DE3335632A1 - Anordnung zur diagnose eines verbrennungsmotors - Google Patents

Anordnung zur diagnose eines verbrennungsmotors

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DE3335632A1 DE19833335632 DE3335632A DE3335632A1 DE 3335632 A1 DE3335632 A1 DE 3335632A1 DE 19833335632 DE19833335632 DE 19833335632 DE 3335632 A DE3335632 A DE 3335632A DE 3335632 A1 DE3335632 A1 DE 3335632A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnimg zur Diagnose eines Verbrennungsmotors und bezieht sich insbesondere auf eine An~ Ordnung zur Diagnose des Versagens der Motorbetriebssteuerung eines in einem Motorfahrzeug eingebauten Motors ο
Es ist ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem bekannt, welches mit einem Rechner ausgerüstet ist9 der verschiedene Faktoren berechnet;, z.B, das Zündsignal, die Drosselklappenstellungj das Volumen des AnsaugluftStroms, das Vakuum in der Saugleitungj die Kühlmitteltemperatur und die Sauerstoffkonzentration in den Abgasens um anhand dieser Faktoren Ausgangssignale für den Antrieb elektromagnetisch betätigter Einspritzventile zu erzeugen» Von den genannten Faktoren sind einige für den Motorbetrieb itfichtigj und Störungen in Meßfühleranordnungen für diese wichtigen Faktoren müssen aus Gründen der Sicherheit beim Fahren des betreffenden Fahrzeugs sofort angezeigt itferden» In der japanischen Offenlegungsschrift 51-2078? ist ein Überwachungssystem offanbarts welches Störungen je nach dem Grad der Wichtigkeit der aufgetretenen Störung anzeigt» Geringfügige Störungen,, die den Motor nicht außer Betrieb setzen^ können mit einer Diagnoseanordnung in der Werkstatt untersucht werden»
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Diagnose von Störungen an Meßfühleranordnungen eines Motors zu schaffens die wichtige oder schwerwiegende Störungen unmittelbar während des Fahrens anzeigt und zur Diagnose geringfügiger Störungen bei einer Inspektion in einer Werkstatt herangezogen werden kann»
Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs von Meßfühleranordnungen eines Verbrennungsmotors geschaffen, die folgendes aufweist: Eine erste Diagnoseschaltung zur Diagnose des Betriebs einer der Meßfühleranordnungen mit einer Vergleichseinrichtung, die eine Eingabe der Meßfühleranordnung mit
einem Bezugswert vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Eingabe nicht mit dem Bezugswert übereinstimmt, und mit einer Anzeigeeinrichtung, die auf das Ausgangssignal anspricht und eine Störung in den Meßfühleranordnungen anzeigt; eine zweite Diagnoseschaltung für die Diagnose des Betriebs einer weiteren Meßfühleranordnung, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Eingabe der Meßfühleranordnung nicht normal ist; eine Gattereinrichtung, die das Ausgangssignal der zweiten Diagnoseschaltung elektrisch mit der Anzeigeeinrichtung verbindet; und von Hand betätigbare Steuereinrichtungen zum Betätigen der Gattereinrichtung, um das Ergebnis der Diagnose der zweiten Diagnoseschaltung anzuzeigen.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Äusführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Diagnose des
Betriebs eines Verbrennungsmotors; Flg. 2 eine Diagnoseschaltung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines Motors schematisch dargestellt, die eine Diagnoseschaltung gemäß der Erfindung umfaßt.
Zu der Anordnung gehört eine Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs und eine Steuereinheit CU. Die Steuereinheit CTJ weist einen Rechner 11 mit Speichern, Eingabe/Ausgäbe und Zeitgebern, eine Gruppe von Schnittstellen 17a bis 17g sowie Treiberstufen 18a bis 18c auf. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ein Zündsignalgenerator 1, dessen Ausgangssignal einen gezündeten Zylinder des Motors sowie den Zündzeitpunkt desselben wiedergibt, ein Luftströmungsmesser 2, ein Kühlmitteltemperaturmeßfuhler 3, ein Sauglufttemperaturmeßfühler ^ und ein Og-Sensor 5* der
die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen feststellt. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 "bis 9 gehört ferner ein Anlasserschalter 6S der den Betrieb des Anlassers des Motors feststellt;, ein Vakuumschalter 7S der das Vakuum in der Saugleitung des Motors feststellt^ ein Leerlaufdetektorschalter 8S der von einem Drosselventil-schaftbel der Leerlaufstellung des Drosselventils betätigbar ist, und ein Vollastschalter 9S der gleichfalls von dem Drosselventilschaftbei itfeitgeöffneter Drosselstellung des Drosselventils betätigbar ist0 Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche lla bis lld aufj, und zwar einen Rechnerbereich lla für die Selbstdiagnosefunktion9 einen Rechnerbereich 11b für die Ausfallschutzsignalerzeugungj, einen Eechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechnerbereich lld für die Anzeigewechselsignalerzeugung. Der Rechnerbereich lla für die Selbstdiagnosefunktion ist mit einem Anschluß 10 verbunden,, der zum Prüfen eines Fehlers dient. Wenn der Anschluß 10 in einer Werkstatt an Erde gelegt wird, wird ein im Rechnerbereich lld für die Änzeigewechselsignalerzeugung gespeicherter Pehlerzustand mittels einer Lampe angezeigt« Der Anschluß 10 liegt nicht an Erde, wenn -das Motorfahrzeug gefahren wird» Das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 wird über die Schnittstelle 17a an den Rechnerbereich lla für die Selbstdiagnosefunktion und den Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung angelegt„ Die Ausgangssignale des Luftströmungsmessers 2 sowie der Meßfühler 3 bis 5 werden über einen A/D-Umsetzer 19 und die Schnittstelle 17b an die Rechnerbereiche lla und lic angelegt. Ferner werden an die Rechnerbereiche lla und lic über die Schnittstellen 17c bzw. 17f die Ausgangssignale der Schalter 6 bis 9 angelegt.
Der Rechnerbereich lla für die Selbstdiagnosefunktion überwacht Eingangssignale der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs s und wenn ein Fehler wahrgenommen wirds wird über die Treiberstufe 18c ein Signal an
eine Warnlarape 15 angelegt, um den Fehler anzuzeigen. Wenn eine so ernsthafte Motorstörung auftritt, daß der Motor zum Stillstand kommen würde, sendet der Rechnerbereich 11a ferner ein Diagnosesignal in Abhängigkeit von der Art der Motorstörung an den Rechnerbereich 11b für die Ausfallschutzsignalerzeugung. In diesem Rechnerbereich 11b ist eine Vielzahl von Daten gespeichert, die einen durch Motorstörung verursachten Motorstillstand vermeiden sollen. Dieser Rechnerbereich erzeugt ein Selbstschutz- bzw. Ausfallschutzsignal in Abhängigkeit von dem Diagnosesignal. Das Ausfallschutzsignal wird an den Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung angelegt, der die Eingabe von der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 anhält.
Beim normalen Motorbetrieb erzeugt der Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung ein Steuersignal des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Berechnen der Eingänge von der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9. Das Brennstoff-Luft-Gemisch-Steuersignal wird über eine Treiberstufe 18b und ein Relais 14 an eine Brennstoffpumpe I3 und über die Treiberstufe 18a an Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12-ange- " · legt, damit Brennstoff in richtiger Menge und im richtigen Zeitpunkt eingespritzt werden kann. Der RechnerbereiGh lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung gibt ferner in Abhängigkeit von einer Eingabe des Op-Sensors 5 ein Signal an den Rechnerbereich lld für die Anzeigewechselsignalerzeugung weiter. Der Rechnerbereich lld legt ein Signal an die zur Überwachung dienende Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom Rechnerbereich lic erhaltenen Signal an, damit angezeigt werden kann, daß in den Abgasen eine normale Sauerstoffkonzentration vorliegt.
Wenn der Rechnerbereich 11b für die Ausfallschutzsignalerzeugung ein Signal an den Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung weitergibt, erzeugt dieser Rechnerbereich lic ein Pseudosignal des Brennstoff-Luft-
Gemisches in Abhängigkeit von dem Ausfallschutzsignal. Das Pseudosignal wird den Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 zugeführt j, so daß der Motor weiterhin entsprechend dem Pseudosignal ohne Geschwindigkeitsverlust arbeitet,,
Der Rechnerbereich lld für die Anzeigewechselsignalerzeugung sendet ferner ein Signal an die Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion erhaltenen Diagnosesignal ο Die Lampe 16 leuchtet mit Unterbrechungen entsprechend einem Muster auf, über das das Diagnosesignal entscheidet» Dies geschiehts werxn der Anschluß 10 in der Werkstatt geerdet ist» Anhand des Aufleuchtmusters der Lampe 16 weiß das Bedienungspersonal in der Werkstatt, um welche Art von Motorstörung es sich handelt.
Fig, 2 zeigt eine Diagnoseschaltung für den Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3 und den Vollastschalter 9 gemäß der Erfindung» Zu dieser Anordnung gehört eine Diagnoseschaltung 21 für den Kühlmitteltemperaturmeßfuhler als erste Diagnoseschaltung im Pail ernsthafter Störungen sowie eine Diagnoseschaltung 3^ für den Vollastschalter als sekundäre Di-agnoseschaltung für geringfügigere Störungen» Die Ausgangssignale des Kühlmitteltemperaturmeßfühlers 3 werden einer Fenstervergleichsschaltung in der Diagnoseschaltung 21 zugeführt, die Vergleichsschaltungen 22 und 23 sowie ein ODER-Gatter 24 aufweist,, Das Ausgangs signal des ODER-Gatters 2k vrird an ein UND-Gatter 26 und außerdem über einen Inverter 28 an ein UND-Gatter 2? angelegte Die UND-Gatter 26 und 27 erhalten Impulse von einem Oszillator 259 um in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Fenstervergleichsschaltung selbst Impulse zu erzeugen O
Zu der Diagnoseschaltung 21 für den Kühlmittel temperaturmeßfuhler gehört ein erster Zähler 29, der die Kühlmitteltemperatur wahrnimmt„ sowie ein zweiter Zähler 32, der zum Rück-
~ 8 stellen des ersten Zählers 29 dient.
Wenn die Ausgangsspannung des Kühlmitteltemperaturmeßfühlers 3 einen vorherbestimmten Bereich der Fenstervergleichschaltung überschreitet, nimmt das Ausgangssignal des ODER-Gatters 24 einen hohen Pegel an, so daß das UND-Gatter 26 Impulse erzeugt. Diese Impulse werden über ein UND-Gatter 31 an den Zähler 29 angelegt. Wenn die Zählung des Zählers 29 einen vorher eingestellten Wert bei einem Versagen des Meßfühlers übersteigt, erzeugt der Zähler 29 ein Ausgangssignal von hohem Pegel. Dieses Signal wird über einen Inverter 30 an den anderen Eingang des UND-Gatters 31 angelegt, so daß dieses geschlossen wird, um das Ausgangssignal des Zählers 29 aufrechtzuerhalten. Das Ausgangssignal des Zählers 29 wird über die Treiberstufe 18c an die Warnlampe 15 angelegt, damit der Fehler angezeigt werden kann.
Der Zähler 29 muß zurückgestellt werden, wenn die Störung des Kühlmitteltemperaturmeßfühlers nach kurzer Zeit behoben ist. Der Zähler 32 dient zur Rückstellung des Zählers 29. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 2k hat bei normalem Betriebszustand einen niedrigen Pegel, so daß das UND-Gatter 27 zum Erzeugen von Impulsen geöffnet wird. Sobald die Anzahl der an den Zähler 32 angelegten Impulse einen vorherbestimmten Wert erreicht, der der zuvor genannten kurzen Zeit entspricht, erzeugt der Zähler 32 ein Ausgangssignal, welches an einen Rückstellanschluß des Zählers 29 angelegt wird, um diesen zurückzustellen, und auch über eine Verzögerungsschaltung 33 an einen eigenen Rückstellanschluß. Die Rückstelloperation der Zähler 29 und 32 wird also so lange wiederholt, wie sich der Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3 in normalem Zustand befindet.
Zu der Anordnung gehört ferner eine Zeitüberwachungsschaltung 55» die den Zeitpunkt des Ausgangssignals einer Diagnoseschaltung 3^ für den Vollastschalter steuert. Die Zeitüberwachungs-
schaltung 55 weist eine Wellenformerschaltung ^7 auf, die das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 formt. Die Zeitüberwachungsschaltung ist vorgesehen, damit ein Fehler des Volllastschalters 9 in der Werkstatt überprüft werden kann,, Das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 4? wird an einen Frequenz/Spannung-Umsetzer, d.h. einen F/V-Umsetzer ^8 angelegte dessen Ausgangssignal von einer Vergleichsschaltung 49 mit einem Bezugswert verglichen wird. Wenn die Motorgeschwindigkeit einen vorher eingestellten Wert übersteigt, erzeugt die Vergleichsschaltung k-S ein Ausgangs signal, welches an ein UND-Gatter 50 angelegt wird.
Andererseits wird zur Diagnose in der Werkstatt der Anschluß 10 an Erde gelegt, so daß das Ausgangssignal eines Inverters 52 einen hohen Pegel annimmt a Infolgedessen erzeugt das UND-Gatter 50 ein Ausgangssignal, welches an einen Integrationszeitgeber 51 angelegt xtfird. Das Ausgangssignal des Vollastschalters 9 wird nicht nur an ein UND-Gatter 36 sondern über einen Inverter 38 auch an ein UND-Gatter 37 angelegt. Die UND-Gatter 36 und 37 erhalten Impulse von einem Oszillator 35» um ihrerseits Impulse in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Vollastschalters 9 zu erzeugen.
Die Diagnoseschaltung 3Ll· für den Vollastschalter weist einen ersten Zähler 39 und einen zweiten Zähler ^O auf. Der Zähler 39 erhält über ein UND-Gatter 4-3 die Ausgangs impulse des UND-Gatters 36, und der Zähler 40 erhält über ein UND-Gatter *J4 die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 37.
Wenn das Gaspedal des Fahrzeugs nicht zum Herstellen der weitgeöffneten Drosselposition herabgedrückt ist, ist der Volllastschalter 9 nicht geschlossen. Dementsprechend liegt am UND-Gatter 36 ein Ausgangssignal von hohem Pegel an, so daß das UND-Gatter 36 Impulse erzeugt, die vom Zähler 39 gezählt werden» Wenn die Zählung einen im voraus eingestellten Wert
- ίο -
erreicht, erzeugt der Zähler ein Ausgangssignal von hohem Pegel, welches an ein NAND-Gatter 45 und über einen Inverter 41 an den anderen Eingang des UND-Gatters 43 angelegt wird. Damit wird das Ausgangssignal des Zählers 39 auf hohem Pegel gehalten. Wenn das Gaspedal bis zu der weitgeöffneten Drosselstellung herabgedrückt wird, wird der Vollastschalter 9 geschlossen, wodurch sich das Ausgangssignal des Inverters 38 auf hohen Pegel umstellt.
Damit erzeugt das UND-Gatter 37 Impulse, die vom Zähler 40 gezählt werden. Bleibt das Gaspedal über eine vorherbestimmte Zeitspanne hinweg herabgedrückt, so erzeugt der Zähler 40 ein Ausgangssignal, welches an das NAND-Gatter 45 und auch an den anderen Eingang des UND-Gatters 44 angelegt wird, um das Ausgangssignal aufrechtzuerhalten. Das bedeutet, daß das Ausgangssignal des NAND-Gatters 45 niedrigen Pegel hat. Wenn also der Integrationszeitgeber 51 ein Ausgangssignal von hohem Pegel erzeugt, welches an ein UND-Gatter 46 angelegt wird, bleibt das Ausgangssignal dieses UND-Gatters 46 auf niedrigem Pegel ο Das bedeutet, daß die Arbeitsweise des Vollastschalters 9 normal ist. Wird der Vollastschalter 9 bei der weitgeöffneten Drosselposition nicht geschlossen, so erzeugt der Zähler 40 kein Ausgangssignal. Infolgedessen hat das Ausgangssignal des NAND-Gatters 45 einen hohen Pegel, und das UND-Gatter 46 erzeugt ein Ausgangssignal von hohem Pegel in Abhängigkeit von der Eingabe des Integrationszeitgebers 51.
Dementsprechend leuchtet in der Werkstatt die Warnlampe 15 auf, um eine Störung am Vollastschalter 9 anzuzeigen. Die hier offenbarte und als zweite Diagnoseschaltung beschriebene Diagnoseschaltung dient für geringfügigere Störungen; aber es können auch Diagnoseschaltungen für andere Meßfühleranordnungen gemäß der Erfindung vorgesehen sein, z.B„ für den O2-Sensor, oder den Ansaugleitungsvakuumschalter. Da die Ausgangssignale von Meßfühleranordnungen, wie dem Vollastschalter, dem 02-Sensor, dem Vakuumschalter und ähnlicher Meßfühler
während des Betriebs des Motors schwanken, ist es schwierig, diese Meßfühleranordnungen während des Fahrens des Fahrzeugs einer Diagnose zu unterziehen. Gemäß der Erfindung kann die
Diagnose dieser Anordnungen ohne weiteres in einer Werkstatt vorgenommen werden.

Claims (2)

  1. Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors
    Patentansprüche
    L) Anordnung zur Diagnose des Betriebs von Meßfühleranordnungen eines Verbrennungsmotors„
    gekennzeichnet durch
    = eine erste Diagnoseschaltung (21) für die Diagnose des Betriebs einer der Meßfühleranordnungenp die eine Vergleichsschaltung aufweist,, welche die Eingabe der Meßfühleranordnung mit einem Bezugswert vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Eingabe nicht mit dem Bezugswert übereinstimmt,
    - eine Anzeigeeinrichtung,, die auf das Ausgangssignal anspricht und eine Störung der Meßfühleranordnung anzeigt,
    - eine zweite Diagnoseschaltung [Jk) für die Diagnose des Betriebs einer weiteren Meßfühleranordnungs die ein Ausgangssignal erzeugt^ wenn die Eingabe der Meßfühleranordnung nicht normal ist9
    = eine Gattereinriehtungg die den Ausgang der zweiten Diagnoseschaltung mit der Anzeigeeinrichtung elektrisch verbindet, und
    - eine von Hand betätigte Steuereinrichtung,, mit der zur Anzeige des Ergebnisses der Diagnose der zweiten Diagnoseschaltung die Gattereinrichtung betätigbar 1st.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß die von Hand betätigte Steuereinrichtung einen von Hand betätigbaren Verbinder und ein Gatter aufweist, welches auf die Betätigung des Verbinders anspricht und ein Ausgangssignal zur Betätigung der Gattereinrichtung nach einer vorherbestimmten Zeitspanne erzeugt.
DE3335632A 1982-10-01 1983-09-30 Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors Expired DE3335632C2 (de)

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