SE529406C2 - Avgasbromsdiagnos - Google Patents

Description

25 30 529 406 avgasrör från motorn. Sensorn är placerad mellan motorn och avgasbromsventilen. Genom att kontinuerligt registrera tryckni- vån i avgasrörssegmentet mellan motorn och avgasbromsventi- len under bromsproceduren kan ventilen styras så att trycket i avgasröret inte överstiger en övre tryckgräns.

De tidigare kända lösningarna är emellertid förknippade med olika begränsningar och ofullkomligheter. Exempelvis detekterar det ovan nämnda testsystemet endast defekter i den elektriska delen av avgasbromssystemet, och primärt endast initiala kopp- lingsfel som kan uppkomma vid sammansättning av avgas- bromssystemet. Dessutom, även om ovannämnda trycksensor- styrloop tekniskt sett också skulle kunna fungera som en test- funktion för en operativ status hos avgasbromsventilen är detta olämpligt med hänsyn till miljön. l avgasröret utsätts nämligen sensorn för mycket höga temperaturer, kolavlagringar och andra föroreningar, som riskerar att försämra sensorns prestanda.

Därtill är denna typ av konstruktion relativt dyr och det fordras en komplicerad mekanism för att fastställa den operativa statu- sen hos avgasbromsventilen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla en lösning, som löser dessa problem och således erbjuder ett till- förlitligt, kostnadseffektivt och okomplicerat medel för att bes- tämma den övergripande operativa statusen hos en avgas- bromsenhet.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom det inled- ningsvis beskrivna systemet, varvid systemet inkluderar en gas- flödessensor och en styrenhet. Gasflödessensorn är anordnad i ett luftintag till motorn, och sensorn är anpassad att alstra en gasflödessignal indikerande en mängd gas per tidsenhet som till- förs motorn. Styrenheten är anpassad att motta gasflödessigna- len, motta en avgasstyrsignal, och baserat på de mottagna sig- nalerna bestämma en operativ status hos avgasbromsenheten. 10 15 20 25 30 i 529 406 3 En viktig fördel med detta system är att ett minimalt antal sen- sorer erfordras. För att fastställa funktionen hos avgasbromsen- heten är det nämligen irrelevant huruvida gasflödet registreras på inflödes- eller utflödessidan av motorn, eftersom alla avgaser som lämnar motorn måste komma in i motorn i form av andra gaser via luftintaget. I moderna motorfordon, exempelvis utrus- tade med avgasåtercirkulationsmotorer (EGR - Exhaust Gas Re- circulation), finns en gasflödessensor redan inkluderad i luftinta- get i syfte att styra funktionen hos motorn. Enligt uppfinningen kan således nämnda gasflödessensor även användas för att be- stämma huruvida avgasbromsenheten fungerar som avsett.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen inkluderar avgasbromsenheten en elektriskt styrbar ventilenhet, som är anpassad att styras som svar på avgasbromsstyrsigna- len. Därmed kan den föreslagna styrenheten detektera even- tuella elektriska och/eller mekaniska fel i den elektriskt styrbara ventilenheten.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfin- ningen inkluderar avgasbromsenheten en avgasbromsventil som är anordnad i en avgasledning genom vilken avgaserna från mo- torn utpasserar. Den elektriskt styrbara ventilenheten är i sin tur anpassad att styra avgasbromsventilen att förorsaka en avgas- blockerande bromseffekt på motorn. Den föreslagna styrenheten kan även detektera eventuella mekaniska fel i avgasbromsven- tilen.

Enligt ytterligare andra utföringsformer av den här aspekten av uppfinningen är motorn av EGR-typ. Denna motortyp inkluderar nämligen en gasflödessensor i luftintaget. Därför kan en högeli- gen effektiv konstruktion av avgasbromssystemet uppnås.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom det inledningsvis beskrivna motorfordonet, vilket inkluderar det ovan föreslagna avgasbromssystemet. _ Enligt ännu en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet ge- 10 15 20 25 30 = 529 406 4 nom den inledningsvis beskrivna metoden, varvid en gasflödes- signal alstras, vilken representerar en registrerad mängd gas per tidsenhet som tillförs motorn. Gasflödessignalen och avgas- bromsstyrsignalen mottas, och baserat därpå bestäms en ope- rativ status hos avgasbromsenheten. Alltså kan detta faststäl- lande av status göras på basis av signaler vilka i många fall re- dan existerar i motorn. Därmed kan den övergripande konstruk- tionen av diagnossystemet vad gäller avgasbromsfunktionen gö- ras mycket robust och effektiv.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen in- begriper metoden alstring av ett larm om den operativa statusen indikerar att avgasbromsenheten är defekt. Således kan en operatör, typiskt sett fordonets förare, göras uppmärksam på att avgasbromsenheten är behäftad med ett fel. Detta är viktig information, eftersom fordonet därmed kan ha en signifikant för- sämrad bromsförmåga.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfinnin- gen inbegriper metoden alstring av avgasbromsstyrsignalen som svar på ett operatörsinitierat kommando, såsom nedtryckning av en pedal.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett datorprogram direkt lagringsbart i internminnet i hos dator, där programmet innehåller mjukvara för att styra den ovan föreslagna metoden då det körs på en dator.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett datorläsbart medium med ett därpå lagrat program, där program- met är ägnat att förmå en dator att styra den ovan föreslagna metoden.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att förklaras närmare ge- nom utföringsformer, vilka beskrivs som exempel, och med hän- visning till de bifogade ritningarna. 10 15 20 25 30 5.29 406 s Figur 1 illustrerar systemet enligt en utföringsform av upp- finningen; Figur 2 visar schematiskt ett motorfordon som inkluderar ett system enligt en utföringsform av uppfinnin- gen;och Figur 3 visar ett flödesschema som illustrerar den allmän- na metoden enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFlNNlNGEN Vi hänvisar inledningsvis till Figur 1, som illustrerar ett avgas- bromssystem 100 enligt en utföringsform av uppfinningen. Sys- temet 100 inkluderar en förbränningsmotor 110, en avgasbroms- enhet 130, en styrenhet 140 och en gasflödessensor 145.

Avgasbromsenheten 130 är anpassad att blockera avgaserna från motorn 110 som svar på en avgasbromsstyrsignal sEB, för att därigenom skapa en bromseffekt med avseende pà det for- don i vilket motorn 110 är monterad. För detta ändamål inklude- rar avgasbromsenheten 130 med fördel en avgasbromsventil 135 som är anordnad i en avgasledning 117 genom vilken avga- serna från motorn 110 passerar ut.

Gasflödessensorn 145 är anordnad i ett luftintag 115 till motorn 110. Sensorn 145 är anpassad att registrera en mängd gas per tidsenhet Fi, och som svar därtill alstra en gasflödessignal s; indikerande ett gasflöde F, in i motorn 110. Således erhålls även ett indirekt mått på ett gasflöde FO ut ur motorn 110 via avgas- ledningen 117.

Styrenheten 140 är anpassad att motta gasflödessignalen sp, motta avgasbromsstyrsignalen SEB och baserat på de mottagna signalerna s; och sEB bestämma en operativ status hos avgas- bromsenheten 130. Exempelvis, om vid något tillfälle, avgas- bromsstyrsignalen sEB indikerar en aktivering av avgasbroms- enheten 130 ska gasflödet FO ut ur motorn via avgasledningen 117 kort därefter reduceras avsevärt. Som ett resultat därav bör 10 15 20 25 30 r 529 406 6 även gasflödet F, minska omkring denna tidpunkt. Analogt, om motorn 110 framdriver fordonet och avgasbromsstyrsignalen SEB indikerar en avaktiverad avgasbromsenhet 130, ska gasflödes- sensorn 145 registrera ett rimligt gasflöde F, in i motorn 110.

Alltså, om avgasbromsenheten 130 fungerar korrekt ska signa- lerna sp och sEB ha ett visst inbördes förhållande i tiden.

Företrädesvis inkluderar styrenheten 140, eller så är denna enhet knuten till, ett datorläsbart medium 142 innehållande ett program som är anpassat att styra funktionen hos enheten 140 l enlighet med den ovan föreslagna diagnosstrategin.

Enligt en utföringsform av uppfinningen inkluderar avgasbroms- enheten 130 en elektriskt styrbar ventilenhet 132, som är an- passad att styras som svar på en avgasstyrsignal sEB (det vill säga en elektrisk signal). Ventilenheten 132 är i sin tur företrä- desvis anpassad att styra avgasbromsventilen 135 att förorsaka den ovan nämnda avgasblockerande bromseffekten på motorn 110 under dess avgastakt.

Dessutom inkluderar systemet 100 enligt en utföringsform av uppfinningen en avgasbromsstyrenhet 120, vilken är anpassad att motta ett operatörsinitierat kommando cEB från en pedal, eller motsvarande manipuleringsorgan. Alternativt, eller som ett komplement därtill, kan kommandot cEB härröra från ett automa- tiskt säkerhets- eller stabilitetstyrningsystem, ett adaptivt fart- hållningssystem eller en växellâdstyrenhet ansluten till avgas- bromsstyrenheten 120.

Företrädesvis är enheterna 120 och 140 ECU:er, vilka kan vara anslutna till en databuss med ett seriegränssnitt, exempelvis i enlighet med någon av följande fordonsindustristandarder för att styra enheter och processer i fordon: Controller Area Network (CAN), Time Triggered CAN (TTCAN), FlexRay, Media Oriented System Transport (MOST) and ByteFlight. Genom ett sådant nätverk kan nämligen resurser från två eller flera ECU:er kombineras för att åstadkomma ett mycket stort antal 10 15 20 25 30 i 529 406 7 fordonsfunktioner baserat på relativt få ECU:er, varför sålunda en övergripande effektiv fordonskonstruktion är uppnåelig.

Dessutom kan bägge enheterna 120 och 140 vara inkluderade i en gemensam ECU.

Figur 2 visar schematiskt ett motorfordon 200 vilket inkluderar det föreslagna systemet 100, exempelvis enligt den utförings- form som beskrivits ovan med hänvisning till Figur 1. Figur 2 illustrerar också det inkommande gasflödet Fi som företrädesvis förs in via fordonets 100 främre yta, och ledningen 117 genom vilken avgasflödet FO lämnar fordonets motor 100. Enligt före- dragna utföringsformer av uppfinningen är motorn av avgasåter- cirkulationstyp.

I syfte att summera kommer nu den allmänna metoden för att styra en avgasbromsenhet enligt uppfinningen att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i Figur 3.

Ett första steg 310 undersöker huruvida en avgasbromsstyrsig- nal har mottagits, som indikerar aktivering av avgasbromsen. En sådan signal kan ha olika ursprung, och exempelvis vara resul- tatet av ett operatörsinitierat kommando, eller vara effekten av en automatisk säkerhets- eller stabilitetsfunktion, ett adaptivt farthållningssystem eller en växellådsstyrenhet i fordonet. Om en avgasbromsstyrsignal mottas följer ett steg 320. l annat fall loopar proceduren tillbaka och stannar i steget 310. l steget 320 blockeras avgaserna från motorn enligt avgas- bromsstyrsignalen. Förutsatt att avgasbromsenheten fungerar som avsett uppstår därmed en önskad bromseffekt. De följande stegen 330 till 350 utförs för att avgöra huruvida detta verkligen är fallet. i Ett steg 330 alstrar en gasflödessignal representerande en mängd gas per tidsenhet som tillförs motorn. l Figur 3 illustreras steget 330 som efterföljande steget 320. Icke desto mindre utförs dessa bägge steg väsentligen parallellt med varandra. 10 15 20 25 30 529 406 8 Faktum är att steget 330 kan genomföras kontinuerligt/upprepat oavsett huruvida stegen 310 eller 320 har fullbordats.

I vilket fall som helst utförs ett följande steg 340 företrädesvis endast om proceduren har genomlöpt stegen 310 respektive 320. Steget 340 mottar gasflödes- och avgasbromsstyrsignaler- na, och undersöker huruvida dessa signaler indikerar på en kor- rekt fungerande avgasbromsenhet, det vill säga bestämmer en operativ status hos avgasbromsenheten. Generellt sett bör gas- flödet in till motorn reduceras avsevärt vid aktivering av avgas- bromsenheten. Om så inte sker kan antingen avgasbromsenhe- ten vara defekt så att dess avgasbromsventil inte blockerar av- gaserna tillräckligt, eller kan denna ventil vara behäftad med ett fel som gör att avgaserna är mer eller mindre blockerade redan innan styrsignalen beordrade aktivering av avgasbromsenheten.

Ett följande steg 350 undersöker huruvida avgasbromsenheten har en tillfredsställande operativ status, och om så är fallet, loopar proceduren tillbaka till steget 310. Annars följer ett steg 360 i vilket en larmsignal alstras. Detta kan innebära att en intern felkod genereras och/eller att en varningsindikator på instrumentbrädan aktiveras. Efter steget 360 avslutas procedu- ren. ~ Samtliga de procedursteg, såväl som godtycklig delsekvens av steg, beskrivna med hänvisning till figur 3 ovan kan styras med hjälp av en programmerad datorapparat. Dessutom, även om de ovan med hänvisning till figurerna beskrivna utföringsformerna av uppfinningen innefattar en dator och processer utförda i en dator, utsträcker sig uppfinningen till datorprogram, speciellt datorpro- gram på eller i en bärare anpassad att praktiskt implementera uppfinningen. Programmet kan vara i form av källkod, objektkod, en kod som utgör ett mellanting mellan käll- och objektkod, såsom i delvis kompilerad form, eller i vilken annan form som helst läm- plig att använda vid implementering av processen enligt uppfin- ningen. Bäraren kan vara godtycklig entitet eller anordning vilken är kapabel att bära programmet. Exempelvis kan bäraren inne- 10 15 529 406 9 fatta ett lagringsmedium såsom ett flashminne, ett ROM (Read Only Memory), exempelvis en CD (Compact Disc) eller ett halv- ledar-ROM, EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Erasable EPROM), eller ett magnetiskt inspelningsmedium, exempelvis en floppydisk eller hårddisk. Dessutom kan bäraren vara en överförande bärare såsom en elektrisk eller optisk signal, vilken kan ledas genom en elektrisk eller optisk kabel eller via ra- dio eller på annat sätt. Då programmet gestaltas av en signal som kan ledas direkt av en kabel eller annan anordning eller organ kan bäraren utgöras av en sådan kabel, anordning eller organ. Al- ternativt kan bäraren vara en integrerad krets i vilken programmet är inbäddat, där den integrerade kretsen är anpassad att utföra, eller för att användas vid utförande av, de aktuella processerna.

Uppfinningen är inte begränsad till de i figurerna beskrivna utföringsformerna, utan kan varieras fritt inom patentkravens skyddsomfång.

Claims (10)

10 15 20 25 30 529 406 10 Patentkrav

1. Ett avgasbromssystem för ett motorfordon, innefattande en avgasbromsenhet (130) anpassad att blockera avgaserna från en förbränningsmotor (110) hos fordonet som svar på en avgas- bromsstyrsignal (SEB), kännetecknat av att systemet innefattar: en gasflödessensor (145) anordnad i ett luftinlopp (115) till motorn (110), där gasflödessensorn (145) är anpassad att re- gistrera en mängd gas per tidsenhet (Fi) och som svar därtill alstra en gasflödessignal (sp) indikerande mängden gas per tids- enhet (Fi) som tillförs motorn (110), och en styrenhet (140) anpassad att motta gasflödessignalen (sp), motta avgasbromsstyrsignalen (sEB) och baserat på de mot- tagna signalerna (sp, sEB) bestämma en operativ status hos av- gasbromsenheten (130).

2. Systemet enligt krav 1, kännetecknat av att avgasbroms- enheten (130) innefattar en elektriskt styrbar ventilenhet (132) anpassad att styras som svar på avgasbromsstyrsignalen (SEB).

3. Systemet enligt krav 2, kännetecknat av att avgasbroms- enheten (130) innefattar en avgasbromsventil (135) anordnad i en avgasledning (117) genom vilken avgaserna från motorn (110) lämnar densamma, och den elektriskt styrbara ventilenhe- ten (132) är anpassad att styra avgasbromsventilen (135) att för- orsaka en avgashindrande bromseffekt på motorn (110).

4. Systemet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att motorn (110) är av avgasåtercirkulationstyp.

5. Ett motorfordon (200), kännetecknat av att det innefattar systemet enligt något av kraven 1 till 4.

6. En metod för styrning av en avgasbromsenhet (130) hos ett fordon med en förbränningsmotor (110), där metoden inne- fattar: alstring av en avgasbromsstyrsignal (sEB), och 10 15 20 i 529 406 11 blockering av avgaserna från motorn (110) som svar på av- gasbromsstyrsignalen (SEB), kännetecknad av: registrering av en mängd gas per tidsenhet (Fi) som tillförs motorn (110), och som svar därtill alstring av en gasflödessignal (SF), mottagning av gasflödessignalen (sF), mottagning av avgasbromsstyrsignalen (SEB), och bestämning av en operativ status hos avgasbromsenheten (130) baserat på de mottagna signalerna (sF, SEB).

7. Metoden enligt krav 6, kännetecknad av alstring av ett alarm om den operativa statusen indikerar att avgasbromsenhe- ten (130) är defekt.

8. Metoden enligt något av kraven 6 eller 7, kännetecknad av alstring av avgasbromsstyrsignalen (sEB) som svar på ett operatörsinitierat kommando (cEB).

9. Ett datorprogram direkt Iagringsbart till internminnet hos en dator, där programmet innefattar mjukvara för att styra stegen enligt något av kraven 6 till 8 då nämnda program körs pà da- torn.

10. Ett datorläsbart medium (142) med ett därpå lagrat prog- ram, där programmet är ägnat att förmå en dator att styra ste- gen enligt något av kraven 6 till 8.