DE3544131A1

DE3544131A1 - Eingangs/ausgangssignal-kontrolleinrichtung fuer eine elektronische steuer- und regeleinheit in einem elektronisch gesteuerten kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE3544131A1
Application number: DE19853544131
Authority: DE
Inventors: Shuhei Asaka Saitama Sangawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-06-26
Also published as: CA1252543A; DE3544131C2; JPS61142360A; US4756186A; GB8530940D0; JPH0255617B2; GB2168751B; GB2168751A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingangs/Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer- und Regeleinheit in einem elektronisch gesteuerten Kraftstoff einspritzsystem für Brennkraftmaschinen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kontrolleinrichtung dieser Art, die in der Lage ist, auf einfache Weise eine Anzahl von Eingangssignalen und eine Anzahl von Ausgangs-Signalen zu überwachen, und auch in der Lage ist, rasch eine Abnormität zu detektieren und zu lokalisieren und ihre Ursache zu analysieren.

Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge sind im allgemeinen mit einer elektronischen Steuer-und Regeleinheit versehen, der verschiedene Signale als Eingangssignale zugeführt werden, wie z.B. die Signale, die die detektierten Maschinenbetriebsparameter der Maschinendrehzahl, des Absolutdrucks im Ansaugrohr, der Maschinenwassertemperatur, der Drosselventilöffnung und der Konzentration von Auspuffgasbestandteilen (z.B. der Sauerstoffkonzentration) darstellen, um die Ventilöffnungsperioden bzw. -Zeitdauern der Kraftstoffeinspritzventile in Abhängigkeit von diesen Eingangssignalen derart zu berechnen, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des der Maschine zugeführten Gemischgases gewünschte Werte annimmt, die für Betriebszustände der Maschine geeignet sind, und auch, um den Kraftstoffeinspritzventilen den berechneten Ventilöffnungsperioden entsprechende Steuersignale zuzuführen. Durch diese Steuerung und Regelung sollen das Funktionieren der Maschine und die Emissionseigenschaften verbessert werden.

Wenn irgendeine Abnormität, wie z.B. eine Störung in einem mit einem solchen elektronisch gesteuerten Kraftstoff einspritzsystem, wie oben erläutert, ausgestatteten Fahrzeug auftritt, ist es erforderlich zu bestimmen, ob

die Abnormität der elektronischen Steuer- und Regeleinheit selbst oder Eingangssignalen oder Kraftstoffeinspritzventilen zuzuschreiben ist, um die Ursache herauszufinden.
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Als Prüfungseinrichtung für diesen Zweck sind herkömmlich eine Anzahl von Meßinstrumenten übernommen worden, z.B. ein Synchronoskop oder ein Strommesser bzw. Amperemeter, um genau zu untersuchen, ob aus der elektronischen Steuer-und Regeleinheit korrekte Ventilöffnungsperiodensignale ausgegeben werden oder nicht, gewöhnliche Instrumente, wie z.B. eine Schaltungstesteinrichtung, um die interne Verschaltung der elektronischen Steuereinheit genau zu untersuchen, und Instrumente, um einzeln solche Elemente wie z.B. das Innere der anderen Vorrichtungen und deren Ausgangssignale genau zu prüfen. Der elektronischen Steuer-und Regeleinheit werden jedoch Eingangssignale verschiedener detektierter Maschinenbetriebsparameter zugeführt, und sie gibt in Abhängigkeit von diesen Eingangssignalen Ventilöffnungsperiodensignale aus. Die Verwendung einer Anzahl von Instrumenten zur einzelnen genauen Untersuchung der elektronischen Steuer- und Regeleinheit selbst und der Eingangs- und Ausgangssysteme hat daher die Prüfarbeit zu kompliziert und zeitraubend gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingangs/ Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer- und Regeleinheit in einem elektronisch gesteuerten

QQ Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, die es der Bedienungsperson ermöglicht, die Zustände einer Anzahl von Eingangssignalen und einer Anzahl von Ausgangssignalen, etc. zur selben Zeit leicht zu lesen, um es ihr hierdurch zu ermöglichen, rasch und genau eine Abnormität

gg zu detektieren, zu lokalisieren und zu analysieren, wenn diese auftritt.

Durch die Erfindung ist eine Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer-und Regeleinrichtung geschaffen worden, die den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern und ebensovielen, jeweils für die Zylinder vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventilen steuert, wobei die Kontrolleinrichtung in der Lage ist, eine Anzahl von Eingangssignalen einschließlich von Signalen, die Betriebsparameter der Maschine darstellen und der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung zugeführt werden, und eine Anzahl von Ausgangssignalen einschließlich Signalen zu kontrollieren, die die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventile darstellen und durch die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung in Abhängigkeit von den Eingangs-Signalen erzeugt und ausgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung umfaßt: Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige der Eingangssignale und der Ausgangssignale in entsprechenden vorbestimmten Dar-Stellungen, wobei die Anzeigeeinrichtungen eine Betriebssequenzanzeige zum Anzeigen der Betriebssequenz bzw. des Arbeitsablaufs der Kraftstoffeinspritzventile umfassen, in der sie geöffnet sind; Anzeigehalteeinrichtungen, die mit den Anzeigeinrichtungen verbunden sind um zu bewirken, daß die Anzeigeeinrichtung dauernd ein hierdurch empfangenes Signal anzeigt; und mit der Betriebssequenzanzeige verbundene Frequenzteilereinrichtungen, um die Frequenz eines die Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile darstellenden Signals in einem vorbestimmten Verhältnis zu teilen und das frequenzgeteilte Signal der Betriebssequenzanzeige zuzuführen.

Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung weiter ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Gesamtanordnung eines elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem die erfindungsgemäße Eingangs/Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung anwendbar ist, 5

Fig. 2 eine Vorderansicht der Eingangs/Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Vorderwandteil im einzelnen gezeigt ist, 10

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die innere Anordnung der Eingangs/Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung von Fig. 2 schematisch veranschaulicht, und

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines Frequenzteilers in der Kontrolleinrichtung zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Brennkraftmaschine für Fahrzeuge bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um eine Maschine mit vier Zylindern handeln kann. Die Maschine 1 besitzt eine Anzahl von Hauptverbrennungskammern 2 (es können vier sein, von denen nur eine gezeigt ist) und ebensoviele Nebenverbrennungskammern 3, die mit den jeweiligen Hauptkammern 2 in Verbindung stehen.

Ein Hauptansaugrohr 4 steht mit jeder Verbrennungskammer 2 in Verbindung und ein Nebenansaugrohr 5 mit jeder Nebenverbrennungskammer 3. Das Innere der peripheren Wand eines jeden Maschinenzylinders ist mit Kühlwasser gefüllt, in das ein Maschinenwassertemperatursensor eingeführt ist, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet ist. Ein Ausgangssignal aus dem Maschinenwassertemperatursensor 6 wird über eine Leitung 7a einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit 10 zugeführt,

die im folgenden als "ECU"bezeichnet wird. Ein Hauptdrosselventil 8 und ein Nebendrosselventil 9 sind im Hauptansaugrohr 4 bzw. im Nebenansaugrohr 5 angeordnet. Ein Drosselventilöffnungssensor 11 ist mit dem Hauptdrosselventil 8 zur Detektion seiner Ventilöffnung verbunden, um diese in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das über eine Leitung 7b der ECU 10 zugeführt wird. Eine schnelle Lehrlaufvorrichtung 12 ist über eine (nicht gezeigte) Treibersignalleitung mit der ECU 10 verbunden und kann das Hauptdrosselventil 8 bei oder nach dem Start bzw. Anlassen der Maschine öffnen.

Für jeden Maschinenzylinder ist ein Haupteinspritzventil 13 vorgesehen und im Hauptansaugrohr 4 an einer Stelle etwas stromaufwärts der Maschine 1 angeordnet, während ein einziges Nebeneinspritzventil 14 für die gemeinsame Verwendung bei allen Maschinenzylindern vorgesehen ist und im Nebenansaugrohr 5 an einer Stelle etwas stromabwärts des Nebendrosselventils 9 angeordnet ist. Diese Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 sind mit einem Kraftstofftank 17 mittels eines gemeinsamen Kanals 15 und einer Kraftstoffpumpe 16 verbunden. Die Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 sind mit der ECU 10 über entsprechende Leitungen 18a und 18b elektrisch verbunden, so daß ihre Ventilöffnungsperioden durch von der ECU zugeführte Signale gesteuert sind.

Andererseits ist ein Absolutdrucksensor 19 über einen Kanal 19a bei einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Hauptdrosselventils 8 mit dem Hauptansaugrohr 4 verbunden. Der Absolutdrucksensor 19 kann den absoluten Druck im Ansaugrohr 4 detektieren und umwandeln, um ihn über eine Leitung 7c der ECU 10 zuzuführen.

An einer Stelle stromabwärts des Absolutdrucksensors 19 ist in das Hauptansaugrohr 4 ein Ansauglufttemperatursensor eingefügt, der auch angeordnet ist, um die Ansauglufttemperatur zu

detektieren und das detektierte Ansauglufttemperatursignal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, um es über eine Leitung 7d der ECU 10 zuzuführen.

Ein Auspuffgasrückführventil 25 ist ein unterdruckbetätigtes Ventil und aus einem Ventilkörper 25a, der angeordnet ist, um eine Verbindung eines zum Auspuffrohr 26 der Maschine 1 führenden Kanals 27 mit einem zum Hauptansaugrohr 4 führenden Kanal 28 herzustellen und zu unterbrechen, und aus einem Diaphragma 2 5b ausgebildet, das sich in Kontakt mit dem Ventilkörper 25a befindet. Eine durch das Diaphragma 25b begrenzte Unterdruckkammer steht mit zwei EGR-Steuerventilen 31, 32 mittels eines Kanals 29 in Verbindung. Auf einem Ende des Ventilkörpers 25a des Auspuffgasrückführventils 25 ist ein Hubsensor 33 angebracht, der die Betriebsposition des Ventilkörpers 25a in ein elektrisches Signal umwandeln und dieses Signal der ECU 10 über eine Leitung 7e zuführen kann. Das EGR-Steuerventil 31 ist vom normalerweise offenen Typ und arbeitet derart, daß sein Solenoid 31a durch ein elektrisches, von der ECU 10 zugeführtes Signal erregt wird, um es zu gestatten, daß der Kanal 29 für die Einführung von Atmosphärendruck in die Unterdruckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 durch seine Luftansaugöffnung 31b mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Das andere EGR-Steuerventil 32 ist vom normalerweise geschlossenen Typ und arbeitet derart, daß sein Solenoid 32a durch ein über eine Leitung 18e von der ECU 10 zurückgeführtes elektrisches Signal erregt ist, um zu gestatten, daß der Kanal 29 mit einem Druckspeichertank 34 in Verbindung steht. Der Druckspeichertank 34 speichert vom Hauptansaugrohr 4 über ein Rückschlagventil 35 zugeführten Absolutdruck, und daher wird der gespeicherte Absolutdruck in die Unterdruckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 eingeführt, wenn das EGR-Steuerventil 32 geöffnet wird.

Ein einen Auspuffgassensor bildender 0₂~Sensor 44 ist in der Innenwand des Auspuffrohrs 26 an einer Stelle stromaufwärts eines Dreiwegkatalysators 43 eingebettet, um die Konzentration von in den Auspuffgasen vorhandenem Sauerstoff zu detektieren. Der 0₂-Sensor 44 führt sein Ausgangssignal der ECU 10 über eine Leitung 7f zu.

In Fig. 1 sind ferner ein Drehzahlmesser 40, eine Zündkerze 45, ein Verteiler 46, eine elektronische Zeit- bzw. Synchronisationssteuereinheit 47 für den Verteiler 46, eine Zündspule 48, ein Zündschalter 49 und eine Batterie 51 gezeigt. Wenn der Zündschalter 49 geschlossen ist, wird die Spannung der Batterie 51 über eine Leitung 7g an die ECU 10 abgegeben. Ein Maschinenkurbelwinkelpositionssensor 52 ist in der Lage, einen Impuls bei einem bestimmten Kurbelwinkel jedesmal zu erzeugen, wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 180 Grad dreht, d.h. bei Erzeugung eines jeden Impulses des TDC-Signals (oberes Totpunktsignal). Ein Zylinderunterscheidungssensor 53 kann einen Impuls bei einem bestimmten Kurbelwinkel eines ersten Maschinenzylinders erzeugen. Ein Atmosphärendrucksensor 54 dient zur Umwandlung des aktuellen Atmosphärendrucks in ein elektrisches Signal, und ein Kurbelwinkelsensor kann Impulse bei einer Anzahl vorbestimmter Maschinenkurbelwinkel als Kurbelwinkelsignale erzeugen, wobei jeder Impuls jedesmal erzeugt wird,wenn sich die Kurbelwelle durch einen vorbestimmten Winkel (z.B. 30 Grad) dreht. Die Ausgangssignale von diesen Sensoren 52, 53, 54 und 55 werden der ECU 10 über entsprechende Leitungen 7h, 7i, 7j und 7k zugeführt. Ein Druckregelventil 56 dient zum Regeln des Kraftstoffeinspritzdrucks.

Die ECU 10 arbeitet, um die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventil 13, 14 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen von verschiedenen Maschinenbetriebsparametersensoren wie oben erwähnt derart zu berechnen, daß das der Maschine zugeführte Luft/Kraftstoffverhältnis

des Gemischgases gleich für Betriebszustände der Maschine geeigneten Werten ist, und auch um den berechneten Ventilöffnungsperioden entsprechende Treibersignale den Kraftstoff einspritzventilen 13, 14 zuzuführen, um diese zu öffnen.

Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung ist dazu vorgesehen, der ECU 10 eines elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems der oben beschriebenen Art zugeführte und von dieser ausgegebene Signale zu kontrollieren. Die Einzelheiten der Kontrolleinrichtung sind in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Wie Fig. 2 zeigt, verzweigt sich ein Kabelbaum 57, der die Leitungen 7a bis 7k, durch die Signale von den verschiedenen Sensoren der ECU 10. eingegeben werden, und die Leitungen 18a bis 18f umfaßt, durch die Signale von der ECU 10 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13, 14, etc. ausgegeben werden, in eine Anzahl von Kabelbäumen, bei diesem Ausführungsbeispiel drei Kabelbäumen, mittels entsprechender Kupplungen 58a, 58b und 58c. Ein Zweigkabelbaum 59, der sich von jedem der Anzahl der Kabelbäume verzweigt, ist mit der Kontrolleinrichtung 60 verbunden.

Eine Vielzahl von Anzeigen oder Ausleseeinrichtungen sind ο= in der Vorderwand bzw. dem Vorderpanel der Kontrolleinrichtung 60 vorgesehen, um in die ECU 10 eingegebene und von dieser ausgegebene Signale in entsprechenden vorbestimmten Formen anzuzeigen. Die in einem Kreis in Fig. 2 dargestellten Anzeigen sind jeweils aus einer Anzeigelampe ausgebildet, z.B. einer LED (Licht emittierende Diode), um den EIN/AUS-Zustand ihres Signals anzuzeigen.

Ein EIN/AUS-Anzeigeblock 61 zeigt die EIN/AUS-Zustände der Eingangs- und Ausgangssignale an. Der Anzeigeblock or 61 umfaßt eine Anzahl von Anzeigen 61a bis 611, die jeweils aus einer LED gebildet sind, die sich ein- und

ausschalten, um die EIN/AUS-Zustände der entsprechenden \

Eingangs- und Ausgangssignale anzuzeigen. Des weiteren

sind die Anzeigen 61a bis 611 mit entsprechenden Kommentar- bzw. Erläuterungsanzeigen 62a bis 621 gepaart, die die Inhalte der entsprechenden Signale anzeigen. Beispielsweise ist eine Batterieleistungsanzeige 61a mit einer Erläuterungsanzeige 62a gepaart, die in einfachem Code oder Sprache anzeigt, ob die Batteriespannung oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt oder nicht. Eine Anzeige 61b dient zur Anzeige der Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung, 61c für die Anzeige eines Treibersignals für ein Relais zum Ansteuern der Kraftstoffpumpe, 61d zum Anzeigen eines EIN/AUS-Signals von einer Auspuffgastemperatur-Alarmlampe, öle zur Anzeige eines Zündschaltersignals, 61f zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals von einem Neutralpositionsschalter des Automatikgetriebes und 61g zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals von einem Parkpositionsschalter des Automatikgetriebes. Anzeigen 61h und 61i zeigen EIN/AUS-Signale von Fahrzeugdrehzahlsignalschaltern, wobei die Anzeigen 61h und 61i auf dem Drehzahlmesser 40 vorgesehen sind. Eine Anzeige 61j dient zur Anzeige eines Klimagerätschaltersignals. Speziell für die Batterie, die als Versorgungsquelle für verschiedene Vorrichtungen dient, ist zusätzlich zu den Anzeigen 61a und 62a eine Batterie-Spannungsanzeige 63 zur Anzeige der Batteriespannung vorgesehen.

Benachbart den EIN/AUS-Signalanzeigeblöcken 61 bis 63 auf der Vorderwand sind Anzeigeblöcke 64 bis 66 angeordnet, um die Eingabe von Ausgangssignalen aus verschiedenen Sensoren anzuzeigen. Der Anzeigeblock 64 zeigt direkt die physikalischen Werte von Parametern an sich an, wie z.B. durch die entsprechenden Sensoren detektierte Temperaturen und Drücke, während die Spannungsanzeige 66 diese detektierten physikalischen Werte in Termen der Spannung anzeigt. Der Block für die Anzeige der physikalischen Werte umfaßt eine Anzeige 64a für ein Ausgangssignal aus einem (in Fig.

nicht gezeigten) Sensor für das anfängliche Luft/Kraftstoff verhältnis, eine Anzeige 64b des Hauptansaugrohr-Absolutdrucksignals vom Absolutdrucksensor 19, eine Anzeige 64c des Ansauglufttemperatursignals vom Ansauglufttemperatursensor 20, eine Anzeige 64d des Maschinenwassertemperatursignals vom Maschinenwassertemperatursensor 6, eine Anzeige 64e des Atmosphärendrucksignals vom Atmosphärendrucksensor 54, eine Anzeige 64f des Drosselventilöffnungssignals vom Drosselventilöffnungssensor 11, eine Anzeige 64g für das Sauerstoffkonzentrationssignal vom 0_?-Sensor 44 und eine Anzeige für das tatsächliche Zündsynchronisierungs- bzw. -zeitsignal. Der Block 64 für die Anzeige der physikalischen Werte ist mit einem Wählerschalter 65 versehen, der ein Signal unter Eingangs-

IQ Signalen auswählt, um bei der Spannungsanzeige 66 die Spannung des von dem entsprechenden Sensor ausgegebenen ausgewählten Signals anzuzeigen sowie dessen physikalischen Wert selbst bei der entsprechenden Anzeige 64a bis 64j anzuzeigen. Wenn beispielsweise das Atmosphärendruck-

2Q signal ausgewählt ist, kann die Anzeige 64e "101325 Pa" (760 mmHg) anzeigen,während die Anzeige 66 einen dem Atmosphärendruck entsprechenden Spannungswert anzeigt, z.B. "2,88 V".

Mit dem Bezugszeichen 67 ist ein Maschinendrehungsanzeigeblock 67 bezeichnet. Im Anzeigeblock 67 sind eine TDC-Signaleingabeanzeige 68 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände des vom Maschinenkurbelwinkelpositionssensor 52 eingegebenen TDC-signals, eine Zylinderunterscheidungssignal-

OQ eingabeanzeige 69 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände eines vom Zylinderunterscheidungssensor 53 eingegebenen Zylinderunterscheidungssignals und auch eine Maschinendrehzahlanzeige 70 zum Anzeigen der Maschinendrehzahl vorgesehen, die von den beiden obigen Eingangssignalen berechnet wird,

qc wie später beschrieben wird.

Eine Reglersignaleingabeanzeige 71 dient zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände eines vom Wechselstromgenerator der

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Maschine eingegebenen IC-Reglersignals, und eine Generatorzustandsanzeige 72 dient zur Anzeige des Generatorzustands des Wechselstromgenerators in Termen bzw. Begriffen des Verhältnisses von Betriebsstrom zu Vollaststrom (Leistungsfaktor). Die Generatorzustandsanzeige 72 zeigt den Generatorzustand in Termen der Erregerrate oder des Tastverhältnisses der Feldwicklung des Wechselstromgenerators; mit anderen Worten, sie zeigt den Lastzustand des Wechselstromgenerators an.

Eine Anzeige 73 für die Erregung eines selbsttätigen Leerlaufsolenoids dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein selbsttätiges Leerlaufsolenoid (nicht gezeigt). Das selbsttätige Leerlaufsolenoid bildet einen Teil einer Vorrichtung, die die Leerlaufdrehzahl durch Einstellung der Querschnittsfläche eines zusätzlichen Luftkanals als Bypass zum Drosselventil 8 bei Maschinenleerlauf auf einem konstanten Wert hält. Eine Anzeige 74 dient zur Anzeige eines Treiberimpulssignals für das selbsttätige Leerlaufsolenoid in Termen des Verhältnisses Betriebsstrom zu Vollaststrom (duty factor).

Eine EGR-Steuersignalanzeige 75 dient zur Anzeige des EIN/AUS-Zustands eines vom EGR-Steuerventilsolenoid 32a (Fig. 1) ausgegebenen Treibersignals, und eine Anzeige 76 dient zur Anzeige eines Impulssignals zur Steuerung des EGR-Steuerventils 32 in Termen des Tastverhältnisses oder Leistungsfaktors (duty factor).

Eine Anzeige 77 für das Automatikgetriebe-Solenoidsignal dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Solenoid (nicht gezeigt) für das Automatikgetriebe der Maschine. Eine Anzeige 78 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für das schnelle Leerlaufsolenoid in der in Fig. 1 gezeigten Schnelleerlaufvorrichtung 12. Eine Anzeige 79 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Unterdruck-Steuersolenoid in einer Unterdruck-

verstelleinrichtung zur Steuerung der Zündsynchronisierung bzw. -steuerung, und eine Anzeige 80 dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Klimagerätöffner-Solenoid (nicht gezeigt). Das Automatikgetriebe-Solenoid ist ein Steuerventil für die Zusatzluftströmungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die Maschine mit Zusatzluft bei Maschinenleerlaufbetrieb zu versorgen, wenn das Automatikgetriebe in die Rückwärtsgangposition (R) oder in die Fahrtposition (D) geschaltet wird, um hierdurch die Maschinenleerlaufdrehzahl zu stabilisieren. Der Klimagerätöffner ist ein Steuerventil für die Zusatzluftströmungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die Maschine bei Betätigung des Klimageräts mit Zusatzluft zu versorgen, und hierdurch die Maschinenausgangsleistung in Abhängigkeit von erhöhter Maschinenlast zu erhöhen.

Ein Anzeigeblock 81 umfaßt vier LEDs 81a bis 81d, die jeweils den vier für die entsprechenden Zylinder vorgesehenen, in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventilen 13 entsprechen und zur Anzeige der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile 13 dienen.Die Leuchtsequenz der LEDs 81a bis 81d entspricht dem tatsächlichen Arbeitsablauf bzw. der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile 13. Der Betriebszyklus der Kraftstoffeinspritzventile ist so kurz, daß es praktisch unmöglich ist, ihren Arbeitsablauf durch Beobachtung der LEDs 81a bis 81d mit den Augen zu beobachten, wenn die LEDs im direkten Ansprechen auf den Arbeits- bzw. Betriebszyklus ein- und ausgeschaltet werden. Wie später beschrieben wird, ist

on daher der Anzeigeblock 81 mit einem Frequenzteiler versehen, der die Frequenz von Treibersignalen für die Kraftstoffeinspritzventile 13 in einem vorbestimmten Verhältnis teilt, wodurch die Betriebssequenzder Kraftstoffeinspritzventile durch die Anzeigen mit einer herabgesetzten

oc Frequenz zu ihrer leichteren visuellen Beobachtung angezeigt wird. Ein Block für die Anzeige der Ventilöffnungsperiode 82 zeigt die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoff-

einspritzventile 13 in Termen von Millisekunden numerisch an. Der Anzeigeblock 82 umfaßt sechs Anzeigen 82a bis 82f (so daß er auch für Sechszylindermaschinen dienen kann), die den entsprechenden Kraftstoffeinspritzventilen 13 entsprechen. Der Anzeigeblock 82 ist mit Halteeinrichtungen versehen, um das Lesen der durch die Anzeigen gezeigten Werte zu erleichtern. Ein Tastschalter 83 dient zum Betätigen der Halteeinrichtung.

Ein weiterer Anzeigeblock 85 umfaßt sechs LEDs 85a bis 85f, die jeweils den sechs Anzeigen 82a bis 82f entsprechen, so daß die Kontrolleinrichtung 60 bei einer Maschine mit sechs Zylindern ebenso wie einer mit vier Zylindern verwendet werden kann. Für die Auswahl zwischen der Vierzylinder-Betriebsart und der Sechszylinder-Betriebsart ist ein Wählschalter 84 vorgesehen.

Anschlüsse 86 dienen zur Ausgabe von Analogbeträgen entsprechender Eingangs- und Ausgangssignale. Die Anschlüsse 86 sind für den Zweck vorgesehen, Datenaufzeichnungseinrichtungen oder dergleichen freizugeben, um die entsprechenden Zustände der Eingangs- und Ausgangssignale in bezug auf die Zeit des Auftretens einer Abnormität in den Maschinenbetriebszuständen etc. aufzuzeichnen, um die Analyse der Abnormität zu erleichtern.

Der Anzeigeblock 61 für die Eingangs/Ausgangs-EIN/AUS-Signalanzeige ist außerdem mit Leeranzeigen 61k und 611 versehen, die auch in Abhängigkeit von Spezifikationen einer verwendeten Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung verwendet werden können, für die mehr Anzeigen benötigt werden. Für denselben Zweck besitzt auch der Block 64 für die physikalische Wertanzeige Leeranzeigen 64i und 64j.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen und der innere Aufbau der Kontrolleinrichtung 60 beschrieben. Mit der Eingangsseite der Kontrolleinrichtung 60 sind eine Anzahl von Eingangsleitungen und -Kabelbäumen 59a bis 59g ver-

bunden. Beispielsweise ist die Leitung 59a eine mit einer aus einer nicht gezeigten, in einem verwendeten Fahrzeug angebrachten Batterie ausgebildeten Spannungsversorgung verbundene Speiseleitung, und die Leitung 59g ist eine Erdleitung.

Kabelbäume 59b und 59c dienen jeweils für die Zuleitung entsprechender,von der ECU 10 ausgegebenen EIN/AUS-Treibersignale zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13 und SoIenoiden, wie z.B. im Selbstleerlauf-Solenoid. Diese Treibersignale werden durch eine Stromverstärkergruppe AMP, auf einen benötigten Strompegel verstärkt. Unter diesen Treibersignalen wird das Treibersignal für das EGR-Steuersolenoid 32a von der Stromverstärkergruppe AMP, direkt zurAnzeige 75 ausgegeben. Die Frequenzen der Treibersignale von der Stromverstärkergruppe AMP, zu den Kraftstoff einpritzventilen 13 werden durch einen Frequenzteiler U, mit einem Teilungsverhältnis 8 geteilt, so daß ihre neuen Frequenzen ein Achtel der ursprünglichen Frequenzen sind. Dann werden die Treibersignale durch den Betriebssequenzanzeigeblock 81 als die Signale für die Betriebssequenz der Kraftstoffeinpritzventile 13 angezeigt.

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des Frequenzteilers U, zeigt. In Reaktion auf die Eingabe sequentieller Treibersignale für Kraftstoffeinspritzventile (in Fig. 4 bei (a) gezeigt) gibt der Frequenzteiler U, Betriebssequenz- bzw. Arbeitsablaufsignale aus (in Fig. bei (b) gezeigt), um die Betriebssequenz beim Anzeigeblock 81 (81a bis 8Id) anzuzeigen. Wenn die den entsprechenden vier Zylindern der Maschine entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile # 1, #3, #4 und #2 jeweils einmal in dieser Reihenfolge während der Zeitspanne A geöffnet werden, wird die LED 81a eingeschaltet und im EIN-Zustand während der Zeitspanne A gehalten, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Wenn die vier Kraftstoffeinspritzventile während der nächsten Zeitspanne B jeweils einmal geöffnet werden, wird keine der LEDs 81 eingeschaltet. Auf

diese Weise wird die LED 81b während der Zeitspanne C eingeschaltet, und während der Zeitspanne D wird keine eingeschaltet. Während der Zeitspanne E wird dann die LED 81c eingeschaltet. Daher werden die vier LEDs jedes mal viermal insgesamt eingeschaltet, wenn die vier Kraftstoffeinspritzventile 13 insgesamt 32 mal geöffnet werden.

Es wird nun wieder auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Ventilöffnungsperiodensignale für die Kraftstoffeinspritzventile 13 aus der Stromverstärkergruppe AMP, werden durch einen Zähler U₂ gezählt, und die Zählwerte werden durch den Anzeigeblock 82 für die Ventilöffnungsperiode angezeigt. Wie früher beschrieben wurde, ist ein Signalhaltekreis (die Halteeinrichtung) U₃ vorgesehen, um das Lesen der durch den Anzeigeblock 82 angezeigten Ventilöffnungsperioden zu erleichtern. Der Block 82 für die Anzeige der Ventilöffnungsperiode zeigt Zählwerte an, die nacheinander vom Zähler U» zugeführt werden. Wenn der Tastschalter 83 in Fig. 2 gedrückt ist, wird der Signalhaltekreis U- betätigt um zu bewirken, daß der Anzeigeblock 82 fortlaufend einen Zählwert anzeigt, der zu der Zeit zugeführt wurde, in der der Tastschalter 83 gedrückt ist. Wenn der Tastschalter 83 freigegeben wird, wird die Haltebetriebsart aufgehoben bzw. rückgängig gemacht um zu bewirken, daß der Anzeigeblock 82 beginnt, spätere Zählwerte wieder einen nach dem anderen anzuzeigen, wie sie zugeführt werden.

Das EIN-Zeitverhältnis oder der Leistungsfaktor (duty on factor) des Impulssignals für die EGR-Steuerung aus der Stromverstärkergruppe AMP, wird durch eine Berechnungsschaltung U. berechnet, und das von der Berechnungsschaltung U. ausgegebene Impulssignal wird durch die Anzeige 76 in Termen des Leistungsfaktors angezeigt. Das gg EIN-Zeitverhältnis des Treibersignals für das selbsttätige Leerlaufsolenoid wird außerdem in einer (nicht gezeigten) Berechnungsschaltung berechnet, und das Ergebnis wird in Termen eines Leistungsfaktors durch die Anzeige 74 an-

gezeigt. Des weiteren wird der Leistungsfaktor des Impulssignals für die EGR-Steuerung durch eine Pegelverschiebeeinrichtung Uj. auf einen benötigten Spannungspegel umgewandelt und wird zu einem der Analogwertausgabeanschlüsse 86 übergeben.

Ein Kabelbaum 59d dient für die Zuführung von Impulssignalen zur ECU 10, die das TDC-Signal, das Zylinderunterscheidungssignal und das Kurbelwinkelpositionssignal anzeigen. Die Impulswellenformen dieser Signale werden durch eine Wellenformergruppe U_fi geformt, von der das geformte TDC-Signal und Zylinderunterscheidungssignal zu den entsprechenden Anzeigen 68, 69 übergeben werden. Das TDC-Signal und das Zylinderunterscheidungssignal werden weiter einer Impulsintervall/Umdrehungs-Berechnungsschaltung U_ zugeführt, die aus dem TDC-Signal und dem Zylinderunterscheidungssignal die Maschinendrehzahl berechnet, um das Ergebnis auf der Anzeige 70 für die Maschinendrehzahl anzuzeigen. Das Maschinendrehzahlsignal aus der Schaltung U₇ wird auch einer Schaltung Uq zur Umwandlung der Drehzahl/Spannung zugeführt, das die Drehzahl in einen Analogwert umwandelt, um letzteren einem der Analogwertausgabeanschlüsse 86 zuzuführen. Andererseits wird das Kurbelwinkelpositionssignal aus der Wellenformergruppe U, einer Zündsynchronisierung-Berechnungsschaltung Ug, die die Zündsynchronisierung basierend auf dem Kurbelwinkelpositionssignal und dem Zündsynchronisierungssignal berechnet, wobei das letztere von einer Zündsynchronisierungs-Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird, um das Ergebnis auf der Anzeige 88 für die Zündsynchronisierung anzuzeigen. Des weiteren wird die berechnete Zündsynchronisierung bzw. Zündzeit durch eine Umwandlungsschaltung U,„ für die Zündsynchronisierung/Spannung in einen Analogwert umgewandelt und dann einem der Analogwertausgabeanschlüsse 86 zugeführt.

Ein Kabelbaum 59e dient für die Zuführung eines IC-Reglersignals vom Wechselstromgenerator. Das IC-Reglersignal

wird durch einen Stromverstärker AMP» auf einen benötigten Strompegel verstärkt und das verstärkte Signal wird der EIN/AUS-Anzeige 71 direkt zugeführt, während es gleichzeitig über eine EIN-Zeitverhältnis-Berechnungsschaltung U,, zur Leistungsfaktoranzeige 72 zugeführt wird, um in Termen eines Leistungsfaktors angezeigt zu werden. Derselbe Leistungsfaktor wird durch eine Schaltung U,^ ^zur Umwandlung Leistungsfaktor/Spannung in einen entsprechenden Spannungswert umgewandelt und einem der Analogwertausgabeanschlüsse 86 zugeführt.

Ein Kabelbaum 59f dient für die Zufuhr von Signalen zur ECU 10, die physikalische Größen, wie z.B. den Ansaugrohr-Absolutdruck und die Maschinenwassertemperatur anzeigen. Auf dieselbe Weise wie oben beschrieben werden die Stromwerte dieser Signale durch eine Stromverstärkergruppe AMP- auf einen erforderlichen Strompegel verstärkt und von der Stromverstärkergruppe AMP₃ über den Wählschalter 65 zur Spannungswertanzeige 66 abgegeben.

Diese Signale werden auch von der Stromverstärkergruppe AMP_ über eine Schaltung U,-. zur Umwandlung Spannung/physikalischer Wert dem Block 64 für die Anzeige der physikalischen Werte zugeführt. Obwohl in Fig. 2 die Berechnungsschaltungen U., U₇, Ug, U,.. etc. in der Form diskreter Blöcke dargestellt sind, damit die Funktion der Kontrolleinrichtung 60 besser verstanden werden kann, können diese Schaltungen durch einen einzigen Mikrorechner ersetzt werden.

Es wird nun die Funktionsweise der Kontrolleinrichtung 60 beschrieben.

Wenn die Maschine 1 angelassen bzw. gestartet wird und das elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsystem beginnt, das Luft/Kraftstoffverhältnis zu steuern, werden die der ECU 10 einzugebenden Eingangssignale, wie z.B. das Signal für den Ansaugrohr-Absolutdruck, das Signal für die Masehinenwassertemperatur, das Sauerstoffkonzen-

trationssignal, das TDC-Signal und das Zylinderunterscheidungssignal, und die von der ECU in Reaktion auf die oben erwähnten Eingangssignale auszugebenden Ausgangssignale, wie z.B. das Ventilöffnungsperiodensignal für die Kraftstoffeinspritzventile 13 und die Treibersignale für verschiedene Solenoide, gleichzeitig durch die entsprechenden LED-Anzeigen auf der Vorderwand der Kontrolleinrichtung 60 in vorbestimmten Betriebsweisen angezeigt, z.B. in Termen EIN/AUS,Leistungsfaktor und physikalischem Wert. Die Inhalte von Signalen, die für den Betrieb der Maschine wichtig sind, wie z.B. der der Batteriespannung, werden ebenfalls angezeigt. Während des Normalbetriebs der Maschine wird daher die Bedienungsperson von den Anzeigen her informiert, daß sich die Maschine in einem Normalbetriebszustand befindet.

Wenn irgendeine Abnormität in den Maschinenbetriebszuständen auftritt, wird die Stelle der Abnormität leicht aus den Inhalten der angezeigten Eingangs- und Ausgangssignale detektiert bzw. festgestellt. Insbesondere da die Treibersignale für die entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 13 als Betriebssequenzsignale angezeigt werden, nachdem ihre Frequenzen durch den Frequenzteiler U, mit einem vorbestimmten Verhältnis geteilt worden sind, kann der Arbeitsablauf, d.h. ihre Betriebssequenz leicht überwacht werden. Es ist auch möglich, die Ventilöffnungsperiode für jedes Kraftstoffeinspritzventil 13 absolut auszulesen, indem der Tastschalter 83 gedrückt wird, um die Anzeige des Zählwerts zu erhalten, der zu der Zeit zugeführt wurde, während der der Tastschalter 83 eine gewünschte Zeitdauer lang gedrückt wird. Wenn die Stelle der Abnormität nicht dadurch beurteilt werden kann, daß lediglich die Inhalte der Anzeigen mit dem Auge beobachtet v/erden, wird es möglich, den Grund für

gg und die Stelle einer Abnormität zu analysieren, indem die Analogwerte der beteiligten Eingangs- und/oder Ausgangssignale durch Analogwertausgangsanschlüsse 86 in einer Datenaufzeichnungseinrichtung oder dergleichen

aufgezeichnet werden und dann miteinander verglichen werden.

Um die Funktion der ECU 10 selbst zu kontrollieren werden die Verbindungskabelbäume bei den Kupplungen 58a bis 58c vom Fahrzeug entfernt, und ein (nicht gezeigter) Mustersignalgenerator wird mit der ECU 10 verbunden, um der ECU 10 Mustersignale mit normalen Musterwerten des Signals für den Ansaugrohr-Absolutdruck, des Signals für die Maschinenwassertemperatur, des Sauerstoffkonzentrationssignals, des TDC-Signals etc. zuzuführen, und dann werden die Werte des Signals für die Ventilöffnungsperiode und anderer von der ECU 10 in Reaktion auf die eingegebenen Signale ausgegebener Signale untersucht. Wenn die ECU 10 und die verschiedenen Sensoren normal arbeiten, sollten die Ausgangswerte von der ECU 10 entsprechende richtige vorbestimmte Werte anzeigen, vorausgesetzt, daß die Eingangssignale solche Werte besitzen, die bestimmte Bedingungen erfüllen, und daher kann durch Lesen dieser durch die Anzeigen auf der Kontrolleinrichtung 60 angezeigten Werte beurteilt werden, ob die ECU 10 und andere Elemente normal arbeiten oder nicht.

Auf diese Weise ermöglicht die Kontrolleinrichtung 60 eine rasche, einfache und genaue Kontrolle und Überprüfung des Betriebs der Sensoren sowie der ECU 10 selbst.

Die Erfindung bezieht sich, zusammengefaßt, auf eine Kontrolleinrichtung zur Kontrolle einer Anzahl von Eingangssignalen, einschließlich Signalen, die Betriebsparameter einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern darstellen, wobei die Eingangssignale einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit zur elektronischen Steuerung des Betriebs der Maschine zugeführt werden, und einer Anzahl von Ausgangssignalen, die von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit in Reaktion auf die Eingangs-

- 2 λ -

signale ausgegeben werden. Die Kontrolleinrichtung besitzt Anzeigen, die die entsprechenden Eingangssignale und Ausgangssignale in entsprechenden Betriebsarten
anzeigen. Eine Anzeigehalteschaltung ist mit einer Anzeige verbunden, um ein empfangenes Signal fortlaufend über einen gewünschten Zeitraum in der Anzeige zu
haben. Eine Frequenzteilerschaltung ist mit einer
Arbeitsablauf- bzw. Betriebssequenzanzeige zur Anzeige der Betriebssequenz von Kraftstoffeinspritzventilen
verbunden und teilt die Frequenz des die Betriebssequenz darstellenden Signals in einem vorbestimmten Verhältnis und gibt dann das frequenzgeteilte Signal an
die Betriebssequenzanzeige weiter.

- U-

- Leerseite -

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H:Veickm'ann_: Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Inc. F "A-Ts-ikmafn, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Lisxa, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

8000 MÜNCHEN 86

POSTFACH 860 820 ] $, ΟθΖ. 1985

MDHLSTRASSE 22

TELEFON (0 89) 98 03 52

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
No. 1-1, Minami-Aoyama 2-chome,
Minato-ku, Tokyo, Japan

Eingangs/Ausgangssignal-Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer-und Regeleinheit in einem .elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem

Ansprüche

1/ Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer-und Regeleinrichtung, die den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern und ebensovielen entsprechend für die Zylinder vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventilen elektronisch steuert, wobei die Kontrolleinrichtung dazu geeignet ist, eine Anzahl von Eingangssignalen einschließlich Signalen, die Betriebsparameter der Maschine darstellen und der elektronischen Steuer-und Regeleinrichtung zugeführt werden, und eine Anzahl von Ausgangssignalen einschließlich Signalen zu kontrollieren, die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventile darstellen und durch die elektronische Steuer-und Regeleinrichtung in Reaktion auf die Eingangssignale erzeugt und ausgegeben werden, gekennzeichnet durch Anzeigeeinrichtungen (61-64, 67, 71, 80-85) zur Anzeige der Eingangssignale und der Ausgangssignale in entsprechenden

vorbestimmten Weisen,wobei die Anzeigeeinrichtungen eine Betriebsseguenzanzeige (81) zur Anzeige der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile (13), in der sie geöffnet sind, umfassen; Anzeigehalteeinrichtungen, die mit der Anzeigeeinrichtung (82) verbunden sind, damit die Anzeigeeinrichtung fortwährend ein dadurch empfangenes Signal anzeigt; und Frequenzteilereinrichtungen, die mit der Betriebssequenzanzeige (81) verbunden sind, um die Frequenz eines die Betriebssequenz der Kraftstoff- IQ einspritzventile (13) darstellenden Signals in einem vorbestimmten Verhältnis zu teilen und das frequenzgeteilte Signal an die Betriebssequenzanzeige zu übergeben.
2. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Ventilöffnungsperiodenanzeige (82) zur Anzeige der Signale umfaßt, die die Ventilöffnungsperioden der entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile (13) darstellen, wobei die Anzeigehalte-' 20 einrichtungen so angeordnet sind, daß die Ventilöffnungsperiodenanzeige fortlaufend das Ventilöffnungsperiodensignal anzeigt.
3. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritzventile (13) darstellende Signal Treibersignale für die Kraftstoffeinspritzventile umfaßt.
4. Kontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Anschlüssen zur Ausgabe entsprechender Analogwerte von zumindest einem Teil der Eingangssignale und der Ausgangssignale.