angetriggert, so daß der Signalaustand an seinem § (^Ausgang den "high'^Zustana annimmt» Bin Ausgangssignal von äem Q-Ausgang des Flip-Flops FF2 wird als das oben erwähnte Grunä-Singpritgpulssignal verwendet und wird ebenfalls über einen Widerstand zu einem Transistor TR6 geführt, um diesen genau wie einen anderen Transistor

IQ TRS anzusteuern, Dies hat gur Folge, daß ein Anschluß Y des Kondensators Gl mit der positiven Spannungsversorgung +1 über den Transistor TR5 verbunden ist, Somit wird der Kondensator al über einen Transistor TR8 entladen, und zwar mit einem konstanten Entladestrom, welcher sowohl

IS dureh die von dem Strömungsmesser gelieferte Spannung als aueh dem Wert des Widerstandes R3 so festgelegt wird, daß sieh die Spannung an dem Ansehluß Y der Spannung der Spannungsversorgungsleitung +B anpaßt.

Wenn der Spannungswert an einem anderen Ansehluß X des Kondensators Cl unter den Spannungswert der Spannungsquelle absinkt, gehaltet der Transistor TR7 durch, um das Flip-Flop FF2 gurüekiusetgen, wodurch der Ausgang Q des Flip-Flops FF2 einen "low"-Zustand annimmt,

lusammenfassend arbeitet der Analog-Schaltkreis 11 von Fig, 3 wie folgt; Das in seiner Frequenz geteilte Signal, welches von dem J=K Flip-Flop FFl erhalten wird, gibt eine Zeitdauer an, welche dem Betrag l/N entspricht, wo-

IQ bei M d.er Motordrehaahl entspricht und der Kondensator Gl wird mit einem konstanten Ladestrom nur dann geladen, wenn, der Ausgang Q des Flip-Flops FFl einen "high"-Zustand, annimmt. Daraus folgt, daß die Spannung über dem Kondensator Gl solange ansteigt, bis die fallende Flanke

§§ an dem positiven Puls des Ausganges Q des Flip-Flops FFl erscheint. Nach dem Zeitpunkt des Auftauchens der fallenden Flanke beginnt der Kondensator Cl mit seiner Entladung mit einem kenstanten Entladestrom, welcher von dem

Ansaugluftstrom bestimmt wird. Wenn die Entladung vollzogen ist, wird das Flip-Flop FF2 zurückgesetzt und der Zustand des Einspritzpulssignales wird "low".

Dieser Vorgang wurde unter der Voraussetzung beschrieben, daß das Schaltsteuersignal, welches den Zustand des Microcomputers 12 anzeigt, auf einem "low"-Niveau ist. Wenn nämlich der Microcomputer 12 normal arbeitet, arbeitet der Analog-Schaltkreis 11 in der Weise wie oben beschrieben. Wenn aber andererseits das Schaltsteuersignal den Zustand "high" annimmt_ywie später noch anhand des Erkennungsvorganges einer Fehlfunktion des Microcomputers 12 beschrieben wird, wird ein Transistor TRlO in den leitenden Zustand versetzt, und erlaubt es dem Ladestrom _t nicht nur über den Widerstand Rl zu fließen sondern auch über einen anderen Widerstand R2. Mit anderen Worten: die Größe des Ladestroms wird durch einen zusammengesetzten Widerstandswert bestimmt, der durch die Parallelschaltung der Widerstände Rl und R2 entsteht.

Somit ist die Größe des Ladestroms nun größer als vorher. Dieses Anwachsen des Ladestroms bringt eine höhere Spannung über den Kondensator Cl mit sich, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4, welche die Kondensatorspannung anzeigt, dargestellt, und somit ergibt sich auch ein Anwachsen der Grund-Einspritzzeit. Mit anderen Worten, die Kraftstoff-Einspritzzeit oder die Pulsweite des Einspritzsignales wird mit einem Faktor cd multipliziert, wobei oL > 1, so daß dieser Faktor vergrößernd wirkt. Obwohl die Pulsbreite des Einspritzpulssignales mit dem Faktor cc multipliziert wird, in dem der Ladestrom in der oben beschriebenen Ausfuhrungsform geändert wird, kann die Grund-Einspritzdauer auch mit dem Faktor et multipliziert werden, in dem der Entladestrom geändert wird. Zu diesem Zweck, kann der Wert des Widerstandes R3 in Abhängigkeit des Schaltsteuersignales geändert werden. Weiterhin kann eine Referenzspannung, welche durch zwei Widerstände R4 und R5 bestimmt wird und welche an den Operationsverstärker OPl gelegt wird, geändert werden, in dem

das Spannungsteilungsverhältnis geändert wird um den Ladestrom zu ändern.

Aus dem bisher Gesagten wird klar, daß der Analog-Schaltkreis 11 das Signal Q für den Luftstrom und das Signal N für die Motordrehzahl so verarbeitet, um als Ausgang ein Grund-Einspritzpulssignal Q/N zu liefern, wobei die Breite des Grund-Einspritzpulssignales in Übereinstimmung mit dem normalen/abnormalen Zustand des Mierοcomputers 12 geändert wird. Das Grund-Einspritzpulssignal Q/N wird von dem Microcomputer 12 verwendet, wenn der Microcomputer 12 in einem normalen Arbeitszustand ist, um ein Einspritzpulssignal an den Transistor TRl zu liefern- Das Grund-Einspritzpulssignal wird so verarbeitet, daß seine Pulsweite dadurch verändert wird, daß sie mit einem oder mehreren Korrekturfaktoren multipliziert wird, welche von verschiedenen Betriebsparametern des Motors abgeleitet werden können, und zwar auf die gleiche Weise wie in herkömmlichen computergesteuerten Motorsystemen, wie in der bereits erwähnten US-Patentschrift 4 365 299 offenbart ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Microcomputer 12 Fehlfunktionen ausführt, das Grund-Einspritzpulssignal, welches mit dem Paktor oc wie oben beschrieben multipliziert wurde, über den Auswahl-Schaltkreis 16 zu dem Transistor TRl geführt. Diese Multiplikation durch den Faktor oc bewirkt, daß die Pulsbreite des Grund-Einspritzpulssignales so korrigiert wird, daß die Pulsweite, welche den Kraftstoffluß definiert, keine große Abweichung von der Pulsweite hat, welche von dem Microcomputer 12 erzeugt würde. Die Größe des Faktors oc wird nämlich so ausgewählt, daß sie einen Durchschnittswert aus dem Produkt Kl xK2 xK3 x... entspricht, wobei die Korrekturfaktoren Kl, K2, K3... verwendet werden, um die Pulsweite t des Grund-Einspritzsignales zu korrigieren, um eine korrekte Einspritzpulsbreite T in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung

T=t xKl xK2 xK3 χ

zu erreichen.

Obwohl die Korrekturfaktoren Kl, K2, K3... variabel sind, beträgt der Durchschnittswert aus ihrem Produkt für gewöhnlich in etwa 1,2 und damit kann der oben erwähnte Wert öl auf diese gegebene Größe eingestellt werden. Da die Pulsbreite t des Grund-Einspritzpulssignales mit dem Faktor ot multipliziert wird, wenn der Microcomputer 12 Fehlfunktionen ausführt, ist die resultierende Pulsbreite T' annähernd gleich mit der oben erwähnten korrekten Pulsbreite T. Mit diesem Vorgangkann^somit praktisch eine genaue Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erreicht werden, auch wenn der Microcomputer 12 in einem fehlerhaften Verarbeitungsstatus ist.

Im folgenden wird die Erkennung eines fehlerhaften Verarbeitungszustandes oder abnormen Zustandes des Microcomputers 12 beschrieben. Fig. 5A zeigt in schematischer Darstellung ein. Flußdiagramm der Arbeitsweise der CPU des Microcomputers 12. Das Flußdiagramm zeigt eine Anzahl von Arbeitsschritten welche durch den einzigen Schritt 102 aus Gründen der Übersichtlichkeit zusammengefaßt sind, da die Arbeitsschritte, welche notwendig sind, um das Grund-Einspritzpulssignal Q/N zu berechnen aus dem bisherigen Stand der Töchnik bekannt sind. Im wesentlichen bestimmt der Microcomputer 12 die Breite der Einspritz-Pulssignale, welche zu dem Transistor TRl geleitet werden, durch Verwendung des Grund-Einspritzpulssignales Q/N und einigen anderen Motor-Parametern oder ähnlichem in diesem Schritt 102. Zusätzlich zu diesem Schritt 102 ist ein Schritt 100 vorgesehen, um festzustellen, ob eine festgesetzte Zeitdauer?" verstrichen ist oder nicht. Diese festgesetzte Zeitdauer T" wird so gewählt, daß sie länger ist, als die Zeitdauer, die benötigt ist, um einen Ablauf der Programmroutine durchzuführen. Für den Fall, daß Unterprogramme oder Unterbrechungsprogramme in dem Schritt 102 vorgesehen sind, wird die festgesetzte Zeitdauer fso gewählt, daß die mögliche maximale Zeitdauer für einen Programmdurchlauf mit berücksichtigt wird. Wenn die Aussage bei Schritt 100

O O O L D

"nein" ist, dann nämlich wenn die festgesetzte Zeitdauer ^ noch nicht abgelaufen ist, wird der Schritt 102 ausgeführt. Wenn, andererseits, die Aussage "ja" ist, wird ein Schritt 104 ausgeführt, in welchem der Zustand eines Ausgangssignals an einem Ausgangsanschluß des Microcomputers 12 invertiert wird. Der Signalzustand an diesem Ausgangsanschluß wird somit periodisch invertiert wie in Fig. 5B gezeigt, um ein Pulssignal zu erzeugen, solange der Microcomputer 12 normal arbeitet. Wenn innerhalb des Microcomputers 12 Störungen auftreten, wird die periodische Ausführung des Programmes unterbrochen und somit ist der Zustand des Ausgangssignales an dem Ausgangsanschluß ununterbrochen in dem Zustand "high" oder "low" festgehalten. Dieses Ausgangssignal von dem oben erwähnten Ausgangsanschluß wird im folgenden als Überwachungssignal bezeichnet und es wird von dem Schaltsignalerzeugungsschaltkreis 14 für den Ablauf der Ausfallsicherung überwacht.

Bezugnehmend auf Fig. 6 ist ein Schaltbild des Schaltsignalerzeugungsschaltkreises 14 aus Fig. 2 dargestellt. Der Schaltsignalerzeugungsschaltkreis 14 empfängt das oben erwähnte Überwachungssignal von dem Microcomputer 12. Es sei angenommen, daß das Überwachungssignal gemäß Fig. 5B, welches den normalen Zustand des Microcomputers 12 anzeigt,zu einem Eingangsanschluß des Schaltsignalerzeugungsschaltkreises 14 geführt wird, so daß jeder Puls des Überwachungssignales durch einen Differenzierer differenziert wird, wobei der Differenzierer einen Kondensator Cl2 und zwei Widerstände RIl und Rl2 aufweist. Ein differenzierter Puls wird an die Basis eines Transistors TRIl geführt, um diesen durchzuschalten. Dies hat zur Folge, daß ein Kondensator C13, der über einen Widerstand Rl4 zwischen eine positive Spannungsquelle Vcc und Masse geschaltet ist, über den Transistor TRIl und einen Widerstand R13 entladen wird. Der Kondensator C13 wird in Abhängigkeit öler fortlaufenden Pulse von dem Überwachungssignal periodisch entladen, wodurch eine Spannung

ι/ ti

an einem invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers OPlI niedriger gehalten wird als eine Referenzspannung an einem nicht invertierenden Eingang (+), wobei die Referenzspannung durch einen Spannungsteiler festgesetzt ist, der zwei Widerstände R15 und R16 aufweist. Dies hat zur Folge, daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPlI auf den Zustand "low" gehalten wird.

Wenn, andererseits, der Zustand des Überwachungssignal^ entweder auf "high" oder "low" festgehalten ist, oder wenn die Pulsfrequenz geringer wird als ein vorher festgelegter Wert, kann eine genügende Entladung nicht mehr durchgeführt werden. Somit wird die Spannung an dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers OPlI so weit verringert, daß sie geringer wird als die Referenzspannung. Somit wird der Ausgangszustand des Operationsverstärkers Opll "high". Aus dem eben genannten wird ersichtlich, daß der Schaltsignalerzeugungsschaltkreis 14 normalerweise ein Ausgangssignal mit dem Zustand "low" abgibt, solange der Microcomputer 12 ordnungsgemäß arbeitet und unmittelbar nachdem der Microcomputer 12 Fehlfunktionen ausführt ein Ausgangssignal mit dem Zustand "high" abgibt.

Das Schaltsteuersignal wird von dem Analog-Schaltkreis 11 in der oben beschriebenen Weise verwendet. Das Sehaltsteuersignal wird ebenfalls von dem Auswahl-Schaltkreis 16 verwendet, um den Transistor TRl entweder mit dem Grund-Einspritzpulssignal Q/N von dem Analog-Schaltkreis 11, oder mit dem korrigierten Einspritzpulssignal von dem Microcomputer 12 zu versorgen. Der Auswahl-Schaltkreis 16 weist einen Inverter INTl, erste und zweite UND-Gatter AND 1 und AND 2 und ein Oder-Gatter.OR .1 auf. Für den Fall, daß das Schaltsteuersignal "low" ist, daß heißt wenn der Microcomputer 12 im Normalzustand ist, ist es dem zweiten UND-Gatter AND 2 möglich, das korrigierte Einspritzpulssignal von dem Microcomputer 12

zu dem Transistor TRl über das ODER-Gatter OR 1 durchzulassen, während das erste UND-Gatter AND 1 gesperrt ist. Andererseits wird beim Empfang eines "high" Schaltsteuersignales das erste UND-Gatter AND 1 aktiviert, wohingegen das zweite UND-Gatter AND 2 gesperrt wird, um den Transistor TRl mit dem Grund-Einspritzpulssignal Q/N von dem Analog-Schaltkreis 11 zu versorgen.

Obwohl das Schaltsteuersignal durch Verwendung des Überwachungssignals von dem Microcomputer 12 wie oben beschrieben erzeugt werden kann, da ein gegebener Ausgangssignal-Zustand einer CPU für gewöhnlich auf einen gegebenen Wert festgesetzt ist wann immer die CPU zurückgesetzt wirdkann ein derartiger festgesetzter Signalzustand auch als Schaltsteuersignal verwendet werden, welches an den Analog-Schaltkreis 11 und den Auswahl-Schaltkreis 16 angelegt wird. Für den Fall, daß eine derartige CPU eingesetzt wird, kann auf den Auswahl-Schaltkreis 16 der Fig. 2 und 6 verzichtet werden.
20

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.J Steuervorrichtung für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für einen Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, durch

- einen Luftzufuhr-Sensor (3) zur Erzeugung eines Signales, welches den Ansaugluftstrom des Motors anzeigt, - einen Motordrehzahl-Sensor (4) zur Erzeugung eines Ausgangssignales, welches die Drehzahl des Motors anzeigt,

- einen Analog-Schaltkreis (11) , welcher die Ausgangssignale von dem Luftzufuhr-Sensor (3) und dem Motordrehzahl-Sensor (4) aufnimmt, um ein Grund-Einspritzpulssignal zu

10 erzeugen,

- einen Microcomputer (12) , welcher das Grund-Einspritzpulssignal und eines oder mehrere Signale der Motorparameter aufnimmt, um ein korrigiertes Einspritz-Pulssignal durch Korrektur der Pulsbreite des Grund-Einspritzpulssignales unter Verwendung der Motorparameter zu erzeugen,

- Einrichtungen zur Erzeugung eines Schaltsteuersignales, wenn der Microcomputer (12) fehlerhaft arbeitet,

- einen Auswahl-Schaltkreis (16), der das Schaltsteuersignal aufnimmt, um entweder das Grund-Einspritzpulssignal oder das korrigierte Einspritzpulssignal auszugeben, und

- Vorrichtungen zur Versorgung des Motors mit Kraftstoff unter Verwendung eines Ausgangssignals des Auswahl-Schaltkreises (16).

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Schaltkreis (11) einen Kondensator (Cl) aufweist, der so angeordnet ist, daß er mit einem Ladestrom geladen wird, welcher durch die Motordrehzahl festgelegt ist und welcher mit einem Entlade*- strom entladen wird, welcher durch die Luftströmung bestimmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- -^q zeichnet, daß der Analog-Schaltkreis (11) weiterhin Einrichtungen aufweist, welche das Schaltsteuersignal aufnehmen, um die Pulsbreite des Grund-Einspritzpulssignales zu vergrößern, wenn der Microcomputer (12) fehlerhaft arbeitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur Vergrößerung der Pulsbreite einen Umsehaltschaltkreis und einen Widerstand, der mit dem Umschaltschaltkreis verbunden ist, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Einrichtung zur Erzeugung des Schaltsteuersignales einen Differenzierer, welcher ein Überwachungssignal empfängt, das von dem Microcomputer (12) oc jedesmal dann ausgegeben wird, wenn eine Schleife seines Programmes durchlaufen ist,

- einen Kondensator, der periodisch in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Differenzierers entladen wird, und
_or. - einen Spannungskomperator zur Erzeugung eines Aus-

gangssignales, wenn die Spannung über dem Kondensator eine vorher festgesetzte Beziehung bezüglich einer Referenzspannung erreicht hat, aufweist.