DE3609069C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektronischen Steuerung von Arbeitsabläufen bei einer Brennkraftmaschine und auf ein elektronisches Steuerungssystem gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1, 3 bzw. 7.

Ein Steuerungssystem zur elektronischen Steuerung derartiger Elemente und Funktionen wie der Menge der Kraftstoffeinspritzung und der Zündzeiteinteilung und -steuerung bei einer Brennkraftmaschine ist gewöhnlich mit einer einzigen Zentraleinheit (nachfolgend als "CPU" bezeichnet) versehen, der Eingangssignale zugeführt werden, die verschiedene Maschinenbetriebsparameter anzeigen. Diese Eingangssignale umfassen Signale, die die Maschinenkühlmitteltemperatur und den absoluten Druck im Maschinenansaugrohr darstellen, ein Kurbelwinkelsignal, das immer erzeugt wird, wenn sich die Maschinenkurbelwelle um einen vorbestimmten Winkelschritt weitergedreht hat, und ein Bezugspositionssignal, von dem zwei Impulse pro Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt werden. Auf der Basis dieser Eingangssignale führt die CPU zwei getrennte Sätze von Berechnungen durch, wobei sich einer auf die Steuerung der Kraftstoffverbrennungsmenge und der andere auf die Zündverstellung bezieht.

In den letzten Jahren wurden Anstrengungen unternommen, um das Antriebsvermögen zu verbessern. Dies hat zu komplizierten Betriebs- und Funktionsprogrammen für jede zu steuernde Größe und damit zu einer stärkeren Verarbeitungsbelastung der CPU geführt. Wenn versucht wird, eine einzige CPU die zur Steuerung einer Anzahl von Größen benötigte Verarbeitung ausführen zu lassen, ist es demzufolge nicht mehr möglich, eine Zunahme der mit jeder Größe verbundenen Verarbeitungslast zu verarbeiten. Insbesondere kann der Forderung nach einer präziseren Maschinensteuerung bei hohen Maschinendrehzahlen nicht mehr genügt werden, bei denen die für die Verarbeitung verfügbare Zeit kürzer als die Zeit ist, die zur Verfügung steht, wenn sich die Maschine mit niedriger Drehzahl dreht. Dieser Anforderung kann zwar in der Tat genügt werden, wenn eine CPU mit großer Verarbeitungskapazität, wie z. B. eine 32- oder 64-Bit-CPU verwendet wird, jedoch ist dieses Hilfsmittel unpraktisch, da es hohe Kosten mit sich bringt.

Ein weiterer Lösungsweg besteht darin, ein Steuerungssystem mit mehreren, z. B. zwei CPUs, zu verwenden, mit denen jeweils ein Zähler zur Feststellung der Maschinendrehzahl verbunden ist, so daß jede CPU eine unterschiedliche, auf dem Wert der in dem entsprechenden Zähler aufgezeichneten Zählung basierende Funktion bzw. einen derartigen Arbeitsvorgang steuern kann. Beispielsweise kann eine von zwei CPUs zur Steuerung der Zündverstellung und die andere zur Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge verwendet werden. Bei einem Steuerungssystem dieser Art kann ein Problem auftreten, wenn die von den beiden Zählern aufgezeichneten Zählwerte aufgrund einer Fehlfunktion in einem der Zähler ungleich sind. Wenn dies vorkommt, werden die Berechnungen nicht mehr ausgeführt, mit denen die optimale Zündverstellung und Menge der Kraftstoffeinspritzung vorgesehen werden kann, selbst wenn der Maschinenbetriebszustand derselbe ist. Folglich ist es nicht mehr möglich, die Maschine im optimalen Betriebszustand zu halten.

In der DE-OS 34 24 086 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art zur Feststellung einer Unregelmäßigkeit bei einer Einrichtung zur Erfassung von Betriebsparametern bei einer Brennkraftmaschine beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird der Wert eines Betriebsparameters synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorbestimmte Drehwinkelpositionen der Maschine anzeigenden Signals (TDC-Signal) erzeugt. Wenn der erfaßte Wert des Betriebsparameters außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, der ein normaler Bereich von bei normalem, d. h. Betrieb der Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand (z. B. Leerlaufzustand) erzeugten Signalen ist, mißt eine erste Zeitgebereinrichtung die Zeit, die von dem Augenblick an verstrichen ist, seit der erfaßte Wert des Betriebsparameters außerhalb des vorbestimmten Bereiches gefallen ist. Eine Entscheidungseinrichtung entscheidet, daß die die Betriebsparameter erfassende Einrichtung fehlerhaft ist, wenn die von der ersten Zeitgebereinrichtung gemessene Zeit eine erste vorbestimmte Zeitperiode überschreitet. Eine zweite Zeitgebereinrichtung wird jedesmal zurückgesetzt, wenn ein Impuls des TDC-Signals erzeugt wird, und mißt die Zeit, die seit dem Zurücksetzen verstrichen ist, wobei sie den Meßbetrieb der ersten Zeitgebereinrichtung anhält, wenn die verstrichene Zeit eine zweite vorbestimmte Zeitperiode erreicht, die kürzer als die erste vorbestimmte Zeitperiode ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Steuerungsverfahren und -system für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem überprüft werden kann, ob eine Fehlfunktion in jedem von mehreren Zählern aufgetreten ist, der mit einer entsprechenden aus einer Anzahl von CPUs verbunden ist und dazu dient, die Maschinendrehzahl getrennt zu zählen, wobei mit der Steuereinheit der Betrieb der Maschine selbst dann gesteuert werden kann, wenn bei einem der Zähler eine Fehlfunktion auftritt.

Diese Aufgabe ist bei einem elektronischen Steuerungsverfahren und -system mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 3 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens und -systems sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mittels des Steuerungssystems gemäß Anspruch 3 können somit die verschiedenen Funktionen unter Verwendung eines normal arbeitenden Zählers oder normal arbeitender Zähler gesteuert werden, wenn einer von zwei oder mehr Zählern eine Fehlfunktion aufweisen sollte.

Bei dem Steuerungssystem nach Anspruch 7 können die verschiedenen Funktionen basierend auf dem Zähler gesteuert werden, in bezug auf den beurteilt wird, daß er den genauesten Zählwert hat. Dies ermöglicht es, eine größere Verminderung der Leistung und Funktion der Maschine zu vermeiden, selbst wenn das elektronische Steuerungssystem aufgrund einer Fehlfunktion in einem Zähler fehlerhaft wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Steuerungssystems für eine Brennkraftmaschine veranschaulicht,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das ein eine Kurbelwinkelposition anzeigendes Signal veranschaulicht, das bei dem elektronischen Steuerungssystem von Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das zur Beschreibung der Verarbeitung und Steuerung nützlich ist, die durch das elektronische Steuerungssystem von Fig. 1 ausgeführt wird, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das ein Vorgehen veranschaulicht, nach dem in Fig. 1 gezeigte Zähler einer Fehlfunktionsüberprüfung unterworfen werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Steuerungssystem erläutert.

Im Blockdiagramm von Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) veranschaulicht, auf die die Erfindung angewendet wird und die eine erste eingebaute CPU 1, die zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine bestimmt ist, und eine zweite eingebaute CPU 2 umfaßt, die zur Steuerung der Zündeinstellung bestimmt ist, mit der ein durch den zugeführten Kraftstoff gebildetes Gemisch im Inneren der Maschine gezündet wird. Die erste CPU 1 ist mit einem Nurlesespeicher 3 ausgestattet, der im folgenden als ROM bezeichnet wird und in dem verschiedene, durch die erste CPU 1 ausgeführte Betriebsprogramme sowie verschiedene Tabellen gespeichert sind, die zur Berechnung der Menge des eingespritzten Kraftstoffs verwendet werden, nämlich der Zeitdauer, während der die Kraftstoffeinspritzventile 8 geöffnet sind, damit Kraftstoff in den entsprechenden Maschinenzylinder eingespritzt werden kann. Die CPU 1 ist des weiteren mit einem Permanent-Schreiblesespeicher 4 ausgestattet, der im folgenden als RAM bezeichnet wird und dazu dient, die Ergebnisse von durch die erste CPU 1 ausgeführten Berechnungen vorübergehend zu speichern. Da das RAM 4 ein Permanentspeicher ist, werden die in diesem gespeicherten Werte nicht gelöscht, wenn ein Zündschalter in einem mit der ECU versehenen Fahrzeug ausgeschaltet wird.

Mit der Eingangsseite der ersten CPU 1 ist ein PBA- Wandler 5 verbunden, der dazu dient, einen Wert des im (nicht gezeigten) Ansaugrohr der Maschine herrschenden absoluten Drucks PBA abzutasten und diesen Wert in einen digitalen Wert umzuwandeln, der der ersten CPU 1 zugeführt wird. Des weiteren ist mit der ersten CPU 1 eine Anzahl weiterer Wandler verbunden, die in Fig. 1 durch einen einzigen Block 6 bezeichnet sind und dazu dienen, die Werte von Maschinenbetriebsparametern wie z. B. dem der Ansauglufttemperatur TA, der Maschinenkühlmitteltemperatur TW, der Öffnung des Drosselventils R TH und der O₂-Konzentration im Auspuffgas abzutasten und diese Werte in digitale Werte umzuwandeln, die der ersten CPU 1 zugeführt werden.

Mit der Ausgangsseite der ersten CPU 1 ist eine Zählerschaltung 7 verbunden, die dazu dient, basierend auf unten beschriebenen Kraftstoff-Zündzeitdaten die Zeitdauern zu zählen, während denen die Kraftstoffeinspritzventile 8 geöffnet werden sollen. Ausgangsleitungen der Zählerschaltung 7 sind mit den entsprechenden Kraftstoffeinspritzventilen 8 verbunden. Es sei festgestellt, daß für jeden Zylinder der Maschine ein Kraftstoffeinspritzventil 8 vorgesehen ist. Dementsprechend ist die Zählerschaltung 7 mit Zählern in einer Anzahl ausgestattet, die gleich der Zahl der Maschinenzylinder ist.

Die zweite CPU 2 ist mit einem ROM 11 und einem RAM 12 versehen. Mit der Eingangsseite der zweiten CPU 2 ist eine die Wellenform formende Schaltung 13 verbunden, deren Eingangsseite mit verschiedenen Sensoren verbunden ist. Diese Sensoren umfassen einen Zylinderunterscheidungs- Sensor 14, der auch als CYL-Sensor bezeichnet wird und bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition eines speziellen (bestimmten) Zylinders der Maschine einen einzigen Impuls eines Zylinderunterscheidungs- Signals T 01 ausgibt, einen Sensor 15 für den oberen Totpunkt, der auch als TDC-Sensor bezeichnet wird und bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition vor dem oberen Totpunkt eines jeden Zylinders ein Referenzkurbelwinkel-Signal T 04 ausgibt, wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 180° dreht, und einen Kurbelwinkelsensor 16, der bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition einen einzigen Impuls eines Kurbelwinkelsignals T 24 ausgibt, wenn sich die Kurbelwelle um 30° dreht. Mit der Ausgangsseite der zweiten CPU 2 sind in einer Parallelschaltung ein Einschaltzähler 17 und ein Ausschaltzähler 18 verbunden. Die Ausgänge der beiden Zähler 17, 18 sind mit einer Flip-Flop-Schaltung 19 verbunden, deren Ausgangssignale einer Zündschaltung 21 zugeführt werden. Der Ausgang der Zündschaltung 21 ist mit einer Zündkerze 22 verbunden. In der Zündschaltung 21 ist eine gut bekannte Zündspule (nicht gezeigt) mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung angeordnet. Der Einschaltzähler 17 und der Ausschaltzähler 18 sind beide Abwärtszähler. Wie unten im einzelnen beschrieben wird, werden durch die zweite CPU 2 berechnete Leitungs- bzw. Übertragungszeitdaten im Einschaltzähler 17 eingestellt, der mit Taktimpulsen zum Herunterzählen dieser Daten in einem Bereich von Kurbelwinkelpositionen versehen wird, innerhalb von dem ein Leiten der Primärwicklung beginnen soll (dieser Bereich soll im folgenden einfach als "Leitungszustand" bezeichnet werden), wobei das Herunterzählen mit dem Beginn dieser Stufe beginnt. Dies dient dazu, die Leitungsbeginneinstellung der Primärwicklung der Zündschaltung 21 zu regeln.

In gleicher Weise werden die durch die zweite CPU 2 berechneten Zündeinstelldaten im Abschaltzähler 18 berechnet, der mit Taktimpulsen zum Herabzählen dieser Daten in einer vorbestimmten "Zündstufe" vom Beginn dieser Stufe an versehen wird. Dies dient dazu, die Zündeinstellung zu bestimmen, bei der die Leitung der Primärwicklung beendet werden soll. Auf diese Weise bestimmen der Einschaltzähler 17 und der Ausschaltzähler 18 in Kombination die Einschaltverstellung und die Ausschaltverstellung der Primärwicklung in der Zündschaltung 21, wodurch bewirkt wird, daß die Sekundärwicklung einen hohen Spannungsimpuls zur Aktivierung bzw. Zündung der Zündkerze erzeugt.

Die Schaltung 13 zur Wellenformformung besitzt eine T 24-Signalleitung, die mit einem Me-Zähler 24 verbunden ist, dessen Ausgang mit der zweiten CPU 2 verbunden ist. Der Me-Zähler 24 wird jedesmal zurückgesetzt, wenn ihm ein Impuls im Kurbelwinkelsignal T 24 von der die Wellenform formenden Schaltung 13 zugeführt wird, und er zählt daher das Zeitintervall, mit dem die Impulse im Kurbelwinkelsignal T 24 erzeugt werden. Die zweite CPU 2 liest diesen Zählwert ein und verwendet ihn zur Berechnung eines Parameterwerts Me, der zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne proportional ist. Der Wert Me, der als die Maschinendrehzahl Ne anzeigende Information dient, wird als ein Parameter bei der Berechnung der Zündverstellung verwendet.

Verschiedene Signalleitungen verbinden die erste und zweite CPU 1 und 2 miteinander. Diese Leitungen umfassen eine Signalleitung 26, um die erste CPU 1 mit einem Triggersignal q von der zweiten CPU 2 zu versorgen, auf das hin ansprechend die CPU 1 mit der Durchführung von Berechnungen beginnt, und Übertragungsleitungen 27, 28 für die Signalübertragung zwischen den CPUs 1, 2. Insbesondere die Übertragungsleitung 28 überträgt solche Daten wie Maschinenparameter sowie ein Übertragungsbefehlssignal von der ersten CPU 1 zur zweiten CPU 2, und die Übertragungsleitung 27 schickt ein Signal von der zweiten CPU 2 zur ersten CPU 1, das bestätigt, daß der Übertragungsbefehl empfangen worden ist. Unter Verwendung dieser Übertragungsleitungen 27, 28 tauschen die CPUs 1, 2 Daten aus, die die festgestellten, benötigten Betriebsparameter anzeigen.

Die zweite CPU 2 ist über eine Leitung 30 mit einem Me-Zähler 29 verbunden, um diesen Zähler mit einem Zeitsignal für das Starten der Zählung zu versorgen. Der Ausgang des Me-Zählers 29 ist mit der ersten CPU 1 verbunden. Der Me-Zähler 29 dient zum Zählen des Zeitintervalls, bei dem das Zeitsignal für den Zählstart erzeugt wird, wie unten mehr im einzelnen erläutert wird. Die erste CPU 1 liest diesen Zählwert ein und verwendet ihn zur Berechnung des Parameterwerts Me, der zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne proportional ist. Der Wert Me, der als die Maschinendrehzahl Ne anzeigende Information dient, wie oben erwähnt wurde, wird als ein Parameter bei der Berechnung der Kraftstoffzündmenge verwendet.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, um die Arbeitsweise der ECU unter normalen Betriebsbedingungen der Maschine zu beschreiben. Es wird dabei mit der Beschreibung der durch die zweite CPU 2 ausgeführten Zündverstellung begonnen.

Die Zeit- bzw. Synchronisiersignale von den Sensoren 14, 15 und 16, nämlich das Zylinderunterscheidungs- Signal T 01, das TDC-Signal T 04 und das Kurbelwinkelsignal T 24 werden in die zweite CPU 2 eingegeben, nachdem sie zuerst durch die die Wellenform formende Schaltung 13 in der Wellenform geformt worden sind. Diese Signale T 01, T 04 und T 24 sind in dem Zeitdiagramm von Fig. 2 bei (a), (b) bzw. (c) veranschaulicht. Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Stufen beziehen sich auf das Zeitintervall oder den Abstand zwischen der Vorderflanke eines jeden Impulses des Kurbelwinkelsignals T 24 und der Vorderflanke des nächsten Impulses. Diese Stufen werden aufeinanderfolgend von 0 bis 5 numeriert, beginnend mit der ersten Stufe. Die zweite CPU 2 führt zwei Programme als Programme zur Steuerung der Zündverstellung aus. Ein Programm ist ein Kurbelinterrupt- bzw. Unterbrechungsverarbeitungsprogramm ((b) in Fig. 3), das ausgeführt wird, wenn ein Impuls im Kurbelwinkelsignal T 24 erzeugt wird, und das andere Programm ist ein R IG-DUTY-Verarbeitungsprogramm (c) in Fig. 3), das auf das Ende des Kurbel-Interruptverarbeitungsprogramms ausgeführt wird, das in der Stufe 0 ausgeführt worden ist. Wenn ein Impuls im Kurbelwinkelsignal T 24 in die zweite CPU 2 während der Ausführung der R IG-DUTY-Verarbeitung eingegeben wird, erhält die Ausführung der Kurbel-Interruptverarbeitung Priorität.

Die Kurbel-Interruptverarbeitung bringt die Ausführung derartiger Steuerfunktionen und -abläufe auf der Basis des TDC-Signals und des Kurbelwinkelsignals mit sich, wie z. B. die Bestimmung einer Leitungsstufe (Stufe 2 in Ausführungsbeispiel von Fig. 3), bei der der Einschaltzähler 17 mit dem Zählen beginnen soll, als auch einer vorbestimmten Stufe (Stufe 4 im Ausführungsbeispiel von Fig. 3), bei der der Ausschaltzähler 18 beginnen soll, die Bestimmung des Zeitintervalls ME 6i, bei dem das Kurbelwinkelsignal T 24 erzeugt wird, und das Starten des Einschaltzählers 17 und des Ausschaltzählers 18.

Die R IG-DUTY-Verarbeitung bringt andererseits die Berechnung solcher Daten mit sich, wie z. B. eines Vorbewegungswinkel-Steuerwerts R IG, eines Leitungssteuerwerts DUTY (das Verhältnis der Wicklungsleitzeit zum Zeitintervall der TDC-Signalerzeugung), der Leitungseinstellung TDUT und der Zündverstellung TIG.

Es wird nun die Verarbeitung für jedes Element der obigen Daten im einzelnen beschrieben. Die zweite CPU 2 berechnet den Steuerwert für die Winkelvorbewegung R IG ausgehend von solchen Werten wie der Maschinendrehzahl Ne, des absoluten Drucks im Ansaugrohr PBA und der Maschinenkühlmittel-Temperatur TW entsprechend der folgenden Gleichung (1):

R IG = R MAP + R IGCR (1)

In Gleichung (1) stellt R MAP einen Vorbewegungswinkel- Basiswert dar, der aus einer im ROM 11 gespeicherten Tabelle von einer Stelle ausgelesen worden ist, die durch die Maschinendrehzahl Ne und den absoluten Druck PBA im Ansaugrohr bestimmt ist. R IGCR stellt den Wert einer Variablen zur Korrektur des Vorbewegungswinkel- Basiswerts dar. R IGCR wird aus einer im ROM 11 gespeicherten Tabelle von einer Stelle aus gelesen, die durch die Maschinenkühlmittel-Temperatur TW, die Ansauglufttemperatur TA und den Atmosphärendruck PB bestimmt ist.

Die zur Berechnung des Werts von R MAP verwendete Maschinendrehzahl Ne wird von dem Me-Zähler 24 geliefert.

Bei dem Wert Me wird eine Summe Me (= ME 60 + ME 61 + ME 62 + ME 63 + ME 64 + ME 65) von Werten ME 60-ME 65 verwendet, die durch Messen der Zeitintervalle entsprechender Stufen 0-5 des Kurbelwinkelsignals T 24 erhalten worden sind, das in (c) von Fig. 2 und (a) von Fig. 3 gezeigt ist, wobei Taktimpulse (feste Taktimpulse) CK mit einer konstanten Periode verwendet werden.

Der Leitungssteuerungswert DUTY ist eine Funktion der Maschinendrehzahl Ne und wird aus einer im ROM 11 gespeicherten Tabelle auf ähnliche Weise wie oben erwähnt ausgelesen. Der aus der Tabelle ausgelesene Wert wird durch die Batteriespannung korrigiert, bevor er zur Verwendung zugeführt wird.

Die Zündung wird in einem Bereich von 0 bis 60° vor dem oberen Totpunkt, nämlich in Stufe 4 oder 5 bewirkt. Mehr im einzelnen: Wenn die zum Ausschaltzähler 18 zugeführten Daten durch diesen Zähler, der den Herabzählvorgang mit der führenden Flanke von Stufe 4 beginnt, auf 0 herabgezählt worden sind, wird der der Primärwicklung der Zündschaltung 21 zugeführte Strom abgeschaltet. Es sei angenommen, daß der dem Ausschaltzähler 18 zugeführte Eingangswert TIG ist. Dies ist ein Wert, der durch eine Winkel/Zeit-Umwandlung erhalten worden ist, und wird aus dem Vorbewegungswinkel- Steuerungswert R IG und dem Me-Wert gefunden, der wie oben beschrieben erhalten wird. Außerdem ist der Leitungsstart-Einstellwert TDUT ein Wert, der auf ähnliche Weise durch eine Winkel/Zeit-Umwandlung erhalten wird und durch den Vorbewegungswinkel- Steuerungswert R IG, den Leitungssteuerungswert DUTY und den Wert Me bestimmt wird. Somit können die Werte TIG und TDUT auf jede beliebige Position innerhalb einer Stufe eingestellt werden. Wenn die Leitungsstartzeit beginnend von einem Augenblick an erreicht wird, bei dem eine spezielle Stufe (Stufe im Ausführungsbeispiel von Fig. 3) beginnt, wird das Flip- Flop 19 durch das Ausgangssignal des Einschaltzählers 17 eingestellt; wenn die Zündverstellung TIG beginnend von dem Augenblick an erzielt wird, bei dem die Stufe 4 beginnt, wird das Flip-Flop 19 durch das Ausgangssignal des Ausschaltzählers 18 zurückgesetzt.

Durch das Zurücksetzen führt die Flip-Flop-Schaltung 19 der Zündschaltung 21 ein Signal zur Beendigung des Leitens der Primärwicklung zu. In diesem Augenblick wird somit der Stromfluß durch die Primärwicklung angehalten, die Sekundärwicklung erzeugt eine hohe Spannung zur Zündung, um die Zündkerze 22 bei der geregelten Vorbewegungswinkelposition zu zünden.

Die erste CPU 1 führt ein FI-, d. h. Kraftstoffeinspritzungs- Verarbeitungsprogramm aus. Die erste CPU 1 beginnt mit der Verarbeitung der Kraftstoffeinspritzung, wenn sie das obenerwähnte Triggersignal q aufnimmt, das von der zweiten CPU 2 bei der Stufe 3, nämlich wenn eine Kurbelwinkelposition 90° vor dem oberen Totpunkt abgetastet wird, bei dem von der zweiten CPU 2 ausgeführten Kurbel-Interruptverarbeitungsverfahren ausgegeben worden ist. Entsprechend der FI-Verarbeitung liest die erste CPU 1 solche Daten wie den Absolutdruck PBA im Ansaugrohr vom PBA-Wandler 5, das Drosselventilöffnungssignal R TH und den detektierten Wert der O₂-Konzentration in den Auspuffgasen ein, liest Daten ein, die den Me-Wert anzeigen, der durch den Me-Zähler 29 gezählt worden ist, berechnet die Kraftstoffeinspritzzeit TOUT entsprechend der folgenden Gleichung (2):

TOUT = Ti × Kl + Ks (2)

und steuert gleichzeitig mit den Enden der Berechnung für TOUT den Start der Zählerschaltung 7, nämlich des Zählers für den vorbestimmten Maschinenzylinder.

In der obigen Gleichung (2) für TOUT stellt Ti eine Basiskraftstoffeinspritzzeit dar, während der das Kraftstoffeinspritzventil 8 Kraftstoff einspritzt. Ti wird aus dem ROM 3 auf der Basis von z. B. dem Absolutdruck PBA im Ansaugrohr und der Maschinendrehzahl Ne ausgelesen. K 1 und K 2 sind Korrekturkoeffizienten bzw. Korrekturvariablen, die in Abhängigkeit von Maschinenparameter-Signalen von verschiedenen Parametersensoren, wie z. B. den obigen erwähnten Sensoren, berechnet worden sind. K 1 und K 2 werden auf der Basis vorbestimmter Rechenausdrücke auf solche Weise berechnet, daß die charakteristischen Merkmale, wie z. B. die Maschinenstarteigenschaften, die Emissionseigenschaften, der Kraftstoffverbrauch und die Maschinenbeschleunigungseigenschaften in Abhängigkeit vom Maschinenbetriebszustand optimiert werden.

Wenn das Zeitbestimmungssignal für den Zählstart von der zweiten CPU 2 ankommt, wird der durch den Me- Zähler 29 aufgezeichnete Wert der Zählung gespeichert, der gezählte Wert im Me-Zähler 29 wird auf Null zurückgesetzt und der Zähler 29 beginnt wieder mit dem Zählen, wobei dieses alles im Augenblick stattfindet, in dem das Zeitsignal von der CPU 2 ankommt. Dementsprechend zählt der Me-Zähler im wesentlichen die Anzahl der Taktimpulse CK, die ihm von dem Augenblick an zugeführt worden sind, in dem der T 24-Signalimpuls der laufenden Stufe 3 erzeugt worden ist, bis zu dem Augenblick, in dem der T 24-Signalimpuls der nächsten Stufe 3 erzeugt wird, nämlich eine Zeitperiode bzw. -dauer, während der sich die Kurbelwelle um 180° dreht. Wenn die CPU 1 das Triggersignal q von der CPU 2 erhält, wie oben beschrieben wurde, liest sie den vom Me-Zähler 29 gezählten Wert Me ein und berechnet aus dem Wert Me die Maschinendrehzahl Ne.

Es sei festgestellt, daß die erste CPU 1 eine sogenannte Hintergrundverarbeitung ausführt, wenn sie die FI- Verarbeitung nicht ausführt. Bei der Hintergrundverarbeitung liest die CPU 1 Parameterwerte ein, die sich von den durch die FI-Verarbeitung eingelesenen Werten unterscheiden, wobei Beispiele dieser Werte Parameterwerte wie z. B. die Maschinenkühlmittel- Temperatur TW sind, bei der die abgetasteten Werte eine geringe Änderung mit der Zeit aufweisen; sie schreibt diese gelesenen Parameterwerte in das RAM 4 ein und überträgt die im RAM 4 gespeicherten Daten an die CPU 2.

Es wird nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 4 die Art und Weise der Überprüfung beschrieben, ob sich bei den beiden Me-Zählern 24, 29 eine Fehlfunktion entwickelt hat, sowie die Steuerung, die ausgeführt wird, wenn eine Fehlfunktion auftritt.

Die Überprüfung der beiden Me-Zähler 24, 29 auf eine Fehlfunktion hin wird ausgeführt, wenn sich die Maschine in einem speziellen Betriebszustand befindet, nämlich in einem Zustand, in dem die Maschinenkühlmittel- Temperatur einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wodurch angezeigt wird, daß die Aufwärmung der Maschine beendet ist und daß die Maschine im Leerlauf arbeitet. Es gibt zwei Gründe hierfür: Der erste ist, daß ein stabiler Maschinenbetriebszustand, d. h. eine stabile Drehzahl, erforderlich ist, da die Maschinendrehzahl durch die beiden Me-Zähler 24, 29 getrennt gezählt wird; der zweite Grund ist, daß eine niedrige Maschinendrehzahl benötigt wird, da dies die zur durch die CPUs ausgeführte Hintergrund-Verarbeitung verfügbare Zeit verlängert.

Beim Schritt 40 im Flußdiagramm von Fig. 4 wird eine Bestimmung verlangt, ob die Maschinenkühlmittel-Temperatur TW einen vorbestimmten Wert TW Φ erreicht hat. Wenn die Antwort Nein ist, wird das vorliegende Programm beendet und die Me-Zähler 24, 29 werden nicht auf eine Fehlfunktion überprüft. Wenn die beim Schritt 40 erhaltene Antwort Ja ist, dann wird beim nächsten Schritt 41 bestimmt, ob die Maschine im Leerlaufbetrieb arbeitet. Wenn die Entscheidung hier negativ ist, wird das laufende Programm wie oben beendet, ohne daß die Me-Zähler 24, 29 einem Fehlfunktionstest bzw. einer -überprüfung unterzogen werden. Wenn beim Schritt 41 festgestellt wird, daß die Maschine im Leerlauf arbeitet, schreitet das Programm zum Schritt 42 fort. Die Bestimmung beim Schritt 41, ob sich die Maschine im Leerlaufzustand befindet oder nicht, basiert auf einer von drei Entscheidungen, nämlich ob die Maschinendrehzahl Ne kleiner als die Leerlaufdrehzahl NIDL ist, ob die Drosselventilöffnung R TH anzeigt, daß das Drosselventil voll geschlossen ist, und ob der Absolutdruck PBA im Ansaugrohr kleiner als ein vorbestimmter Wert BIDL bei Maschinenleerlauf ist. Somit wird durch die Schritte 40, 41 entschieden, ob sich die Maschine in einem speziellen Betriebszustand befindet, nämlich ob die Maschine die Beendigung des Aufwärmens erreicht hat und sich im Leerlaufbetriebszustand befindet. Es sei festgestellt, daß es zulässig ist, beim Schritt 41 zu bestimmen, ob eine elektrische Last angelegt ist oder nicht und ob ein Klimagerät arbeitet oder nicht. Wenn eine Last angelegt ist oder wenn das Klimagerät arbeitet, dann kann beim Schritt 41 eine Entscheidung gefällt werden, um zu bewirken, daß die Maschine nicht im speziellen Betriebszustand arbeitet, selbst wenn die Maschine leer läuft.

Beim Schritt 42 wird die zweite CPU 2 aufgerufen, um den Wert der im Me-Zähler 24 zu einem gegebenen Augenblick ta vorliegenden Zählwert einzulesen. Gleichzeitig liest die erste CPU 1 den gezählten Wert in Me-Zähler 29 beim Schritt 43 ein. Beim Schritt 44 liest die CPU 2 als nächstes den Zählwert im Me- Zähler 24 in einem Augenblick tb ein, der eine vorbestimmte Zeitdauer Ta nach dem Zeitpunkt ta auftritt. Gleichzeitig liest die CPU 1 beim Schritt 45 den Zählwert im Me-Zähler 29 ein. Die Zeitdauer Ta wird beispielsweise auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, der kürzer als das Zeitintervall ist, mit dem die Impulse des TDC-Signals T 04 erzeugt werden, wenn die Maschine leer läuft. Es sei festgestellt, daß die Zählwerte in den Me-Zähler 29, 24 der entsprechenden CPUs 1, 2 nicht notwendigerweise gleichzeitig eingelesen werden brauchen.

Als nächstes schreitet das Programm zum Schritt 46 fort, wo basierend auf dem aus dem Me-Zähler 24 beim Schritt 42 eingelesenen Zählwert und dem aus demselben Zähler beim Schritt 44 eingelesenen Zählwert die CPU 2 einen Zählwert ME 2 berechnet, der durch den Me-Zähler 24 während des Zeitraums Ta aufgezeichnet worden ist. Dann berechnet die CPU 1 beim Schritt 47 in gleicher Weise einen durch den Me-Zähler 29 während der Zeitdauer Ta aufgezeichneten Zählwert ME 1, wobei diese Berechnung auf den beiden vom Me-Zähler 29 bei den Schritten 43, 45 eingelesenen Zählwerten basiert. Hierauf folgt ein Schritt 48, bei dem die CPU 2 bestimmt, ob der beim Schritt 47 berechnete Zählwert ME 1 und entsprechende Mittelwerte ME 2AV, ME 1AV von Werten ME 2, ME 1 von der CPU 1 zur CPU 2 übertragen worden sind und im RAM 12 der CPU 2 gespeichert worden sind. Wenn beim Schritt 48 entschieden wird, daß diese Daten nicht übertragen worden sind, dann wird die Übertragung dieser Daten von der CPU 1 zur CPU 2 erwartet. Wenn beim Schritt 48 eine Antwort Ja erhalten wird, schreitet das Programm zum Schritt 49 fort, wo der von der CPU 1 übertragene und in einem Permanentspeicher, wie z. B. im ROM 12, gespeicherte Wert ME 2AV (der Mittelwert von ME 2) mit dem Zählwert ME 2 im Me- Zähler 24 verglichen wird, der beim Schritt 46 berechnet worden ist. Es wird dann beim Schritt 50 bestimmt, ob die Differenz zwischen diesen beiden Werten in einen vorbestimmten Bereich fällt.

Wenn die beim Schritt 50 erhaltene Antwort Nein ist, entscheidet die CPU 2 beim Schritt 51, daß der Me-Zähler 24 fehlerhaft ist und setzt eine Markierung bzw. Fehleranzeige (Flag) F 1, die eine Fehlfunktion anzeigt. Wenn die Entscheidung beim Schritt 50 Ja ist, dann schreitet das Programm zum Schritt 52 fort. Bei diesem Schritt wird die CPU 1 augerufen, den Zählwert ME 1 im Me-Zähler 29, der beim Schritt 47 erhalten wurde, und den Wert ME 1AV zu vergleichen, der von der CPU 1 übertragen worden ist und im RAM 12 gespeichert worden ist. Beim Schritt 53 wird dann entschieden, ob die Differenz zwischen den beiden Werten in einen vorbestimmten Bereich fällt.

Wenn beim Schritt 53 eine Antwort Nein erhalten wird, entscheidet die CPU 1 beim Schritt 54, daß der Me-Zähler 29 fehlerhaft ist und setzt ein Flag 2, das eine Fehlfunktion anzeigt. Wenn beim Schritt 53 die Entscheidung Ja gefällt wird, dann schreitet das Programm zum Schritt 55 fort. Bei diesem Schritt wird die CPU 2 aufgerufen, um zu bestimmen, ob das Flag F 1 gesetzt worden ist, d. h., ob der Me-Zähler 24 normal arbeitet oder nicht. Wenn die Antwort ist, daß das Flag F 1 nicht gesetzt worden ist, nämlich daß der Me-Zähler 24 normal arbeitet, dann wird beim Schritt 56 bestimmt, ob das Flag F 2 gesetzt worden ist, d. h. ob der Me-Zähler 29 normal arbeitet oder nicht. Wenn hier die Antwort ist, daß das Flag F 2 gesetzt worden ist, nämlich daß der Me-Zähler 29 abnorm arbeitet, dann schreitet das Programm zum Schritt 57 fort, bei dem ein Befehl mit der Wirkung ausgeführt wird, daß die verschiedenen durch die ECU gesteuerten Operationen bzw. Funktionen auf der Basis des Ausgangssignals vom normalen Me- Zähler 24 ausgeführt werden sollen. Das laufende Programm wird auf die Ausführung des Schritts 57 folgend beendet. Wenn beim Schritt 56 eine negative Entscheidung erhalten wird, bedeutet dies, daß beide Me-Zähler 24, 29 normal arbeiten. Dementsprechend werden die Flags F 1, F 2 beim Schritt 58 gelöscht. Beim Schritt 59 werden dann neue Mittelwerte ME 1AV, ME 2AV durch ein gut bekanntes Verfahren von den Zählwerten ME 1, ME 2 der entsprechenden Me-Zähler 29, 24 berechnet, wie sie in der laufenden Schleife berechnet worden sind und die Mittelwerte ME 1AV, ME 2AV im RAM 4 der CPU 1 gespeichert worden sind, und diese neuen Mittelwerte werden zur CPU 1 übertragen und im RAM 4 gespeichert. Das laufende Programm wird nach der Ausführung des Schritts 59 beendet.

Wenn die Antwort beim Schritt 55 ist, daß das Flag F 1 gesetzt worden ist, nämlich daß der Me-Zähler 24 abnorm arbeitet, dann schreitet das Programm zum Schritt 61 fort, bei dem ein Befehl mit der Wirkung ausgegeben wird, daß die verschiedenen durch die ECU gesteuerten Operationen und Funktionen auf der Basis des Ausgangssignals des normalen Me-Zählers 29 ausgeführt werden sollen. Das laufende Programm wird folgend auf die Ausführung des Schritts 61 beendet. Wenn die Antwort beim Schritt 60 Ja ist, d. h. wenn bestimmt wird, daß beide Me-Zähler 24, 29 fehlerhaft arbeiten, dann wird die Differenz zwischen dem Zählwert ME 1, ME 2 in jedem der Me-Zähler 24, 29 und dem jeweiligen gespeicherten Wert ME 1AV, ME 2AV beim Schritt 62 berechnet. Beim Schritt 63 wird dann ein Befehl ausgegeben, der die Verwendung des Me-Zählers anfordert, der die kleinere Differenz ergibt, nämlich desjenigen Me-Zählers, von dem bestimmt worden ist, daß er genauer arbeitet. Auf diesen Schritt folgt die Beendigung des laufenden Programms.

Es sei festgestellt, daß obwohl die obenerwähnten, bei den Schritten 49, 52 und dergleichen verwendeten Mittelwerte ME 1AV, ME 2AV Mittelwerte von Zählwerten sind, die von den Me-Zählern 24, 29 erhalten wurden, als diese Zähler im obenerwähnten speziellen Betriebszustand der Maschine, wie z. B. während des Maschinenleerlaufs, normal arbeiteten, die Mittelwerte durch einen vorbestimmten festen Wert ersetzt werden können, der ein Zählwert ist, der erhalten werden kann, wenn die Zähler normal arbeiten.

Offensichtlich können ganz verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendet werden, ohne daß der Gedanke und der Bereich der Erfindung verlassen wird, und die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind als nicht einschränkend anzusehen.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf ein elektronisches Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine, das mit zumindest zwei Zentraleinheiten zur Ausführung einer Steuerung verschiedener Funktionen und Arbeitsabläufe ausgestattet ist. Zähler sind mit den entsprechenden Zentraleinheiten verbunden, um die Maschinendrehzahl individuell festzustellen, wobei jeder Zähler Taktimpulse zählt, die mit einem vorbestimmten Zeitintervall in einem vorbestimmten Betriebszustand der Maschine in ihn eingegeben werden, um hierdurch die Maschinendrehzahl zu bestimmen. Eine Fehlfunktion in jedem der Zähler wird erfaßt, indem ein durch jeden Zähler gezählter Wert und ein entsprechender in einem Speicher gespeicherter Wert verglichen werden. Es wird ermöglicht, daß jede der Funktionen basierend auf einem Ausgangssignal von einem der Zähler gesteuert wird, wenn der andere der Zähler eine Fehlfunktion aufweist.

Claims (7)

1. Verfahren zur elektronischen Steuerung von Arbeitsabläufen bei einer Brennkraftmaschine, bei dem zumindest zwei Zentraleinheiten zur Steuerung verschiedener Funktionen verwendet werden, jeder Zentraleinheit über einen Zähler Maschinendrehzahldaten zugeführt werden und die Maschinendrehzahl getrennt durch zumindest zwei mit den Zentraleinheiten verbundene Zähler festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die von den Zählern (24, 29) aufgezeichneten Zählwerte (ME 1, ME 2) jeweils mit einem gespeicherten, einem Normalbetrieb entsprechenden Wert (ME 1AV, ME 2AV) verglichen werden,
• - daß entschieden wird, daß eine Fehlfunktion eines entsprechenden Zählers (24, 29) vorliegt, wenn die Differenz zwischen einem aufgezeichneten Zählwert (ME 1, ME 2) und einem gespeicherten Wert (ME 1AV, ME 2AV) größer als ein vorbestimmter Wert ist, und
• - bei festgestellter Fehlfunktion eines Zählers 24, 29) die Arbeitsabläufe und Funktionen basierend auf der Zählung eines (anderen) Zählers ausgeführt werden, der als richtig funktionierend angesehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn sämtliche Zähler (24, 29) als nicht richtig funktionierend angesehen werden, die Steuerungen der Funktionen basierend auf der Zählung desjenigen Zählers ausgeführt werden, dessen Zählwert (ME 1, ME 2) am dichtesten beim gespeicherten Wert (ME 1AV, ME 2AV) liegt.

3. Elektronisches Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zentraleinheiten (1, 2) zur Ausführung einer Steuerung verschiedener Funktionen und zumindest zwei Zählern (24, 29), die mit entsprechenden der Zentraleinheiten verbunden sind, um individuell die Maschinendrehzahl festzustellen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

• - Einrichtungen (16, 13), die mit den Zählern verbunden sind und wirksam sind, wenn sich die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, um in jeden der Zähler mit einem vorbestimmten Zeitintervall (entsprechend 30°) Taktimpulse (CK) einzugeben, wobei jeder Zähler die Taktimpulse zählt, um hierdurch die Maschinendrehzahl (Ne) in dem vorbestimmten Betriebszustand der Maschine festzustellen,
• - Speichereinrichtungen (4, 12) zum Speichern von die normale Maschinendrehzahl darstellenden Werten als Zählwerte (ME 1AV, ME 2AV) der Zähler (24, 29),
• - eine Einrichtung (CPU1, CPU2) zum Erfassen einer Fehlfunktion in jedem der Zähler durch Vergleichen der durch jeden Zähler aufgezeichneten Zählwerte (ME 1, ME 2) mit einem entsprechenden, in der Speichereinrichtung gespeicherten Wert (ME 1AV, ME 2AV) und
• - eine Einrichtung (CPU1, F 1, F 2), die es ermöglicht, die zu steuernden Funktionen basierend auf dem Ausgangssignal eines der Zähler (24, 29) zu steuern, wenn erfaßt wird, daß der andere der Zähler nicht richtig funktioniert.

4. Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand der Maschine ein Zustand ist, in dem die Maschinenkühlmitteltemperatur (TW) über einem vorbestimmten Wert liegt und die Maschine im Leerlauf arbeitet.

5. Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (4, 12) ein Permanentspeicher (RAM) ist, der mit zumindest einer der Zentraleinheiten (1, 2) verbunden ist.

6. Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Speichereinrichtung (4, 12) gespeicherten Werte Mittelwerte (ME 1AV, ME 2AV) von entsprechenden Zählwerten (ME 1, ME 2) sind, die von den Zählern (24, 29) erhalten worden sind, wenn die Zähler in dem vorbestimmten Betriebszustand der Maschine normal arbeiten.

7. Elektronisches Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zentraleinheiten (1, 2) zur Ausführung einer Steuerung verschiedener Funktionen und zumindest zwei mit entsprechenden der Zentraleinheiten verbundenen Zählern (24, 29) zur individuellen Feststellung der Maschinendrehzahl, gekennzeichnet durch

• - Einrichtungen (16, 13), die mit den Zählern verbunden sind und wirksam sind, wenn sich die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, um in jeden der Zähler mit einem vorbestimmten Zeitintervall (entsprechend 30°) Taktimpulse (CK) einzugeben, wobei jeder der Zähler Taktimpulse zählt, um hierdurch die Maschinendrehzahl (Ne) in dem vorbestimmten Betriebszustand der Maschine festzustellen,
• - eine Einrichtung (CPU1, CPU2) zum Vergleichen eines durch jeden der Zähler (24, 29) aufgezeichneten Zählwerts (ME 1, ME 2) und eines entsprechenden, in der Speichereinrichtung gespeicherten Werts (ME 1AV, ME 2AV), die entscheidet, daß ein beliebiger der Zähler eine Fehlfunktion aufweist, wenn eine Differenz zwischen dem durch den Zähler aufgezeichneten Zählwert und dem entsprechenden gespeicherten Wert in der Speichereinrichtung größer als ein vorbestimmter Wert ist, und
• - eine Einrichtung (CPU1), die es ermöglicht, daß jede der zu steuernden Funktionen basierend auf einem Ausgangssignal von demjenigen der Zähler (24, 29) gesteuert wird, dessen gezählter Wert am dichtesten bei dem vorbestimmten Wert liegt, wenn festgestellt wird, daß sämtliche Zähler eine Fehlfunktion aufweisen.