DE3913782C2

DE3913782C2 -

Info

Publication number: DE3913782C2
Application number: DE3913782A
Authority: DE
Inventors: Roger K. Canton Mich. Us Feller; Samuel R. Ypsilanti Mich. Us Warner; Janice D. Novi Mich. Us Capriotti
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1993-04-08
Also published as: GB2220085A; DE3913782A1; US4885935A; GB8910695D0; GB2220085B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung des Motorbetriebs von warmgelaufenen Motoren am Ende einer Produktionsstraße sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben.

Eine automatische Überprüfung von Motoren hinsichtlich ihres Betriebszustandes wird auf verschiedensten Einsatzgebieten eingesetzt, so etwa bei elektronischen Benzineinspritzsystemen mit Lambda-Regelung, wie dies beispielsweise für den Katalysatorbetrieb von der Firma Bosch angeboten wird.

So ist aus der Technischen Unterrichtung: L-Jetronic, 9/85, der Firma Bosch ein Luftmengenmeßgerät zur Bestimmung des stabilen Betriebszustands des Motors entnehmbar.

Aus der Technischen Unterrichtung: Motronic, 9/85 der Firma Bosch ist es ebenfalls bekannt, für die Benzineinspritzung den Betriebszustand des Motors durch Luftmengenmesser zu überwachen.

Aus der DE 28 24 190 A1 ist ferner eine Einrichtung zum Steuern der Zünd- und/oder Kraftstoffeinspritzvorgänge mit einem Mikrorechner bekannt geworden, die u. a. die Stellung eines Drosselklappenschalters zur Bestimmung von Motorbetriebsdaten verwendet.

Die US-PS 42 75 694 betrifft eine elektronische Einspritzsteuerung, die u. a. über einen Drosselklappenwinkel den Betriebszustand des Motors ermittelt.

Obwohl die Messung des Motorbetriebszustandes für in Betrieb befindliche Automobile üblich ist, besteht auch unmittelbar nach der Herstellung eines Motors der Wunsch, zur Gewährleistung eines korrekten Betriebs, den Motor zu testen.

Dabei kann es der Fall sein, daß bestimmte, für den Betrieb des Motors benötigte Sensoren noch nicht eingebaut sind. Selbstverständlich könnten alle fehlenden Sensoren vorübergehend eingebaut und der Motor auf einer Motor-Dynamometereinrichtung getestet werden. Jedoch ist eine solche Einrichtung verhältnismäßig teuer zu unterhal ten, benötigt jeder Motortest eine verhältnismäßig lange Zeit, und die Testergebnisse hängen von Sensoren ab, die nur während des Tests vorhanden sind und die nicht diesel ben sind wie diejenigen, die später am Motor vorgesehen sind. Wenn viele Motoren hergestellt werden, sind die Gesamtzeit und die Gesamtkosten für das Testen der Motoren erheblich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Motortestsystem bereitzustellen, das die Nachteile derartiger Systeme vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es ist vorteilhaft, über eine Motortesteinrichtung zu verfügen, die für den Test eines Motors am Ende einer Produktionsstraße geeignet, ist, die genau ist, geringe Kosten verursacht und die keine Drucksenso ren, Luftstrommeßgeräte und komplexe Regelmoduln erforder lich macht.

Ein Motortestsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verfügt über Mittel zur Bestimmung der Zuluft. Das Motortestsystem verfügt weiter über ein Kennfeld, aus dem Motorbetriebsparameter als Funktion sowohl der Motordrehzahl als auch der Motorzuluft berechnet werden können. Ein solches Kennfeld kann ein Zündfunkenkennfeld, das die zeitliche Abstimmung des Motorzündfunkens als eine Funktion sowohl der Motorzuluft als auch der Motordrehzahl angibt oder ein Kraftstoff verteilerkennfeld sein, das eine Einstellung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge als Funktion derselben Größen angibt. In vorteilhafter Weise wird die Motorzuluft über den Drossel klappenwinkel bestimmt. Somit kann ein erfindungsgemäßes Motortestsystem eine interaktive, einstellbare Regelung für die zeitliche Einstellung des Zündfunkens, der Kraft stoffeinspritzung und der Leerlaufdrehzahl unter Verwen dung des Drosselklappenwinkels und der Motordrehzahl als Haupteingangsgrößen schaffen. Infolgedessen kann das Testen eines Motors am Ende einer Produktionsstraße durchgeführt werden, ohne daß Luftmengenstromsensoren oder Verteiler drucksensoren für den absoluten Druck notwendig sind. Dadurch fallen relativ geringe Kosten an. Der Vorteil geringer Kosten wird teilweise durch die Ableitung des Motorzuluftwertes aus der Messung des Drosselklappenwinkels unter Vermeidung des Einsatzes eines Verteiler-Sensors für den absoluten Druck erreicht. In vorteilhafter Weise nutzt das Motortestsystem einen Drosselklappenwinkelsensor, einen Motorkühlmitteltemperatursensor, ein Leerlaufregelventil, ein Zündsystem, Kraftstoffein spritzeinrichtungen, eine Kraftstoffleitung und eine Mo torverkabelung.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele eines Motortestsystems:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Motortestsystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Regelmodulteils der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 3A ein Kennfeld, das die Motorzuluft über dem Drosselklappenwinkel und der Motordrehzahl darstellt,

Fig. 3B ein Kennfeld, das die Zündungsfrühverstellung gegenüber der Motorzuluft und der Motordrehzahl darstellt,

Fig. 3C ein Kennfeld, das die Einstellgröße des zuzu führenden Kraftstoffs gegenüber dem normalisierten Drosselklappenwinkel und der Motorkühlmitteltempe ratur darstellt,

Fig. 4 ein logisches Fluß-Blockdiagramm des Betriebs eines Motortestsystems, und

Fig. 5 ein logisches Fluß-Blockdiagramm eines Einzelschrittes im logischen Blockdiagramm der Fig. 4.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet ein Drehzahl/Drosselklappen-Motortestsystem 10 (Fig. 1) den Drosselklappenwinkel zur Motorzuluftbestimmung. Der Drosselklappenwinkel ist eine der Haupteingangsgrößen für die Regelung der zeitlichen Abstimmung des Zündfunkens, der Kraftstoffeinspritzung und der Leerlaufdrehzahl. Es kann eine Rückmeldung des minimalen Drosselklappenwinkels zur Korrektur erfolgen.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Drehzahl/Drosselklappen-Motortest system 10 ein elektronisches Motorregelmodul (EEC) 11, das an einem Motor 12 angeschlossen ist. Das EEC-Modul 11 umfaßt Moduln für die Signalverarbeitung und -speicherung: ein Zuluftberechnungsmodul 13, ein Selbsttest modul 14, ein Leerlaufregelmodul (ISC) 15, ein Kraftstoff berechnungsmodul 18 und ein Zündungsfrühverstellung-Be rechnungsmodul 19.

Das Kraftstoffberechnungsmodul 18 liefert ein Ausgangssig nal, das Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 20 zugeführt wird, die an den Motor 12 angeschlossen sind. Falls ge wünscht, kann ein Sauerstoffsensor für das heiße Abgas verwendet werden, um eine Feedback-Korrektur des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Motors zu ermöglichen. Das Leerlaufdrehzahlregelmodul (ISC) 15 liefert ein Signal an ein Bypassluft-Solenoid 22, das seinerseits an eine Kraftstoffbeschickungseinheit des Motors 12 angeschlossen ist. Das Zündungsfrühverstellungs-Berechnungsmodul 19 sendet ein Ausgangssignal an ein Dickfilmzündmodul (TFI) 23, das Strom an Zündspulen 24 anlegt, die an die Zünd kerzen 25 des Motors 12 angeschlossen sind. Ein Signal der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) wird vom Motor 12 dem Zündungsfrühverstellungs-Berechnungsmodul 19, dem Kraft stoffberechnungsmodul 18 und dem Leerlaufdrehzahlregelmo dul 15 geführt. Ein Signal der augenblicklichen Drossel klappenstellung (TP) wird an den Zulufts-Berechnungsmodul 13, dem Brennstoffberechnungsmodul 18 und dem Leerlauf drehzahlregelmodul 15 angelegt.

In Fig. 2 ist die Struktur des elektronischen Motorregel moduls 11 als Blockdiagramm dargestellt. Eine übliche Zentralrecheneinheit (CPU) 30 ist über eine Zweiwegever bindung mit einem elektronisch programmierbaren Nur-Lese- Speicher (EPROM) 32 verbunden. Die CPU 30 wird zur Spei cherung der Basis-Zündfunken- und der Basis-Kraftstoff- Basiskennfeldinformation verwendet. Die CPU 30 empfängt Signale von einem Schnittstellenkreis 33 und sendet Signa le an einen Bypass-Luftkreis 34 zur Leerlaufdrehzahlrege lung (ISC) (Bypassluft-kreis 34) Einspritzantriebe 35 und an Hilfsantriebe 36.

Die Antriebe 36 liefern Ausgangssignale an eine Kraft stoffpumpe, für eine Selbsttestanzeige und für eine Zün dungsfrühverstellungsinformation. Der Schnittstellenkreis 33 empfängt Signale, die charakteristische Informationen der Motorkühlmitteltemperatur (ECT), der Drosselklappen stellung (TP), des Selbsttesteingangsschalters (STI) und der Kurbelwellen-stellung liefern. Da das Motortestsystem den Drosselklappenwinkel als Anzeichen für die Motorzuluft benutzt, ist die Genauigkeit des Dros selklappenwinkelsensors von großer Bedeutung. Bei Verwendung einer anpassungsfähigen Korrektur wird angenommen, daß der kleinste Drosselklappenwinkelwert der Wert für eine geschlossene Drosselklappe ist. Dieser Wert der geschlossenen Drosselklappe wird als Basis für andere Drosselklappenwinkelwerte verwendet, die anzeigen, wie weit die Drosselklappe offen ist. Der By passluftsteuerkreis 34 für die Leerlaufdrehzahlregelung sendet ein Arbeitszyklusausgangssignal an das Leerlauf drehzahlregelungs-Bypassluftsolenoid. Die Einspritzantrie be 35 senden ein Ausgangssignal an die Kraftstoffein spritzeinrichtungen.

Das Motortestsystem 10 verwendet drei Kennfelder, wie diese in den Fig. 3A, 3B und 3C angegeben sind. Fig. 3A zeigt ein Kennfeld für die Motorzuluft als Funktion des Drosselklappenwinkels und der Motordreh zahl. Wenn ein Wert für die Zuluft aus dem Kennfeld der Fig. 3A bestimmt wird, wird der Wert der Zuluft als einzi ger axialer Eingabewert für das Kennfeld in Fig. 3B ver wendet. Fig. 3B zeigt das Kennfeld für den Zündfunken als Funktion der Motordrehzahl auf der einen Achse und der Motorzuluft auf der anderen Achse. Fig. 3C zeigt das Kenn feld für die Kraftstoffeinstellung als Funktion der Motor kühlmitteltemperatur und des Drosselklap penwinkels.

In Fig. 4 erläutert ein Blockdiagramm die Schritte, die im Regelmodul (EEC) 11 ablaufen, das an den Motor 12 während des Motortests angeschlossen ist. Der interaktive Betrieb des Motortestregelsystems beginnt beim Block 41 mit "ANLASSEN". Der logische Ablauf führt dann zu einem Block 42, wo ein Aufwärmen des Motors durch Überprüfung, ob die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) größer als ein Vorgabe-Wert (CV) ist, bestimmt wird. In vorteilhafter Weise ist die Motorregelungsstrategie für die Leerlaufdrehzahl so, daß ein Motor mit ausreichend hohen Drehzahlen betrieben wird, um die Motorkühlmittel temperatur für einen verhältnismäßig schnellen Motortest ausreichend schnell zu erhöhen. Das heißt, der Leerlaufbe trieb des Motors mit verhältnismäßig hoher Drehzahl wird im Vergleich zum normalen Betrieb eines in einem Automo bil eingebauten Motors verlängert. Wenn die Motorkühlmit teltemperatur unterhalb des Eich-Wertes liegt, führt der logische Ablauf zu Block 43, wo eine Erhöhung der Motor drehzahl über einen vorherbestimmten Zeitraum vorgesehen ist. Wenn die Motorkühlmitteltemperatur größer als der Vorgabe-Wert bei 42 ist oder die höhere Betriebsdauer mit erhöhter Motordrehzahl bei Block 43 abgelaufen ist, führt der logische Ablauf zu einem Block 44, wo ein Motorselbst test ausgelöst wird. Die Ergebnisse des Motorselbsttests werden an einer Ausgabeeinheit 45 angezeigt.

Gemäß Fig. 5 umfaßt der Selbsttestblock 44 seinerseits Blöcke 51 bis 55, in denen verschiedene Untersuchungen durchgeführt und die Ergebnisse zur Ausgabe bei Block 45 gespeichert werden. Der Block 51 prüft, ob die Motorkühlmitteltemperatur innerhalb oder außerhalb eines durch Größen A und B vorbestimmten Temperaturbe reichs liegt. Der Block 52 prüft, ob die Motorkühlmit teltemperatur oberhalb oder nicht oberhalb einer vorbestimmten Temperaturgröße C liegt. Der Block 53 prüft, ob der Drosselklappenwinkel innerhalb oder au ßerhalb eines durch Winkelstellungen D und E vorbestimmten Winkelbereichs liegt. Der Block 54 prüft, ob die Motor drehzahl über einem vorherbestimmten Wert F liegt. Der Block 55 prüft, ob der Leistungszyklus des Signals, das dem Motorleerlaufdrehzahlregelventil zugeführt wird, unter einem vorbestimmten Wert G liegt. Während des Betriebs des Motortestsystems 10 bestimmt das Anfangseingabesignal des Motorkühlmitteltemperatursensors ECT die Drehzahl des Motors. Die Motordrehzahl wird durch das Ventil für die Leerlaufdrehzahlregelung TSC geregelt. Der Selbsttestblock 44 bestimmt: (a) ob die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) und die Drosselklappenstellung (TP) außerhalb vorbestimm ter Grenzen, (die einen Fehler in der elektrischen Verka belung des Motors oder im Sensor selbst anzeigen können), liegt; (b) ob die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) zu nie drig ist (was anzeigen kann, daß der Sensor fehlerhaft arbeitet); (c) ob die Motorleerlaufdrehzahl zu niedrig ist, (was anzeigen kann, daß das Ventil für die Motor leerlaufregelung ICT nicht ordnungsgemäß arbeitet oder daß ein Fehler in der Motorverkabelung vorliegt); (d) ob der Leistungszyklus der Leerlaufdrehzahlmotorregelung (ISC) zu gering ist, (was anzeigen kann, daß unerwünschte Luft eingesaugt wird, bspw. in einem Vakuumleck oder einer Drosselklappe, die nicht ordnungsgemäß eingestellt ist). Entsprechend gestattet das Motortestsystem 10 das Laufen lassen unterschiedlicher Motortypen mit einem einzigen relativ kostengünstigen Motortestsystem, wobei die Inte grität und die Funktionalität des Motors, der Motorverka belung und der Motorkühlmitteltemperatur- und Drosselklap penstellungssensoren ebenso wie des Leerlaufdrehzahlre gelungsventilbetriebs verifiziert werden.

Bezugszeichenliste

10 Drehzahl/Drosselklappen-Motortestsystem
11 Motorregelmodul (EEC)
12 Motor
13 Zuluft
14 Selbsttestmodul
15 Leerlaufregelmodul
18 Kraftstoffberechnungsmodul
19 Zündungsfrühverstellungs-Berechnungsmodul
20 Kraftstoffeinspritzeinrichtung
21
22 Solenoid
23 Dickfilmzündmodul (TFI)
24 Zündspule
30 CPU
32 EPROM (elektronisch programmierbarer, nur lesbarer Speicher)
33 Schnittstellenkreis
34 Bypass-Luftkreis 34
35 Einspritzantrieb
36 Hilfsantrieb
37
38
39
40
41 Block
42 Block
43 Block
44 Block
45 Ausgabeeinheit/Block
46
47
48
49
50

Claims

1. Verfahren zur Prüfung des Motorbetriebs von warmgelaufenen Motoren am Ende einer Produktionsstraße mit den nachfolgenden Verfahrensschrittten:
Messen des Drosselklappenwinkels und Messen eines kleinsten Drosselklappenwinkels zur Bestimmung eines Motorzuluftwertes aus den gemessenen Drosselklappenwinkelwerten, wobei der kleinste Drosselklappenwinkelwert zur Korrektur verwendet wird;
Messen der Motordrehzahl;
Berechnen des Wertes eines gewünschten Motorbetriebsparameters aus einem Kennfeld, das durch Motorzuluft und Motordrehzahl bestimmt ist;
Betreiben des Motors bei dem berechneten Wert dieses Motorbetriebsparameters; sowie
Bestimmen, ob der Motor in einem stabilen Betriebszustand arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung, ob der Motor warmgelaufen ist, über eine Motorkühlmitteltemperaturmessung erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung, ob der Motor in einem stabilen Betriebszustand arbeitet, das Bestimmen umfaßt, ob der Drosselklappenwinkel des Motors und die Motordrehzahl stabil sind.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Selbsttest des Motors mit folgenden Schritten ausgeführt wird:
Bestimmen, ob die Motorkühlmitteltemperatur außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt,
Bestimmen, ob die Motorkühlmitteltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt,
Bestimmen, ob der Wert des Drosselklappenwinkels außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt,
Bestimmen, ob die Motorleerlaufdrehzahl unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, und
Bestimmen, ob der Leistungszyklus eines auf ein Motorleerlaufdrehzahlregelungsventil einwirkenden Signals unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- Mittel zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels und Erzeugung eines Signals als Funktion des Drosselklappenwinkels;
- Mittel zur Bestimmung der Motordrehzahl und Erzeugung eines Signals als Funktion der Motordrehzahl;
- Referenzmittel zur Speicherung eines kleinsten Drosselklappenwinkelwertes als Funktion der Motordrehzahl;
- Speichermittel zur Speicherung von gewünschten Motorbetriebsparametern in einem ersten Kennfeld als Funktion der Motordrehzahl und der berechneten Motorzuluftwerte; und
- logische Betriebsmittel, verbunden mit den Speichermitteln und Referenzmitteln und mit den Mitteln zur Bestimmung der Motordrehzahl zur Bestimmung und Ausgabe eines gewünschten Motorbetriebsparameterwertes.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel eine gewünschte Abstimmung der Motorzündung in einem ersten Kennfeld als Funktion der Motordrehzahl und der Motorzuluft speichern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel eine gewünschte Einstellung der Motorkraftstoffzuführung in einem zweiten Kennfeld als Funktion der Motorkühlmitteltemperatur und des korrigierten Drosselklappenwinkels speichern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Leerlaufdrehzahlregelungsmittel, die an die logischen Betriebsmittel angeschlossen sind, um die aktuelle Motorleerlaufdrehzahl als Funktion einer gewünschten Motorleerlaufdrehzahl zu steuern mit dem Ergebnis einer Regelung der Motorkraftstoffzuführung und der Zündung zur Aufrechterhaltung der Leerlaufstabilität und um ein verhältnismäßig schnelles Ansteigen der Motorkühlmitteltemperatur zu unterstützen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen Betriebsmittel einen Rechenprozessor umfassen, der aufweist:
einen angeschlossenen Schnittstellenkreis zum Empfang der Signale, die die Motorkühlmitteltemperatur, den Drosselklappenwinkel und die Kurbelwellenstellung angeben;
einen elektronisch programmierten Nur-Lesespeicher (EPROM);
eine zentrale Recheneinheit, die an den Schnittstellenkreis und den elektronisch programmierbaren Nur-Lesespeicher angeschlossen ist; und
an die zentrale Recheneinheit angeschlossene Antriebe zur Betätigung einer Kraftstoffpumpe, der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und des Leerlaufdrehzahlreglers.