DE3335338A1 - Anordnung zur diagnose eines verbrennungsmotors - Google Patents

Anordnung zur diagnose eines verbrennungsmotors

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Description

\J O O O O
5/130 ^ Fuji Jukogyo K.K.
Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors
Priorität: 30. September 1982 Japan 57-171505
Die Erfindung betrifft eine Diagnoseanordnung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere eine Anordnung zur Diagnose von Fehlern einer Luftstromungsmeßanordnung, die
das Volumen der Ansaugluft des Motors eines Kraftfahrzeugs mißt.
Ein Brennstoffeinspritzsystem, das mit einem Rechner versehen ist, der das Volumen der Ansaug luft strömung aus einem Ausgangssigna I von dem Luftströmungsmesser berechnet, um Ausgangssignale zum Aussteuern von elektromagnetbetätigten Einspritzventilen zu erzeugen, ist bekannt. Wenn ein Fehler, wie eine Unterbrechung der Drähte des Luftströmungsmesser oder ein Lösen eines Verbinders des Luftströmungsmesserj von einem Anschluß einer Einheit, auftritt, kann eine Regelung des Luftbrennstoffverhältnisses des eingespritzten Brennstoffs nicht ausgeführt werden. Ein solcher Fehler wird deshalb sofort festgestellt, um eine Betriebssicherheitsanordnung zu betätigen, um den Stillstand des Motors zu verhindern. Eine übliche Feststelleinrichtung enthält ein Potentiometer, das durch eine Klappe in einem Ansaugkanal betätigt wird, und einen Glättungskondensator. Wenn die Spannung an dem Kondensator auf einen niedrigen Pegel durch den Fehler abfällt, arbeitet die Betriebssicherheitsanordnung. Da die Spannung an dem Kondensator während des normalen Betriebs des Motors schwankt, wird die Spannung, bei der die Betriebssicherheitsanordnung wirksam wird, auf einen erheblich niedrigen Pegel eingestellt, um eine Falschbeurteilung der Feststellung zu vermeiden.
Es verstreicht deshalb eine relativ lange Zeit, bevor die Spannung auf den vorefngesteIIten niedrigen Pegel bei dem Fehler absinkt, so daß der Motor zum Stillstand kommt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Diagnose eines Fehlers in einer Luftströmungsmeßanordnung zu schaffen, die schnell den Fehler der Luftströmungsmeßanordnung feststellt, um einen durch den Fehler verursachten Stillstand des Motors zu verhindern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben .
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der sind
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Diagnoseanordnung für
den Betrieb eines Motors,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Luft strömungsmeßdiagnoseschaI-
tung gemäß der Erfindung^,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Betriebssicherheitserzeugungszeiten nach der Anordnung der Erfindung
und einer bekannten Anordnung, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Diagnoseanordnung der
Erfindung und
Pig- 5 ein Schaltbild einer Schaltung zum Erzeugen von Betriebssicherheitssignalen.
Die Diagnoseanordnung nach Fig. 1 enthält eine Motorbetriebs· feststelleinrichtungsgruppe 1 bis 9 und eine Regeleinheit CU. Die Regeleinheit CU enthält eine Interfacegruppe 17a bis 17g, Treiberstufen 18a bis 18c und einen Rechner 11 mit einer Gruppe von Sektionen 11a bis 11d. Die Feststelleinrichtungsgruppe enthält einen Zündsignalerzeugungskreis 1, dessen Ausgangssignal einen gezündeten Zylinder des Motors und dessen Zündzeit angibt, einen Luftströmungsmesser 2, einen Kuh Itemperaturfüh ler 3, einen Ansauglufttemperaturfühler 4 und einen Q.-Fühler 5 zum Feststellen der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen. Die Feststelleinrichtungsgruppe enthält des weiteren einen
\J \J \J \J \J U U
StarterschaLter 6 zum Feststellen des Betriebs des Starters des Motors, einen Unterdruckschalter 7 zum Feststellen des Unterdrucks in dem Ansaugkanal des Motors, einen Leerlauffeststellschalter 8 , der durch eine Drosselventilwelle in der Leerlaufstellung des Drosselventils betätigt wird, und einen Vollastschalter 9 , der auch durch die Drosselventilwelle bei weit offener Drosselstellung des Drosselventils betätigt wird. Der Rechner 11 enthält eine Selbstdiagnosefunktionssektion 11a, eine Betriebssi cherhei t s erzeugungssektion 11b, eine Brennstoffe inspritzregelsi gnalerzeugungssektion 11c und eine Anzeigewechselsignalerzeugungssektion 11d _ Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs wird ein Anschluß 10 zur Erde abgeschaltet. Das Ausgangssignal des Zündsigna lerzeugungskreises 1 wird an die Selbstdiagnosesektion 11a und die Brennstoffeinspritzregelsignalerzeugungssektion 11c über das Interface 17a angelegt. Ausgangssignale des Luftströmungsmessers 2 und der Fühler 3 bis 5 werden an die Sektionen 11a und 11c über einen A/D-Umsetzer 21 und das Interface 17b angelegt. Ausgangssignale der SchaLter 6 bis 9 werden des weiteren an die Sektionen 11a und 11c jeweils über die Interfaces 17c bis 17f ange I egt.
Die Selbstdiagnosefunktionssektion 11a überwacht Eingangssignale von der MotorbetriebsfeststeI Leinrichtungsgruppe 1 bis 9. Wenn ein Fehler festgestellt wird, wird ein Signal zu einer Warnlampe 15 über die Treiberstufe 18c zum Melden des Fehlers gesandt. Wenn des weiteren eine solche wesentliche Motorstörung auftritt, die den Motor zum Stillstand bringt, sendet die Selbstdiagnosefunktionssektion 11a ein Diagnosesignal in Abhängigkeit von der Art der Motorstörung zu der Betriebssicherheitssignalerzeugungssektion 11b. Die Betriebssicherheitssignalerzeugungssektion 11b speichert mehrere Daten, um einen Stillstand des Motors zu verhindern, der durch die Motorstörung verursacht wird, und erzeugt ein Betriebssicherheitssignal in Abhängigkeit von dem Diagnosesignal. Das Betriebssicherheitssignal wird der
Brennstoffeinspritzregelsignalerzeugungssektion 11c zugeführt, die arbeitet, um das Eingangssignal der Feststelleinrichtungsgruppe 1 bis 9 anzuhalten. Im normalen Motorbetrieb arbeitet die Brennstoffeinspritzregelsignalerzeugungssektion 11c, um ein Luftbrennstoffverhältnisregelsignal zu erzeugen, indem die von der Motorbetriebsfest-Stelleinrichtungsgruppe 1 bis 9 zugeführten Eingangssignale berechnet werden. Das Luftbrennst'offverhältnisregelsignal wird einer Brennstoffpumpe 13 über eine Treiberstufe 18b und ein Relais 14 und den Brennstoffeinspritzregelkreisen 12 über die Treiberstufe 18a zugeführt, um einen geeigneten Betrag des Brennstoffs zu einer geeigneten Zeit einzuspritzen, Die Brennstoffeinspritζ rege IsignaLerzeugungssektion 11c sendet ein Signal zu der Anzeigewechselsignalerzeugungssektion 1 1 d , ansprechend auf ein Eingangssignal von dem O_-Fühler 5. Die Anzeigewechse I signa I erzeugungssektion 11d sendet ein Signal zu einer Monitorlampe 16 ansprechend auf das Signal von der Brennstoffeinspritzregelsignalerzeugungssektion, um anzuzeigen, daß die Abgase die normale Sauerstoff konzentration haben.
Wenn das Betriebssicherheitssignal von der Betriebssicherheitssi gna I erzeugungssekt i on 11b der Brennstoffeinspritzregelsignalerzeugungssektion 11c zugeführt wird, erzeugt die Sektion 11c ein Quasi-LuftbrennstoffverhäItnisrege lsignal in Abhängigkeit von dem Betriebssicherheitssignal. Das Quasi-Luftbrennstoffverhältnisregelsignal wird den Brennstoffeinspritzregel kreisen 12 zugeführt, so daß der Betrieb des Motors in Übereinstimmung mit dem Quasi-Signal ohne Stillstand weiterläuft.
Wenn des weiteren der Anschluß 10 mit Erde bei einer Werkstatt verbunden wird, sendet die AnzeigewechseIsignaIerzeugungssekt i on 11d ein Signal zur Lampe 16 in Abhängigkeit von dem Diagnosesignal, das von der Selbstdiagnosefunktionsse k t i ο η 11a zugeführt wird. Die Lampe 16 leuchtet intermittierend in Übereinstimmung mit einem Muster auf, das durch das Diagnosesignal bestimmt wird. Ein Inspekteur
- y- c.
der Werkstatt kann die Art der Motorstörung durch das Muster des Aufleuchtens der Lampe 16 erkennen.
Der Luftströmungsmesser gemäß Fig. 2 enthält ein Potentiometer als Spannungsteiler mit Widerständen R1, R2, einen Schleifer 23, der gleitbar mit dem Widerstand R2 in Berührung ist, und eine Klappe 24, die in einem Ansaugkanal 26 vorgesehen ist und in Wirkungsverbindung mit dem Schleifer 23 steht. Der Luftströmungsmesser 2 ist mit der Regeleinheit CU über einen Verbinder 22 und Leitungen verbunden. Ein Ende des Widerstands R1 ist mit dem A/D-Umsetzer 21 über einen Anschluß a verbunden und wird mit einer konstanten Spannung UB (z.B. 8 V) von einem Konstantspannungskreis 25 gespeist. Ein Zwischenpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 ist mit dem A/D-Umsetzer über einen Anschluß b und einen Widerstand R3 verbunden, so daß eine feste Bezugsspannung UpTy dem A/D-Umsetzer zugeführt wird. Eine Spannung an dem Schleifer 23, d.h. die Ausgangsspannung US, die sich mit der Bewegung der Klappe 24 des Luftströmungsmessers 2 ändert, wird dem A/D-Umsetzer über einen Anschluß c und einen Widerstand R4 zugeführt.
Des weiteren wird die Erdespannung GND über einen Anschluß d
zugeführt. G lättungskondensatoren C1 und C2 werden jeweils zwischen die Enden der Widerstände R3 und R4 und Erde geschaltet. Der Rechner 11 wird mit Signalen entsprechend den Spannungen US und UCTV gespeist, um die Menge
Γ Χ Λ
der Ansaugluft zu berechnen. Die Menge der Ansaugluft Q kann durch die folgende Gleichung erhalten werden:
Q=A(UFIX-US)/UB,
worin A eine Konstante ist.
Gemäß der Erfindung überwacht die Selbstdiagnosefunktionssektion 11a (Fig 1) des Rechners 11 den Pegel der Spannung Uv und erzeugt ein Diagnosesignal für eine Betriebssicher-
heitsoperation, wenn der Pegel der Spannung U v auf einen
PlX
vorbestimmten niedrigen Pegel abfällt.
Gemäß Fig» 3 wird davon ausgegangen, daß der Verbinder 2 durch einen Unfall zur Zeit X1 gelöst wird und daß sich die Kondensatoren C1 und C2 allmählich entladen, so daß die Spannungen Ut und US abfallen, wie gezeigt. Eine bekannte Diagnoseanordnung überwacht den Pegel der Spannung US, um ein Betriebssicherheitssignal zu erzeugen. Da die Spannung US mit wesentlich großen Amplituden während des normalen Betriebszustands des Motors schwankt, erzeugt die bekannte Diagnoseanordnung ein Betriebssicherheitssignal zur Zeit X2, wenn die Spannung US auf einen sehr niedrigen Pegel abfällt, um eine Fehlbeurteilung zu vermeiden. Deshalb verstreicht eine lange Zeit, bevor das Betriebssicherheitssignal erzeugt wird, was zu einem Stillstand des Motors führt, bevor die Betriebssicherheitsoperation einsetzt.
Bei der Anordnung der Erfindung kann, da der Pegel der festen. Spannung UCTV überwacht wird, eine geringe Abweichung
r ι χ
der festen Spannung als ein Signal aufgefaßt werden, das eine Störung darstellt. Das Betriebssicherheitssignal kann deshalb zu einer Zeit X3 erzeugt werden, wenn der Pegel einen relativ schmalen Bereich H übersteigt. Demgemäß kann das Betriebssicherheitssignal früher erzeugt werden, um einen Motorstillstand zu verhindern.
Die Anordnung der Fig. 4 enthält einen Rechenkreis 30 zum Berechnen der Menge der Ansaugluft Q, und erste und zweite Diagnosekreise 31 und 32. Die Spannung U.. τ χ wird einem Fensterkomparator mit Operationsverstärkern 34 und 36 und einem ODER-VerknüpfungsgIied 38 in dem zweiten Diagnosekreis 32 zugeführt. Das Ausgangssignal des Rechenkreises 30 wird einem Fensterkomparator mit den Operationsverstärkern 33 und 35 und einem ODER-VerknüpfungsgIied 37 in dem ersten Diagnosekreis 31 und des weiteren einem Rechenkreis 61 über einen Analogschalter 59 zugeführt. Das Ausgangssignal des Fensterkomparators des ersten Diagnosekreises 31 wird einem UND-VerknüpfungsgIied 40 und auch einem UND-Verküpfungsglied 41 über einen Inverter 44 zugeführt. In gleicher Weise wird das Ausgangssignal des
Fensterkomparators des zweiten Diagnosekreises 3 2 einem UND-VerknüpfungsgLied 4 2 und einem UND-VerknüpfungsgLied 43 über einen Inverter 45 zugeführt. UND-VerknüpfungsgLieder 40 bis 43 werden mit Impulsen von einem Oszillator 39 gespeist, um Impulse in Abhängigkeit von den AusgangssignaL en der beiden Fensterkomparatoren zu erzeugen.
Erste und zweite Diagnosekreise 31 und 32 sind mit ersten Zählern 46 und 48 zum Feststellen des Fehlers der Luftströmungsmeßanordnung und mit zweiten Zählern 47 und 49 zum Rückstellen der ersten Zähler 46 und 48 versehen.
Wenn die Spannung Uy den vorbestimmten Bereich H (Fig. 3) des Fensterkomparators wegen eines Fehlers in dem Luftströmungsmesser übersteigt, wird das AusgangssignaI des ODER-VerknüpfungsgIieds 38 hochpegelig, so daß das UND-Verknüpfungsglied 42 Impulse erzeugt. Die Impulse werden dem Zähler 48 über ein UND-Verknüpfungsglied 53 zugeführt. Wenn die Zählung des Zählers 48 eine eingestellte Zählung entsprechend dem vorbestimmten Bereich H übersteigt, erzeugt der Zähler 48 ein hochpege I iges Ausgangssignal. Das Ausgangssignal wird dem anderen Eingang des UND-Verknüpfungsglieds 53 über einen Inverter 51 zugeführt, so daß das UND-Verknüpfungsglied 53 geschlössen wird, um das Ausgangssignal des Zählers 48 zu halten. Das Ausgangssignal des Zählers 48 wird einem Regel verknüpfungsglied eines Analogschalters 57 zugeführt, um diesen zu schließen, und wird auch an das Regelverknüpfungsglied des Analogschalters 59 über einen Inverter 58 angelegt,.um den Schalter zu unterbrechen. Ein Ausgangssignal eines Betriebssicherheitskreises 60 wird deshalb dem Rechenkreis 61 zugeführt. Es ist notwendig, den Zähler 48 zurückzustellen, falls die Störung in der Luftströmungsmeßanordnung nach einer kurzen Zeit wieder aufhört. Der Zähler 49 stellt den Zähler 48 zurück. Das Ausgangssignal des ODER-Verknüpfungsglieds 38 befindet sich auf einem niedrigen Pegel bei normalen Betriebszuständen, so daß das UND-Verknüpfungsglied 43 geöffnet wird, um Impulse zu erzeugen. Wenn die Zahl der
dem Zähler 49 zugeführten Impulse einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher der oben beschriebenen kurzen Zeit entspricht, erzeugt der Zähler 49 ein Ausgangssignal. Das ÄusgangssignaI wird einem Rückste 11anschIuß des Zählers 48 zugeführt, um diesen zurückzustellen, und wird auch einem eigenen Rückste 11anschluß über einen Verzögerungskreis 55 zugeführt. Somit wird der Rückstellvorgang der Zähler 48 und 49 so lange wiederholt, wie sich die Luftströmungsmeßanordnung im normalen Zustand befindet. In gleicher Weise ist der erste Diagnosekreis 31 mit einem Inverter 50, einem UND-Verknüpfungsglied 52 und einem Verzögerungskreis 54 versehen und arbeitet in derselben Weise wie der zweite Diagnosekreis 32 aufgrund des Ausgangssignats des Rechenkreises 30. Wenn ein Fehler in der Luftströmungsmeßanordnung auftritt und der Analogschalter 57 durch das Ausgangssignal des ODER-Verknüpfungsglieds 56 betätigt wird, wird ein Betriebssicherheitssignal von einem Betriebssi ehe r hei tskrei s 00 (Fig. 5) entsprechend dem Betriebssicherheitssignalerzeugungskreis 11b der Fig. 1 dem Rechenkreis 61 über den Schalter 57 zugeführt. Der Rechenkreis 61 erzeugt ein Quasi-LuftbrennstoffverhäItnisrege lsignaI aufgrund des Betriebssicherheitssignals und unter Bezugnahme auf die darin gespeicherten Daten. Das Quasi-Luftbrennstoffverhä11ηisrege I signa I wird einem Brennstoff einspritzer 63 über eine Treiberstufe 62 zugeführt, um den Brennstoff mit einem geeigneten LuftbrennstoffverhäItnis einzuspritzen, um den Motorbetrieb aufrechtzuerhalten.
Der Betriebssicherheitskreis 60 der Fig. 5 ist so ausgelegt, daß er neun Arten von Betriebssieherheitssigna I en in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bei entsprechenden Drosselstellungen erzeugt. Ein Motordrehzahlsignal wird durch einen Wellenformungskreis 64 zum Formen von Zündimpulsen von dem Zündsignalerzeugungskreis 1 und durch einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer (F/V) 65 erzeugt und einem Fensterkomparator mit Operationsverstärkern 66 und 67 und einem ODER-Verknüpfungsglied 68 zugeführt. Drosselstellungssignale werden durch den Leerlauf festste 11 scha Lt er
8 und den Vollastschalter 9 erhalten und werden jeweils den Invertern 70 und 71 und einem UND-Verknüpfungsglied
69 zugeführt. AusgangesignaLe der Operationsverstärker 66 und 67, des ODER-VerknüpfungsgLieds 68, der Inverter
70 und 71 und des UND-VerknüpfungsgLieds 69 werden kombiniert und neun UND-Verknüpfungsgliedern 72 zugeführt, um eines der neun AusgangssignaLe in Abhängigkeit von den Motorbetriebszuständen zu erzeugen. AusgangssignaLe der UND-VerknüpfungsgLieder 72 werden jeweils an die RegelverknüpfungsgLieder der AnalogschaLter 73 angelegt. Durch die AnaLogschalter 73 laufen Betriebssicherheitssignale Q1 bis Q9 jeweils in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der UND-Verknüpfungsglieder 72. Ein Betriebssicherheitssignal wird somit dem Rechenkreis 61 in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen zugeführt.
Aus der voranstehenden Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der Erfindung eine feste Bezugsspannung überwacht wird und ein Betriebssicherheitssignal erzeugt wird, wenn die Spannung einen vorbestimmten Bereich übersteigt. Die Betriebssicherheitsoperationen können somit schnell ausgeführt werden, um einen Stillstand des Motors zu vermeiden.
Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1- Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors mit einem Luftströmungsmesser und Einrichtungen zum Berechnen des Volumens der Ansaugluft des Motors, gekennzei chnet durch einen variablen Widerstand in dem Luftströmungsmesser, der auf das Volumen der Ansaugluft zum Erzeugen einer Ausgangsspannung anspricht, durch einen Rechner zum Berechnen des Volumens der Ansaugluft aus der Ausgangsspannung und einer festen Spannung an einem Ende des variablen Widerstands, durch einen ersten Glättungskondensator zum Laden der Ausgangsspannung, durch einen zweiten Glättungskondensator zum Laden der festen Spannung und durch einen Diagnosekreis, der auf die feste Spannung zum Erzeugen eines Diagnosesignals anspricht, wenn die feste Spannung einen vorbestimmten Bereich überschreitet.
    2 = Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsmesser einen Spannungsteiler mit einem festen Widerstands einem variablen Widerstand und einem Schleifer enthält, der in Wirkungsverbindung mit einer Klappe steht, die in dem Ansaugkanal des Motors vorgesehen i st.
DE3335338A 1982-09-30 1983-09-29 Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors Expired DE3335338C2 (de)

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