DE4112588A1 - Fehlerdiagnoseeinrichtung fuer einen fahrzeugmotor - Google Patents

Fehlerdiagnoseeinrichtung fuer einen fahrzeugmotor

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Fehlerdiagnoseeinrichtungen für Fahrzeugmotoren und insbesondere Fehlerdiagnoseeinrichtungen, die beurteilen können, ob ein ordnungsgemäßen Zustand zum Ausführen der Fehlerdiagnose erreicht worden ist.
Grundsätzlich führen Fehlerdiagnoseeinrichtungen für Fahrzeugmotoren (einschl. der Steuereinrichtungen für Motoren mit Fehlerdiagnosefunktion) die Fehlerdiagnose des Steuersystems eines Kraftfahrzeugs wie folgt aus. Zuerst werden die Betriebszustände des Motors detektiert, nachdem die Wassertemperatur, die Umdrehungszahl, und die Menge an angesaugter Luft etc. sich innerhalb vorbestimmter Bereiche befinden. Anschließend werden die detektierten Werte mit festgesetzten Betriebszuständen des Motors verglichen. Wenn sie sich außerhalb vorbestimmter Bereiche von den vorbestimmten Betriebszuständen befinden, so wird das System als in einem fehlerhaften Zustand befindlich beurteilt und die Codes, die in der Fehlerdiagnoseeinrichtung festgehalten sind, werden in einem Speicher gespeichert und auf einer Monitoranzeige angezeigt. Die Fehlerdiagnose des Abgasrezirkulationssystems (EGR) wird beispielsweise wie folgt ausgeführt. Die Ausgabe des EGR-Temperatursensors, etc., wird detektiert, wenn sich die Drehzahl, die Wassertemperatur, die Menge an angesaugter Luft, etc. des Motors innerhalb vorbestimmter Bereiche befinden und sich das Abgasrezirkulationssystem somit in einem betriebsfähigen Zustand befindet. Wenn sich die Ausgaben des EGR-Temperatursensors, etc., außerhalb normaler Bereiche befinden, so wird das Abgasrezirkulationssystem als in einem fehlerhaften Zustand befindlich beurteilt. Die bei der Fehlerdetektierung festgehaltenen Codes werden in einem Speicher gespeichert und angezeigt.
Die oben beschriebene herkömmliche Fehlerdiagnoseeinrichtung besitzt den folgenden Nachteil.
Das Kraftfahrzeug muß eine bestimmte Strecke bzw. Zeit gefahren werden, bevor ein Zustand des Motors erreicht ist, bei dem die Fehlerdiagnose ordnungsgemäß ausgeführt werden kann. Wenn deshalb der fehlerhafte Zustand untersucht wird, nachdem der Fehlercode aus dem Speicher gelöscht worden ist, kann eine falsche Beurteilung durch die Fehlerdiagnoseeinrichtung durchgeführt werden, nämlich daß das System sich nicht in einem fehlerhaften Zustand befindet, wobei diese Beurteilung auf den Fehlercodes beruht, die in dem Speicher gespeichert sind.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zu schaffen, die entscheiden kann, ob ein Betriebszustand erreicht ist oder nicht, bei dem eine Fehlerdiagnose ordnungsgemäß ausgeführt werden kann, so daß die Fehlerdiagnose nur ausgeführt wird, nachdem sich ein derartiger Zustand eingestellt hat. Somit kann die Fehlerdiagnose ordnungsgemäß und zuverlässig ausgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fehlerdiagnoseeinrichtung für einen Motor gelöst, umfassend:
  • a) eine Detektoreinrichtung (verschiedene Sensoren) zum Detektieren von Betriebszuständen des Motors;
  • b) eine Fehlerdiagnoseeinrichtung zum Ausführen einer Fehlerdiagnose des Motors in Übereinstimmung mit Ausgaben der Detektoreinrichtungen;
  • c) eine erste Speichereinrichtung (wie z. B. ein Lesespeicher (ROM)) zum Speichern vorbestimmter Werte, die normale (d. h. aufgewärmte) Betriebszustände des Motors darstellen;
  • d) eine zweite Speichereinrichtung (wie z. B. ein Schreib-/Lesespeicher (RAM)) zum Speichern kumulierter Werte der Ausgaben der Detektoreinrichtungen;
  • e) eine Vergleichs-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob die kumulierten Werte die vorbestimmten Werte überschritten haben; und
  • f) eine Beurteilungseinrichtung für einen Fehlerdiagnosezustand zum Aktivieren der Fehlerdiagnoseeinrichtung, um die Fehlerdiagnose des Motors in Abhängigkeit von einer bejahenden Beurteilung der Vergleichs-Beurteilungseinrichtung auszuführen.
Das Verfahren zum Ausführen einer Fehlerdiagnose eines Motors mit Hilfe dieser Fehlerdiagnoseeinrichtung kann nach Initialisierung der Diagnoseeinrichtung folgende Schritte umfassen:
  • a) Einstellen vorbestimmter Werte in dem Lesespeicher (ROM), die normale Betriebszustände des Motors darstellen;
  • b) Einstellen eines Codes in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM), der darstellt, daß der Betriebszustand des Motors zum Ausführen der Fehlerdiagnose nicht zufriedenstellend erreicht ist;
  • c) Akkumulieren der Ausgaben der Detektoreinrichtungen und Speichern deren kumulierter Werte in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM);
  • d) Vergleichen der kumulierten Werte mit den vorbestimmten Werten, um zu bestimmen, ob die kumulierten Werte die vorbestimmten Werte überschreiten oder nicht; und
  • e) Aktivieren der Fehlerdiagnoseinrichtung, um eine Fehlerdiagnose des Motors in Übereinstimmung mit den Ausgaben der Detektoreinrichtungen auszuführen.
Der Aufbau und die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Fehlerdiagnoseeinrichtung für einen Fahrzeugmotor nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau der Steuereinheit von Fig. 1 zeigt; und
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Routine darstellt, nach der bestimmt wird, ob der Zustand zum Ausführen der Fehlerdiagnose zufriedenstellend erreicht ist.
In den Zeichnungen stellen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Abschnitte dar.
Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm den Aufbau eines erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosesystems für einen Fahrzeugmotor. In Fig. 1 wird die Leistung des Motors 1 durch eine Steuereinheit 2 gesteuert. Die Menge an Luft, die durch einen Luftansaugkanal oder ein Ansaugrohr 3 strömt, das mit einem Luftfilter 4 versehen ist, wird durch einen Luftmengensensor 5 detektiert, dessen detektierte Ausgabe der Steuereinheit 2 zugeführt wird. Der Öffnungsgrad des Drosselventils, das die Menge an Ansaugluft des Motors 1 steuert, wird durch einen Drosselventilöffnungsgradssensor 6 detektiert, dessen detektierter Ausgang ebenfalls der Steuereinheit 2 zugeführt wird. Eine Kraftstoffeinspritzung 7 spritzt von der Steuereinheit 2 gesteuerten Kraftstoff in den Lufteinlaß 3 ein. Innerhalb des Lufteinlasses 3 werden der von der Kraftstoffeinspritzung 7 eingespritzte Treibstoff und die durch das Drosselventil angesaugte Luft gemischt und den Zylindern des Motors 1 zugeführt.
Ferner wird die Drehzahl des Motors 1 durch einen Drehzahlsensor 8 detektiert und der Steuereinheit 2 zugeführt. Der Drehzahlsensor 8 detektiert die Drehzahl des Motors 1 in Abhängigkeit von den Impulsen, die durch einen Kurbelwinkelsensor in vorbestimmten Drehwinkeln der Kurbelwelle des Motors 1 erzeugt werden. Die Kühlwassertemperatur des Motors 1 wird durch einen Wassertemperatursensor 9 detektiert und der Steuereinheit 2 zugeführt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 detektiert und der Steuereinheit 2 zugeführt. Das Auspuffrohr 11 ist mit einem Abgassensor 12 versehen, der die Konzentrationen der Abgaskomponenten (wie z. B. Sauerstoff) detektiert. Der detektierte Ausgang des Abgassensors 12 wird auch der Steuereinheit 2 zugeführt.
Ein Lufteinlaß-Bypass 13, der den Luftansaugkanal oder das Ansaugrohr 3 mit dem Auspuffohr 11 verbindet, ist mit einem Stellglied 14 zum Steuern eines Abgasrezirkulationsventiles versehen. Das Stellglied 14 wird durch die Steuereinheit 2 derart gesteuert, daß die Menge an Luft, die durch den Lufteinlaßnebenkanal 13 geleitet wird, auf einen Sollwert gesteuert wird. Ein EGR-Temperatursensor 15 ist an dem Lufteinlaß-Bypass 13 angeordnet und detektiert die Temperatur und somit den Betriebszustand des Abgasrezirkulationssystems. Der detektierte Ausgang des EGR-Temperatursensors 15 wird ebenfalls der Steuereinheit 2 zugeführt.
Ferner wird der Ausgang eines Kupplungs-/Getriebeschalters 16, der in Abhängigkeit vom Betrieb der Kupplung oder des Getriebes (nicht gezeigt) eingeschaltet wird, der Steuereinheit 2 zugeführt. Ein Monitor 17 zeigt die Fehlerinformation, gesteuert durch die Steuereinheit 2, an, wenn die Steuereinheit 2 die Fehlerdiagnose ausführt, etc.
Die Steuereinheit 2 enthält eine Speichereinrichtung zum Speichern des Betriebszustandes des Motors 1. Die Batterie für diese Speichereinrichtung ist durch eine Zusatzenergiequelle 18 unterstützt, die mit der Steuereinheit 2 gekoppelt ist.
Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm dar, das den inneren Aufbau der Steuereinheit von Fig. 1 zeigt. Die Steuereinheit 2 ist mit einer Schnittstelle 2a versehen, durch welche die detektierten Ausgänge der verschiedenen Sensoren zum Detektieren der Betriebszustände des Motors 1 eingegeben werden, wie beispielsweise der Luftmengensensor 5, der Drosselventilöffnungsgradsensor 6, der Drehzahlsensor 8, der Wassertemperatursensor 9, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10, der Abgassensor 12, der EGR-Temperatursensor 15, und der Kupplungs-/Getriebeschalter 16. Die Steuereinheit 2 enthält einen Lesespeicher (ROM) 2b zum Speichern der Daten, welche die vorbestimmten normalen Betriebszustände des Motors darstellen; einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c zum Speichern der Eingaben von den oben erwähnten Detektoreinrichtungen sowie der laufenden Betriebszustände des Motors; eine Zentraleinheit (CPU) 2d zum Berechnen und Vergleichen der in dem Lesespeicher (ROM) 2b mit dem Schreiblesespeicher (RAM) 2c gespeicherten Daten; sowie einen Ausgabeschaltkreis 2e zum Ausgeben der Steuersignale für die Kraftstoffeinspritzung 7 und das Stellglied 14, etc. und zum Ausgeben der Anzeigedaten an den Monitor 17.
Ferner umfaßt die Steuereinheit 2 eine Fehlerdiagnoseeinrichtung 20, die einen Lesespeicher (ROM) zum Speichern der verschiedenen festgesetzten Zustände enthält, einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) zum Speichern der Fehlercodes und der Betriebszustände, sowie eine Zentraleinheit (CPU) zum Ausführen der Fehlerdiagnosebeurteilung. Wie durch die schraffierten Blöcke angedeutet ist, können der Lesespeicher (ROM), der Schreib-/Lesespeicher (RAM) und die Zentraleinheit (CPU) der Fehlerdiagnoseeinrichtung 20 durch Abschnitte des Lesespeichers (ROM) 2b des Schreib-/Lesespeichers (RAM) 2c, und der Zentraleinheit (CPU) 2d der Steuereinheit 2 ausgeführt sein. Der Schreib-/Lesespeicher 2c der Steuereinheit 2 (einschl. des Schreib-/Lesespeichers RAM der Fehlerdiagnoseeinrichtung 20) ist mit der Zusatzenergiequelle 18 versehen. Das Verfahren der grundsätzlichen Fehlerdetektion der Fehlerdiagnoseeinrichtung 20 ist wohlbekannt, wie beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen (Kokoku) Nr. 64-1737 und 1-14 528 beschrieben, auf die hier verwiesen wird.
Fig. 3 stellt ein Flußdiagramm dar, das die Routine zum Entscheiden, ob der Zustand zum ordnungsgemäßen Ausführen der Fehlerdiagnose zufriedenstellend eingetreten ist, zeigt. Wenn die Reserveenergiequelle 18 ausgeschaltet wird, so werden die in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c (einschl. des Schreib-/Lesespeichers RAM der Fehlerdiagnoseeinrichtung 20, der die Fehlercodes speichert) der Steuereinheit 2 im Schritt S1 gelöscht, und im nachfolgenden Schritt S2 wird in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c ein vorbestimmter Code gespeichert, der die Tatsache darstellt, daß das Kraftfahrzeug noch nicht über eine ausreichende Distanz, oder eine ausreichende Zeit gefahren worden ist, um die Fehlerdiagnose ordnungsgemäß auszuführen.
Wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt, werden in die Schnittstelle 2a der Steuereinheit 2 von Moment zu Moment die detektierten Ausgänge der verschiedenen Sensoren eingegeben, wie beispielsweise des Luftmengensensors 5, des Drosselventilöffnungsgradsensors 6, des Drehzahlsensors 8, des Wassertemperatursensors 9, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 10, des Abgassensors 12, und des EGR-Temperatursensors 15. Genauer gesagt wird in die Schnittstelle 2a folgendes eingegeben: der Öffnungsgrad des Drosselventils von dem Drosselventilöffnungsgradsensor 6; gegen die Drehzahl des Motors von dem Drehzahlsensor 8; die Wassertemperatur von dem Wassertemperatursensor 9; die Sauerstoffkonzentration von dem Abgassensor 12; die Abgastemperatur von dem EGR-Temperatursensor 15; die Tachometerdaten von einem Tachometer (nicht gezeigt) etc. Somit kumuliert (oder integriert) im Schritt S3 die Zentraleinheit (CPU) 2d, die diese detektierten Signale von verschiedenen Sensoren über die Schnittstelle 2a erhält, die jeweiligen detektierten Werte um die kumulierten oder auch Gesamtwerte zu erhalten, welche die Betriebs- oder Fahrzustände des Motors anzeigen. Die Gesamtwerte werden nacheinander in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c gespeichert, wenn die Daten von den Sensoren anliegen. Im Schritt S4 vergleicht die Zentraleinheit (CPU) 2d die Gesamtwerte mit dem in dem Lesespeicher (ROM) 2b gespeicherten festgesetzten Grenzwerte, welche die normalen oder auch aufgewärmten Betriebszustände des Motors darstellen. Wenn im Schritt S4 entschieden wird, daß die kumulierten oder Gesamtwerte größer sind als vorbestimmte Grenzwerte, d. h. wenn ein Betriebszustand des Motors erreicht ist, in dem die Fehlerdiagnosebeurteilung ordnungsgemäß ausgeführt werden kann, so schreitet die Durchführung zum nächsten Schritt S5. Wenn andererseits im Schritt S4 die Beurteilung negativ ist, das heißt wenn ein Betriebszustand, in dem die Fehlerdiagnosebeurteilung ordnungsgemäß ausgeführt werden kann, noch nicht erreicht ist, so kehrt die Ausführung zum Schritt S3 zurück, um weiterhin die detektierten Werde der verschiedenen Sensoren in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c zu akkumulieren.
Im Schritt S5 wird der im Schritt S2 festgelegte, vorbestimmte Code aus dem Schreib-/Lesespeicher (RAM) 2c gelöscht, der den Umstand darstellt, daß das Fahrzeug noch nicht einen Betriebszustand erreicht hat, in dem die Fehlerdiagnose ausgeführt werden kann. Ferner veranlaßt die Zentraleinheit (CPU) 2d im Schritt S6, daß die Fehlerdiagnoseeinrichtung 20 die Fehlerdiagnose durchführt, und zwar in Übereinstimmung mit einem wohlbekannten Verfahren, das beispielsweise in den oben zitierten japanischen Patenten beschrieben ist.
Die vorbestimmten Grenzwerte, mit denen die detektierten kumulierten oder Gesamtwerte verglichen werden, können in Übereinstimmung mit den Testfahrmodi festgelegt werden, die echte Fahrbedingungen simulieren, wie beispielsweise die Stadt- und Autobahnmodi des NAS (Nordamerikanischer Standard) Testmodus.

Claims (4)

1. Fehlerdiagnoseeinrichtung für einen Motor, umfassend:
  • a) eine Detektoreinrichtung (8, 9, 10, 12, 15) zum Detektieren von Betriebszuständen des Motors (1);
  • b) eine Fehlerdiagnoseeinrichtung (20) zum Ausführen einer Fehlerdiagnose des Motors (1) in Übereinstimmung mit Ausgaben der Detektoreinrichtungen;
  • c) eine erste Speichereinrichtung (2b) zum Speichern vorbestimmter Werte, die normale Betriebszustände des Motors darstellen;
  • d) eine zweite Speichereinrichtung (2c) zum Speichern kumulierter Werte der Ausgaben der Detektoreinrichtungen;
  • e) eine Vergleichs-Beurteilungseinrichtung (2d) zum Beurteilen, ob die kumulierten Werte die vorbestimmten Werte überschritten haben; und
  • f) eine Beurteilungseinrichtung für einen Fehlerdiagnosezustand zum Aktivieren der Fehlerdiagnoseeinrichtung, um die Fehlerdiagnose des Motors in Abhängigkeit von einer bejahenden Beurteilung der Vergleichs-Beurteilungseinrichtung auszuführen.
2. Fehlerdiagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Speichereinrichtung (2b, 2c) jeweils einen Lesespeicher (ROM) und/oder einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) umfassen.
3. Fehlerdiagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnoseeinrichtung (20), die erste und die zweite Speichereinrichtung (2b, 2c) und die Vergleichsbeurteilungseinrichtung und die Fehlerdiagnosezustandsbeurteilungseinrichtung durch einen Mikrocomputer (2d) ausgeführt sind.
4. Verfahren zum Ausführen der Fehlerdiagnose eines Motors mit Hilfe einer Fehlerdiagnoseeinrichtung nach Anspruch 2, umfassend die folgenden Schritte:
  • a) Initialisieren der Fehlerdiagnoseeinrichtung;
  • b) Einstellen vorbestimmter Werte in dem Lesespeicher (ROM), die normale Betriebszustände des Motors darstellen;
  • c) Einstellen eines Codes in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM), der darstellt, daß der Betriebszustand des Motors zum Ausführen der Fehlerdiagnose nicht zufriedenstellend erreicht ist;
  • d) Akkumulieren der Ausgaben der Detektoreinrichtungen und Speichern deren kumulierter Werte in dem Schreib-/Lesespeicher (RAM);
  • e) Vergleichen der kumulierten Werte mit den vorbestimmten Werten, um zu bestimmen, ob die kumulierten Werte die vorbestimmten Werte überschreiten oder nicht; und
  • f) Aktivieren der Fehlerdiagnoseeinrichtung, um eine Fehlerdiagnose des Motors in Übereinstimmung mit den Ausgaben der Detektoreinrichtungen auszuführen.
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