DE4126045A1 - Verfahren zur bestimmung des ausfalls von sensoren in einer steuervorrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Aufalls von Sensoren bzw. von Fehlern derselben in einer Steuervorrichtung für eine interne Verbrennung und insbesondere ein Verfahren zur Bestimmung des Ausfalls von Sensoren in einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren der Bestimmung des Ausfalls von Sensoren in einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Verhinderung einer fehlerhaften Bestimmung, wenn eine elektrische Leistung eingeschaltet wird.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Steuereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zeigt.

In dieser Zeichnung sind dargestellt ein Zylinder 1, der die Brennkraftmaschine antreibt, eine elektromagnetisch angetriebene Einspritzung 2 (Brennstoffeinspritzventil), welche Kraftstoff zuführt, eine Einlaßröhre 3, welche dem Zylinder 1 Luft zuführt, ein Heißdraht-Luftflußsensor 4, der eine in den Zylinder 1 gesaugte Luftmenge erfaßt, ein Lufteinlaß-Drosselventil 5, welches die in den Zylinder 1 gesaugte Luftmenge steuert, eine Auslaßröhre 6, welche Abgas des Zylinders 1 abläßt, und ein Wassertemperatursensor 7, welcher die Temperatur des Zylinders 8 basierend auf der Kühlwassertemperatur erfaßt.

Die Einspritzung 2, der Luftflußsensor 4, das Lufteinlaß-Drosselventil 5 und der Wassertemperatursensor 7 sind jeweils an der Lufteinlaßröhre 3 angeordnet. Die Einspritzung 2 und der Wassertemperatursensor 7 sind benachbart zu dem Zylinder 1 angeordnet.

Eine Steuereinrichtung 8 steuert zum Beispiel die Brennstoffeinspritzmenge oder ähnliches basierend auf Signalen von verschiedenen Sensoren und ist mit der Eingangsschnittstelle 80 ausgerüstet, die Signale empfängt, mit dem Mikroprozessor 81, der eine Berechnung mit den Eingangssignalen ausführt, mit dem RAM 82, welches ein Berechnungsprogramm oder ähnliches speichert, mit dem RAM 83, welches zeitweilig Berechnungsdaten zwischenspeichert, und dem Ausgangsinterface 84, welches das Steuersignal B oder ähnliches basierend auf einem Berechnungsergebnis ausgibt.

Eine Zündungsvorrichtung 9 zündet den Zylinder 1 bei einem vorbestimmten Rotationswinkel, und dient auch als Rotationssensor der Verbrennungskraftmaschine, welcher einen elektrischen Impuls entsprechend zu einem Rotationssignal bei jedem bestimmten Rotationswinkel als das Pulssignal P ausgibt.

Das Öffnungswinkelsignal C von dem Lufteinlaß- Drosselventil 5 und das Temperatursignal D von dem Wassertemperatursensor 7 werden der Steuereinrichtung 84 zusammen mit Ausgangssignalen von den anderen Sensoren eingegeben, die nicht gezeigt sind.

Als nächstes wird eine Steueroperation der Brennstoffeinspritzung der in Fig. 2 gezeigten Steuereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine beschrieben. In dem Heißdraht-Luftflußsensor 4 ist ein Heißdraht an einem Lufteinlaßweg installiert. Sein Versorgungsstrom wird durch eine Rückkopplungssteuerung geregelt, so daß die Temperatur des heißen Drahtes bei einem konstanten Wert (zum Beispiel 160°) gehalten wird. Der Versorgungsstrom zum Heißdraht wird in eine elektrische Spannung umgewandelt und als das Luftmengensignal A ausgegeben. Wenn demgemäß die Luftflußmenge groß ist, ist der Kühleffekt derselben ebenfalls groß. Da dann der Versorgungsstrom groß ist, ist der Wert des Luftmengensignals A ebenfalls vergrößert. Wenn im Gegenteil die Luftflußmenge klein und der Kühleffekt derselben gering ist, wird durch den verringerten Versorgungsstrom der Wert des Luftmengensignals A verringert.

Die Steuervorrichtung 84 berechnet eine Brennstoffmenge zur Zufuhr zum Zylinder 1 basierend auf dem Luftmengensignal A vom Luftflußsensor 4. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Rotationsimpulsfrequenzwert, das heißt eine Drehzahl der Brennkraftmaschine basierend auf dem Impulssignal P von der Zündvorrichtung erhalten, und die Brennstoffmenge pro Umdrehung wird berechnet.

Außerdem wird eine Synchronisation mit dem Impulssignal P, wobei das Steuersignal P eine gewünschte Impulsbreite entsprechend zu einer erforderlichen Brennstoffmenge aufweist, und der Einspritzung 2 durchgeführt.

Außerdem wird ein erforderliches Luftbrennstoffverhältnis der Brennkraftmaschine auf eine reiche Seite gesetzt, wenn die Temperatur des Zylinders 1 niedrig ist. Die Steuereinrichtung 84 korrigiert, um die Impulsbreite des Steuersignals D, welches der Einspritzung 2 zugeführt wird, basierend auf dem Temperatursignal B vom Wassertemperatursensor 7 zu erhöhen. Außerdem erfaßt die Steuereinrichtung 84 einen Beschleunigungszustand der Brennkraftmaschine basierend auf dem Öffnungswinkelsignal C von dem Lufteinlaßdrosselventil 5 und steigert bei Beschleunigung das Luftbrennstoffverhältnis zur reichen Seite.

Außerdem kontrolliert die Steuereinrichtung 84 ständig, ob Signale von verschiedenen Sensoren in erlaubten Bereichen arbeiten. Die Steuereinrichtung 84 entscheidet, daß die Sensoren nicht in Ordnung sind, in dem Fall, daß diese Signale außerhalb der erlaubten Bereiche liegen, und stoppt die Verwendung der abnormalen Sensoren. Zum Beispiel sind ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert für jeden Sensor festgelegt. Ein Fehler eines Sensors wird erfaßt, wenn der Wert des Ausgangssignals des Sensors gleich oder mehr als der obere Grenzwert ist und wenn der Wert gleich oder geringer als der untere Grenzwert ist.

Jedoch wird der Wert eines Ausgangssignals jedes Sensors nicht stabilisiert sein, nachdem gerade die Versorgungsquelle eingeschaltet wurde, und kann einen abnormalen Wert zeigen. Daher kann die Steuervorrichtung 84 eine fehlerhafte Bestimmung eines Sensorfehlers ausführen. Insbesondere im Fall des Luftflußsensors 4 ist der heiße Draht abgekühlt, wenn die elektrische Versorgungsquelle eingeschaltet wird. Der heiße Draht muß durch den sofort ansteigenden Versorgungsstrom erhitzt werden, wodurch das Luftmengensignal A einen abnormalen Wert oberhalb eines normalen erhält und die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung eines Sensorfehlers ist erhöht. Wenn eine fehlerhafte Bestimmung gemacht wurde, daß ein Sensor fehlerhaft ist, ist die Steuereinrichtung 84 in einem Zustand, in dem ein guter Sensor nicht verwendet wird, wodurch die Verläßlichkeit der Steuervorrichtung 84 herabgesetzt ist.

Bei dem konventionellen Verfahren der Bestimmung eines Sensorfehlers in einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird wie oben ausgeführt der Wert des Ausgangssignals des Sensors mit einem erlaubten Bereich zur Bestimmung eines Sensorfehlers verglichen. Daher gibt es die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung eines Fehlers durch einen abnormalen Betrieb der Sensoren beim Einschalten der elektrischen Leistungsquelle, wodurch die Zuverlässigkeit der Steuerung beeinträchtigt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung von Sensorfehlern in einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, eine Fehler-Feststellung basierend auf einem abnormalen Sensorausgangssignal beim Einschalten der elektrischen Leistungsquelle zu vermeiden, eine fehlerhafte Bestimmung des Sensorfehlers zu verhindern und die Verläßlichkeit der Fehlererfassung und der Steuerung zu verbessern.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der Bestimmung von Fehlern bzw. des Ausfalls von Sensoren in einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, mit den Schritten:
Festsetzen einer vorbestimmten Zeit entsprechend zu einer Anstiegszeit der Sensoren beim Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung;
Bestimmen, ob die vorbestimmte Zeit vom Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung abgelaufen ist;
Entscheiden, ob die Ausgangssignale der Sensoren in erlaubten Bereichen liegen, wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist;
Entscheiden, daß die Sensoren normal sind, wenn die Ausgangssignale der Sensoren in den erlaubten Bereichen liegen; und
Entscheiden, daß die Sensoren nicht in Ordnung sind, wenn die Ausgangssignale der Sensoren außerhalb der erlaubten Bereiche liegen.

In den Figuren zeigen

Fig. 1 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 ein Aufbaudiagramm einer allgemeinen Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

In den Zeichnungen ist ein Luftflußsensor 4 gezeigt, ein Luftmengensignal A (Sensorausgangssignal), eine vorbestimmte Zeit TF, ein unterer Grenzwert L, ein oberer Grenzwert H, ein Schritt der Bestimmung einer vorbestimmten Zeit S0, ein Schritt S2 der Bestimmung, ob die vorbestimmte Zeit nach Einschalten der elektrischen Leistungsquelle abgelaufen ist, Schritte S3 und S4 der Entscheidung, ob ein Ausgangssignal in einem erlaubten Bereich liegt, ein Schritt S5 der Bestimmung eines Sensors als normal und ein Schritt S6 der Bestimmung eines Sensors als abnormal. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern die gleichen oder entsprechenden Teile.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Fehlerbestimmungsroutine gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung, auf welche die Erfindung angewendet wird, ist wie in Fig. 2 gezeigt aufgebaut. Ein Teil eines Berechnungsprogramms, das in dem ROM 82 der Steuervorrichtung 8 gespeichert ist, ist verändert. Zunächst wird der Zähler CF auf die vorbestimmte Zeit TF gesetzt, welche der Anstiegszeit eines Sensors beim Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung entspricht (Schritt S0). Zum Beispiel wird im Fall des Luftflußsensors 4 die vorbestimmte Zeit TF auf eine Zeit gesetzt, in welcher das Ausgangssignal, das heißt das Luftmengensignal A, stabilisiert ist (ungefähr 3 Sekunden).

In diesem Fall ist der Zähler CF ein Abwärtszähler. Die Fehlerbestimmungsroutine ist eine Zeitroutine, die schrittweise bei festen Zeitpunkten abläuft. Demgemäß wird der Zähler CF bei jeder Ausführung der Routine abwärts gezählt und wird nach der vorbestimmten TF Null.

Als nächstes wird ein Sensorausgangssignal (zum Beispiel das Luftmengensignal A) AD umgesetzt und in das RAM 83 gebracht (Schritt S1). Desweiteren wird abhängig davon, ob der Wert des Zählers CF Null ist, eine Entscheidung durchgeführt, ob die vorbestimmte Zeit TF vom Einschalten der elektrischen Versorgungsspannung abgelaufen ist (Schritt S2).

Wenn der Zähler CF Null ist, wird eine Entscheidung durchgeführt, daß die vorbestimmte Zeit TF nach Einschalten der elektrischen Leistungsquelle abgelaufen ist und eine Entscheidung wird gemacht, ob das Ausgangssignal des Sensors (Sensorwert) einen Wert in einem erlaubten Bereich besitzt.

Demgemäß entscheidet der Prozeß, ob der Sensorwert gleich oder größer als ein unterer Grenzwert L ist (Schritt S3). Wenn der Sensorwert gleich oder größer als der untere Grenzwert L ist, entscheidet der Prozeß, ob der Sensorwert gleich oder geringer als ein unterer Grenzwert H ist (Schritt S4). Wenn der Sensorwert gleich oder größer als der untere Grenzwert H ist, bewertet der Prozeß, daß der Sensorwert im erlaubten Bereich liegt und entscheidet, daß der Sensor normal arbeitet (Schritt S5) .

Wenn im Gegenteil der Sensorwert geringer als der untere Grenzwert L oder größer als der obere Grenzwert H ist, bewertet der Prozeß den Sensorwert als außerhalb des Bereiches und entscheidet, daß der Sensor nicht in Ordnung ist (Schritt S6).

Nachdem festgestellt wurde, daß der Sensor normal oder abnormal ist, kehrt der Prozeß zum Leseschritt S1 des Ausgangssignals des Sensors zurück. Weil der Zähler CF schon Null ist, geht der Prozeß von dem Entscheidungsschritt S2 des Zählers CF zu den Entscheidungsschritten S3 und S4 des Sensors, durch welche schrittweise die Bestimmung des Vorhandenseins von Sensorfehlern durchgeführt wird. Die Fehlerentscheidungsschritte S1 und S3 bis S6 sind normalerweise die gleichen wie bei der herkömmlichen Vorrichtung.

Wenn im Gegensatz dazu eine Entscheidung durchgeführt wird, wenn der Zähler CF im Schritt S2 nicht Null ist, weil die vorbestimmte Zeit TF vom Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung nicht abgelaufen ist, wird der Zähler CF abwärts gezählt (Schritt S7). Nach diesem Schritt geht der Prozeß an der Bestimmungsroutine des Sensors vorbei und kehrt zum Schritt S1 zurück. Demgemäß wird die Ausfall-Bestimmungsroutine übergangen, bis die vorbestimmte Zeit TF abgelaufen ist und der Wert des Zählers CF Null wird.

Durch dieses Verfahren wird die Ausfall- Bestimmungsuntersuchung des Sensors während der vorbestimmten Zeit TF gestoppt, nachdem die elektrische Leistungsquelle eingeschaltet wurde, und die fehlerhafte Ermittlung des Sensorausfalls wird verhindert. Daher wird ein guter Sensor sicher für die Steuerung verwendet, was nicht nur die Verläßlichkeit der Ausfallserfassung sondern auch die Verläßlichkeit der Steuerung verbessert.

Außerdem ist für die obige Ausführungsform ein Fall gezeigt, in welchem eine fehlerhafte Bewertung des Heißdraht-Luftflußgebers 4 verändert wird. Die Erfindung ist jedoch auf andere Sensoren mit dem gleichen Effekt anwendbar, wenn der Betrieb des Sensors gerade nach dem Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung unstabil ist.

Wie oben ausgeführt wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Schritt des Setzens einer vorbestimmten Zeit entsprechend einer Anfahrzeit eines Sensors nach Einschalten einer elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen, ein Schritt der Entscheidung, ob nach dem Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, ein Schritt der Entscheidung, ob ein Ausgangssignal des Sensors in einem erlaubten Bereich liegt, in dem Fall, daß die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, ein Schritt der Bewertung des Sensors als normal im Falle, daß das Ausgangssignal im erlaubten Bereich liegt, und ein Schritt der Bewertung des Sensors als abnormal im Fall, daß das Ausgangssignal außerhalb des erlaubten Bereiches liegt. In der Erfindung wird die Fehlerentscheidungsuntersuchung des Sensors während einer bestimmten Zeit gerade nach Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung gestoppt, und eine Fehlerbestimmung basierend auf einem abnormalen Ausgangssignal des Sensors nach Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung wird umgangen. Daher wird die fehlerhafte Bestimmung des Sensorfehlers verhindert. Die Erfindung hat die Wirkung, daß ein Verfahren der Bestimmung von Sensorfehlern in der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen ist, welches die Verläßlichkeit der Fehlererfassung und die Verläßlichkeit der Steuerung verbessert.

Claims (1)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Ausfalls von Fehlern von Sensoren in einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit den Schritten:
   Festsetzen einer vorbestimmten Zeit entsprechend zu einer Warmlaufzeit des Sensors beim Einschalten einer elektrischen Leistungsversorgung;
   Entscheiden, ob die vorbestimmte Zeit vom Einschalten der elektrischen Leistungsversorgung abgelaufen ist;
   Entscheiden, ob die Ausgangssignale der Sensoren in erlaubten Bereichen liegen, wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist;
   Bewerten der Sensoren als normal, falls die Ausgangssignale der Sensoren in den erlaubten Bereichen liegen; und
   Bewerten der Sensoren als abnormal, wenn die Ausgangssignale der Sensoren außerhalb der erlaubten Bereiche liegen.