DE3335633A1

DE3335633A1 - Anordnung zur diagnose eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3335633A1
Application number: DE19833335633
Authority: DE
Inventors: Toshio Mitakashi Tokyo Takahashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: JPS5963343A; US4646008A; GB2130754A; DE3335633C2; JPH0440536B2; GB8326196D0; GB2130754B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors und bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zur Diagnose des Versagens eines Meßfühlers für den Anlasserbetrieb eines in ein Motorfahrzeug eingebauten Motors.

Es ist ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystern bekannt,

welches mit einem Rechner versehen ist, der verschiedene Faktoren berechnet, z.B. den Anlasserbetrieb, die Drosselklappenstellung, das Volumen der Saugluft, das Vakuum in der Saugleitung sowie die Temperatur des Kühlmittels, um Ausgangssignale für den Antrieb von elektromagnetisch betätigten Einspritzventilen zu erzeugen. Der Anlasserbetriebmeßfühler hat die Aufgabe, ein Anlassersignal zu erzeugen, wenn der Anlasser des Motors betätigt wird. Wenn der Motor kalt ist, wird durch das Anlassersignal das Brennstoff-Luft-Gemisch angereichert. Tritt im Meßfühlersystem für den Anlasserbetrieb eine Störung auf j so erhält der Rechner kein Anlassersignal. Folglich wird dem Motor ein mageres Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt, was zu Schwierigkeiten beim Starten des Motors führt. Wenn andererseits noch nach dem Anlassen des Motors das Anlassersignal weiter angelegt wird, wird das Gemisch außerordentlich stark angereichert, was die Fahreigenschaft des Fahrzeugs verschlechtert und zum Abwürgen des Motors führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Diagnose eines Fehlers im Anlasserbetriebmeßfühler zu schaffen, bei der ein Motorgeschwindigkeitssignal zum Abtasten des Betriebs des Anlassers benutzt und ein Selbstschutz- bzw. Ausfallschutzsignal in Abhängigkeit vom Mcborgeschwindigkeitssignal erzeugt wird, um ein Versagen beim Anlassen des Motors oder das Abdrosseln des Motors zu verhüten.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors mit einem Anlasserbetriebmeßfühler geschaffen, die eine Diagnoseschaltung

für den Anlasserbetrieb aufweist, welche auf die Ausgangsspannung des Anlasserbetriebmeßfühlers anspricht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die genannte Ausgangsspannung einen vorherbestimmten Bereich überschreitet. Ferner gehört zu der Anordnung eine Einrichtung, die eine Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit erzeugt, eine Schaltung zur Erzeugung eines Ausfallschutzsignals, die auf die Einrichtung zur Erzeugung der genannten Ausgangsspannung anspricht und in Abhängigkeit von derselben ein Selbstschutzbzw. Ausfallschutzsignal erzeugt, und schließlich eine Gatter einrichtung, die auf das Ausgangssignal der Diagnoseschaltung für den Anlasserbetrieb unter Durchlassen des Selbstschutzsignals anspricht.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines Motorsj

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Schwankungen der Motorgeschwindigkeit beim Anlassen des Motors;

Fig. 3 eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetriebmeßfühler gemäß der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Anordnung zur Diagnose des Betriebs eines Motors schematisch dargestellt, die eine Diagnoseschaltung gemäß der Erfindung umfaßte

Zu der Anordnung gehört eine Gruppe von Einrichtungen 1 bis zum Feststellen des Motorbetriebs und eine Steuereinheit CU. Die Steuereinheit CU weist einen Rechner 11 mit Speichern, Eingabe/Ausgabe 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 4 und ein Op-Sensor 5» der

die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen feststellt. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ferner ein Anlasserbetriebmeßfühler 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 Drosselventilschaftbei der Leerlaufstellung des Drosselventils betätigbar ist, und ein Vollastschalter 9, der gleichfalls von dem Drosselventilschaftbei weitgeöffneter Drosselstellung des Drosselventils betätigbar ist. Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche 11a bis lld auf, und zwar einen Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion, einen Rechnerbereich 11b für die Ausfallschutzsignalerzeugung, einen Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechnerbereich lld 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 lld für die Anzeigewechselsignalerzeugung gespeicherter Pehlerzustand 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 Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion und den Rechnerbereich lic für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung angelegt« Die Ausgangssignale des Luftströmungsmesser s 2 sowie der Meßfühler 3 bis 5 werden über einen A/D-Umsetzer 19 und die Schnittstelle 17b an die Rechnerbereiche 11a und lic angelegt. Ferner werden an die Rechnerbereiche 11a und lic über die Schnittstellen 17c bzw. 17f die Ausgangssignale der Schalter 6 bis 9 angelegt»

Der Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion überwacht Eingangssignale der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs, und wenn ein Fehler wahrgenommen wird, wird über die Treiberstufe 18c ein Signal an

eine Warnlampe 15 angelegt, um den Fehler anzuzeigen. Wenn eine so ernsthafte Motorstörung auftritt, daß der Motoi⁴ 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 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 Brennstoffeinspritzeteuersignalerzeugung gibt ferner in Abhängigkeit von einer Eingabe des Op-Sensors 5 θ in 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, 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. Die Lampe 16 leuchtet mit Unterbrechungen entsprechend einem Muster auf, über das das Diagnosesignal entscheidet ο Dies geschieht, wenn 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.

Wenn ein Fehler in der Meßfühleranordnung für den Anlasserbetrieb auftritt, erzeugt gemäß der Erfindung der Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion ein Signal, welches dem Rechnerbereich 11b für die Ausfallschutzsignalerzeugung zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt Schwankungen der Motordrehzahl beim Anlassen des Motors. In der gezeigten Kurve bedeutet N-, ein niedrigeres Niveau der Motorgeschwindigkeit beim Zünden während des Anwerf ens des Motors und Np ein höheres Niveau der Motorgeschwindigkeit beim Zünden während des Anwerfens des Motors, Ein Bereich (a) zeigt Schwankungen der Motorgeschwindigkeit unterhalb von N-, beim Anwerfen, ein Bereich (b) zeigt die Motorgeschwindigkeit unterhalb des Wertes Np beim Zünden, und Bereiche (c) und (d) zeigen Leerlaufgeschwindigkeiten. In den Bereichen (a) und (b) liegt das Ausgangssignal des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 auf einem hohen Pegel, während es einen niedrigen Pegel in den Bereichen (c) und (d) hat. Wenn es zu einer Störung im Betrieb des Anlasserbetriebmeßfühlers kommt, hat das Ausgangssignal einen niedrigen Pegel, wenn der Anlasser in den Bereichen (a) und (b) betätigt wird.

Fig. 3 zeigt eine Diag-noseschaltung für die Meßfühleranordnung des Anlassergetriebe, die in den Rechnerbereich 11a für die Selbstdiagnosefunktion (Fig. 1) eingebaut ist. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebraeßfühlers 6 wird einer Diagnoseschaltung 21 zugeführt, und das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 wird von einer Wellenformerschaltung 22 geformt und von einem Frequenz/Spannung-(F/V)-Umsetzer 23 umgewandelt. Das Ausgangssignal des F/V-Umsetzers 23 wird an eine Vergleichsschaltung 52 eines Ausfallschutzgenerators 51 sowie an Vergleichs schaltungen 24 und 25 der Diagnose schaltung 21 angelegt. Die Vergleichsschaltung 24 erzeugt ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel, wenn die Motorgeschwindigkeit unterhalb eines vorherbestimmten niedrigen Wertes N- liegt, der die Geschwindigkeit beim Anwerfen wiedergibt, und erzeugt ein Ausgangssignal von hohem Pegel beim Anwerfen. Die Vergleichsschaltung 25 erzeugt ein Ausgangs signal von hohem Pegel^ wenn der Motor eine Motorgeschwindigkeit Nj, erreicht, was bedeutet, daß der Motor angelassen ist. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 24 wird an ein NOR-Gatter 26 und das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 25 an ein UND-Gatter 27 angelegt. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 geht an das NOR-Gatter 26 sowie das UND-Gatter 27.

Liegt die Motorgeschwindigkeit zwischen den Werten N~ und Nj,, was bedeutet, daß der Motor angeworfen ist, so erzeugt die Vergleichsschaltung 24 ein Ausgangssignal von hohem Pegel und die Vergleichsschaltung 25 ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel, Infolgedessen hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 sowie des UND-Gatters 27 niedrigen Pegel, gleichgültig wie der Pegel des Eingangssignals vom Anlasserbetriebmeßfühler 6 ist. Wenn eine Störung des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 beim Anwerfen auftritt, erzeugt dieser Meßfühler ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel. Wenn also die Motorgeschwindigkeit unter dem Wert N- liegt, hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 einen hohen Pegel. Wenn andererseits nach dem Anlassen des

Motors und bei Überschreiten der Motorgeschwindigkeit entsprechend dem Wert N^ das Ausgangssignal des Anlasserbetriebraeßfühlers 6 auf hohem Pegel bleibt, was bedeutet, daß im Meßfühler eine Störung vorliegt, steigt das Ausgangssignal des UND-Gatters 27 auf einen hohen Pegel. Polglich bedeutet ein Ausgangssignal von hohem Pegel seitens des NOR-Gatters oder des UND-Gatters 27, daß im Anlasserbetriebmeßfühler 6 eine Störung vorliegt.

Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 wird an ein UND-Gatter 28 und außerdem über einen Inverter 30 an ein UND-Gatter 32 angelegt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 27 wird an ein UND-Gatter 29 und ferner über einen Inverter % an ein UND-Gatter 33 angelegt. Die UND-Gatter 28, 32, 29 und 33 erhalten Impulse von einem Oszillator 3^> um in Abhängigkeit von den AusgangsSignalen des NOR-Gatters 26 sowie des UND-Gatters 27 Impulse zu erzeugen.

Die Diagnoseschaltung 21 weist einen ersten und zweiten Zähler 35 und 36 auf, um Störungen des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 festzustellen, sowie einen dritten und vierten Zähler 37 und 38, die den ersten und zweiten Zähler 35 und 36 zurückstellen.

Hat die Ausgangsspannung des NOR-Gatters 26 einen hohen Pegel, so erzeugt das UND-Gatter 28 Impulse, die über ein UND-Gatter 4l an den Zähler 35 gelangen. Wenn die Zählung des Zählers 35 einen im voraus eingestellten Wert bei einem Fehler des Meßfühlers übersteigt, hat der Zähler 35 ein Ausgangssignal von hohem Pegel. Dies Ausgangssignal wird dem anderen Eingang des UND-Gatters 41 über einen Inverter 39 zugeführt, so daß das UND-Gatter 4l geschlossen'wird und den Ausgangswert des Zählers 35 beibehält. Das Ausgangssignal des Zählers 35 wird einem UND-Gatter 46 und außerdem über einen Inverter 47 einem UND-Gatter 48 zugeführt.

Die Zähler 35 und 36 müssen zurückgestellt werden, wenn die

Störung im Anlasserbetriebmeßfühler 6 nach kurzer Zeit behoben ist. Zum Zurückstellen der Zähler 35 und 36 dienen die Zähler 37 und 38.

Unter normalen Betriebsbedingungen erzeugt das NOR-Gatter 26 sowie das UND-Gatter 27 Ausgangssignale von niedrigem Pegel, so daß die UND-Gatter 32 und 33 geöffnet werden, um Impulse zu erzeugen. Wenn die Zahl der an die Zähler 37 und 38 angelegten Impulse einen im voraus bestimmten Wert erreicht, der der zuvor genannten kurzen Zeit entspricht, erzeugen die Zähler 37 und 38 jeweils Ausgangssignale, die an Rückstellanschlüsse der Zähler 35 und 36 angelegt werden, um diese zurückzustellen, und außerdem über Verzögerungsschaltungen 43 und 44 an eigene Rückstellanschlüsse angelegt werden» Der Rückstellbetrieb der Zähler 35 und 36 wird also so lange wiederholt, wie der Anlasserbetriebmeßfühler 6 normal arbeitet.

Unter normalen Bedingungen hat das Ausgangssignal des ODER-Gatters 45 niedrigen Pegel, so daß das UND-Gatter 46 geschlossen aber das UND-Gatter 48 geöffnet ist. Folglich wird das Ausgangssignal des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 über das UND-Gatter 48 und ein ODER-Gatter 52 an eine Rechenschaltung 49 angelegt, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Anlasserbetriebmeßfühlers 6 berechnet, welches dann über die Treiberstufe 18a einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 50 zugeführt wird, damit die richtige Menge Brennstoff zum Anlassen des Motors zugeführt werden kann»

Das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 wird andererseits an eine Vergleichsschaltung 52 des Ausfallschutzsignalgenerators 51 angelegt. Diese Vergleichsschaltung 52 hat im Betrieb eine solche Hysterese, daß sie mit Änderungen der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 24 und 25 zusammenfällt„ Im einzelnen erzeugt die Vergleichsschaltung 52 bei Überschreiten des Wertes N_z, für die Motorgeschwindigkeit ein Aus gangs signal von hohem Pegel, während sie ein Ausgangssignal von niedrigem

- li -

Pegel erzeugt, wenn die Motorgeschwindigkeit unter den Wert N„ absinkt.

Tritt ein Fehler im Anlasserbetriebmeßfühler 6 auf und erzeugt das ODER-Gatter 45 sin Aus gangs signal von hohem Pegel, so wird das UND-Gatter 48 geschlossen und das UND-Gatter 46 geöffnet. Damit wird das Ausfallschutzsignal des Ausfallschutzsignalgenerators 51 über das UND-Gatter 46 sowie das ODER-Gatter 52 an die Rechenschaltung 49 angelegt. Die Rechenschaltung 49 berechnet ein Pseudosignal für das Brennstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit von diesem Ausfallschutzsignal. Das Pseudosignal wird über die Treiberstufe 18a an eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 50 gegeben, damit Brennstoff im richtigen Brennstoff-Luft-Gemisch zum Anlassen des Motors eingespritzt werden kann.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

(Iy Anordnung zur Diagnose eines Verbrennungsmotors mit einem Anlasserbetriebmeßfühlerj
gekenn ze i chne t durch

- eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetrieb, die auf die Ausgangs spannung des Anlasserbetriebmeßfühlers (6) anspricht und ein Aus gangs signal erzeugt,, wenn die Aus gangs spannung einen vorherbestimmten Bereich überschreitet,

- eine Einrichtung^ die eine Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit erzeugt,

- einen Ausfallschutzsignalgenerator, der auf die genannte Ausgangsspannung anspricht und ein Ausfallschutzsignal in Abhängigkeit von derselben erzeugt,

- und eine Gattereinrichtung₉ die auf das Ausgangssignal der Diagnoseschaltung für den Anlasserbetrieb anspricht und das AusfallSchutzsignal durchläßt«,

2 o. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Diagnoseschal tung (21) für den Anlasserbetrieb Vergleichsschaltungen, Einrichtungen zum Umwandeln der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen in Impulse sowie Zähler aufweist, die die

Impulse zählen und von denen jeder geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn die Zählung einen vorherbestimmten Wert erreicht.