DE60116686T2

DE60116686T2 - Vorrichtung zur Erkennung einer Fehlfunktion eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE60116686T2
Application number: DE60116686T
Authority: DE
Inventors: Tokiji Toyota-shi Aichi-ken Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: US20010051848A1; JP2001349239A; EP1162360A2; US6606551B2; EP1162360A3; JP3879368B2; EP1162360B1; DE60116686D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Motor- oder Brennkraftmaschinensystem und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Bestimmung oder Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands bei einem solchen Brennkraftmaschinensystem.
Ein Motor- bzw. Brennkraftmaschinensystem für ein Kraftfahrzeug umfasst meist eine Störzustands-Ermittlungseinrichtung oder Selbsttesteinrichtung zur Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands im System. Zur Verbesserung der Beurteilungsgenauigkeit nimmt eine solche Störzustands-Ermittlungseinrichtung fortlaufend Störzustandsüberprüfungen vor. Erst wenn Störungen mit einer vorgegebenen Häufigkeit erfasst werden, wird die Feststellung getroffen, dass eine Fehlfunktion des Systems vorliegt.
Im sogenannten Kurzstreckenbetrieb, bei dem die Brennkraftmaschine nach einem Start bald wieder abgestellt wird, kann ein solcher Störzustandstest jedoch nur mit einer eingeschränkten Häufigkeit durchgeführt werden, sodass ein Abstellen der Brennkraftmaschine erfolgen kann, bevor die Anzahl der Überprüfungen, bei denen ein Störzustand erfasst worden ist, einen vorgegebenen Zahlenwert erreicht. Auch wenn somit auf kurzen Strecken jeweils fortlaufend das Vorliegen eines Störzustands erfasst wird, kann eine solche Störzustands-Ermittlungseinrichtung keine Fehlfunktion feststellen oder trifft die Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion mit einer zeitlichen Verzögerung. Insbesondere bei einem Brennkraftmaschinensystem, bei dem zur Kraftstoffeinsparung eine automatische Start-Stopp-Funktion vorgesehen ist, kann die jeweilige Betriebsdauer der Brennkraftmaschine äußerst kurz sein, sodass der vorstehend beschriebene Nachteil in verstärktem Maße auftritt.
Aus der JP 7-36 727 A ist bereits ein Brennkraftmaschinensystem bekannt, bei dem die Anzahl der Störzustandstests aufrecht erhalten wird, bei denen ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion erfasst wird. Bei diesem System wird die Anzahl der erfassten Fehlfunktionen auch nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine gespeichert und der gespeicherte Zahlenwert über mehrere Betriebsabschnitte hinweg akkumuliert. Auch wenn Kurzstrecken anfallen, wird somit ein vorliegender Störzustand zuverlässig ermittelt, wenn die akkumulierte Anzahl der erfassten Störzustände einen vorgegebenen Zahlenwert erreicht.
Durch eine solche Akkumulierung der Anzahl von erfassten Störzuständen über mehrere Betriebsabschnitte hinweg kann sich jedoch die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung verringern, d.h., fehlerhaft erfasste Störzustände werden als tatsächlich vorliegende Störzustände gezählt, auch wenn diese fehlerhafte Erfassung relativ selten und zufällig auftritt. Wenn die Anzahl von fehlerhaft erfassten Störzuständen dann über eine längere Zeitdauer hinweg akkumuliert wird und die Anzahl der auf diese Weise erfassten Störzustände einen vorgegebenen Zahlenwert erreicht, trifft das System die fehlerhafte Beurteilung, dass ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion vorliegt, was die Genauigkeit der Störzustandsermittlung beeinträchtigt.
Weiterhin ist aus der DE 42 39 055 A eine Vorrichtung zur Bestimmung des Auftretens von Zündaussetzern oder Fehlzündungen bei einer Brennkraftmaschine bekannt, durch die der Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst wird, d.h., es wird das Vorliegen eines Störzustands der Brennkraftmaschine oder das Auftreten von Fehlzündungen erfasst. Bei dieser Erfassung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine wird außerdem festgestellt, ob gleichzeitig untypische Änderungen in der Rate der Fehlfunktionen auftreten. Die Vorrichtung umfasst hierzu einen ersten Störzustandszähler zur Zählung des Auftretens eines beliebigen Störzustands. Diese Zählung wird auf der Basis eines vorgegebenen Zeitintervalls durchgeführt. Ferner ist ein weiterer Zähler vorgesehen, der aktiviert wird, wenn untypische Änderungen in der Rate der erfassten Störzustände auftreten. Wenn hierbei zusätzliche vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, wird der Zählwert des Störzustandszählers (des weiteren Zählers) durch einen Subtraktionsvorgang auf der Basis des Zählwertes des zweiten Zählers korrigiert. Der Zählvorgang des zweiten Zählers erfolgt auf der Basis eines zweiten vorgegebenen Zeitintervalls, nach dessen Ablauf der Zählwert des zweiten Zählers unabhängig von dem erreichten Wert auf Null zurückgestellt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinensystem anzugeben, die eine genaue Bestimmung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer Brennkraftmaschine gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Die Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands einer Brennkraftmaschine und insbesondere des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands des Brennkraftmaschinensystems weist eine Verarbeitungseinheit zur Datenauswertung auf, die eine Detektoreinrichtung zur Erfassung einer Fehlfunktion in dem Brennkraftmaschinensystem bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung umfasst. Eine erste Zählereinrichtung erzeugt einen ersten Zählwert durch Zählung der Häufigkeit, mit der die Detektoreinrichtung das Vorliegen einer Fehlfunktion feststellt. Eine zweite Zählereinrichtung bildet einen zweiten Zählwert für die Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes. Der erste und zweite Zählwert werden hierbei unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine in einem Speicher gespeichert. Eine Bestimmungseinrichtung führt eine Datenauswertung durch und beurteilt die Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes auf der Basis des zweiten Zählwertes, wobei die Feststellung getroffen wird, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert zuverlässig ist und einen ersten vorgegebenen Wert erreicht, und der erste Zählwert zurückgestellt wird, wenn der zweite Zählwert einen zweiten vorgegebenen Wert erreicht.
Das Vorliegen einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands im Brennkraftmaschinensystem wird somit jeweils festgestellt, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Das jeweilige Vorliegen dieser Situation wird gezählt und das Erfassungsergebnis in einem Speicher gespeichert. Der erhaltene Zählwert des von dem ersten Zähler gebildeten Störzustandszählers wird dann zu einem Vergleich mit einem ersten vorgegebenen Wert β herangezogen. Der Zählwert des zweiten Zählers (des Normalzustandszählers) wird mit einem (zweiten) vorgegebenen Wert γ verglichen. Wenn der Normalzustandszählwert dem Wert γ entspricht oder größer ist, wird davon ausgegangen, dass der akkumulierte Störzustandszählwert unzuverlässig ist, wobei die Bestimmungseinrichtung den ersten Zählwert in diesem Fall zurückstellt, wenn der zweite Zählwert den zweiten vorgegebenen Wert erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Zustands eines Brennkraftmaschinensystems umfasst die Erfassung einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung und Erzeugung eines ersten Zählwertes durch Zählung der Häufigkeit der Feststellung der Fehlfunktion im Erfassungsschritt, die Erzeugung eines zweiten Zählwertes zur Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes, die Speicherung des ersten und zweiten Zählwertes in einem Speicher, der den ersten und zweiten Zählwert unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine aufrecht erhält, die Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes auf der Basis des zweiten Zählwertes, die Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion in dem Brennkraftmaschinensystem, wenn der erste Zählwert zuverlässig ist und einen ersten vorgegebenen Wert erreicht, und die Rückstellung des ersten Zählwertes, wenn der zweite Zählwert einen zweiten vorgegebenen Wert erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit weiteren bevorzugten Zielsetzungen und erzielbaren Vorteilen anhand von bestimmten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Störzustandsbestimmungsablaufs bei der Vorrichtung gemäß 1,
3 ein Diagramm, das Störzustands- und Normalzustands-Zählwerte bei der Vorrichtung gemäß 1 veranschaulicht,
4 ein Diagramm, das einen Störzustands-Bestimmungsablauf bei einer Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
5 ein Ablaufdiagramm eines Fehlfunktionstestablaufs bei der Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 ein Ablaufdiagramm eines Störzustands-Bestimmungsablaufs bei der Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
7 ein Ablaufdiagramm eines Störzustands-Bestimmungsablaufs bei einer Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung bei einem Brennkraftmaschinensystem 90 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Diese Störzustands-Bestimmungsvorrichtung führt eine Ermittlung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw, eines Störzustands des Brennkraftmaschinensystems 90 im Verlauf einer Leerlaufdrehzahlregelung durch.
Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst das Brennkraftmaschinensystem 90 einen Maschinendrehzahlsensor 1 zur Erfassung der Drehzahl der (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine, einen Luftdurchflussmesser 2 zur Erfassung der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine, einen Kühlmitteltemperatursensor 3 zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine sowie einen Leerlaufsensor (Leerlaufschalter) 4, über den festgestellt wird, dass ein (nicht dargestelltes) Fahrpedal nicht betätigt oder eine (ebenfalls nicht dargestellte) Drosselklappe vollständig geschlossen ist. Über die Sensoren 1 bis 4 wird somit der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ermittelt.
Die Sensoren 1 bis 4 sind mit einer Störzustands-Bestimmungsvorrichtung verbunden, die bei diesem Ausführungsbeispiel von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 100 gebildet wird, die wiederum mit verschiedenen Stellgliedern bzw. Aktoren verbunden ist. Diese Aktoren umfassen eine Zündkerze 11 zur Entflammung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum, einen Injektor 12 zur Zuführung von Kraftstoff zu dem Brennraum sowie ein Leerlaufregelventil (ISCV) 13 zur Einstellung der Ansaugluftmenge im Leerlauf der Brennkraftmaschine. Über die Aktoren, d.h., die Zündkerze 11, den Injektor 12 und das Leerlaufregelventil 13, wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert. Außerdem ist die elektronische Steuereinheit ECU 100 mit einer Warnlampe 14 verbunden, die bei Feststellung einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands des Brennkraftmaschinensystems 90 aufleuchtet, um die Fahrzeuginsassen über das Vorliegen eines Störzustands zu informieren.
Die elektronische Steuereinheit ECU 100 erfasst somit den Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf der Basis der von den Sensoren 1 bis 4 abgegebenen Ausgangssignale und nimmt zur Steuerung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine eine entsprechende Ansteuerung der Aktoren vor. Außerdem überwacht die elektronische Steuereinheit ECU 100 den Betriebszustand des Brennkraftmaschinensystems 90 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensoren 1 bis 4 zur Bestimmung des Zustands des Brennkraftmaschinensystems 90.
Die elektronische Steuereinheit ECU 100 umfasst eine Zentraleinheit (CPU) 110, einen Festspeicher (ROM) 120, einen normalen Direktzugriffsspeicher (Normal-RAM) 130, der nachstehend vereinfacht als Normalspeicher bezeichnet wird, sowie einen Standby-Direktzugriffsspeicher bzw. Sicherungsspeicher (Standby-RAM) 140, der nachstehend vereinfacht als Standby-Speicher bezeichnet wird. In dem Festspeicher ROM 120 sind verschiedene Programme zur Steuerung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine sowie ein Programm zur Bestimmung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw, eines Störzustands gespeichert. In dem Normalspeicher 130 und dem Standby-Speicher 140 werden der von der Zentraleinheit CPU 110 in Abhängigkeit von den Sensorausgangssignalen erhaltene Betriebszustand sowie Rechenergebnisse gespeichert, die sich auf Steuer- bzw. Regelabläufe sowie Tests bei der Brennkraftmaschine beziehen.
Der Normalspeicher 130 umfasst einen Zustandszeichenbereich 131 zur Speicherung der Werte von verschiedenen Zustandszeichen bzw. Zustandsbits sowie einen Datenbereich 132 zur Datenspeicherung. Die in dem Zustandszeichenbereich 131 und dem Datenbereich 132 gespeicherten Informationen werden nur während der Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit ECU 100 aufrecht erhalten. Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt und damit die Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit ECU 100 unterbrochen wird, werden diese Informationen gelöscht, d.h., die in dem Normalspeicher 130 gespeicherten Informationen werden für den Verlauf einer jeweiligen Fahrt aufrecht erhalten und sind bei der nächsten Fahrt dann wieder gelöscht.
Der Standby-Speicher 140 umfasst einen Störzustands-Zählwertbereich 141 und einen Normalzustandszählwertbereich 142, einen Störzustands-Zeichenbereich 143 sowie einen Datenbereich 144. In dem Störzustands-Zählwertbereich 141 wird ein von der Zentraleinheit CPU 110 gezählter Störzustands-Zählwert gespeichert, der die Anzahl von Störzustandstests bezeichnet, bei denen ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion erfasst worden ist. In dem Zustandszeichenbereich 143 wird ein bei diesen Störzustandstests verwendetes Zustandszeichen bzw. Zustandsbit gespeichert, während in dem Datenbereich 144 Daten wie z.B. Lernwerte gespeichert werden, die im Rahmen von verschiedenen Steuer- und Regelabläufen bei der Brennkraftmaschine Verwendung finden. Der Standby-Speicher 140 wird hierbei ständig von einer (nicht dargestellten) Stromquelle wie einer Batterie mit Strom versorgt. Die in den Bereichen 141 bis 144 gespeicherten Informationen werden somit auch bei Unterbrechung oder Abschaltung der Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit ECU 100 aufrecht erhalten, d.h., die in dem Standby-Speicher 140 gespeicherten Informationen werden auch im abgestellten Zustand der Brennkraftmaschine aufrecht erhalten und bei der nächsten Fahrt übernommen.
Nachstehend werden ein Leerlaufdrehzahlregelungsablauf bei dem Brennkraftmaschinensystem 90 und ein im Rahmen des Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs erfolgender Störzustands-Bestimmungsablauf näher beschrieben.
Der Leerlaufdrehzahlregelungsablauf bezieht sich auf eine Regelung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine, d.h., auf eine über die Zentraleinheit CPU 110 erfolgende Regelung der Maschinendrehzahl im vollständig geschlossenen Zustand der (nicht dargestellten) Drosselklappe. Hierbei verändert die Zentraleinheit CPU 110 den Öffnungsbereich des Leerlaufregelventils 13 zur Einstellung der Ansaugluftmenge dahingehend, dass die Maschinen-Istdrehzahl auf eine Solldrehzahl eingeregelt wird.
Wenn ein Störzustand bei diesem Leerlaufdrehzahlregelungsablauf vorliegt, entspricht somit die Maschinen-Istdrehzahl nicht der Solldrehzahl. Auf der Basis der sich dann ergebenden Differenz zwischen der Maschinen-Istdrehzahl und der Maschinen-Solldrehzahl ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 sodann, ob eine Fehlfunktion bzw. ein Störzustand in dem Leerlaufdrehzahlregelungsablauf vorliegt.
Nachstehend wird auf ein Störzustands-Bestimmungsprogramm näher eingegangen.
Bei einer erheblichen Abweichung der Maschinen-Istdrehzahl von der Solldrehzahl während des Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs kann z.B. ein Störzustand bei dem Leerlaufregelventil 13 vorliegen. Wenn hierbei die Differenz zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl auch nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach Beginn des Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs weiterhin einem vorgegebenen Wert entspricht oder größer ist, erfasst die Zentraleinheit CPU 110 das Vorliegen eines Störzustands im Brennkraftmaschinensystem 90. Bei einer solchen Erfassung eines Störzustands inkrementiert die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert und ersetzt sodann den in dem Störzustands-Zählwertbereich 141 des Standby-Speichers 140 gespeicherten Störzustands-Zählwert durch den inkrementierten Wert. Wenn dieser Störzustands-Zählwert bzw. die Anzahl der Tests, bei denen ein Störzustand erfasst worden ist, einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass bei dem Brennkraftmaschinensystem 90 eine Fehlfunktion bzw. Störung vorliegt.
Auf diese Weise wird die Anzahl von Tests, bei denen ein Störzustand erfasst wird, bzw. die akkumulierte Anzahl der erfassten Störzustände in dem Standby-Speicher 140 gespeichert. Im allgemeinen wird eine Brennkraftmaschine nur für eine begrenzte Zeitdauer im Leerlauf betrieben, was beinhaltet, dass der Leerlaufdrehzahlregelungsablauf ebenfalls nur im Rahmen einer begrenzten Zeitdauer erfolgt. In einer solchen kurzen Zeitdauer führt die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustandstest durch. Auf der Basis der akkumulierten Anzahl von erfassten Störzuständen kann die Zentraleinheit CPU 110 dann zuverlässig das Vorliegen eines Störzustands im Brennkraftmaschinensystem 90 feststellen, d.h., auch wenn wiederholt ein Kurzstreckenbetrieb anfällt, bei dem jeweils die Anzahl der erfassten Störzustände nicht den Schwellenwert erreicht, wird dennoch der Störzustands-Zählwert bei jedem Kurzstreckenbetrieb akkumuliert. Die bei jedem Kurzstreckenbetrieb erfolgte Störzustandserfassung wird somit nicht gelöscht, sondern zur zuverlässigen und schnellen Feststellung des Vorliegens eines Störzustands im Brennkraftmaschinensystem 90 aufrecht erhalten und weiter verwendet.
Wenn festgestellt wird, dass die Maschinen-Istdrehzahl weitgehend der Maschinen-Solldrehzahl entspricht, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass der Leerlaufdrehzahlregelungsablauf normal verläuft. Bei jeder Feststellung eines normalen Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs inkrementiert die Zentraleinheit CPU 110 einen Normalzustandszählwert und ersetzt den in dem Normalzustandszählwertbereich 142 des Standby-Speichers 140 gespeicherten Normalzustandszählwert durch den inkrementierten Wert. Wenn der Normalzustandszählwert bzw. die Anzahl der Feststellungen eines normalen Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht, beurteilt die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert als unzuverlässig und führt eine Rückstellung des Störzustands-Zählwertes auf einen Anfangswert oder Null herbei. Im Rahmen einer jeweiligen (einzigen) Leerlaufperiode führt die Zentraleinheit CPU 110 eine einmalige Feststellung des Vorliegens einer normalen oder nicht normalen Leerlaufdrehzahlregelung durch.
Erfindungsgemäß wird somit die Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes auf der Basis von Detektionsergebnissen ausgewertet, die einen Normalzustand des Brennkraftmaschinensystems 90 bezeichnen. Außerdem wird die Zuverlässigkeit des Normalzustandszählwertes auf der Basis des Störzustands-Zählwertes ausgewertet, d.h., die Beurteilung des Vorliegens einer Fehlfunktion bzw. eines Störzustands des Brennkraftmaschinensystems 90 wird in Verbindung mit einer in gegenseitiger Abhängigkeit erfolgenden Auswertung der Zuverlässigkeit des Normalzustandszählwertes und des Störzustands-Zählwertes vorgenommen. Hierbei erfolgt die Auswertung der Zuverlässigkeit des Normalzustandszählwertes aus den nachstehend näher beschriebenen Gründen. Wenn angenommen wird, dass der Normalzustandszählwert im Rahmen von mehreren Fahrten akkumuliert wird und sich dem Schwellenwert nähert und dass bei dem den Leerlaufdrehzahlregelungsablauf durchführenden Regelsystem ein Störzustand auftritt, wird in einem solchen Fall der Störzustands-Zählwert bei jeder Erfassung der Störung akkumuliert. Wenn jedoch der Normalzustand des Brennkraftmaschinensystems fehlerhaft festgestellt wird und der Normalzustandszähler den Schwellenwert erreicht, wird der Störzustands-Zählwert auf Null zurückgestellt, was zur Folge hat, dass der Störzustand erst mit einer Verzögerung festgestellt wird. Zur Vermeidung eines solchen Nachteils wird daher der Normalzustandszählwert auf Null zurückgestellt, wenn der Störzustands-Zählwert den vorgegebenen Schwellenwert erreicht.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 2 näher auf das Störzustands-Bestimmungsprogramm eingegangen, das von der Zentraleinheit CPU 110 gemäß einem in dem Festspeicher ROM 120 abgespeicherten Steuerprogramm in jeweils vorgegebenen Zeitabschnitten in Form eines Unterbrechungsprogramms durchgeführt wird.
In einem Schritt S100 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob eine Störzustands-Testbedingung erfüllt ist, was der Fall ist, wenn das Ausgangssignal des Leerlaufsensors 4 ansteigt und nach dem Beginn des Leerlaufdrehzahlregelungsablaufs eine vorgegebene Zeitdauer vergangen ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Störzustands-Testbedingung erfüllt ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S110 über und führt eine Störzustandsdetektion auf der Basis der Differenz zwischen der Maschinen-Istdrehzahl und der Maschinen-Solldrehzahl durch. Wenn diese Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet, erfasst die Zentraleinheit CPU 110 einen Störzustand und geht auf einen Schritt S120 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert inkrementiert.
In einem anschließenden Schritt S130 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob der Störzustands-Zählwert einem vorgegebenen Wert α entspricht oder größer ist. Dieser Wert α stellt einen Bezugswert für die Bewertung der Zuverlässigkeit des Normalzustandszählwertes dar. Wenn der Störzustands-Zählwert dem Wert α entspricht oder größer ist, liegt wahrscheinlich ein Störzustand oder eine Fehlfunktion vor, sodass der akkumulierte Normalzustandszählwert als unzuverlässig bewertet wird.
Wenn somit im Schritt S130 der Störzustands-Zählwert dem Wert α entspricht oder größer ist, liegt wahrscheinlich ein Störzustand vor, wobei die Zuverlässigkeit des Normalzustandszählwertes als niedrig zu bewerten ist. In diesem Fall wird der Normalzustandszählwert in einem Schritt S140 auf Null zurückgestellt.
In einem Schritt S150 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob der Störzustands-Zählwert einem vorgegebenen Wert α entspricht oder größer ist. Der Wert β stellt einen Bezugswert für die Beurteilung dar, ob bei dem den Leerlaufdrehzahlregelungsablauf durchführenden Regelsystem ein Störzustand vorliegt. Der Wert β ist hierbei größer als der Wert α. Wenn der Störzustands-Zählwert größer als der Wert β ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S160 über, bei dem die Feststellung getroffen wird, dass ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion in dem Leerlaufdrehzahlregelungsablauf vorliegt. Hierbei schaltet die Zentraleinheit CPU 110 die Warnlampe 14 zur Unterrichtung der Fahrzeuginsassen über das Vorliegen eines Störzustands ein und beendet das Störzustands-Bestimmungsprogramm. Die Zentraleinheit CPU 110 beendet auch das Programm, wenn im Schritt S100 die Störzustands-Testbedingung nicht erfüllt ist, im Schritt S130 der Störzustands-Zählwert unter dem Wert α liegt und im Schritt S150 der Störzustands-Zählwert unter dem Wert β liegt.
Wenn dagegen im Schritt S110 kein Störzustand erfasst wird, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S170 über und ermittelt auf der Basis der Differenz zwischen der Maschinen-Istdrehzahl und der Maschinen-Solldrehzahl, ob ein Normalzustand des Systems vorliegt. Wenn hierbei die Differenz unter einem vorgegebenen Wert liegt und die Maschinen-Istdrehzahl der Maschinen-Solldrehzahl weitgehend entspricht, stellt die Zentraleinheit CPU 110 das Vorliegen eines Normalzustands des Regelsystems fest. In diesem Fall geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S180 über und inkrementiert den Normalzustandszählwert.
In einem Schritt S190 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob der Normalzustandszählwert einem vorgegebenen Wert γ entspricht oder größer ist. Dieser Wert γ stellt einen Bezugswert für die Bewertung der Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes dar. Wenn der Normalzustandszählwert dem Wert γ entspricht oder größer ist, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass der akkumulierte Störzustands-Zählwert unzuverlässig ist und geht auf einen Schritt S200 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert zurückstellt und den Normalzustandszählwert auf Null setzt.
Nach der Ausführung des Schrittes S200 beendet die Zentraleinheit CPU 110 das Störzustands-Bestimmungsprogramm. Außerdem beendet die Zentraleinheit CPU 110 das Programm, wenn im Schritt S170 kein Normalzustand des Systems festgestellt wird und wenn im Schritt S190 der Störzustands-Zählwert unter dem Wert γ liegt.
Die Änderungen des Störzustands-Zählwertes und des Normalzustandszählwertes im Rahmen des Störzustands-Bestimmungsprogramms sind in dem Diagramm gemäß 3 veranschaulicht. Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, wird der Störzustands-Zählwert vor der Zeit t1 inkrementiert, während der Normalzustandszählwert nach der Zeit t1 inkrementiert wird. Wenn der Normalzustandszählwert den Wert γ erreicht, werden der Störzustands-Zählwert und der Normalzustandszählwert zur Zeit t2 auf Null zurückgestellt, d.h., wenn die akkumulierte Anzahl der Erfassungen eines Normalzustands des Systems einen vorgegebenen Zahlenwert erreicht, wird der akkumulierte Zahlenwert von erfassten Störzuständen als unzuverlässig bewertet und auf Null zurückgestellt.
Wenn der Normalzustandszählwert vor der Zeit t3 inkrementiert wird und zur Zeit t3 ein Störzustand auftritt, wird der Störzustands-Zählwert inkrementiert und anschließend akkumuliert. Zur Zeit t4 erreicht der Störzustands-Zählwert dann den Wert α, wodurch der Normalzustandszählwert auf Null zurückgestellt wird, d.h., die akkumulierte Anzahl der Erfassungen eines Normalzustands des Systems wird auf der Basis der erfolgten Störzustandserfassungen als unzuverlässig bewertet und demzufolge der akkumulierte Zahlenwert der Normalzustandserfassungen des Systems zurückgestellt. Wenn somit zur Zeit t5 fehlerhaft bzw. versehentlich ein Normalzustand des Systems ermittelt wird, wird der Störzustands-Zählwert nicht auf Null zurückgestellt. Wenn dann der Störzustands-Zählwert auf Grund der erfassten Anzahl von Störzuständen nach der Zeit t5 den vorgegebenen Zahlenwert erreicht, wird zur Zeit t6 das Vorliegen eines Störzustands festgestellt. Diese Feststellung wird somit nicht durch eine fehlerhafte bzw. fälschliche Erfassung des Vorliegens eines Normalzustands des Systems beeinträchtigt.
Die Störzustands-Bestimmungsvorrichtung 100 bietet somit die nachstehend näher beschriebenen Vorteile.

(1) Der Störzustands-Zählwert, der die Anzahl von akkumulierten Störzustands-Erfassungen angibt, wird in dem Standby-Speicher 140 gespeichert und auch bei abgestellter Brennkraftmaschine aufrecht erhalten. Auch wenn nur ein wiederholter Kurzstreckenbetrieb anfällt oder wenn nur eine begrenzte Anzahl von Störzustandstests durchgeführt wird, erfolgt dennoch eine zuverlässige Störzustandsbestimmung. Wenn ferner der Normalzustandszählwert dem Wert γ entspricht oder größer ist, bewertet die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert als unzuverlässig und stellt ihn zurück. Das Vorliegen eines Störzustands wird somit auf der Basis eines zuverlässigen Störzustands-Zählwertes bestimmt. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Feststellung des Vorliegens eines Störzustands auf Grund von fehlerhaften Störzustandserfassungen verhindert, wodurch sich die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung verbessert. Außerdem wird eine in gegenseitiger Abhängigkeit erfolgende Bewertung des Normalzustandszählwertes und des Störzustands-Zählwertes vorgenommen, wodurch sich ebenfalls die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung verbessert.
(2) Wenn der Störzustands-Zählwert dem Wert α entspricht oder größer ist, bewertet die Zentraleinheit CPU 110 den Normalzustandszählwert als unzuverlässig und nimmt eine Rückstellung des Normalzustandszählwertes vor. Auf diese Weise erfolgt bei einem unzuverlässigen Normalzustandszählwert keine Rückstellung des Störzustands-Zählwertes, wodurch sich ebenfalls die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung verbessert.

Nachstehend wird eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben, wobei im wesentlichen nur auf die Unterschiede in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel eingegangen wird.
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Störzustands-Zählwert bei einer relativ langen Fahrt den Wert γ erreicht, wird das Vorliegen eines Störzustands festgestellt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass der festgestellte Störzustand nicht erneut auftritt und durch einen erneuten Start der Brennkraftmaschine aufgehoben werden kann.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nimmt die Zentraleinheit CPU 110 daher bei einer ersten Fahrt eine vorläufige Störzustandsbestimmung zur Feststellung des Vorliegens eines Störzustands vor. Wenn bei einer nach der ersten Fahrt erfolgenden zweiten Fahrt sodann wieder ein Störzustand erfasst wird, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass in dem Brennkraftmaschinensystem 90 ein Störzustand vorliegt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird somit ein nicht erneut auftretender Störzustand nicht als Störzustand des Systems 90 bewertet.
Nachstehend wird ein Störzustands-Bestimmungsprogramm gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf das Diagramm bzw. die zeitabhängigen Signalverläufe gemäß 4 näher beschrieben.
Wenn die Störzustands-Testbedingung (4(b)) bei der tuten Fahrt erfüllt ist, ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 die Differenz zwischen der Maschinen-Istdrehzahl (4(a)) und einer Maschinen-Solldrehzahl. Wenn diese Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet und die Maschinen-Istdrehzahl erheblich von dem Sollwert abweicht, erfasst die Zentraleinheit CPU 110 einen Störzustand (4(c)). Bei jeder Erfassung eines Störzustands inkrementiert die Zentraleinheit CPU 110 dann den Störzustands-Zählwert (Zeiten t1 bis t5 in 4(d)).
Wenn hierbei der Störzustands-Zählwert bei der (m + 1)-ten Fahrt (Zeit t5) einen vorgegebenen Wert (z.B. den Wert 5) erreicht, setzt die Zentraleinheit CPU 110 ein Störzustandszeichen und speichert dieses Störzustandszeichen in den Zustandszeichenbereich 131 des Normalspeichers 130 ein. Außerdem setzt die Zentraleinheit CPU 110 ein vorläufiges Störzustands-Feststellungszeichen (4(f)) und speichert dieses vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen in den Zustandszeichenbereich 143 des Standby-Speichers 140 ein. Sodann stellt die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert auf Null zurück (Zeit t6). Das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen gibt das Vorliegen eines Störzustands an. Wenn danach bei der (m + 1)-ten Fahrt ein Störzustand erfasst wird, wird der Störzustands-Zählwert nicht akkumuliert. Bei der Beendigung der (m + 1)-ten Fahrt (Zeit t7) wird das in dem Normalspeicher 130 gespeicherte Störzustandszeichen gelöscht. In diesem Zustand, bei dem das Störzustandszeichen gelöscht ist, beginnt somit die (m + 2)-te Fahrt (Zeit t8).
Zu Beginn der (m + 2)-ten Fahrt setzt die Zentraleinheit CPU 110 auf Grund des gesetzten vorläufigen Störzustands-Feststellungszeichens nurmehr ein Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen (4(g)) und speichert dieses Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen in den Zustandszeichenbereich 131 des Normalspeichers 130 ein. Nach der (m + 2)-ten Fahrt inkrementiert die Zentraleinheit CPU 110 den Störzustands-Zählwert bei jeder Erfassung eines Störzustands. Wenn dann der Störzustands-Zählwert bei der n-ten Fahrt erneut den vorgegebenen Wert (von z.B. 5) erreicht, setzt die Zentraleinheit CPU 110 das Störzustandszeichen. Wenn sowohl das Störzustandszeichen als auch das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen gesetzt sind, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass in dem System 90 ein Störzustand vorliegt und schaltet die Warnlampe 14 ein (4(h)).
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 5 ein Störzustands-Bestimmungsprogramm zur Einstellung des Störzustands-Feststellungsbedingungszeichens und des Störzustandszeichens näher beschrieben. Die Zentraleinheit CPU 110 führt das Störzustands-Bestimmungsprogramm gemäß 5 entsprechend einem in dem Festspeicher 120 gespeicherten Steuerprogramm in vorgegebenen Zeitabschnitten in Form eines Unterbrechungsprogramms durch.
In einem Schritt S300 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 zunächst wie im Falle des Schrittes S100 gemäß 2, ob eine Störzustands-Testbedingung erfüllt ist.
Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S310 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 wie im Falle des Schrittes S110 gemäß 2 ermittelt, ob ein Störzustand erfasst worden ist. Bei Erfassung eines Störzustands ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 sodann in einem Schritt S320, ob das Störzustandszeichen gelöscht ist, d.h., die Zentraleinheit CPU 110 ermittelt, ob die vorläufige Störzustandsbestimmung bei dieser Fahrt bereits durchgeführt worden ist.
Wenn das Störzustandszeichen gelöscht ist, inkrementiert die Zentraleinheit CPU 110 in einem Schritt S330 den Störzustands-Zählwert und stellt den Normalzustandszählwert auf Null zurück, d.h., auf Grund der Tatsache, dass im Schritt S310 ein Störzustand erfasst worden ist, bewertet die Zentraleinheit CPU 110 den Normalzustandszählwert als unzuverlässig und stellt ihn auf Null zurück.
In einem Schritt S340 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 sodann, ob der Störzustands-Zählwert einem vorgegebenen Wert ε entspricht oder größer ist. Wie der Wert β stellt auch der Wert ε einen Schwellenwert für die Störzustandsbestimmung dar. Wenn hierbei der Störzustands-Zählwert dem Wert ε entspricht oder größer ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S350 über, bei dem sie das Störzustandszeichen und das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen setzt und den Störzustands-Zählwert auf Null zurückstellt. Sodann beendet die Zentraleinheit CPU 110 dieses Programm zur Einstellung des vorläufigen Störzustands-Feststellungszeichens und des Störzustandszeichens.
Hierbei beendet die Zentraleinheit CPU 110 das Programm gemäß 5, wenn im Schritt S300 die Störzustands-Testbedingung nicht erfüllt ist, im Schritt S320 das Störzustandszeichen gesetzt ist und im Schritt S340 der Störzustands-Zählwert unter dem Wert ε liegt.
Wenn dagegen im Schritt S310 kein Störzustand erfasst wird, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S360 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 wie im Falle des Schrittes S170 ermittelt, ob ein Normalzustand des Systems vorliegt. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S370 über, bei dem sie den Störzustands-Zählwert auf Null zurückstellt und den Normalzustandszählwert inkrementiert. Auf Grund des Umstands, dass der Zustand des Systems als normal beurteilt worden ist, bewertet die Zentraleinheit CPU 110 somit den Störzustands-Zählwert als unzuverlässig und stellt ihn auf Null zurück.
In einem Schritt S380 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 sodann, ob der Normalzustandszählwert einem vorgegebenen Wert δ entspricht oder größer ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S390 über, bei dem sie das Störzustandszeichen und das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen löscht und den Normalzustandszählwert auf Null zurückstellt. Die Zentraleinheit CPU 110 bewertet hierbei auf Grund des Normalzustandszählwertes das Ergebnis der vorläufigen Störzustandsbestimmung als unzuverlässig und nimmt daher eine entsprechende Rückstellung der vorläufigen Störzustandsbestimmung vor. Hiermit endet das Programm zur Einstellung des vorläufigen Störzustands-Feststellungszeichens und des Störzustandszeichens. Außerdem endet das Programm, wenn im Schritt S360 nicht die Feststellung eines Normalzustands des Systems erfolgt und wenn im Schritt S380 der Normalzustandszählwert unter dem Wert δ liegt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 6 ein auf dem vorläufigen Störzustands-Feststellungszeichen und dem Störzustandszeichen basierendes Störzustands-Bestimmungsprogramm näher beschrieben, das von der Zentraleinheit CPU 110 entsprechend einem in dem Festspeicher 120 gespeicherten Steuerprogramm in jeweiligen Zeitabschnitten in Form eines Unterbrechungsprogramms ausgeführt wird.
In einem Schritt S500 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob das Programm beim Starten der Brennkraftmaschine begonnen hat. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S510 über, bei dem sie ermittelt, ob das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen gesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S520 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen setzt und es in den Zustandszeichenbereich 131 des Normalspeichers 130 einspeichert. Wenn dagegen das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen gelöscht ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S530 über, bei dem sie das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen löscht und es ebenfalls in den Normalspeicher 130 einspeichert. In den Schritten S500 bis S530 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 somit, ob beim Starten der Brennkraftmaschine ein Ergebnis einer vorläufigen Störzustandsbestimmung vorliegt. Wenn hierbei das vorläufige Störzustands-Feststellungszeichen gesetzt ist, wird auch das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen gesetzt.
Nach der Ausführung des Schrittes S520 oder des Schrittes S530 oder im Falle eines negativen Ergebnisses im Schritt S500 geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S540 über, bei dem sie ermittelt, ob das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen und das Störzustandszeichen gesetzt sind. Wenn dies der Fall ist, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass bei dem Leerlaufregelvorgang ein Störzustand vorliegt, woraufhin auf einen Schritt S550 übergegangen wird, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 die Warnlampe 14 einschaltet und sodann das laufende Unterprogramm beendet.
Das Störzustands-Bestimmungsprogramm gemäß 6 wird außerdem beendet, wenn im Schritt S540 das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen und/oder das Störzustandszeichen gelöscht sind.
Die Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bietet folgende Vorteile:
Wenn der Störzustands-Zählwert bereits bei der ersten Fahrt den Wert ε erreicht, wird das Vorliegen eines Störzustands nur vorläufig festgestellt. Bei einer auf die erste Fahrt folgenden zweiten Fahrt erfolgt die Feststellung des Vorliegens eines Störzustands erst dann, wenn der Störzustands-Zählwert erneut den Wert ε erreicht. Ein Störzustand, der durch ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine behoben werden kann, wird somit nicht als Störzustand erfasst, wodurch sich die Genauigkeit der Störzustandsermittlung verbessert.
Nachstehend wird eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben, wobei im wesentlichen auf die Unterschiede zu dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen wird.
Bei einem Störzustands-Bestimmungsablauf gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Anzahl von Störzustandstests in dem Datenbereich 144 des Standby-Speichers 140 gespeichert. Die Zentraleinheit CPU 110 bewertet dann die Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes auf der Basis des Verhältnisses der Anzahl von erfassten Störzuständen zu der Anzahl der durchgeführten Tests.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 7 ein Störzustands-Bestimmungsprogramm näher beschrieben, das von der Zentraleinheit CPU 110 entsprechend einem in dem Festspeicher 120 gespeicherten Steuerprogramm in jeweils vorgegebenen Zeitabschnitten in Form eines Unterbrechungsprogramms ausgeführt wird.
Hierbei ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 in einem Schritt S700 wie im Falle des Schrittes S100 gemäß 2, ob die Störzustands-Testbedingung erfüllt ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S710 über, bei dem sie die Anzahl der Tests inkrementiert und den inkrementierten Zahlenwert der Tests in den Datenbereich 144 des Standby-Speichers 140 einspeichert.
Wie im Falle des Schrittes S110 gemäß 2 ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 sodann in einem Schritt S720, ob ein Störzustand erfasst worden ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S730 über, bei dem sie den Störzustands-Zählwert inkrementiert und den inkrementierten Wert in den Störzustands-Zählwertbereich 141 des Standby-Speichers 140 einspeichert.
Sodann berechnet die Zentraleinheit CPU 110 in Schritten S740 bis S760 das Verhältnis der Anzahl der durchgeführten Störzustandstests zu dem Störzustands-Zählwert, der die Anzahl der Störzustandserfassungen angibt. Auf der Basis dieses berechneten Verhältnisses beurteilt die Zentraleinheit CPU 110 sodann, ob ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion vorliegt. Im einzelnen ermittelt die Zentraleinheit CPU 110 hierbei im Schritt S740, ob die Anzahl der Tests gleich einem vorgegebenen Wert X oder größer ist. Wenn die Anzahl der Tests unter dem Wert X liegt, stellt die Zentraleinheit CPU 110 fest, dass die Anzahl der Tests zur Bestimmung eines Störzustands nicht ausreicht, woraufhin das Störzustands-Bestimmungsprogramm beendet wird, d.h., wenn die Anzahl der Tests unter dem Wert X liegt, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Feststellung, dass eine zuverlässige Bestimmung nicht durchführbar ist, auch wenn ein ausreichend großes Verhältnis des Störzustands-Zählwertes zu der Anzahl der Tests vorliegt, woraufhin das Störzustands-Bestimmungsprogramm beendet wird.
Wenn dagegen die Anzahl der Tests dem Wert X entspricht oder größer ist, trifft die Zentraleinheit CPU 110 die Beurteilung, dass die Anzahl der Tests zur genauen Bestimmung eines Störzustands ausreicht, woraufhin auf einen Schritt S750 übergegangen wird, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 das Verhältnis des Störzustands-Zählwertes zu der Anzahl der Tests (Störzustands-Zählwert/Testanzahl) berechnet. Hierbei ermittelt die Zentraleinheit CPU 110, ob das berechnete Verhältnis gleich einem vorgegebenen Wert Y oder größer ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S760 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 das Vorliegen eines Störzustands bzw. einer Fehlfunktion bei der Leerlaufdrehzahlregelung feststellt und das Störzustandszeichen setzt. Wenn somit der Test mit einer ausreichenden Häufigkeit durchgeführt worden ist und ein ausreichend großes Verhältnis des Störzustands-Zählwertes zu der Anzahl der Tests vorliegt, wird die Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes positiv beurteilt. Die Zentraleinheit CPU 110 stellt dann auf Grund des gesetzten Störzustandszeichens das Vorliegen eines Störzustands fest und schaltet die Warnlampe 14 ein.
Nach dem Schritt S760 oder bei einem im Schritt S750 unter dem Wert Y liegenden Verhältnis geht die Zentraleinheit CPU 110 auf einen Schritt S770 über, bei dem die Zentraleinheit CPU 110 den Zahlenwert der durchgeführten Tests und den Störzustands-Zählwert auf Null zurückstellt, woraufhin das Störzustands-Bestimmungsprogramm beendet wird.
Die Störzustands-Bestimmungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel bietet die nachstehenden Vorteile:

(1) Die Anzahl der durchgeführten Tests und der Störzustands-Zählwert werden in dem Standby-Speicher 140 gespeichert und auch bei abgestellter Brennkraftmaschine aufrecht erhalten. Auch wenn z.B. im wiederholten Kurzstreckenbetrieb der Störzustandstest weniger häufig durchgeführt wird, lässt sich das Vorliegen eines Störzustands dennoch zuverlässig feststellen. Ferner wird die Anzahl der durchgeführten Tests akkumuliert und das Vorliegen eines Störzustands festgestellt, wenn das Verhältnis des Störzustands-Zählwertes zu der Anzahl der Tests einem vorgegebenen Wert entspricht oder größer ist. Ein Störzustand wird somit unter gleichzeitiger und in geeigneter Weise erfolgender Beurteilung bzw. Bewertung des Störzustands-Zählwertes bestimmt. Hierdurch wird eine fehlerhafte Feststellung des Vorliegens eines Störzustands auf Grund von fehlerhaft erfassten Störzuständen verhindert, wodurch sich die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung erhöht.
(2) Wenn die Anzahl der durchgeführten Tests einem vorgegebenen Wert entspricht oder größer ist, wird das Vorliegen eines Störzustands auf der Basis des Verhältnisses des Störzustands-Zählwertes zu der Anzahl der durchgeführten Tests bestimmt. Auf diese Weise erfolgt eine genaue Bewertung der Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes, wodurch die Genauigkeit der Störzustandsbestimmung verbessert wird.

Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Erfindung auch in anderer Weise ausführbar ist, wobei insbesondere auf die nachstehenden spezifischen Ausführungsformen näher eingangen werden soll.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird zwar der Störzustands-Zählwert zurückgestellt, wenn im Schritt S360 festgestellt wird, dass sich das System im Normalzustand befindet, jedoch kann die Rückstellung des Störzustands-Zählwertes auch erfolgen, wenn der Normalzustandszählwert einen vorgegebenen Wert erreicht. Außerdem kann auch der Normalzustandszählwert zurückgestellt werden, wenn der Störzustands-Zählwert einen vorgegebenen Wert erreicht.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Warnlampe 14 eingeschaltet, wenn im Schritt S540 gemäß 6 das Störzustands-Feststellungsbedingungszeichen und das Störzustandszeichen gesetzt sind. Anschließend kann die Warnlampe 14 auch nach Löschen dieser Zustandszeichen eingeschaltet bleiben. Außerdem können die Häufigkeit, mit der der Normalzustandszählwert den Wert δ erreicht, gespeichert und die Warnlampe 14 abgeschaltet werden, wenn der gespeicherte Zahlenwert einen vorgegebenen Wert erreicht.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Störzustands-Zählwert nicht inkrementiert, wenn die vorläufige Störzustands-Feststellung während der gleichen Fahrt erfolgt. Nachdem die vorläufige Störzustands-Feststellung erfolgt ist, können z.B. bei der gleichen Fahrt der Schritt S300 und die nachfolgenden Schritte gemäß 5 entfallen. Auch kann nach einer Unterbindung der Inkrementierung des Störzustands-Zählwertes für eine vorgegebene Zeitdauer eine erneute Inkrementierung des Störzustands-Zählwertes während der gleichen Fahrt begonnen werden.
Nachdem eine vorläufige Störzustands-Feststellung erfolgt ist, kann die Inkrementierung des Störzustands-Zählwertes unterbunden werden, bis ein erneuter Kaltstart der Brennkraftmaschine erfolgt. In diesem Fall erfolgt keine Feststellung eines Störzustands, der nur bei einem Warmlaufzyklus, bei dem die Brennkraftmaschine nur für eine kurze Zeitdauer abgestellt wird, und nicht erneut auftritt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel können die Zuverlässigkeitsbeurteilungen entfallen. Im einzelnen können die Rückstellung des Störzustands-Zählwertes bei Feststellung eines Normalzustands des Systems sowie die Rückstellung des Normalzustandszählwertes bei Erfassung eines Störzustands entfallen, während keine Löschung des vorläufigen Störzustands-Feststellungszeichens erfolgen muss, wenn die Anzahl der Feststellungen eines Normalzustands des Systems den Wert δ erreicht. Stattdessen kann eine Inkrementierung des Störzustands-Zählwertes für eine vorgegebene Zeitdauer nach der vorläufigen Störzustands-Feststellung unterbunden werden.
Bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird der in dem Standby-Speicher 140 gespeicherte Normalzustandszählwert zur Beurteilung der Zuverlässigkeit des in dem Standby-Speicher 140 gespeicherten Störzustands-Zählwertes verwendet. Der Normalzustandszählwert kann z.B. auch in dem Normalspeicher 130 gespeichert werden. Anstelle des Normalzustandszählwertes kann auch die akkumulierte Anzahl der Feststellungen eines Normalzustands des Systems zur Bewertung des Störzustands-Zählwertes dienen. In diesem Fall kann der Störzustands-Zählwert zurückgestellt werden, wenn der akkumulierte Zahlenwert bei einem einzigen Leerlaufvorgang einen vorgegebenen Wert erreicht.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Test-Zahlenwert jeweils inkrementiert werden, wenn die Testbedingung erfüllt ist. Wie in den Schritten S110 und S170 gemäß 2 können jedoch ein Vorgang zur Erfassung eines Störzustands und ein Vorgang zur Ermittlung des Vorliegens eines Normalzustands des Systems ausgeführt und die Anzahl der Inkrementierungen des Störzustands-Zählwertes im Schritt S120 gemäß 2 oder die Anzahl der Inkrementierungen des Normalzustandszählwertes im Schritt S180 gemäß 2 akkumuliert werden.
Wenn der Störzustands-Zählwert einen vorgegebenen Wert erreicht, kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel ermittelt werden, ob die Anzahl der durchgeführten Tests einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wobei ein Störzustand festgestellt werden kann, wenn dies der Fall ist.
Bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ausführung des Störzustands-Bestimmungsprogramms in Form einer Unterbrechung. Der Zeitpunkt des Beginns des Störzustands-Bestimmungsprogramms kann jedoch variabel sein. So kann z.B. das Störzustands-Bestimmungsprogramm begonnen werden, wenn der elektronischen Steuereinheit ECU 100 ein den vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe angebendes Signal zugeführt wird, d.h., das Störzustands-Bestimmungsprogramm kann begonnen werden, wenn eine den Zustand des Brennkraftmaschinensystems erfassende Einrichtung der elektronischen Steuereinheit ECU 100 ein Unterbrechungssignal zuführt.
Bei dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel wird zwar ein Störzustand auf der Basis einer Differenz zwischen der Maschinen-Solldrehzahl und der Maschinen-Istdrehzahl erfasst, nachdem sich die Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeitdauer im Leerlauf befunden hat, jedoch kann die Erfassung eines Störzustands auch auf andere Weise erfolgen.
Weiterhin können sich das erste, zweite und dritte Ausführungsbeispiel auch auf eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung anderer Art als eine Störzustands-Bestimmungsvorrichtung für eine Leerlaufdrehzahlregelung beziehen. So kann die Erfindung z.B. auch bei einer Störzustands-Bestimmungsvorrichtung für eine Sekundärluft-Zuführungsvorrichtung, einen Katalysator und eine Vorrichtung zur Durchführung einer lastabhängigen Abgasrückführung Verwendung finden. Die Erfindung ist somit insbesondere effektiv, wenn sie bei einer Vorrichtung oder einem Gerät Verwendung findet, bei dem eine Testbedingung in einem relativ begrenzten Betriebszustand erfüllt ist bzw. wird.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Ausführungsformen dienen daher lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und stellen somit keine Einschränkung der Erfindung dar.
Bei der vorstehend beschriebenen Störzustands-Bestimmungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinensystem erfolgt somit die Bestimmung des Vorliegens eines Störzustands mit erheblich höherer Genauigkeit. Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit (110), die jeweils bei Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung einen Test des Brennkraftmaschinensystems durchführt und das Vorliegen eines Störzustands im Brennkraftmaschinensystem in Abhängigkeit von dem Testergebnis erfasst. Die Anzahl dieser Störzustandserfassungen wird von einem Störzustands-Zählwert angegeben. Die Verarbeitungseinheit beurteilt dann die Zuverlässigkeit des Störzustands-Zählwertes auf der Basis eines Normalzustandszählwertes. Wenn sich der Störzustands-Zählwert als zuverlässig erweist und einen vorgegebenen Wert erreicht, trifft die Verarbeitungseinheit die Feststellung, dass im Brennkraftmaschinensystem ein Störzustand bzw. eine Fehlfunktion vorliegt.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands eines Brennkraftmaschinensystems, mit einer Verarbeitungseinheit (110) und einem mit der Verarbeitungseinheit verbundenen Speicher (140), wobei die Verarbeitungseinheit eine Detektoreinrichtung zur Erfassung einer Fehlfunktion in dem Brennkraftmaschinensystem bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung und eine erste Zählereinrichtung zur Erzeugung eines ersten Zählwertes durch Zählung der Häufigkeit aufweist, mit der die Detektoreinrichtung das Vorliegen einer Fehlfunktion feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (110) eine zweite Zählereinrichtung zur Bildung eines zweiten Zählwertes für die Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes aufweist, wobei der Speicher den ersten und zweiten Zählwert unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine speichert, und eine Bestimmungseinrichtung zur Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes auf der Basis des zweiten Zählwertes umfasst, die die Feststellung trifft, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert zuverlässig ist und einen ersten vorgegebenen Wert (β, ε) erreicht, und den ersten Zählwert zurückstellt, wenn der zweite Zählwert einen zweiten vorgegebenen Wert (γ) erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zählwert die Häufigkeit angibt, mit der ein Test des Brennkraftmaschinensystems von der Verarbeitungseinheit durchgeführt wird, und die Bestimmungseinrichtung das Verhältnis des ersten Zählwertes zu dem zweiten Zählwert berechnet, wobei die Bestimmungseinrichtung den ersten Zählwert als zuverlässig beurteilt und ermittelt, ob eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn das Verhältnis gleich einem dritten vorgegebenen Wert oder größer ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung eine vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem trifft und den ersten Zählwert zurückstellt, wenn der erste Zählwert den ersten vorgegebenen Wert (ε) erreicht, und die Beurteilung trifft, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert nach der vorläufigen Feststellung erneut den ersten vorgegebenen Wert erreicht.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem während der Leerlaufdrehzahlsteuerung des Brennkraftmaschinensystems dient und die vorgegebene Betriebsbedingung die Bedingung umfasst, dass eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Beginn der Leerlaufdrehzahlsteuerung des Brennkraftmaschinensystems vergangen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit eine Normalzustands-Detektoreinrichtung umfasst, die bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung feststellt, ob ein normaler Betriebszustand des Brennkraftmaschinensystems vorliegt, die zweite Zähleinrichtung den zweiten Zählwert durch Zählung der Häufigkeit bildet, mit der die Normalzustands-Detektoreinrichtung das Vorliegen eines normalen Betriebszustands des Brennkraftmaschinensystems feststellt, die Bestimmungseinrichtung die Zuverlässigkeit des ersten Zählwerts auf der Basis des Ermittlungsergebnisses der Normalzustands-Detektoreinrichtung beurteilt, und eine Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, die den ersten Zählwert zurückstellt, wenn der zweite Zählwert den vorgegebenen Wert (γ) erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit der Verarbeitungseinheit verbundenen Speicher (140), der den ersten und zweiten Zählwert unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine speichert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung eine vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem trifft und den ersten Zählwert zurückstellt, wenn der erste Zählwert den ersten vorgegebenen Wert erreicht, und die Beurteilung trifft, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert nach der vorläufigen Feststellung erneut den ersten vorgegebenen Wert erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit eine Vorbeurteilungseinrichtung, die eine vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem trifft und eine vorläufige Beurteilungsinformation erzeugt, wenn der Zählwert einen vorgegebenen Wert erreicht, wobei der Speicher den Zählwert und die vorläufige Beurteilungsinformation unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine speichert, eine Rückstelleinrichtung, die den Zählwert zurückstellt, wenn die vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem erfolgt, eine Sperreinrichtung, die den Zählvorgang der Zählereinrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer nach der vorläufigen Feststellung unterbindet, und eine Fehlfunktions-Beurteilungseinrichtung aufweist, die die Beurteilung trifft, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der Zählwert erneut den vorgegebenen Wert erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem die vorläufige Feststellung getroffen wird, bis zu dem Zeitpunkt eines erneuten Startens der Brennkraftmaschine nach erfolgter Abkühlung umfasst.
Verfahren zur Bestimmung des Zustands eines Brennkraftmaschinensystems, bei dem bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung das Auftreten einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem erfasst und ein erster Zählwert durch Zählung der Häufigkeit der Feststellung der Fehlfunktion im Erfassungsschritt erzeugt werden, gekennzeichnet durch die Schritte: Erzeugung eines zweiten Zählwertes zur Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes, Speicherung des ersten und zweiten Zählwertes in einem Speicher (140), der den ersten und zweiten Zählwert unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine aufrechterhält, Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes auf der Basis des zweiten Zählwertes, Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion in dem Brennkraftmaschinensystem, wenn der erste Zählwert zuverlässig ist, und einen ersten vorgegebenen Wert (β, ε) erreicht, und Rückstellung des ersten Zählwertes, wenn der zweite Zählwert einen zweiten vorgegebenen Wert (γ) erreicht.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zählwert die Häufigkeit angibt, mit der ein Test des Brennkraftmaschinensystems durchgeführt worden ist, wobei der Auswertungsschritt eine Berechnung des Verhältnisses des ersten Zählwertes zu dem zweiten Zählwert und die Feststellung umfasst, dass der erste Zählwert zuverlässig ist, wenn das Verhältnis gleich einem dritten vorgegebenen Wert oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellungsschritt eine vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem, wenn der erste Zählwert den ersten vorgegebenen Wert (ε) erreicht, eine Rückstellung des ersten Zählwertes auf der Basis der vorläufigen Feststellung, und die Beurteilung umfasst, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert nach der vorläufigen Feststellung erneut den ersten vorgegebenen Wert erreicht.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Vorrichtung Anwendung findet, die das Vorliegen einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem während einer Leerlaufdrehzahlsteuerung des Brennkraftmaschinensystems feststellt und dass die vorgegebene Betriebsbedingung die Bedingung umfasst, dass eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Beginn der Leerlaufdrehzahlsteuerung des Brennkraftmaschinensystems vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Schritte: Ermittlung des Vorliegens eines normalen Betriebszustands des Brennkraftmaschinensystems bei jeweiligem Vorliegen einer vorgegebenen Betriebsbedingung, Erzeugung eines zweiten Zählwertes durch Zählung der Häufigkeit, mit der das Vorliegen eines normalen Betriebszustands des Brennkraftmaschinensystems ermittelt worden ist, und Beurteilung der Zuverlässigkeit des ersten Zählwertes auf der Basis des im Normalzustands-Ermittlungsschritt erhaltenen Ergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Zählwert in einem Speicher gespeichert werden, der den ersten und zweiten Zählwert unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine aufrechterhält.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellungsschritt eine vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem, wenn der erste Zählwert den ersten vorgegebenen Wert erreicht, eine Rückstellung des ersten Zählwertes auf der Basis des vorläufigen Feststellungsergebnisses, und die Beurteilung umfasst, dass eine Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem vorliegt, wenn der erste Zählwert nach der vorläufigen Feststellung erneut den ersten vorgegebenen Wert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Schritte: vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem, wenn der Zählwert einen vorgegebenen Wert erreicht, und Erzeugung einer vorläufigen Beurteilungsinformation, Speicherung des Zählwertes und der vorläufigen Beurteilungsinformation in einem Speicher, der den Zählwert und die vorläufige Beurteilungsinformation unabhängig vom Vorliegen eines Stillstandszustands der Brennkraftmaschine aufrechterhält, Rückstellung des Zählwertes, wenn die vorläufige Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem getroffen wird, Verhinderung der Erzeugung des Zählwertes für eine vorgegebene Zeitdauer nach der vorläufigen Beurteilung, und Feststellung des Vorliegens einer Fehlfunktion im Brennkraftmaschinensystem, wenn der Zählwert erneut den vorgegebenen Wert erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem die vorläufige Feststellung getroffen wird, bis zu dem Zeitpunkt eines erneuten Startens der Brennkraftmaschine nach erfolgter Abkühlung umfasst.