DE3829797A1 - Elektronische motorsteuerung mit funktionspruefung fuer die zuendungsendstufe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektronische Motorsteue­ rung mit Funktionsprüfung für die Zündungsendstufe ge­ mäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind elektronische Motorsteuersysteme bekannt, die einen Prozessor besitzen, der unter Berücksichtigung verschiedener Motorparameter den Motorbetrieb steuert. Insbesondere wird in Abhänigkeit von Motordrehzahl, Motortemperatur, Stellung des Fußfahrgebers und unter Berücksichtigung von Motorkennlinien oder motorspezifi­ schen Kennfeldern die optimale Kraftstoff- Einspritzmenge und der optimale Zündzeitpunkt festgelegt. Bei den bekannten Motorsteuerungen werden die oben aufgeführten Motorparameter durch geeignete Sensoren ermittelt. Dabei kann die Motordrehzahl bei­ spielsweise an der Nockenwelle, die Motortemperatur mittels eines Thermoelements und die Stellung des Fuß­ fahrgebers durch einen Wegsensor oder indirekt durch einen Winkelgeber, der die Stellung der Drosselklappe ermittelt, festgestellt werden. Eine solche Motorsteue­ rung ist aus der DE-OS 35 41 731 bekannt.

Bei Kraftfahrzeugen, deren Abgassystem mit einem Kata­ lysator ausgerüstet ist, kann bei fehlerhafter Zün­ dungsendstufe unverbrannter Kraftstoff in den Katalysa­ tor gelangen und diesen unter Freisetzung außergewöhn­ lich hoher Wärmeenergie zerstören. Dabei besteht die Gefahr, daß nicht nur der Katalysator zerstört wird, sondern daß sogar das Fahrzeug in Brand gerät.

Vorteile der Erfindung

Eine elektronische Motorsteuerung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Ausfall der Zündungsendstufe erkannt und eine entspre­ chende Fehlerkennung bereitgestellt wird. Die Fehler­ kennung kann einerseits zur Aktivierung einer Fehleran­ zeige dienen. Vorzugsweise wird jedoch die Fehlererken­ nung zur Abschaltung der Benzineinspritzung verwendet, wobei die Benzineinspritzung solange abgeschaltet bleibt, bis kein Fehler mehr erkannt wird und unter Be­ rücksichtigung des jeweiligen Motorbetriebzustandes ein Einschalten der Kraftstoffzufuhr wieder zulässig ist.

Da ein Abschalten der Kraftstoffzufuhr in der Regel nicht bei einem einzigen Zündungsaussetzer erforderlich ist, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Fehlerkennung als Zählimpuls einem Zähler zugeführt wird, und daß bei Erreichen eines vorgegebenen Ver­ gleichszählerstandes die Kraftstoffeinspritzung abge­ schaltet wird. Der Vergleichszählerstand kann an das Abgassystem bzw. an die Bauart des Katalysators und des Motors angepaßt sein, so daß beispielsweise erst nach fünf in Folge festgestellten Zündungsaussetzern die Kraftstoffeinsetzung abgeschaltet wird. Wird nach Ab­ schaltung der Kraftstoffeinspritzung das Vorhandensein der korrekten Zündspannung an dem Zündkabel festgestellt, so wird der Zähler rückgesetzt und die Kraftstoffeinspritzung wieder eingeschaltet. Dies er­ folgt jedoch vorzugsweise erst unter der Bedingung, daß unmittelbar vorher eine Schubabschaltung durch Rücknah­ me des Fußfahrgebers festgestellt wurde. Diese Bedin­ gung hat den Vorteil, daß kein plötzliches Einschalten der Kraftstoffeinspritzung und damit eine unerwartete Beschleunigung ausgelöst wird. Bei Zuschaltung der Kraftstoffeinspritzung im Betriebszustand Schubabschal­ tung wird zwar die Kraftstoffeinspritzung freigegeben, jedoch unterbleibt zunächst ein Einspritzen von Kraft­ stoff solange der Betriebszustand Schubabschaltung bei­ behalten wird. Erst nach erneutem Betätigen des Fuß­ fahrgebers erfolgt dann die normale Kraftstoffein­ spritzung.

Bevorzugt wird ein induktiver Sensor im Bereich eines zu einer Zündkerze führenden Zündkabels angeordnet, dessen Sensorausgangssignal mittels eines Signalwand­ lers in einen Rechteckimpuls umgewandelt wird. Dieser Rechteckimpuls kann dann direkt im Prozessor digital verarbeitet werden.

Bei Zündanlagen mit mehreren Zündungsendstufen, wie sie bei Sechs- oder Acht-Zylinder-Motoren Verwendung finden, wird jeder Zündungsendstufe ein Sensor und ein Zähler zugeordnet, um für jede Zündungsendstufe eine Funktionsprüfung separat durchführen zu können.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:.

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Motorsteuerung,

Fig. 2 ein Schaltbild der Motorsteuerung mit einer Zündungsendstufe und

Fig. 3 ein Funktionsdiagramm zu der in Fig. 1 und Fig 2 dargestellten Motorsteuerung.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Motorsteuerung mit Funkti­ onsprüfung für die Zündungsendstufe. Ein Sensor 1 der einem Zündkabel 2 zugeordnet ist, gibt ausgangsseitig ein Sensorausgangssignal SO bei Auftreten einer Zünd­ spannung ab. In einem Signalwandler 3 wird das Senso­ rausgangssignal SO in ein Rechtecksignal SI umgewandelt und dem Eingang einer Motorsteuerung 4 zugeführt. Die Motorsteuerung steuert ihrerseits die Einspritzanlage 5 und die Zündung 6 eines Verbrennungsmotors.

Der Motorsteuerung werden verschiedene Parameter, wie Drehzahl n, Motortemperatur T, Drosselklappenwinkel α, zugeführt, die den jeweiligen Betriebszustand des Mo­ tors kennzeichnen und unter deren Berücksichtigung die Motorsteuerung 4 den Motor steuert. In der Motorsteue­ rung sind motorspezifische Kennlinien und/oder Kennfel­ der abgespeichert, die für die Steuerungsaufgaben von der Motorsteuerung berücksichtigt werden. Die Steuerung des Motorbetriebs anhand der Kennlinien und Kennfelder ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der vorliegen­ den Erfindung, weshalb eine eingehendere Beschreibung der Durchführung der Motorsteuerung hier nicht einge­ gangen wird.

In Fig. 2 ist ein detaillierteres Blockschaltbild mit Zündungseinrichtungen angegeben.

Ein induktiver Sensor 1 umschließt das Zündkabel 2, welches von einem Ausgang eines Zündverteilers 7 zu ei­ ner Zündkerze 8 führt. Der Zündverteiler 7 hat insge­ samt sechs Ausgänge A 1 bis A 6, die jeweils zu einer Zündkerze führen. Ein in Pfeilrichtung umlaufender Ver­ teilerfinger 9 verbindet die Ausgänge A 1 bis A 6 aufein­ anderfolgend mit dem Ausgang 10 einer Zündspule 11, die von einer Zündungsendstufe 12 aktiviert wird.

Der Sensor 1 gibt bei einer am Zündkabel 2 auftretenden Zündspannung ein Sensorausgangssignal SO an einen Fil­ ter 13 ab, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Gleich­ richters 14 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 14 wird dem positiven Eingang eines Dif­ ferenzverstärkers 15 zugeführt, an dessen negativem Eingang eine Schwellwertspannung Us anliegt. Über­ schreitet das Ausgangssignal des Gleichrichters 14 den Spannungswert der Schwellwertspannung Us so tritt am Ausgang des Differenzverstärkers 15 eine positive Span­ nung auf, solange bis das Ausgangssignal des Gleich­ richters 14 wieder unter den Wert der Schwellwertspan­ nung Us abfällt. Dadurch tritt am Ausgang des Diffe­ renzverstärkers 15 jeweils bei Auftreten eines Sen­ sorausgangssignals SO ein Rechtecksignal SI auf. Das Filter 13, der Gleichrichter 14 und der Differenzver­ stärker 15 bilden gemeinsam den Signalumwandler 3, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Rechtecksignal SI wird einem Eingang eines Prozes­ sors CPU zugeführt, der prüft, ob jeweils bei Auslösen einer Zündspannung über die Zündungsendstufe 12 auch ein Rechtecksignal SI ankommt. Da im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel nur am Zündverteilerausgang A 2 ein Sensor 1 angeordnet ist, wird diese Prüfung nur dann vorgenommen, wenn der Verteilerfinger 9 sich in der dargestellten Position befindet.

Stellt bei einer rechnergesteuerten Motorsteuerung der Prozessor CPU fest, daß das Rechtecksignal SI zum er­ forderlichen Zeitpunkt nicht vorhanden ist, so wird ein an den Prozessor CPU angeschlossener Zähler Z bezüglich seines Zählerstandes um 1 erhöht. Der aktuelle Zähler­ stand wird in einem mit dem Zähler Z und mit dem Pro­ zessor CPU verbundenen Speicher RAM gespeichert. Der Speicher RAM ist batteriegepuffert, d.h. daß eine Bat­ terie B den Speicherinhalt auch dann sichert, wenn die Versorgungsspannung der Motorsteuerung ausfällt oder abgeschaltet wird.

An den Prozessor CPU ist außerdem ein Festwertspeicher 16 angeschlossen, in dem ein Vergleichzählerstand abge­ legt ist, der im Prozessor mit dem aktuellen Zähler­ stand auf Übereinstimmung ständig verglichen wird. So­ bald eine Übereinstimmung zwischen Vergleichszähler­ stand und aktuellem Zählerstand festgestellt wird, gibt der Prozessor eine Fehlerkennung an den batteriegepuf­ ferten Speicher 17 ab. Gleichzeitig mit der Fehlerken­ nung wird die Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet. Dies erfolgt dadurch, daß die Einspritzendstufe 18, die vom Prozessor CPU gesteuert wird, abgeschaltet wird, so daß mittels der ihr nachgeschalteten Einspritzdüse 19 kein Kraftstoff K mehr in den Verbrennungsraum des Motors eingespritzt wird. Sobald die Motorsteuerung dann wie­ der eine fehlerfreie Funktion der Zündanlage feststellt, kann die Einspritzendstufe 18 wieder akti­ viert werden, wobei dies unter der Bedingung erfolgen sollte, daß eine Freigabe bzw. Aktivierung der Ein­ spritzendstufe 18 nach einer Fehlererkennung nur im Be­ triebszustand "Schubabschaltung" erfolgen darf.

Anhand des in Fig. 3 dargestellten Funktionsdiagramms wird die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Steuerung näher erläutert.

Der Prozessor führt bei der Funktionsprüfung eine immer wiederkehrende Routine durch, die damit beginnt, daß zunächst geprüft wird, ob ein Sensorausgangssignal SO vorhanden ist. Bei einer Störung der Zündungsendstufe 12 oder der ihr nachgeschalteten Zündungseinrichtungen 11, 7 fehlt das Sensorausgangssignal, was eine Inkre­ mentierung des Zählers Z zur Folge hat. Daraufhin wird der aktuelle Zählerstand mit dem fest abgespeicherten, vorgegebenen Vergleichszählerstand verglichen. Wird diese Frage verneint, so wird zum nächsten Zyklus der Prüfroutine übergegangen und gegebenenfalls nochmals der Zähler inkrementiert, solange bis der Zählerstand aktuell gleich dem Vergleichszählerstand ist. Da der Vergleichszählerstand die maximal zulässige Fehlerzahl repräsentiert, erfolgt jetzt eine Abschaltung der Einspritzung wobei gleichzeitig eine Fehlerlampe akti­ viert werden kann. Außerdem wirkt eine Kennung, die üblicherweise als Flag bezeichnet wird, im batteriege­ pufferten Speicher 17.

Die Prüfroutine wird fortgesetzt und die Abschaltung der Einspritzung verbleibt solange, bis zu Beginn des Prüfzyklus festgestellt wird, daß ein Sensorausgangs­ signal SO vorhanden ist. Jetzt wird zunächst der Inhalt des Speichers 17 daraufhin geprüft, ob ein Flag gesetzt ist. Wenn ja, wird die Einspritzung wieder zugeschaltet und das Flag gelöscht, allerdings erst wenn der Be­ triebszustand "Schubabschaltung" festgestellt wird, da­ mit für den Fahrer keine unerwartete plötzliche Be­ schleunigung auftritt.

Wird bei einem Zyklus der Prüfroutine festgestellt, daß ein Sensorausgangssignal vorhanden und kein Flag ge­ setzt ist, so wird der Zähler 17 rückgesetzt bzw. auf 0 gesetzt.

Die Prüfroutine kann unter bestimmten Voraussetzungen nicht ablaufen oder unwirksam sein, beispielsweise wenn eine vorgegebene Mindest-Motortemperatur noch nicht er­ reicht ist. Es kann auch vorgesehen sein, daß während der Motorstartphase keine Prüfroutine durchgeführt wird. Während der Schubabschaltung und/oder während ei­ ner Beschleunigungsanreicherung kann je nach Anforde­ rungen eine Unterbrechung der Prüfroutine vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Elektronische Motorsteuerung mit Funktionsprüfung für die Zündungsendstufe mit einer elektrischen Steuerschaltung, die die Zündungsendstufe und/oder die Kraftstoffeinspritzung in Abhänigkeit von Motorparametern, wie Motordrehzahl, Motortemperatur oder dergleichen steuert, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem zu den Zündkerzen (8) des Motors führenden Zündkabel (2) ein die Zündspannung detektie­ render Sensor (1) angebracht ist, dessen Sensoraus­ gangssignal (SO) der Steuerschaltung (CPU) zugeführt wird, die bei Aktivierung der Zündungsendstufe (12) das Auftreten eines Sensorausgangssignal (SO) prüft und bei fehlendem Sensorausgangssignal (SO) eine Fehlerkennung abgibt.

2. Motorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerkennung als Zählimpuls einem Zähler (Z) zugeführt wird, und daß bei Erreichen eines vorgegebenen Vergleichszählerstandes die Kraft­ stoffeinspritzung (18) abgeschaltet wird.

3. Motorsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiederauftreten des Sensoraus­ gangssignals (SO) der Zähler (Z) rückgesetzt und die Kraftstoffeinspritzung (1) eingeschaltet wird.

4. Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichszählerstand in einem Festwertspeicher (16) und der aktuelle Zähler­ stand in einem batteriegepufferten Speicher (17) abge­ legt ist.

5. Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung (18) erst dann wieder zugeschaltet wird, wenn durch Rücknahme des Fußfahrgebers Schubabschaltung erfolgt.

6. Motorsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sensor (1) ein Signalwandler (3) nachgeschaltet ist, der das Sen­ sorausgangssignal (SO) in einen Rechteckimpuls (SI) umwandelt.

7. Motorsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) ein induktiver Geber ist, der ein vom Zündverteiler (7) zu einer Zündkerze (8) führendes Zündkabel (2) umschließt.

8. Motorsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zündanlagen mit mehreren Zündungsendstufen (12) jeder Zündungsend­ stufe (12) ein Sensor (1) und ein Zähler (Z) zugeordnet ist.