DE3335632C2

DE3335632C2 - Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3335632C2
Application number: DE3335632A
Authority: DE
Inventors: Toshio Mitakashi Tokio/Tokyo Takahashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-10-03
Also published as: GB8326195D0; US4546646A; GB2130753B; GB2130753A; DE3335632A1

Abstract

Eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs von Meßfühleranordnungen eines Verbrennungsmotors weist eine erste Diagnoseschaltung zur Diagnose des Betriebs einer wichtigen Anordnung, beispielsweise eines Kühlmitteltemperaturmeßfühlers auf. Zu dieser ersten Diagnoseschaltung gehört eine Vergleichsschaltung, die eine Eingabe der Meßfühleranordnung mit einem Bezugswertbereich vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Eingabe außerhalb dieses Bereichs liegt. In Abhängigkeit vom Ausgangssignal der ersten Diagnoseschaltung wird eine Anzeige geliefert, die eine Störung in der Meßfühleranordnung anzeigt. Ferner ist eine zweite Diagnoseschaltung vorgesehen, die zur Diagnose des Betriebs einer weniger wichtigen Meßfühleranordnung dient und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Eingabe von der Meßfühleranordnung außerhalb des normalen Bereichs liegt. Der Ausgang der zweiten Diagnoseschaltung ist über eine Gattereinrichtung mit der Anzeigeeinrichtung elektrisch verbunden. Die Gattereinrichtung wird von einer handbetriebenen Steuerschaltung betätigt, um das Ergebnis der Diagnose der zweiten Diagnoseschaltung anzuzeigen (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs von ersten und zweiten Fühlervorrichlungen eines Verbrennungsmotors und bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zur Diagnose des Versagens der Motorbetriebssteuerung eines in einem Motorfahrzeug eingebauten Motors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem bekannt, welches mit einem Rechner ausgerüstet ist, der verschiedene Faktoren berechnet, z. B. das Zündsignal, die Drosselklappenstellung, das Volumen des Ansaugluftstroms, das Vakuum in der Saugleitung, die Kühlmitteltemperatur und die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen, um anhand dieser Faktoren Ausgangssignale für den Antrieb elektromagnetisch betätigter Einspritzventile zu erzeugen. Von den genannten Faktoren sind einige für den Motorbetrieb wichtig, und Störungen in Meßfühleranordnungen für diese wichtigen Faktoren müssen aus Gründen der Sicherheit beim Fahren des s betreffenden Fahrzeugs sofort angezeigt werden. In der japanischen Offenlegungsschrift 51 20 787 ist ein Überwachungssystem offenbart, welches Störungen je nach dem Grad der Wichtigkeit der aufgetretenen Störung anzeigt. Geringfügige Störungen, die den Motor nicht

ίο außer Betrieb setzen, können mit einer Diagnoseanordnung in der Werkstatt untersucht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Anordnung zur Diagnose zu schaffen, die wichtige oder schwerwiegende Störungen unmittelbar während des Fahrens anzeigt und zur Diagnose geringfügiger Störungen bei einer Inspektion in einer Werkstatt herangezogen werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der ist

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Diagnose des Betriebs von Fühlervorrichtungen eines Verbrennungsmotors und

Fig. 2 ein Schaltbild einer Anordnung zur Diagnose gemäß der Erfindung.

Zu der Anordnung der Fig. 1 gehört eine Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs und eine Steuereinheit CLJ. Die Steuereinheit CLJ weist einen Rechner 11 mit Speichern, Eingabe/Ausgabeeinrichtungen und Zeitgebern, eine Gruppe von Schnittstellen 17a bis 17^· 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 Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3, ein Sauglufttemperaturmeßfühler 4 und ein Ch-Sensor 5, der die Sauer-Stoffkonzentration in den Abgasen feststellt. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ferner ein Anlasserschalter 6, der den Betrieb des Anlassers des Motors feststellt, ein Vakuumschalter 7, der das Vakuum in der Saugleitung des Motors feststellt, ein Leerlaufdetektorschalter 8. der von einem Drosselventilschaft bei der Lcerlaufstellung des Drosselventils betätigbar ist, und ein Vollastschalter 9. der gleichfalls von dem Drosselventilschaft bei weitgeöffn^ter Drosselstellung des Drosselventils betätigbar ist. Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche Ua bis Wdauf. und zwar einen Rechnerbereich Ua für die Selbstdiagnosefunktion, einen Rechnerbereich 116 für die Ausfallschutzsignalerzeugung, einen Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechnerbereich Wd für die Anzeigewechselsignalerzeugung. Der Rechnerbereich 11a 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 ! !c/für die Anzeigewechselsignalerzeugung gespeicherter Fehlerzustand mittels einer Lampe 16 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 Rech-

<i5 ncrbereich l!a für die Sclbstdiagnosefunktion und den Rechnerbereich I Ic für die Brcnnstoffeinspritzsteuersignalcr/eugung angelegt. Die Ausgangssignale des Luftströmungsmessers 2 sowie der Meßfühler 3 bis 5 wer-

den über einen A/D-Umsetzer 19 und die Schnittstelle VIb an die Rechnerbereichc 11a und 1 If angelegt. Ferner werden an die Rechnerbereiche 11a und I Ic* über die Schnittstellen 17c bzw. 17/"die Ausgangtsignale der Schal ter 6 bis 9 angelegt.

Der Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunklion überwacht Eingangssignale der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs, und wenn ein Fehler wahrgenommen wird, wird über die Treibers(4ife 18c ein Signal an eine Warnlampe 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 Wb für die Ausfallschutzsignalerzeugung. In diesem Rechnerbereich 116 ist eine Vielzahl von Daten gespeichert, die einen durch Motorstörung verursachten Motorstillstand vermeiden sollen. Dieser Rechnerbereioh erzeugt ein Selbstschutz- bzw. Ausfaflschutzsignal 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 ISb und ein Relais 14 an eine Brennstoffpumpe 13 und über die Treiberstufe 18a an Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 angelegt, damit Brennstoff in richtiger Menge und im richtigen Zeitpunkt eingespritzt werden kann. Der Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritz-Steuersignalerzeugung gibt ferner in Abhängigkeit von einer Eingabe des Cb-Sensors 5 ein Signal an den Rechnerbereich Wd für die Anzeigewechselsignalerzeugung weiter. Der Rechnerbereich 1 IcV 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 116 für die Ausfalischutzsignalerzeugung 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, so daß der Motor weiterhin entsprechend dem Pseudosignal ohne Geschwindigkeitsverlust arbeitet.

Der Rechnerbereich Wd für die AnzeigewechseJsignalerzeugung sendet ferner ein Signal an die Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion erhaltenen Diagnosesignal. Die Lampe 16 leuchtet mit Unterbrechungen entsprechend einem Muster auf, über das das Diagnosesigna! entscheidet. Dies geschieht, wenn der Anschluß 10 in der Werkstatt geerdet ist. Anhand des Aufleuchtmusters bo der Lampe 16 weiß das Bedienungspersonal in der Werkstatt, um welche Art von Motorstörung es sich handelt.

F i g. 2 zeigt eine Diagnoseschaltung für den Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3 und den Vollastschalter 9 ge- b5 maß der Erfindung. Zu dieser Anordnung gehört eine Diagnoseschaltung 21 für der Kühlmittel tempcraturmeßfühler als erste Diagnoseschaltung im Fall ernsthafter .Störungen sowie eine Diagnoseschaltung 34 für den Vollastschalicr als sekundäre Diagnoseschaltung für geringfügigere Störungen. Die Ausgang&signale des Kühlniitteliempcratunneßfühlcrs 3 werden einer Fenstcrvergleichsschaltung in der Diagnoseschaltung 21 zugcrahrt. die Vergleichsschaltungcn 22 und 23 sowie ein ODER-Gatter 24 aufweist. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 24 wird an ein UND-Gatier 26 und außerdem über einen Inverter 28 an ein UND-Gatter 27 angelegt. Die UND-Gatter 26 und 27 erhalten Impulse von einem Oszillator 25. um in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Fenstervergleichsschaltung selbst Impulse zu erzeugen.

Zu der Diagnoseschaltung 21 für den Kühlmitteltemperaturmeßfühler gehör! ein erster Zähler 29. der die Kühlmitteltemperatur wahrnimmt, sowie ein zweiter Zähler 32, der zum Rückstellen des ersten Zählers 29 dient.

Wenn die Ausgangsspannung des ICühlmitteltemperaturmeßfühlers 3 einen vorherbestimmicn Bereich der Fenstervergleichsschaltung 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 einen 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 24 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 /uvor genannten kurzen Zeit entspricht, erzeugt der Z.· hler 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 34 für den Vollastschalter steuert. Die Zeitüberwachungsschahung 55 weist eine Wellenformerschaltung 47 auf, die das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 formt. Die Zei;überwarhiintyssphMinniJ i^t VOr⁰CSChCn damit ein Fehler des Vollastschalters 9 in der Werkstatt überprüft werden kann. Das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 47 wird an einen Frequenz/Spannung-Umsetzer, d. h. einen F/V-Umsetzer 48 angelegt, dessen Ausgangssignal von einer Vergleichsschaltung 49 mit einem Bezugswert verglichen wird. Wenn die Motorgeschwindigkcit einen vorher eingestellten Wert übersteigt, erzeugt die Vergleichsschaltung 49 ein Ausgangssignal, welches an ein UND-Gatter 50 angelegt wird.

Andererseits wird zur Diagnose in der Werkstatt der

Anschluß IO an Erde gelegt, so daß das Ausgangssignal eines inverters 52 einen hohen Pegel annimmt. Infolgedessen erzeugt das UND-Gatter 50 ein Ausgangssignal, welches an einen Integrationszeitgeber 51 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Vollastschalters 9 wird nicht nur an ein UND-Gatter 36, sondern über einen Inverter 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 34 für den Vollastschalter weist einen ersten Zähler 39 und einen zweiten Zähler 40auf. Der Zähler 39 erhält über ein UND-Gatter 43 die Ausgangsimpulsc des UND-Gatters 36, und der Zähler 40 erhält über ein UND-Gatter 44 die Ausgangsinipulse des UND-Gatters 37.

Wenn das Gaspedal des Fahrzeugs nicht zum Herstellen der weitgeöffneten Drosselposition herabgedrückt ist. ist der Vollastschalter 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 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-Gattcrs54 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. 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 Oi-Sensor oder den Ansaugleitungsvakuumschalter. Da die Ausgangssignale von Meßfühleranordnungen, wie dem Vollastschalter, dem Oj-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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Diagnose des Betriebs von ersten und zweiten Fühlervorrichtungen eines Verbrennungsmotors mit einer ersten Diagnosescha!- tung (2!) für die Diagnose des Betriebs einer der ersten Fühlervorrichtungen, wobei die erste Diagnoseschaltung eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen eines Eingangssignals von der Fühlervorrichtung mit einem Bezugswert und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn das Eingangssignal nicht mit dem Bezugswert übereinstimmt, enthält, mit einer Anzeigeeinrichtung (15), die auf das Ausgangssignal zum Anzeigen eines Fehlers in der ersten Fühlervorrichtung anspricht, und mit einer zweiten Diagnoseschaltung (34) für die Diagnose des Betriebs der zweiten Fühlervorrichtung und zum Erzeugen eines Fenlerausgangssignals. wenn das Eingangssignal von der zweiten Fühlervorrichtung anormal ist, g e kennzeichnet durch eine Zeitregelschaltung (55) mit Einrichtungen (1, 49), die auf einen Zustand des Motorbetriebs ansprechen, dessen Schwankung eine Änderung des Ausgangssignals der zweiten Fühlervorrichtung verursacht, um ein erstes Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Zustand einen vorbestimmten Pegel übersteigt, durch einen manuell betätigten Schalter (10) zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals durch die manuelle Betätigung des Schalters, durch ein erstes Gatter (50), das auf das erste und zweite Ausgangssignal zum Erzeugen eines dritten Ausgangssignals anspricht, wobei die zweite Diagnoseschaltung ein viertes Ausgangssignal mit einem der logischen Pegel bei einem solchen Zustand erzeugt, daß das erste Ausgangssignal von der Einrichtung (J, 49) erzeugt wird, und das Fehlerausgangssignal mit dem anderen logischen Pegel erzeugt, wenn die zweite Fühlervorrichtung den Zustand nicht feststellt, und durch ein zweites Gatter (46), das auf das dritte Ausgangssignal und das Fehlerausgangssignal zum Erzeugen eines fünften Ausgangssignals zum Betätigen der Anzeigeeinrichtung anspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem manuell betätigten Schalter (10) ein drittes Gatter (52) nachgcschaltet ist, welches auf die Betätigung des Schalters anspricht und ein Ausgangssignal nach einer vorherbestimmten Zeitspanne erzeugt.