DE3335633C2

DE3335633C2 -

Info

Publication number: DE3335633C2
Application number: DE3335633A
Authority: DE
Inventors: Toshio Mitakashi Tokio/Tokyo Jp Takahashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1988-11-10
Also published as: GB2130754B; JPS5963343A; GB2130754A; GB8326196D0; DE3335633A1; JPH0440536B2; US4646008A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur elektronischen Steue rung eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patent anspruches 1.

Beim Anlassen eines Motors muß insbesondere bei kaltem Betrieb das Gemisch angereichert werden. Sobald der Motor dann ange sprungen ist, muß das Gemisch magerer werden. Die Steuerung muß somit darüber "informiert" sein, welcher Betriebszustand gerade vorliegt.

Aus der DE-OS 30 00 190 ist eine Anordnung bekannt, bei der Fehler in den Meßfühlern erfaßt werden. Die Überprüfung der Brennkraftmaschine erfolgt jedoch nur im Fahrbetrieb, der Anlaßvorgang wird nicht eigens berücksichtigt.

Aus der DE-OS 26 45 350 ist die Bereitstellung eines soge nannten "Notlaufsignales" bekannt, das bei Auftreten eines Fehlers im Normalbetrieb die Maschine am Laufen hält. Ein solches Notlaufsignal wird jedoch beim Anlassen auch bei Auftreten von Fehlern nicht erzeugt.

Aus der DE-OS 30 10 975 ist eine Anordnung der eingangs ge nannten Art bekannt, die ebenfalls eine Fehlererfassung er möglicht. Auch hier wird jedoch während des Anlassens keine Notlauffähigkeit gewährleistet, wenn Fehler auftreten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur elektronischen Steuerung eines Verbrennungsmotors der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art derart weiterzubilden, daß damit eine Anordnung zur Diagnose des Anlasserbetriebsfühlers und zur Sicherstellung eines Not laufs bei fehlerhaftem Anlasserbetriebsfühler geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan spruches angegebenen Merkmale gelöst.

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

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

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

Fig. 3 eine Diagnoseschaltung für den Anlasserbetriebs fühler.

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 CU weist einen Rechner 11 mit Speichern, Eingabe/Ausgabe und Zeitgebern, eine Gruppe von Schnittstel len 17 a bis 17 g sowie Treiberstufen 18 a bis 18 c auf. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ein Zündsignalgene rator 1, dessen Ausgangssignal einen gezündeten Zylinder des Motors sowie den Zündzeitpunkt desselben (somit auch die Motordrehzahl) wiedergibt, ein Luftströmungsmesser 2, ein Kühlmitteltemperaturmeßfühler 3, ein Sauglufttemperaturmeßfühler 4 und ein O₂-Sensor 5, der die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen feststellt. Zu der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 gehört ferner ein An lasserbetriebsfühler 6, der den Betrieb des Anlassers des Motors feststellt, ein Vakuumschalter 7, der das Vakuum in der Saugleitung des Motors feststellt, ein Leerlaufdetektor schalter 8, der von einem Drosselklappenschaft bei Leer laufstellung der Drosselklappe betätigbar ist, und ein Vollastschalter 9, der gleichfalls von dem Drosselklappen schaft bei weitgeöffneter Drosselklappe betätigbar ist. Der Rechner 11 weist Rechnerbereiche 11 a bis 11 d auf, und zwar einen Rechnerbereich 11 a für die Selbst diagnosefunktion, einen Rechnerbereich 11 b für die Ausfall schutzsignalerzeugung, einen Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung und einen Rechner bereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung. Der Rech nerbereich 11 a 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 11 d für die Anzeigewechselsignal erzeugung gespeicherter Fehlerzustand mittels einer Lampe 16 angezeigt. Der Anschluß 10 liegt nicht an Erde, wenn das Motorfahrzeug gefahren wird. Das Ausgangssignal des Zünd signalgenerators 1 wird über die Schnittstelle 17 a an den Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion und den Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignal erzeugung angelegt. Die Ausgangssignale des Luftströmungs messers 2 sowie der Meßfühler 3 bis 5 werden über einen A/D- Umsetzer 19 und die Schnittstelle 17 b an die Rechnerbereiche 11 a und 11 c angelegt. Ferner werden an die Rechnerbereiche 11 a und 11 c über die Schnittstellen 17 c bzw. 17 f die Aus gangssignale der Schalter 6 bis 9 angelegt.

Der Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion über wacht Eingangssignale der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 zum Feststellen des Motorbetriebs. Wenn ein Fehler wahr genommen wird, wird über die Treiberstufe 18 c 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 11 a ferner ein Diagnosesignal in Abhängigkeit von der Art der Motor störung an den Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignal erzeugung. In diesem Rechnerbereich 11 b ist eine Vielzahl von Daten gespeichert, die einen durch Motorstörung verursachten Motorstillstand vermeiden sollen. Dieser Rechnerbereich er zeugt ein Notlauf- bzw. Ausfallschutzsignal in Abhängig keit von dem Diagnosesignal. DAs Ausfallschutzsignal wird an den Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuer signalerzeugung angelegt, der die Eingabe von der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9 anhält.

Beim normalen Motorbetrieb erzeugt der Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung ein Steuersignal für das Brennstoff-Luft-Gemisch durch Berechnen der Eingänge von der Gruppe von Einrichtungen 1 bis 9. Das Ge misch-Steuersignal wird über eine Treiberstufe 18 b und ein Relais 14 an eine Brennstoffpumpe 13 und über die Treiber stufe 18 a an Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 ange legt, damit Brennstoff in richtiger Menge und zum richtigen Zeitpunkt eingespritzt werden kann. Der Rechnerbereich 11 c für die Brennstoffeinspritzsteuersignalerzeugung gibt ferner in Abhängigkeit vom Signal des O₂-Sensors 5 ein Signal an den Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung weiter. Der Rechnerbereich 11 d legt ein Signal an die zur Überwachung dienende Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom Rechnerbereich 11 c erhaltene Signal an, damit angezeigt wer den kann, daß in den Abgasen eine normale Sauerstoffkonzen tration vorliegt.

Wenn der Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignaler zeugung ein Signal an den Rechnerbereich 11 c für die Brenn stoffeinspritzsteuersignalerzeugung weitergibt, erzeugt dieser Rechnerbereich 11 c ein Steuersignal für das Brennstoff-Luft- Gemisch in Abhängigkeit von dem Ausfallschutzsignal. Das Steuersignal wird den Brennstoffeinspritzsteuerschaltungen 12 zugeführt, so daß der Motor weiterhin entsprechend dem Steuersignal ohne Geschwindigkeitsverlust arbeitet.

Der Rechnerbereich 11 d für die Anzeigewechselsignalerzeugung sendet ferner ein Signal an die Lampe 16 in Abhängigkeit von dem vom Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion er haltenen Diagnosesignal. Die Lampe 16 leuchtet mit Unter brechungen entsprechend einem Muster auf, über das das Diag nosesignal entscheidet. Dies geschieht, wenn der Anschluß 10 in der Werkstatt geerdet ist. Anhand des Aufleuchtmusters der Lampe 16 weiß das Personal in der Werkstatt, um welche Art von Motorstörung es sich handelt.

Wenn ein Fehler in der Meßfühleranordnung für den Anlasser betrieb auftritt, erzeugt der Rechnerbe reich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion ein Signal, welches dem Rechnerbereich 11 b für die Ausfallschutzsignalerzeugung zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt Schwankungen der Motordrehzahl beim Anlassen des Motors. In der gezeigten Kurve bezeichnet N ₁ eine niedrige Drehzahl beim Zünden während des Anlassens des Motors und N ₂ eine höhere Drehzahl des Motors beim Zünden während des Anlassens des Motors. Ein Bereich (a) zeigt Schwankungen der Motordrehzahl unterhalb von N ₁ beim Anwerfen, ein Bereich (b) zeigt die Motordrehzahl unterhalb des Wertes N ₂ beim Zünden. Die Bereiche (c) und (d) zeigen Leerlaufdrehzahlen. In den Bereichen (a) und (b) liegt das Ausgangssignal des Anlasser betriebsfühlers 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 Anlasserbetriebsfühlers kommt, hat das Ausgangssignal einen niedrigen Pegel, wenn der Anlasser in den Bereichen (a) und (b) betätigt wird.

Fig. 3 zeigt eine Diagnoseschaltung für die Meßfühleran ordnung des Anlasserbetriebs, die in den Rechnerbereich 11 a für die Selbstdiagnosefunktion (Fig. 1) eingebaut ist. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6 wird einer Diagnoseschaltung 21 zugeführt. 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 Ausfallschutzsignalgenerators 51 sowie an Vergleichsschaltungen 24 und 25 der Diagnoseschaltung 21 angelegt. Die Vergleichsschaltung 24 erzeugt ein Ausgangs signal von niedrigem Pegel, wenn die Motordrehzahl unter halb eines vorherbestimmten niedrigen Wertes N ₃ liegt, der die Geschwindigkeit beim Anlassen wiedergibt, und erzeugt ein Ausgangssignal von hohem Pegel beim Anlassen. Die Vergleichs schaltung 25 erzeugt ein Ausgangssignal von hohem Pegel, wenn der Motor eine Drehzahl N ₄ erreicht, was bedeutet, daß der Motor angelassen ist. Das Ausgangssignal der Ver gleichsschaltung 24 wird an ein NOR-Gatter 26, das Aus gangssignal der Vergleichsschaltung 25 wird an ein UND-Gatter 27 angelegt. Das Ausgangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6 geht an das NOR-Gatter 26 sowie das UND-Gatter 27.

Liegt die Motordrehzahl zwischen den Werten N ₃ und N ₄, was bedeutet, daß der Motor angelassen wird, so erzeugt die Ver gleichsschaltung 24 ein Ausgangssignal von hohem Pegel, die Vergleichsschaltung 25 ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel. Infolgedessen haben die Ausgangssignale des NOR-Gatters 26 sowie des UND-Gatters 27 niedrigen Pegel, gleichgültig wie der Pegel des Eingangssignals vom Anlasserbetriebsmeßfühler 6 ist. Wenn eine Störung des Anlasserbetriebsmeßfühlers 6 beim Anlassen auftritt, erzeugt dieser Meßfühler ein Ausgangssignal beim Anlassen von niedrigem Pegel. Wenn die Motordrehzahl unter dem Wert N ₃ liegt, hat das Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 in diesem Fall einen hohen Pegel. Wenn andererseits nach dem Anlassen des Motors und bei Überschreiten des Wertes N ₄ das Ausgangssignal des Anlasserbe triebmeßfühlers 6 auf hohem Pegel bleibt, was bedeutet, daß im Anlasserbetriebsfühler eine Störung vorliegt, steigt das Ausgangssignal des UND-Gatters 27 auf einen hohen Pegel. Folglich bedeutet ein Ausgangssignal von hohem Pegel seitens des NOR-Gatters 26 oder des UND-Gatters 27, daß im Anlasserbetriebsfühler 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 31 an ein UND- Gatter 33 angelegt. Die UND-Gatter 28, 32, 29 und 33 erhalten Impulse von einem Oszillator 34, 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 Anlasserbetriebsfühlers 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 41 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 41 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 Anlasserbetriebsfühler 6 nach kurzer Zeit behoben ist. Zum Zurückstellen der Zähler 35 und 36 dienen die Zähler 37 und 38.

Unter normalen Betriebsbedingungen erzeugen 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 durchzulassen. Wenn die Zahl der an die Zähler 37 und 38 angelegten Impulse einen im voraus bestimmten Wert erreicht, der der zu vor 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 An lasserbetriebsfühler 6 normal arbeitet.

Unter normalen Bedingungen hat das Ausgangssignal des ODER- Gatters 45 niedrigen Pegel, so daß das UND-Gatter 46 ge schlossen aber das UND-Gatter 48 geöffnet ist. Folglich wird das Ausgangssignal des Anlassserbetriebsfühlers 6 über das UND-Gatter 48 und ein ODER-Gatter 52 an eine Rechenschaltung 49 angelegt, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Aus gangssignal des Anlasserbetriebsfühlers 6 berechnet, welches dann über die Treiberstufe 18 a einer Brennstoffeinspritzvor richtung 50 zugeführt wird, damit die richtige Menge Brenn stoff zum Anlassen des Motors zugeführt werden kann.

Das Ausgangssignal des Zündsignalgenerators 1 wird andererseits an eine Vergleichsschaltung 52 des Ausfallschutzsignalgenera tors 51 angelegt. Diese Vergleichsschaltung 52 hat im Betrieb eine solche Hysterese, daß sie mit Änderungen der Ausgangs signale der Vergleichsschaltungen 24 und 25 zusammenfällt. Im einzelnen erzeugt die Vergleichsschaltung 52 bei Überschreiten des Wertes N ₄ für die Motordrehzahl ein Ausgangssignal von hohem Pegel, während sie ein Ausgangssignal von niedrigem Pegel erzeugt, wenn die Motordrehzahl unter den Wert N ₃ absinkt.

Tritt ein Fehler im Anlasserbetriebsfühler 6 auf und er zeugt das ODER-Gatter 45 ein Ausgangssignal von hohem Pegel, so wird das UND-Gatter 48 geschlossen und das UND-Gatter 46 geöffnet. Damit wird das Ausfallschutzsignal des Ausfallschutz signalgenerators 51 über das UND-Gatter 46 sowie das ODER- Gatter 52 an die Rechenschaltung 49 angelegt. Die Rechen schaltung 49 berechnet ein Steuersignal für das Brennstoff- Luft-Gemisch in Abhängigkeit von diesem Ausfallschutzsignal. Das Steuersignal wird über die Treiberstufe 18 a an eine Brenn stoffeinspritzvorrichtung 50 gegeben, damit Brennstoff im richtigen Brennstoff-Luft-Gemisch zum Anlassen des Motors eingespritzt werden kann.

Claims

Anordnung zur elektronischen Steuerung eines Verbrennungsmotors
mit einem Anlasserbetriebsfühler (6), der ein Anlasser-Betriebs signal bei Betätigung des Anlassers abgibt,
mit einem Motordrehzahlfühler (1, 22, 23), der ein Drehzahlsig nal entsprechend der Motordrehzahl abgibt,
mit einer Diagnoseschaltung (21), der das Anlasser-Betriebssig nal, das Drehzahlsignal sowie weitere Betriebssignale zugeführt werden, und die bei einem Ausfall des Anlasserbetriebsfühlers (6) ein Ausfallsignal abgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose schaltung (21) umfaßt:
- a) zwei Drehzahl-Vergleichsschaltungen (24, 25), von denen die eine (24) ein 1. Signal abgibt, wenn das ihr zuge führte Drehzahlsignal beim Anlassen einen vorgegebenen niedrigen Wert (N 3) überschreitet, und von denen die andere (25) ein 2. Signal dann abgibt, wenn das ihr zu geführte Drehzahlsignal nach dem Anlassen (Leerlauf oder höher) einen vorgegebenen höheren Wert (N 4) überschreitet,
- b) Logikschaltungen (26, 27; 28-45), denen die Signale aus den Vergleichsschaltungen (24, 25) und das Anlasser-Be triebssignal zugeführt werden, und die derart ausgebildet sind, daß sie das Ausfallschutzsignal dann abgeben, wenn gleichzeitig
  entweder das Anlasser-Betriebssignal und das 2. Signal vorliegen,
  oder das 1. Signal aber nicht das Anlasser-Betriebssignal vorliegen,
- c) und daß eine Ausfallschutzsignalgeneratorschaltung (51) vorgesehen ist, der das Ausfallschutzsignal zugeführt wird und die daraufhin ein Ausfallschutzsignal (Notlauf signal) generiert.