Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Steuern von betriebsparameterabhängigen und sich wiederholenden Vorgängen für Brennkraftmaschinen, insbesondere der Zün- dungs- und/oder Einspritz- und/oder Getriebesteuerungs¬ vorgänge, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Einrichtungen enthalten einen programmierbaren oder

fest verdrahteten Rechner und sind z.B. aus der DE-PS 2 504 843, der DE-AS 2 539 113 und der DE-OS 2 655 948 bekannt. Ein solcher, aus vielen Komponenten bestehender Rechner weist zum Teil sehr komplizierte Strukturen und daher eine Vielfalt von Fehlermöglichkeiten auf. Ein vielleicht an sich nebensächlicher Fehler, kann jedoch zum Ausfall des zu steuernden Systems führen und die Brennkraftmaschine, bzw. das die Brennkraftmaschine ent¬ haltende Fahrzeug lahmlegen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei Ausfall des Rechners notwendige Funktionen insoweit aufrechterhalten bleiben, so daß der Betrieb der Brennkraftmaschine, bzw. des Fahrzeugs, noch möglich ist. Die er indungsgemäße Einrichtung ist mit wenigen Bauteile kostengünstig realisierbar, bzw. ihre Funktionen sind in den Rechner mit integrierbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Haßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Eine besonders sichere Fehlererkennung wird dadurch erreicht, daß die mit dem Rechner verbundene Fehlerdekodierstufe zur seriellen Dekodierung von Signalfolgen als Register ausgebildet ist, wobei der Registerinhalt periodisch abgefragt wird. Die Fehlermeldung, bzw. Nicht-Fehler- ^• meidung durch kodierte, serielle Signalfolgen zu reali¬ sieren ergibt eine größtmögliche Sicherheit in der Feh¬ lererkennung. Als UmsehaltVorrichtung zur Umschaltung vom Rechner auf die Hilfssteuervorrichtung dient vorzugs¬ weise ein Multiplexer. Bei Erkennung eines Fehlers wird

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in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Anzeige¬ vorrichtung angesteuert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Blöckschaltbild, Fig. 2 eine schaltungsmäßige Ausge¬ staltung einer Fehlerdekodierstufe und Fig. 3 ein Signal¬ diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Geberanordnung 10 mit einem Rechner 11 verbunden. Eine solche Geberanordnung 10 besteht üblicherweise aus einer vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraft¬ maschine gekoppelten Geberscheibe 100, an der Bezugsmar¬ ken 101 angebracht sind. Diese Bezugsmarken 101 werden an einem Aufnehmer 102 vorbeigeführt und erzeugen dort ein Signal, das zur Vermittlung einer Drehzahlinformation und einer Winkelstellungsinformation dient. Die Erzeugung eines solchen Signals kann induktiv, optisch, durch den Hall-Effekt oder durch den Wiegand-Effekt erfolgen. Der Rechner 11 selbst kann als fest verdrahteter Rechner oder als programmierter Rechner ausgeführt sein. Zwei Steuerausgänge des Rechners 11 sind über eine, z.B. als Multiplexer ausgebildete UmsehaltVorrichtung 12 zwei Steuerendstufen 13, 14 zugeführt. Ein geeigneter Multi¬ plexer ist z.B. als Bauteil 4016 im Handel erhältlich. Die Steuerendstufe 13 ist als Zündungsendstufe ausge¬ bildet, die üblicherweise aus einer Zündspule besteht,

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in deren Primärstromkreis ein Schalttransistor und in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündkerze 15 geschaltet ist. Die Steuerendstufe 14 ist als Einspritz¬ endstufe zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritzvorgänge ausgebildet. Sie besteht im wesentlichen aus einer Ver¬ stärkerstufe, durch die Einspritzventile 16 gesteuert werden. Ein System 10 bis 16 ist - mit Ausnahme des Um¬ schalters 12 - aus dem eingangs angegebenen Stand der Technik bekannt und dort näher beschrieben.

Durch den Zündungsrechner 11 können natürlich noch weitere Endstufen gesteuert werden, z.B. weitere Zündungsendstufen um bei mehreren Zylindern einer Brennkraftmaschine eine hohe SpannungsVerteilung ohne mechanisch bewegte Teile zu erreichen. Weiterhin können Endstufen für die Getriebe¬ steuerung an den Rechner 11 angeschlossen sein.

Der Ausgang der Geberanordnung 10 ist weiterhin über zwei Hilfssteuervorrichtungen 17 , 18 an Umsehalteingänge der UmsehaltVorrichtung 12 angeschlossen. Dabei dient die Hilfssteuervorrichtung 17 zur Notsteuerung der Zündungs¬ endstufe 13 und die HilfsSteuervorrichtung 18 zur Not¬ steuerung der Einspritzendstufe 14. Solche Hilfssteuer¬ vorrichtungen können im einfachsten Fall als Zeitglieder ausgebildet sein, deren Haltezeit im Falle der Zündung die Schließzeit des elektrischen Schalters im Primär¬ stromkreis der Zündspule und im Falle der Einspritzung die Einspritzzeit vorgibt. Anstelle dieser einfachsten Version können zur Realisierung einer Notfunktion auch etwas aufwendigere Vorrichtungen eingesetzt werden, wie sie z.B. aus der DE-OS 2 640 791 oder der DE-OS 2 700 676 bekannt sind.

Der Rechner 11 ist über eine Fehlerdekodierstufe 19 mit dem U schalt-Steuereingang der Umschaltvorrichtung 12 ver¬ bunden'. Weiterhin ist der Ausgang dieser Fehlerdekodier¬ stufe 19 mit einer optischen oder akustischen Anzeigevorrich¬ tung 20 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungs¬ beispiels besteht darin, daß bei störungsfreiem Betrieb die Umschaltvorriehtung 12 durch die Fehlerdekodierstufe 19 so gesteuert wird, daß die Endstufe 13, 14 über den Rechner 11 gesteuert werden. Tritt nun ein Fehler im Rechner 11 auf, der entweder ein fehlerhaftes Ausgangs¬ signal oder überhaupt kein Ausgangssignal mehr zur Fol¬ ge hat, so spricht die Fehlerdekodierstufe 19 an und schaltet die Umschaltvorrichtung 12 in ihren zweiten Schaltzustand, bei dem die Endstufen 13, 14 mit den Hilfssteuervorrichtungen 17, 18 verbunden sind. Gleich¬ zeitig wird die Anzeigevorrichtung 20 betätigt. Die Zündungs- und Einspritzvorgänge werden nun durch die Hilfssteuervorrichtungen 17, 18 gesteuert, was zwar zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts ^' im Falle eines Kraftfahrzeugs führen kann, jedoch das Erreichen einer. Werkstatt noch gewährleistet.

Anstelle der gemeinsamen Umschaltung sämtlicher Steuer¬ vorgänge auf die Hilfssteuervorrichtungen kann auch eine separate Umschaltung in dem Sinne vorgesehen werden, daß nur der Bereich, bei dem eine Störung auftritt, umgeschal¬ tet wird. In diesem Fall wären mehrere Fehlerdekodier¬ stufen notwendig.

Die Fehlerdekodierstufe 19 kann bei serieller Datenzu¬ führung im einfachsten Fall aus einem retriggerbaren Zeitglied bestehen. Der Rechner 11 liefert dabei eine periodische Signalfolge, die die richtige Funktion an-

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zeigt. Der größtmöglichste Signalabstand muß dabei kleiner sein als die Haltözeit des Zeitglieds 19, so daß dieses Zeitglied beim regulären Betrieb niemals zurückkippen kann. Erst wenn ein Signal ausbleibt, findet ein solches Rückkippen statt und löst die Um¬ schaltung auf die Hilfssteuervorrichtungen aus.

Anstelle eines seriellen Fehlersignals kann auch ein paralleles Fehlersignal treten. In diesem Falle muß die Fehlerdekodierstufe 19 als logische Verknüpfungs¬ schaltung, insbesondere logische Gatter-Anordnung, aus¬ gebildet sein. In Abhängigkeit des jeweiligen Rechner¬ systems können Bedingungen aufgestellt werden, die jewei gleichzeitig, periodisch auftreten müssen. Sind sämt¬ liche Bedingungen gleichzeitig erfüllt, so wird durch die Gatte anordnung ein Aus angsSignal erzeugt, das die ordnungsgemäße Funktion kennzeichnet. Fehlt eine dieser Bedingungen, so entsteht das komplementäre Aus¬ gangssignal, das eine Fehlfunktion kennzeichnet. Eine Zwischenspeicherung eines solchen Fehlersignals kann gegebenenfalls durch ein Flipflop erfolgen.

Eine vorteilhafte Realisierung einer Fehlerdekodier¬ stufe 19 zur seriellen Dekodierung von Signalfolgen ist in Fig. 2 dargestellt. Die Klemme 21 ist die mit dem Ausgang des Rechners 11 verbundene Eingangsklemme der Fehlerdekodierstufe 19. Die Klemme 21 ist mit dem Eingang eines, ersten Flipflops 22 verbunden, dem drei weitere Flipflops 23 bis 25 nachgeschaltet sind. Dabei ist jeweils der Ausgang eines Flipflops mit dem Ein¬ gang eines nachgeschalteten Flipflops verbunden. Der Ausgang des Flipflops 22 ist dabei über einen Inver- ter 26 mit einem Eingang eines UND-Gatters 27 verbun¬ den, dessen v/eitere Eingänge an die Ausgänge der übrigen

Fliflops 23 bis 25 angeschlossen sind. Der Ausgang des UND-Gatters 27 ist an dem Rücksetzeingang R eines digi¬ talen Zählers 28 angeschlossen. Eine eine Taktfrequenz führende Klemme 29 ist mit den Takteingängen der Flip¬ flops 22 bis 25 sowie mit dem Takteingang des Zählers 28 verbunden. Ein Ausgang des Zählers 28 ist sowohl mit einer Ausgangsklemme 30, wie auch mit dem Sperreingang E (Enable) dieses Zählers 28 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungs¬ beispiels soll im folgenden ^' anhand des in Fig. 3 darge¬ stellten Signaldiagramms erläutert werden. Die Bezeichnun¬ gen der Signale ordnen dabei diese Signale gleich bezeich¬ neten Klemmen, bzw. Ausgängen von gleich bezeichneten Bau¬ teilen zu. Es sei davon ausgegangen, daß die vom Rechner zugeführte Signalfolge U21 bei ordnungsgemäßer Funktion des Rechners so ausgebildet sein muß, daß jeweils während drei Taktsignalen U29 ein Signal U21 vorliegt und beim darauffolgendem Taktsignal U29 dieses Signal U21 entfällt. Im Rhythmus der Taktfrequenz werden die Signale U21 durch die Flipflops 22 bis 25 weitergeschoben. Mit jed^ vierten Taktsignal liegt daher am Ausgang des Flipflops 22 ein O-Signal und am Ausgang der übrigen Flipflops 23 bis 25 liegen 1-Signale. Durch den Inverter 2β ist damit die UND-Bedingung für das UND-Gatter 27 gegeben und es wird ein Rücksetzsignal U27 erzeugt. Im Zähler 28 wird daher zyklisch bis zur Zahl drei gezählt und dann der Zähler 28 rückgesetzt. In diesem Fall wird als Ausgang des Zählers 28 der drittniederste Ausgang (2 ) gewählt, der der Binär¬ zahl 4 zugeordnet ist. Da die Zahl vier so nicht erreicht wird, liegt an der Klemme 30 ständig ein O-Signal, durch das über die UmsehaltVorrichtung 12 die Endstufen 13, 14 mit dem Rechner 11 verbunden sind.

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Im dritten, in Fig. 3 dargestellten Zyklus tritt ein Fehler auf, was sich durch. eine veränderte Signalfolge U21 äußert. Beim vierten Taktsignal ist dadurch die UND-Bedingung für das UND-Gatter 27 nicht erfüllt, und es wird kein Rücksetzsignal für den Zähler 28 erzeugt. Im Zähler 28 wird dadurch auf den Wert vier gezählt, wodurch einmal an der Ausgangsklemme 30 ein 1-Signal liegt und zum anderen über den Sperreingang E der Zähler 28 für weitere Zählvorgänge gesperrt wird, bis wieder ein Rücksetzsignal auftritt. Dieses, an der Klemme 30 liegende 1-Signal ist das dekodierte Fehlersignal, durch das die UmsehaltVorrichtung 12 betätigt- wird und eine Umschaltung der Endstufen 13, 14 auf die Hilfssteuer¬ vorrichtungen 17, 18 bewirkt.

Anstelle der Signalfolge U21 können natürlich beliebig andere Signalfolgen treten, die ggf. durch längere Ketten von Flipflops und entsprechend geänderte Verknüpfung der Ausgänge dekodiert werden können.

Anstelle der alleinigen Überwachung des Rechners kann natürlich auch die zusätzliche Überwachung weiterer Bauteile treten. Dabei werden Signale in Bauteilen heran¬ gezogen, deren Auftreten eine bestimmte Signalkombination _oder ein bestimmter Zustand im Rechner zugrundeliegen muß Eine Verknüpfung solche Signale kann dann entsprechend de vorherigen Beschreibung erfolgen.

Durch weitere Fehlerdekodierstufen 19 kann auch unter¬ schieden werden, ob der jeweils auftretende Fehler so schwerwiegend ist, daß eine Umschaltung auf das Notsystem erforderlich ist, oder ob es ausreicht, dem Betreiber nur den Fehler anzuzeigen, ohne jedoch die Umschaltung vor¬ zunehmen.

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