DE3939630A1 - SYSTEM FOR DETECTING ABNORMALITIES IN ELECTRICAL CIRCUITS - Google Patents
SYSTEM FOR DETECTING ABNORMALITIES IN ELECTRICAL CIRCUITSInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erfassung von Anormalitäten bei elektrischen Schaltungen mit einer Last, und insbesondere bei elektrischen Schaltungen, die an eine elektronische Steuereinheit angeschlossen sind, wie sie in einer elektronischen Steuerung beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.The invention relates to a system for detecting Electrical circuit abnormalities with a Load, and particularly in the case of electrical circuits connected to an electronic control unit are connected as they in an electronic control, for example in one Motor vehicle are used.
Die elektronische Steuereinheit im Kraftfahrzeug weist eine Vielzahl von Betriebsschaltungen zur Betätigung verschiedener Organe auf, z.B. von Kraftstoffeinspritzdüsen. Neuere elektronische Steuereinheiten besitzen eine Schaltung zur Ei gendiagnose, die die Funktionen der Betriebsschaltungen über wacht und diagnostiziert. The electronic control unit in the motor vehicle has one Variety of operating circuits for operating various Organs, e.g. of fuel injectors. Newer electronic control units have a circuit for egg genetic diagnosis that the functions of the operating circuits over watches and diagnoses.
Fig. 6a zeigt eine Eigendiagnoseschaltung, die einer Treiber schaltung für eine Kraftstoffeinspritzdüse bei einem Motor zugeordnet ist. Die Treiberschaltung für die Kraftstoffein spritzdüse weist einen Regler 52 auf, dem von einer elektro nischen Steuer- und Regeleinheit ein Steuerimpulssignal P zu geführt wird, sowie einen Einspritzdüsen-Treiber 53 zur Erre gung einer Spule 50 einer Kraftstoffeinspritzdüse entspre chend einem vom Regler 52 kommenden Signal. Zur Feststellung des Stromdurchflusses durch die Spule 50 ist ein Shunt 51 vorgesehen. Wird die Spule 50 von Strom durchflossen, so wird ein Stromvergleicher 54 aktiv und vergleicht eine am Shunt anliegende Spannung mit einer vom Vergleicher kommenden Bezugsspannung. Erreicht der Strom eine Stromspit ze Ip (Fig. 6b), die der Bezugsspannung entspricht, so er zeugt der Vergleicher 54 ein Signal, das dem Regler 52 zuge führt wird. Der Regler 52 arbeitet in einer Weise, daß er den Strom, der der Kraftstoffeinspritzdüse 50 zugeführt wird, auf einem vorgegebenen Haltestromwert Ih hält. Fig. 6a shows a self-diagnosis circuit, which is associated with a driver circuit for a fuel injector in an engine. The driver circuit for the fuel injector has a controller 52 , which is supplied with a control pulse signal P from an electronic control unit, and an injector driver 53 for exciting a coil 50 of a fuel injector, corresponding to a signal coming from the controller 52 . A shunt 51 is provided to determine the current flow through the coil 50 . If current flows through the coil 50 , a current comparator 54 becomes active and compares a voltage present at the shunt with a reference voltage coming from the comparator. If the current reaches a current peak Ip ( FIG. 6b) which corresponds to the reference voltage, the comparator 54 generates a signal which is fed to the controller 52 . The controller 52 operates to maintain the current supplied to the fuel injector 50 at a predetermined holding current value Ih .
Erfaßt der Vergleicher 54 die Stromspitze Ip, wie Fig. 6b dies veranschaulicht, so erzeugt der Regler 52 ein Entla dungssignal Pd, das einer Entladungsschaltung 55 zugeführt wird. Die Entladungsschaltung 55 ist zum Entladen eines Kon densators C einer aus einem Widerstand R und dem Kondensator C aufgebauten Integrierschaltung vorgesehen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Impulssignal P, wobei die Span nung am Kondensator C so schwankt, daß die Schwankung der Wellenform Ic in Fig. 6b entspricht. Die Spannung Ic wird ei nem nichtinvertierenden Eingang eines Vergleichers 56 zugeführt und mit einer Bezugsspannung Vref verglichen, die an dessen invertierendem Eingang anliegt. Ist die Spannung Ic kleiner als die Bezugsspannung Vref, erzeugt der Vergleicher 56 ein Signal auf niedrigem Pegelwert als Kon trollsignal Pm. Bleibt das Kontrollsignal Pm auf niedrigem Pegelwert, steht demgemäß fest, daß die Kraftstoffeinspritz düse normal funktioniert. If the comparator 54 detects the current peak Ip , as shown in FIG. 6b, the controller 52 generates a discharge signal Pd , which is fed to a discharge circuit 55 . The discharge circuit 55 is provided for discharging a capacitor C from an integrating circuit composed of a resistor R and the capacitor C. This process is repeated for each pulse signal P , the voltage on capacitor C fluctuating so that the fluctuation corresponds to the waveform Ic in Fig. 6b. The voltage Ic is supplied to a non-inverting input of a comparator 56 and compared with a reference voltage Vref which is present at its inverting input. If the voltage Ic is lower than the reference voltage Vref , the comparator 56 generates a signal at a low level as a control signal Pm . If the control signal Pm remains at a low level, it is accordingly certain that the fuel injection nozzle is functioning normally.
Bei der Diagnoseschaltung hängt die am Kondensator C anlie gende Spannung von der Impulsfolgefrequenz des Impulssignals P ab. Dementsprechend muß der Pegelwert der Bezugsspannung Vref auf einen hohen Wert gesetzt werden, der einer maximalen Ladespannung entspricht. Folglich ist es unter Umständen mög lich, daß die Schaltung einen Fehler bzw. eine Störung in der Treiberschaltung für die Kraftstoffeinspritzdüse nicht er faßt.In the diagnostic circuit, the voltage applied to the capacitor C depends on the pulse repetition frequency of the pulse signal P. Accordingly, the level value of the reference voltage Vref must be set to a high value which corresponds to a maximum charging voltage. Consequently, it may be possible that the circuit does not detect a fault in the driver circuit for the fuel injector.
In der japanischen Offenlegungsschrift 63-27 769 wird ein Ei gendiagnosesystem beschrieben, das die Arbeitsabläufe in Be tätigungsschaltungen in einem elektronischen Steuersystem bei einem Kraftfahrzeug bestätigt. Bei diesem Eigendiagnosesystem ist in einer Busleitung zur Erfassung des Stromdurchflusses durch diese Busleitung ein Shunt vorgesehen. Dieses Sy stem weist eine Detektorschaltung mit einem Vergleicher mit Erfassungsfenster und eine logische Schaltung zur Feststel lung der Arbeitsweise jeder Betätigungsschaltung auf.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27 769, an egg described genetic diagnosis system that the work processes in Be actuation circuits in an electronic control system a motor vehicle confirmed. With this self-diagnosis system is in a bus line for measuring the current flow a shunt is provided by this bus line. This sy stem has a detector circuit with a comparator Detection window and a logic circuit for locking the operation of each actuation circuit.
Liegt der Strom im Bezugsspannungsbereich, der in das Erfas sungsfenster des Vergleichers fällt, so erzeugt der Verglei cher ein entsprechendes Vergleichssignal. Dieses Vergleichs signal wird der logischen Schaltung zugeführt. Andererseits wird der logischen Schaltung auch ein Steuersignal zugeführt, das von dem elektronischen Steuersystem an eine entsprechende elektrische Schaltung übermittelt wird. Die logische Schal tung erzeugt daraufhin ein Bestätigungssignal anhand der bei den an ihrem Eingang anliegenden Signale.Is the current in the reference voltage range, which is in the detection window of the comparator falls, the comparison generates cher a corresponding comparison signal. This comparison signal is fed to the logic circuit. On the other hand a control signal is also supplied to the logic circuit, that of the electronic control system to a corresponding one electrical circuit is transmitted. The logical scarf device then generates a confirmation signal based on the at the signals present at their input.
Da bei diesem Diagnosesystem die Detektorschaltung für jede einzelne Betätigungsschaltung vorgesehen ist, wird der Sy stemaufbau kompliziert, was die Herstellungskosten des Sy stems erhöht und andererseits wegen der großen Anzahl von Einzelteilen, beispielsweise der Kontaktstifte für den An schluß von Detektorschaltungen an eine Steuereinheit des elektronischen Steuersystems, die Funktionssicherheit verrin gert. Because in this diagnostic system the detector circuit for each single actuation circuit is provided, the Sy stem structure complicated, which the manufacturing cost of the Sy stems increased and on the other hand because of the large number of Individual parts, for example the contact pins for the An conclusion of detector circuits to a control unit of the electronic control system that reduces functional reliability device.
Dieses bekannte Diagnosesystem eignet sich außerdem nicht zur Erfassung einer Störung bzw. eines Fehlers in einem Über gangs- bzw. Einschwingzustand im Betriebsablauf eines Betätigungs organs wie beispielsweise einer Kraftstoffeinspritzdüse.This known diagnostic system is also not suitable for Detection of a malfunction or an error in an over gearing or settling in the operating sequence of an actuation organs such as a fuel injector.
Fig. 4 zeigt einen Treiberimpuls Pi zur Ansteuerung einer Kraftstoffeinspritzdüse sowie einen Kraftstoffeinspritzstrom I inj. Der Kraftstoffeinspritzstrom steigt von einem Anfangs strom I t 0 zu einem Zeitpunkt T₀ auf einen Höchststrom I ti zu einem Zeitpunkt T₁ an. Treten an einem beweglichen Teil, bei spielsweise am Tauchkolben der Einspritzdüse, im Laufe der Zeit Abnutzungserscheinungen auf und nimmt der Reibwiderstand in der Düse zu, so wird immer weniger Kraftstoff einge spritzt. Bei einer derartigen Störung wird der Strom I inj klein oder verändert sich unregelmäßig. Der Höchststrom I ti verändert sich jedoch nicht. Mit anderen Worten zeigt sich die Störung in Form einer Veränderung des Übergangsstroms. Aus diesem Grund eignet sich das vorstehend beschriebene Dia gnosesystem, das eine Störung mit Hilfe der logischen Schal tung erfaßt, nicht zur Diagnose eines derartigen Störzu stands. Fig. 4 shows a driver pulse Pi for controlling a fuel injection nozzle and a fuel injection current I inj . The fuel injection current increases from an initial current I t 0 at a time T ₀ to a maximum current I ti at a time T ₁. If wear and tear occurs on a moving part, for example on the plunger of the injection nozzle, and the frictional resistance in the nozzle increases, less and less fuel is injected. In the event of such a disturbance, the current I inj becomes small or changes irregularly. However, the maximum current I ti does not change. In other words, the disturbance takes the form of a change in the transition current. For this reason, the above-described diagnostic system, which detects a malfunction with the aid of the logic circuit, is not suitable for diagnosing such a malfunction.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein System zur Erfas ung von Anormalitäten anzugeben, das einen ein fache Aufbau aufweist und zur zuverlässigen Erfassung ver schiedener Anormalitäten in einer elektrischen Schaltung einsetzbar ist.The invention is based on the object of a system for Detection of abnormalities indicate the one fold structure and ver for reliable detection various abnormalities in an electrical circuit can be used.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem System der ein gangs genannten Art gelöst, das die folgenden Einrichtungen aufweist:This object is achieved with a system of the gangs mentioned solved the following facilities having:
- - einen Stromdetektor zur Feststellung eines die Last durch fließenden Stroms;- A current detector for detecting the load flowing current;
- - eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines vom Stromde tektor festgestellten Stroms zu einem vorgegebenen Zeit punkt nach Beginn des Stromdurchflusses:- A detection device for detecting a from the current end tector detected current at a predetermined time point after the start of the current flow:
- - eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich des festgestellten Stromes mit einem Referenzstrom und zur Lieferung eines Differenzsignals, und - A comparison device for comparing the found Current with a reference current and to supply a Difference signal, and
- - eine auf die Erfassung durch die Erfassungseinrichtung an sprechende Entscheidungseinrichtung, welche aufgrund eines Vergleichs des festgestellten Stroms mit einem Bezugsstrom entscheidet, ob das ermittelte Differenzsignal anormal ist.- One on the detection by the detection device speaking decision-making body, which is based on a Comparison of the detected current with a reference current decides whether the determined difference signal is abnormal.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der vorgegebene Zeit punkt so gewählt, daß dann der Strom im Normalzustand einen Höchstwert erreicht, wenn der Bezugsstrom auf seinen Höchstwert eingestellt ist.According to one aspect of the invention, the predetermined time Point selected so that the current in the normal state Peak when the reference current reaches its Maximum value is set.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels derselben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich nung. Es zeigen:Further details and features of the invention emerge from the following description of an embodiment match the same with reference to the attached drawing nung. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung bei einem erfin dungsgemäßen System zur Erfassung von Anormalitäten; Fig. 1 is a block diagram of a circuit in an inventive system for detecting abnormalities;
Fig. 2 ein Funktionsschaltbild in Form eines Blockschemas zur Darstellung des Funktionsablaufs des erfindungs gemäßen Systems; Figure 2 is a functional diagram in the form of a block diagram to illustrate the functional flow of the system according to the Invention.
Fig. 3a eine Darstellung eines Laststromdetektors bei dem er findungsgemäßen System; FIG. 3a shows an illustration of a load current detector in which he inventive system;
Fig. 3b eine graphische Darstellung der Charakteristik dieses Laststromdetektors; FIG. 3b is a graph showing the characteristic of this load current detector;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Wellenformen des Steuerimpulses zur Ansteuerung der Einspritzdüse und des Stroms, der der Einspritzdüse zugeführt wird; Fig. 4 is a graphical representation of the waveforms of the control pulse for driving the injector and the current supplied to the injector;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm des Funktionsablaufs des erfindungs gemäßen Systems;The system 5 is a flow chart illustrating the operation according to the Invention.
Fig. 6a ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Eigendiagno sesystems, und Fig. 6a is a block diagram of a conventional self-diagnosis system, and
Fig. 6b eine graphische Darstellung der Wellenformen an ver schiedenen Punkten in dem herkömmlichen Eigendiagno sesystem. Fig. 6b is a graphical representation of the waveforms at various points in the conventional self-diagnosis system.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine elektronische Steuerein heit (ECU) 1 in einem Kraftfahrzeug zur Steuerung bzw. Rege lung eines Motors, eines Getriebes, einer Klimaanlage und an derer Systeme vorgesehen ist. Die elektronische Steuerung 1 weist eine Zentraleinheit (CPU) 2, einen ROM 3, ei nen RAM 4, einen nichtflüchtigen RAM 4 a, eine Ausgangs-Schnittstelle 5 und eine Eingangs-Schnittstelle 6 auf, die untereinander alle über eine Busleitung 7 verbunden sind. Im ROM 3 sind verschiedene Steuer- und Regelprogramme zur Ansteuerung ver schiedener Systeme abgespeichert.From Fig. 1 it can be seen that an electronic Steuerein unit (ECU) 1 is provided in a motor vehicle for controlling or regulating an engine, a transmission, an air conditioning system and other systems. The electronic controller 1 has a central processing unit (CPU) 2 , a ROM 3 , a RAM 4 , a non-volatile RAM 4 a , an output interface 5 and an input interface 6 , all of which are connected to one another via a bus line 7 . Various control programs for controlling various systems are stored in ROM 3 .
Nachstehend wird nun das System zur Motoransteuerung und Mo torregelung beschrieben.The system for motor control and Mo gate control described.
Die Ausgangsschnittstelle 5 ist über Widerstände 8, 9 bzw. 10 jeweils mit der Basis des jeweiligen Transistors 11 und 12 sowie eines externen Transistors 13 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 11, 12 und 13 sind jeweils mit verschiedenen Betätigungsorganen verbunden, beispielsweise einer Spule 16 a einer Kraftstoffeinspritzdüse 16, einer Spule 17 a eines Leerlaufregelventils 17 bzw. mit einer Spule 19 a einer Zündspule 19. Diese Spulen sind über einen Laststromdetektor 22 und eine Busleitung 21 an eine Batterie 20 angeschlossen. Außerdem ist die Ausgangsschnittstelle 5 mit einer Eigendia gnoselampe 14 zur Anzeige von Anormalitäten an den Betä tigungsorganen verbunden. Auf diese Weise werden Schaltungen A zur Ansteuerung der einzelnen Betätigungsorgane gebildet. Der Laststromdetektor 22 ist zur Erfassung eines Stroms I L vorge sehen, der jede Ansteuerschaltung A für die Betätigungsorgane durchfließt.The output interface 5 is connected via resistors 8 , 9 and 10 respectively to the base of the respective transistor 11 and 12 and to an external transistor 13 . The collectors of the transistors 11 , 12 and 13 are each connected to different actuators, for example a coil 16 a of a fuel injector 16 , a coil 17 a of an idle control valve 17 or a coil 19 a of an ignition coil 19 . These coils are connected to a battery 20 via a load current detector 22 and a bus line 21 . In addition, the output interface 5 is connected to a self-diagnosis lamp 14 for displaying abnormalities on the actuators. In this way, circuits A are formed to control the individual actuators. The load current detector 22 is provided for detecting a current I L , which flows through each control circuit A for the actuators.
Der Eingangsschnittstelle 6 wird die Spannung von der Batte rie 20 und eine Spannung zugeführt, die vom Laststromdetektor 22 über einen A/D-Wandler 26 kommt. Außerdem liegen an der Eingangsschnittstelle 6 die Ausgangssignale von verschiedenen Meßwandlern, Fühlern und ähnlichen Sensoren 27 an, z.B. vom Ansaugluftmengenmesser, einem Kurbelwinkelmesser und einem O2-Sensor.The input interface 6 is supplied with the voltage from the battery 20 and a voltage coming from the load current detector 22 via an A / D converter 26 . In addition, the output signals from various transducers, sensors and similar sensors 27 are present at the input interface 6 , for example from the intake air quantity meter, a crank angle meter and an O 2 sensor.
Im ROM 3 sind feste Daten erfaßt, während der RAM 4 zur Abspeicherung von Daten der Ausgangssignale von den Sensoren 27 und der in der Zentraleinheit 2 verarbei teten Daten vorgesehen ist. Der nichtflüchtige RAM-Speicher 4 a dient zur Abspeicherung von Störungsdaten, d.h. Daten über Störungszustände an den Betätigungsorganen 16, 17 und 19, an den Sensoren 27 und an anderen Erfassungselementen. Zur Absiche rung der Energieversorgung des RAM 4 a ist dieser mit der Batterie 20 gekoppelt, damit die gespeicherten Daten auch dann noch erhalten bleiben, wenn ein (nicht dargestell ter) Schlüsselschalter in AUS-Stellung gebracht wird.In the ROM 3 , fixed data are recorded, while the RAM 4 is provided for storing data of the output signals from the sensors 27 and the data processed in the central unit 2 . The non-volatile RAM memory 4 a is used to store fault data, ie data about fault conditions on the actuators 16 , 17 and 19 , on the sensors 27 and on other detection elements. To secure the energy supply of the RAM 4 a, it is coupled to the battery 20 so that the stored data are retained even when a key switch (not shown) is brought into the OFF position.
Die Zentraleinheit 2 berechnet anhand der im RAM 4 erfaßten Daten Regeldaten und arbeitet dabei die im ROM 3 vorhandenen Steuerprogramme ab. Die so berechneten Re geldaten werden in den RAM 4 übermittelt und den Organen 16, 17 und 19 über die Ausgangsschnittstelle 5 zu den jeweils vorgegebenen Zeitpunkten übermittelt. Wird eine Anormalität festgestellt, so erzeugt die Zentraleinheit 2 ein Signal, das der Anzeigelampe 14 zugeführt wird.The central processing unit 2 calculates control data on the basis of the data recorded in the RAM 4 and processes the control programs available in the ROM 3 . The re-calculated data calculated in this way are transmitted to the RAM 4 and transmitted to the organs 16 , 17 and 19 via the output interface 5 at the respectively predetermined times. If an abnormality is found, the central processing unit 2 generates a signal which is fed to the indicator lamp 14 .
Fig. 3a zeigt den Laststromdetektor 22. Dieser Detektor 22 weist einen Ferritkern 23 auf, um den unter Bildung eines Transformators Wicklungen 15 angeordnet sind, sowie ein Hall-Element 24 und einen Verstärker 25. Die Wick lungen 15 sind mit der Hauptleitung 21 und je weils mit Leitungen 18 a, 18 b bzw. 18 c der Ansteuerschaltung A für die Betätigungsorgane verbunden. Liegt Strom an der Ansteuer schaltung A an, baut sich im Laststromdetektor 22 ein Ma gnetfeld auf. Der Magnetfluß durchsetzt das Hall-Element 24 in einer Weise, daß sich darin eine Spannung aufbaut, die durch den Verstärker 25 noch verstärkt wird. Wie Fig. 3b zeigt, weist der Laststromdetektor 22 eine lineare Ausgangs charakteristik auf. Damit ist die Ausgangsspannung proportio nal zur Stromstärke. Fig. 3a shows the load current detector 22. This detector 22 has a ferrite core 23 around which windings 15 are arranged to form a transformer, as well as a Hall element 24 and an amplifier 25 . The Wick lungs 15 are connected to the main line 21 and each with lines 18 a , 18 b and 18 c of the control circuit A for the actuators. If current is present at the control circuit A , a magnetic field is built up in the load current detector 22 . The magnetic flux passes through the Hall element 24 in such a way that a voltage builds up in it, which is amplified by the amplifier 25 . As shows FIG. 3b, the load current detector 22 is a linear output characteristic. The output voltage is proportional to the current.
Gemäß Fig. 2 weist die elektronische Steuereinheit 1 eine Eingangs-Verarbeitungseinrichtung 30 auf, der die Ausgangssi gnale von den Sensoren 27, der Batterie 20 und dem Laststrom detektor 22 zugeführt werden und welche die Wellenformung und eine Analog-Digital-Umwandlung bei diesen Signalen vornimmt. Die Signale werden nach ihrer Verarbeitung einer Rechenein richtung 31 zur Ermittlung eines Regelwerts zugeführt und an schließend in einer Speichereinrichtung 32 abgespeichert. Die Recheneinrichtung 31 dient zur Berechnung verschiedener Re gelwerte anhand der Eingangssignale und arbeitet hierbei die in der Speichereinrichtung 32 vorhandenen Steuerprogramme ab.Referring to FIG. 2 1, the electronic control unit, an input processing device 30 which gnale the Ausgangssi from the sensors 27, the battery 20 and the load current detector 22 are fed, and which the wave-shaping and performs analog-digital conversion of these signals . After their processing, the signals are fed to a computing device 31 for determining a control value and then stored in a storage device 32 . The computing device 31 is used to calculate various control values on the basis of the input signals and in this case processes the control programs present in the storage device 32 .
Daneben ist zur Ansteuerung der Steuerschaltungen A für die Betätigungsorgane eine Ausgangs-Verarbeitungseinrichtung 33 vorge sehen, die entsprechende Ansteuersignale erzeugt.In addition, for controlling the control circuits A for the actuators, an output processing device 33 is provided, which generates corresponding control signals.
Die verschiedenen Zustände in der Ansteuerschaltung A für die Betätigung der Organe erfaßt eine Belastungserfassungs einrichtung 34. Diese Belastungserfassungseinrichtung 34 erhält das über die Eingangs-Verarbeitungseinrichtung 30 von dem Laststromdetektor 22 kommende Signal nach Ablauf ei ner vorgegebenen Zeit ab Erzeugung des Steuersignals, das in der Ausgangs-Verarbeitungseinrichtung 33 erzeugt und an die Ansteuerschaltungen A zur Betätigung der Organe angelegt wurde; anschließend führt die Erfassungseinrichtung 34 einen Vergleich des Laststroms I L in jeder Ansteuerschaltung A zur Betätigung von Organen mit einem Bezugsstrom I R zur Feststellung einer Anormalität durch. In der Speicher- einrichtung 32 sind eine Vielzahl von Bezugsstromwerten I R gespeichert, die in Abhängigkeit von den Werten der Batterie spannung BV als Parameter in einer Tabelle erfaßt sind. Der augenblickliche Laststrom I L wird mit dem Bezugsstromwert I R verglichen, worauf festgestellt wird, ob die Differenz zwi schen den Stromwerten I L und I R in einen vorgegebenen zuläs sigen Bereich Δ I R fällt oder nicht. Liegt die Differenz au ßerhalb des zulässigen Bereichs Δ I R, steht fest, daß im ein geschwungenen Zustand und im Übergangszustand bei der Schal tung A zur Ansteuerung eines Betätigungsorgans eine Anorma lität vorliegt.The various states in the control circuit A for the actuation of the organs are detected by a load detection device 34 . This load detection device 34 receives the signal coming from the load current detector 22 via the input processing device 30 after a predetermined time has elapsed from the generation of the control signal which was generated in the output processing device 33 and was applied to the control circuits A for actuating the organs; then the detection device 34 compares the load current I L in each control circuit A for actuating organs with a reference current I R to determine an abnormality. A plurality of reference current values I R are stored in the memory device 32 and are recorded as parameters in a table as a function of the values of the battery voltage BV . The instantaneous load current I L is compared with the reference current value I R, whereupon it is determined whether the difference Zvi not members of the current values I L and I R in a predetermined range zuläs sigen Δ I R drops or. If the difference lies outside the permissible range Δ I R , it is certain that there is an abnormality in the curved state and in the transitional state in the switching device A for controlling an actuator.
Wird nämlich das Steuersignal der Kraftstoffeinspritzdüse 16 zugeführt, so wird der Bezugsstromwert I R aus der Tabelle ausgelesen. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt T₁ nach dem Ver gleich des Steuersignals mit dem Bezugsstromwert I R wird der augenblickliche Laststrom I L erfaßt. Dann wird festgestellt, ob die Differenz zwischen den Stromwerten I L und I R im zuläs sigen Bereich Δ I R liegt oder nicht. Wurde beispielsweise der Zeitpunkt T₁ so gewählt, daß dann der Laststrom einen Höchst wert gemäß Fig. 4 erreicht, so läßt sich eine Anormalität im Übergangsstrom feststellen, die durch eine mechanische Verschlechterung beweglicher Teile an der Kraft stoffeinspritzdüse verursacht wurde. Ist, genauer gesagt, der augenblickliche Laststrom I L kleiner als der Bezugsstromwert I R , steht fest, daß die Geschwindigkeit, mit der sich ein be wegliches Teil der Einspritzdüse bewegt, kleiner wird. Damit läßt sich eine Störung an der Kraftstoffeinspritzdüse erfas sen.Namely, when the control signal is supplied to the fuel injector 16 , the reference current value I R is read from the table. At a predetermined time T ₁ after the comparison of the control signal with the reference current value I R , the current load current I L is detected. It is then determined whether the difference between the current values I L and I R is in the permissible range Δ I R or not. If, for example, the time T ₁ was chosen so that the load current then reached a maximum value according to FIG. 4, an abnormality in the transitional current can be determined, which was caused by a mechanical deterioration of moving parts on the fuel injection nozzle. More specifically, if the instantaneous load current I L is less than the reference current value I R , it is certain that the speed at which a moving part of the injector moves will decrease. A malfunction in the fuel injector can be detected.
Eine Eigendiagnoseeinrichtung 35 funktioniert in der Weise, daß sie die Störungs- bzw. Fehlerdaten in der Speicherein richtung 32 abspeichert, sobald die Belastungserfassungsein richtung 34 eine Anormalität in der Ansteuerschaltung A für die Betätigung eines Organs feststellt und ein ent sprechendes Störungssignal abgibt, das die Anzeigelampe 14 zur Eigendiagnosemeldung zum Aufleuchten veranlaßt.A self-diagnosis device 35 functions in such a way that it stores the fault or error data in the storage device 32 as soon as the load detection device 34 detects an abnormality in the control circuit A for the operation of an organ and emits a corresponding fault signal that the indicator lamp 14 causes the self-diagnosis message to light up.
Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in Fig. 5 und in Fig. 4 der Funktionsablauf der Steuer- und Regeleinheit für die Kraftstoffeinspritzdüse 16 näher be schrieben. The operating sequence of the control and regulating unit for the fuel injector 16 will now be described in more detail below with reference to the flowchart in FIG. 5 and in FIG. 4.
Im Arbeitsschritt S 100 wird das Ansteuersignal (Pi in Fig. 4) zur Auslösung der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse 16 zugeführt, so daß der Einspritzvorgang beginnt. Im Arbeits schritt S 101 wird zum Zeitpunkt T₀ dem A/D-Wandler 26 ein Auslösesignal zugeführt, das den Vorgang der A/D-Umsetzung einleitet. Damit wird das Spannungssignal am Ausgang des Laststromdetektors 22 in ein Digitalsignal umgesetzt.In step S 100 , the control signal ( Pi in FIG. 4) for triggering the fuel injection is fed to the injection nozzle 16 , so that the injection process begins. In step S 101 , the A / D converter 26 is supplied with a trigger signal at the time T ₀, which initiates the process of A / D conversion. The voltage signal at the output of the load current detector 22 is thus converted into a digital signal.
Im Arbeitsschritt S 102 wird das Ausgangssignal des Detektors 22, das dem Strom I t 0 zum Zeitpunkt T 0 entspricht, im A/D- Wandler 26 digitalisiert und in Form des digitalen Signals an einer vorgegebenen Adresse im RAM 4 abgespeichert.In step S 102 , the output signal of the detector 22 , which corresponds to the current I t 0 at the time T 0 , is digitized in the A / D converter 26 and stored in the form of the digital signal at a predetermined address in the RAM 4 .
Im Arbeitsschritt S 103 wird ein Beendigungssignal erzeugt, das die A/D-Umwandlung beendet, so daß der Umwandlungsvorgang bis zum Zeitpunkt T₁ unterbrochen ist. Da die Last der Kraft stoffeinspritzdüse 16 eine Induktivität besitzt, ver ändert sich der Stromwert I inj im Laufe der Zeit bis zur Er reichung der maximalen Stromstärke.In step S 103 , a termination signal is generated, which ends the A / D conversion, so that the conversion process is interrupted until time T ₁. Since the load of the fuel injector 16 has an inductance, the current value I inj changes over time until it reaches the maximum current.
Zum Zeitpunkt T₁ beginnt die Umwandlung des vom Laststromde tektor 22 abgegebenen Spannungssignals in ein Digitalsignal (Arbeitsschritt S 104). Im nächsten Schritt S 105 wird der zum Zeitpunkt T₁ erfaßte Stromwert I t 1 der Kraftstoffeinspritzdü se 16 in ein digitales Signal umgesetzt, ebenso die Spannung BV der Batterie 20. Diese digitalisierten Signale werden an den entsprechenden Adressen im RAM 4 abgespeichert.At the time T ₁ the conversion of the voltage signal from the Laststromde detector 22 begins into a digital signal (step S 104 ). In the next step S 105 , the current value I t 1 of the fuel injection nozzle 16 detected at time T 1 is converted into a digital signal, as is the voltage BV of the battery 20 . These digitized signals are stored at the corresponding addresses in RAM 4 .
Im Arbeitsschritt S 106 wird ein Inkrement Δ I für den Strom berechnet (Δ I = I t 1-I t 0). Der Zweck der Berechnung des Strominkrementes Δ I besteht darin, den Einfluß ei ner Drift im Ausgangssignal des Laststromdetektors 22 aufzuheben. Im Arbeitsschritt S 107 wird dann aus dem ROM 3 entsprechend dem Batteriestrom BV als Parameter ein Bezugsstrom IR ausgelesen, der einem Höchststrom ent spricht, während die Differenz IDIAG zwischen dem Bezugs stromwert IR und dem Strominkrement Δ I berechnet wird (IDIAG = Δ I-I R ).In step S 106 , an increment Δ I for the current is calculated ( Δ I = I t 1 - I t 0 ). The purpose of calculating the current increment Δ I is to remove the influence of a drift in the output signal of the load current detector 22 . In step S 107 the battery BV is then from the ROM 3 in accordance with read out as parameters, a reference current IR, who speaks a maximum current ent, while the difference IDIAG current value between the reference IR and the current increment Δ I is calculated (IDIAG = Δ I - I R ).
Im Arbeitsschritt S 108 wird ermittelt, ob die Differenz IDIAG unter einem vorgegebenen zulässigen Wert Δ I R liegt oder nicht. Ist die Differenz IDIAG kleiner als der zulässige Wert Δ I R , so schaltet das Programm zum Schritt S 100 zurück und be ginnt den Durchlauf durch die Routine von neuem. Ist aller dings die Differenz IDIAG größer als der zulässige Wert für Δ I R , so schaltet das Programm zum Arbeitsschritt S 109 weiter, in dem dann das Vorliegen einer Störung bzw. eines Fehlers an der Kraftstoffeinspritzdüse 16 festgestellt wird. Die Eigen diagnoseeinrichtung 35 speichert die entsprechenden Daten über die Störung an der Kraftstoffeinspritzdüse im nicht flüchtigen RAM 4 a ab und veranlaßt, daß die Anzeige lampe 14 aufleuchtet.In the step S 108 it is determined whether the difference IDIAG is below a predetermined allowable value Δ I R or not. If the difference is smaller than the allowable value IDIAG Δ I R, the program moves to step S 100 and returns be begins to pass through the routine again. If all the difference recently IDIAG greater than the allowable value for Δ I R, the program proceeds on to step S 109 in which then the existence of a fault or an error at the fuel injector 16 is detected. The self-diagnostic device 35 stores the corresponding data about the malfunction at the fuel injector in the non-volatile RAM 4 a and causes the indicator lamp 14 to light up.
Auf diese Weise läßt sich die Anormalität, die sich im Einschwing- bzw. Übergangszustand des Ansteuerstroms zeigt, erfassen. Es können auch Unterbrechungen oder lockere Verbin dungen in den Anschlüssen der Ansteuerschaltungen zur Betäti gung der Organe und Anormalitäten der Transisto ren 11, 12 und 13 festgestellt werden. Erfindungsgemäß läßt sich die Erfassung von Anormalitäten in den Steuerschal tungen einfach und exakt vornehmen, ohne daß viele zusätzli che Erfassungsvorrichtungen, Detektoren und dergleichen ange schlossen werden müssen, was die Kosten, den Platzbedarf und die Anzahl der Anschlüsse erhöhen würde. Daneben lassen sich Belastungszustände nicht nur im Einschwing- bzw. Übergangszu stand, sondern auch unter den normalen Betriebsbedingungen er fassen, so daß eine Teilfunktionsstörung an beweglichen Tei len erfaßt werden und frühzeitig einer weiteren Verschlechte rung der Ansteuerbarkeit vorgebeugt werden kann.In this way, the abnormality that is evident in the transient or transition state of the drive current can be detected. Interruptions or loose connections in the connections of the control circuits for actuating the organs and abnormalities of the transistors 11 , 12 and 13 can also be found. According to the invention, the detection of abnormalities in the control circuits can be carried out simply and precisely without many additional detection devices, detectors and the like having to be connected, which would increase the costs, the space requirement and the number of connections. In addition, load conditions can be detected not only in the transient or transition state, but also under the normal operating conditions, so that a partial malfunction on movable parts can be detected and further deterioration in controllability can be prevented at an early stage.
Claims (5)
- - einen Stromdetektor (22) zur Feststellung eines die Last durchfließenden Stroms;
- - eine Erfassungseinrichtung (34) zur Erfassung eines vom Stromdetektor (22) festgestellten Stroms zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (T₁) nach Beginn des Strom durchflusses, und
- - eine auf die Erfassung durch die Erfassungseinrichtung (34) ansprechende Entscheidungseinrichtung, welche aufgrund eines Vergleichs des festgestellten Stroms mit einem Bezugsstrom entscheidet, ob bei dem festge stellten Strom eine Anormalität vorliegt.
- - a current detector ( 22 ) for detecting a current flowing through the load;
- - A detection device ( 34 ) for detecting a current detected by the current detector ( 22 ) at a predetermined time ( T ₁) after the start of the current flow, and
- - A detection device responsive to the detection by the detection device ( 34 ), which decides on the basis of a comparison of the detected current with a reference current whether there is an abnormality in the detected current.
- - Feststellen des Stromdurchflusses durch die Last;
- - Erfassen des vom Stromdetektor zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Einsetzen des Stromdurchflusses festge stellten Stroms;
- - Vergleich des erfaßten Stroms mit einem Bezugsstrom und Bildung einer Differenz zwischen dem erfaßten Strom und dem Bezugsstrom, und
- - Entscheidung, ob bei dem erfaßten Strom eine Anorma lität gegenüber einem Bezugsstrom vorliegt.
- - determining the current flow through the load;
- - Detection of the current determined by the current detector at a predetermined time after the onset of the current flow;
- - comparing the sensed current with a reference current and forming a difference between the sensed current and the reference current, and
- - Decision whether there is an anomaly in relation to a reference current in the detected current.
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