СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ПАРАМЕТРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G01M15/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

Уже известны способы и устройства, в которых в рамках первой операции диагностики первый температурный сигнал от первого датчика температуры двигателя внутреннего сгорания, полученный в первый момент времени после выключения двигателя, сравнивают с полученным в первый момент времени вторым температурным сигналом от второго датчика температуры двигателя внутреннего сгорания. При этом ошибку распознают, если при сравнении установлено, что расхождение между первым температурным сигналом и вторым температурным сигналом превышает по величине заданное для первого момента времени первое пороговое значение, причем заданное первое пороговое значение выбирают меньшим с увеличением времени, прошедшего после выключения двигателя внутреннего сгорания. Выявленную ошибку исправляют, т.е. соответствующую память ошибок обнуляют, при выполнении последующей второй операции диагностики, если для расхождения между первым температурным сигналом и вторым температурным сигналом для второго момента времени в рамках последующей второй операции диагностики установлено, что второе расхождение по величине не превышает заданного для второго момента времени второго порогового значения.

При этом существует следующая проблема: точность диагностики зависит от времени, прошедшего от выключения двигателя внутреннего сгорания до первого или второго момента. Чем больше длительность выключения, тем меньше при отсутствии ошибки должно быть расхождение между температурными сигналами от обоих датчиков температуры. Поэтому пороговое значение для сравнения с расхождением между двумя температурными сигналами задают тем меньшим, чем больше период времени после выключения, т.е. время, прошедшее с момента выключения двигателя внутреннего сгорания. При меньшем расхождении между температурными сигналами обоих датчиков температуры о наличии ошибки можно сделать вывод только в том случае, если диагностика производится по истечении соответственно более длительного период времени после выключения. Если же для последующей второй операции диагностики при тех же окружающих условиях выбрать значительно более короткий период времени после выключения, например, если двигатель внутреннего сгорания после выключения повторно запускается значительно раньше, то диагностика проводится для значительно более раннего момента времени, чем при выполнении первой операции диагностики, поэтому ошибочно малое расхождение между двумя температурными сигналами по причине большего порогового значения для второй операции диагностики уже не будет распознаваться как ошибка, наоборот, ошибка, ранее помещенная в память ошибок при выполнении первой операции диагностики, будет снова стерта, т.е. исправлена или "вылечена". Однако такое исправление ошибки является неправомерным.

Раскрытие изобретения

Предлагаемые в изобретении способ и устройство для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания, охарактеризованные в независимых пунктах формулы изобретения, имеют то преимущество, что выявленная в рамках первой операции диагностики ошибка исправляется при выполнении последующей второй операции диагностики только в том случае, если заданное второе пороговое значение не превышает заданного предельного значения, и если заданное предельное значение формируется в зависимости от заданного первого порогового значения. Это позволяет избежать нежелательного исправления ошибки при выполнении последующей операции диагностики.

Зависимые пункты формулы изобретения характеризуют частные варианты и усовершенствования способа, описанного в независимом пункте формулы.

При этом полученное первое значение, характеризующее первый рабочий параметр двигателя внутреннего сгорания, можно особенно просто определить путем измерения с помощью первого датчика или путем моделирования на основании по меньшей мере одного другого рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

При этом в качестве первого рабочего параметра предпочтительно выбрать первую температуру двигателя внутреннего сгорания.

Соответственно простым образом заданное значение можно определять путем измерения посредством второго датчика или путем моделирования на основании по меньшей мере одного рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

При этом заданное значение можно выбирать характеризующим второй рабочий параметр, предпочтительно вторую температуру, двигателя внутреннего сгорания. Это позволяет получить надежный результат диагностики путем сравнения первого значения с заданным значением.

Другое преимущество следует из того, что первый рабочий параметр выбирают одинаковым второму рабочему параметру. Результат диагностики, базирующийся на таком избыточном определении рабочих параметров, особенно надежен.

Особенно предпочтительно в качестве заданного предельного значения выбирать значение, меньшее или равное заданному первому пороговому значению. Благодаря этому исправление ошибки может происходить только в том случае, если лежащий в основе последующей второй операции диагностики период времени после выключения имеет по меньшей мере такую же продолжительность, что и период времени после выключения, лежащий в основе первой операции диагностики. Тем самым обеспечивается по меньшей мере возможность обнаружения установленного в рамках первой операции диагностики ошибочного расхождения при выполнении последующей второй операции диагностики.

Еще одно преимущество достигается, если заданное предельное значение выбирать меньшим заданного первого порогового значения на значение смещения, предпочтительно выбираемое в зависимости от заданного первого порогового значения. Таким путем можно повысить надежность выполненного на основе последующей второй операции диагностики исправления ошибки, так как при этом можно учитывать также погрешности, искажающие результат диагностики.

Если значение смещения выбирается в зависимости от заданного первого порогового значения, то учитывается и тот факт, что погрешности диагностики устанавливаются в зависимости от используемого порогового значения и, следовательно, в зависимости от времени, прошедшего после выключения до проведения диагностики.

Далее предпочтительно, чтобы первый момент времени и второй момент приходились на рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания после его выключения, характеризующееся уменьшением первого рабочего параметра с увеличением времени, предпочтительно на следующий за выключением период его работы. Это гарантирует то, что при диагностике по прошествии более длительного времени после выключения можно обнаруживать меньшие ошибочные расхождения между первым рабочим параметром и заданным значением, и такое обнаружение не затрудняется нарастанием кривой первого рабочего параметра с увеличением периода после выключения. Благодаря этому исправление ошибки, в частности при малых ошибочных расхождениях между первым рабочим параметром и заданным значением, становится более надежным, так как в случае уменьшения первого рабочего параметра с увеличением времени исправление ошибки разрешено, начиная с момента времени, соответствующего первому пороговому значению за вычетом значения смещения, и, следовательно, как правило, в течение более длительного времени, чем в случае повышения первого рабочего параметра с увеличением времени, при осуществлении которого исправление ошибки было бы возможным только до момента времени, соответствующего первому пороговому значению, при необходимости за вычетом значения смещения.

Краткое описание чертежей

Примеры осуществления изобретения поясняются в приведенном ниже описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, где показаны:

на фиг.1 - функциональная схема для пояснения предлагаемых в изобретении способа и устройства;

на фиг.2 - диаграмма зависимости порогового значения от времени для пояснения условия разрешения на исправление ошибки.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого в изобретении устройства 10 для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания. При этом устройство 10 может быть реализовано, например, программными и/или аппаратными средствами в системе управления двигателя внутреннего сгорания. Сам двигатель внутреннего сгорания может представлять собой, например, двигатель с принудительным воспламенением рабочей смеси или дизельный двигатель. Кроме того, на основе функциональной схемы, представленной на фиг.1, описано осуществление предлагаемого в изобретении способа. Таким образом, функциональная схема на фиг.1 одновременно представляет собой блок-схему предлагаемого в изобретении способа диагностики для определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

Согласно фиг.1 первый датчик 1 температуры двигателя внутреннего сгорания выдает непрерывный во времени первый температурный сигнал Т1 на первый компаратор 45 устройства 10. При этом первый датчик температуры Т1 может измерять, например, температуру масла, температуру охлаждающей воды, окружающую температуру, температуру во впускном газопроводе или температуру отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Далее двигатель внутреннего сгорания снабжен вторым датчиком 5 температуры, который выдает непрерывный во времени температурный сигнал Т2 на первый компаратор, или блок сравнения, 45. Второй датчик 5 температуры также позволяет измерять, например, одну из указанных выше температур двигателя внутреннего сгорания. Второй температурный сигнал Т2 в этом случае соответственно представителен для измеренной вторым датчиком 5 температуры двигателя внутреннего сгорания. Можно предусмотреть, чтобы второй датчик 5 температуры был предусмотрен как дублирующий по отношению к первому датчику 1 температуры, т.е. чтобы оба датчика 1 и 5 измеряли одну и ту же температуру двигателя внутреннего сгорания. Но можно также предусмотреть, чтобы первый датчик 1 и второй датчик 5 измеряли различные температуры двигателя внутреннего сгорания.

В первом компараторе 45 первый температурный сигнал Т1 сравнивается со вторым температурным сигналом Т2 и определяется расхождение между обоими температурными сигналами T1, Т2. Расхождение между первым Т1 и вторым Т2 температурными сигналами определяют, например, путем формирования разности в первом компараторе 45. Таким образом, первый компаратор обычно генерирует на своем выходе по величине разностный температурный сигнал ΔТ=|Т1-Т2| как непрерывный во времени сигнал и передает его на второй компаратор 15. Кроме того, на второй компаратор, или блок сравнения, 15 первым управляемым коммутатором, или переключателем, 85 в зависимости от его положения подается постоянное значение FW постоянной памяти 60 или пороговое значение S задающего устройства 20, реализованного в виде первой характеристики. При этом постоянное значение FW можно, например, на испытательном стенде использовать таким образом, чтобы оно было больше любой возможной при работе двигателя внутреннего сгорания разности температур, соответствующей разностному температурному сигналу ΔT. Постоянное значение FW, как и разностный температурный сигнал, имеет размерность температуры. Постоянное значение FW можно также без применения устанавливать на значение, которое, как показывает опыт, никогда не может быть превышено разностным температурным сигналом ΔT при работе двигателя внутреннего сгорания. Так, в качестве постоянного значения FW можно выбрать, например, значение 1000000°С. В характеристику 20 в качестве входной величины вводят время t. Первая характеристика 20 при этом отображает введенное время t в пороговом значении S. При этом пороговое значение S в момент времени t представляет собой пороговое значение диагностики, которое по величине не может быть превышено разностным температурным сигналом ΔТ, поступившим в момент времени t, если требуется установить безошибочность определения рабочих параметров, т.е. в данном примере - безошибочность определения температуры посредством двух датчиков 1, 5 температуры. При этом точность диагностики зависит от периода времени, прошедшего с момента выключения двигателя внутреннего сгорания, так называемого периода после выключения. Чем больше продолжительность периода после выключения, тем меньше должна быть величина разностного температурного сигнала ΔT, если диагностика должна быть безошибочной. Это означает, что небольшое ошибочное расхождение между двумя температурными сигналами T1, Т2 можно распознать как ошибку только при длительном периоде выключения. Таким образом, с учетом описанных обстоятельств пороговое значение S диагностики согласно первой характеристике 20 с увеличением времени становится все меньше, причем характеристику 20 можно определить, например, на испытательном стенде или при ходовых испытаниях. Первая характеристика 20 используется, например, на испытательном стенде, таким образом, чтобы для каждого момента времени понижения температуры двигателя внутреннего сгорания в соответствии с температурными сигналами T1, Т2 обнаруживалось ошибочное расхождение обоих температурных сигналов T1, Т2 в виде разностного температурного сигнала ΔТ, который по величине превосходит пороговое значение S диагностики.

При этом использование порогового значения S диагностики в зависимости от времени t позволяет учитывать допускаемые погрешности измерения датчиков 1, 5 температуры, поэтому генерированный только на базе этих допустимых погрешностей измерения разностный температурный сигнал ΔТ еще не ведет к распознаванию ошибки. Кроме того, первую характеристику 20 можно использовать таким образом, чтобы она представляла самое медленное понижение порогового значения S диагностики при различных окружающих условиях, в частности при различных окружающих температурах.

Описанная диагностика с уменьшающимся пороговым значением S диагностики функционирует надежно только в том случае, если также и определенный рабочий параметр, т.е. в примере, приведенном на фиг.1, определенная температура двигателя внутреннего сгорания в соответствии с температурными сигналами T1, Т2 уменьшалась с увеличением времени, что имеет место после выключения двигателя внутреннего сгорания. Правда, при этом для максимально надежной диагностики ошибки необходимо учитывать, что непосредственно после выключения двигателя внутреннего сгорания его температура сначала повышается в соответствии с температурными сигналами T1, Т2, прежде чем затем до последующего пуска или повторного включения двигателя внутреннего сгорания она начнет непрерывно понижаться. Следовательно, надежной диагностики ошибок можно ожидать только в рабочей области двигателя внутреннего сгорания, в которой температура двигателя в соответствии с температурными сигналами T1, Т2 непрерывно понижается со временем. Только тогда справедлива описанная выше зависимость, согласно которой с увеличением периода после выключения расхождение между двумя температурными сигналами T1, Т2 уменьшается. Следовательно, длительность периода после выключения до проведения диагностики нужно выбирать по меньшей мере такой, чтобы к моменту проведения диагностики временной градиент первого температурного сигнала Т1 и второго температурного сигнала Т2 был отрицательным.

Далее устройство 10 включает в себя звено 70 задержки, на которое поступает сигнал выключателя 75 зажигания. Если выключатель 75 зажигания включен для запуска двигателя внутреннего сгорания, то его выходной сигнал сброшен на нуль. Если же двигатель внутреннего сгорания выключается выключателем 75 зажигания, то выходной сигнал выключателя 75 зажигания установлен. Выходной сигнал выключателя 75 зажигания, как описано выше, подается на звено 70 задержки. Звено 70 задержки задерживает поступивший на его вход выходной сигнал на время, представленное его постоянной времени. При этом постоянная времени звена 70 задержки используется, например, на испытательном стенде таким образом, чтобы она была больше времени, максимально установленного для повышения температуры двигателя внутреннего сгорания в соответствии с температурными сигналами T1, Т2 после выключения двигателя.

Таким образом, выходной сигнал звена 70 задержки представляет собой выходной сигнал выключателя 75 зажигания, задержанный на постоянную времени звена 70 задержки. Выходной сигнал звена 70 задержки подается на счетчик времени 80, а также на детектор 65 фронтов. Счетчик времени запускается с приемом положительного фронта на выходе звена 70 задержки со значением "нуль" и выдает на своем выходе время t, прошедшее с момента приема положительного фронта. Оно как входной сигнал вводится в характеристику 20. Тот факт, что счетчик времени 80 запускается положительным фронтом на выходе звена 70 задержки, гарантирует начало отсчета счетчиком времени 80 только тогда, когда после выключения двигателя внутреннего сгорания выключателем 75 зажигания пройдет время, соответствующее постоянной времени звена 70 задержки. Тем самым обеспечено, что к моменту запуска счетчика времени 80 фаза повышения температуры двигателя внутреннего сгорания будет завершена и температурные сигналы T1, Т2 будут иметь отрицательный временной градиент. Вводимое в характеристику 20 измеренное время t счетчика времени 80 в этом случае адресует соответствующее этому времени t пороговое значение S диагностики и выдает его на выход характеристики 20. Характеристика 20 порогового значения S диагностики в зависимости от времени t в качестве примера показана на фиг.2 и имеет понижающееся с момента времени t=0 в зависимости от времени t пороговое значение S диагностики. Детектор 65 фронтов обнаруживает отрицательные фронты в выходном сигнале звена 70 задержки и тем самым запаздывающий на постоянную времени звена 70 задержки момент повторного включения двигателя внутреннего сгорания выключателем 75 зажигания. При этом с повторным включением двигателя не сразу возрастают температуры двигателя в соответствии с температурными сигналами T1, Т2. Более того, с момента повторного включения двигателя внутреннего сгорания проходит некоторое время, прежде чем двигатель снова разогреется и температурные сигналы T1, Т2 станут снова нарастать. Постоянную времени звена 70 задержки следует при этом дополнительно к ее использованию в соответствии с приведенным выше описанием выбирать таким образом, чтобы она была меньше минимально возможного времени, проходящего с момента повторного включения двигателя внутреннего сгорания выключателем 75 зажигания до нового нарастания температурных сигналов T1, Т2. Если не возможно использовать постоянную времени, которая, во-первых, больше максимально возможного времени разогрева двигателя после его выключения, с одной стороны, и, во-вторых меньше минимально возможного времени повторного включения до начала разогрева двигателя, с другой стороны, то можно вместо выходного сигнала звена 70 задержки подать на детектор 65 фронтов выходной сигнал другого звена задержки 90, входной сигнал которого соответствует выходному сигналу выключателя 75 зажигания и постоянная времени которого отличается от постоянной времени звена 70 задержки и выбрана таким образом, чтобы она была только меньше минимально возможного времени повторного включения двигателя внутреннего сгорания до обусловленного этим начала разогрева и, следовательно, начала нарастания температурных сигналов T1, Т2. Постоянную времени звена 70 задержки в этом случае можно использовать только в соответствии с требованием, согласно которому ее выбирают большей максимально возможного времени с момента выключения двигателя внутреннего сгорания выключателем 75 зажигания до окончания процесса разогрева и, следовательно, до окончания нарастания температурных сигналов T1, Т2. Выходной сигнал детектора 65 фронтов управляет первым управляемым коммутатором 85. Первое звено 70 задержки или второе звено задержки 90, если оно имеется, и его постоянная времени обеспечивают проведение диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания, в данном примере определения температуры двигателя, исключительно в рабочем состоянии двигателя с понижающейся со временем температурой и, следовательно, с отрицательным временным градиентом температурных сигналов T1, Т2. При наличии второго звена задержки 90 его выходной сигнал также подается на счетчик времени 80 как входной сигнал, что показано пунктирной линией на фиг.1. Счетчик времени 80 останавливается при приеме отрицательного фронта первого звена 70 задержки или альтернативно при наличии второго звена задержки 90 при приеме отрицательного фронта второго звена задержки 90. Поступающее в этом случае на выход счетчика времени 80 значение времени t "замораживается", и в дальнейшем его называют периодом выключения. Если используется только первое звено 70 задержки, то измеренный период после выключения соответствует фактическому периоду выключения, т.е. времени с момента выключения двигателя внутреннего сгорания выключателем 75 зажигания до повторного включения двигателя выключателем 75 зажигания, так как постоянная времени звена 70 задержки применялась как к процессу выключения двигателя, так и к процессу его повторного включения. Если же звено 70 задержки используется только для запуска счетчика времени 80 при выключении двигателя внутреннего сгорания и дополнительно используется второе звено задержки 90 с отличающейся постоянной времени для остановки счетчика времени 80 при повторном включении двигателя, то измеренный счетчиком времени 80 период после выключения искажается по сравнению с фактическим периодом выключения на разность постоянных времени первого 70 и второго 90 звеньев задержки. Однако это не имеет значения для осуществления предлагаемого в изобретении способа, пока имеется уверенность, что для проведения диагностики всегда используется только первое звено 70 задержки или в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения для активизации счетчика времени 80 всегда используется первое звено задержки времени 70, а для остановки счетчика времени 80 - всегда второе звено задержки 90.

С приемом отрицательного фронта первого звена 70 задержки или альтернативно при наличии второго звена задержки 90 с приемом его отрицательного фронта детектор 65 фронтов побуждает первый управляемый коммутатор 85 к соединению характеристики 20 со вторым компаратором 15.

На детектор 65 фронтов также при наличии второго звена задержки 90 подается выходной сигнал первого звена 70 задержки. Но при наличии второго звена задержки 90 выходной сигнал первого звена 70 задержки анализируется детектором 65 фронтов только в отношении обнаружения положительного фронта, тогда как выходной сигнал второго звена задержки 90 анализируется детектором 65 фронтов только в отношении существования отрицательного фронта. Если имеется только первое звено 70 задержки, то детектор 65 фронтов анализирует выходной сигнал первого звена 70 задержки в отношении как его положительного, так и его отрицательного фронта.

Первый управляемый коммутатор 85 в этом случае до тех пор устанавливает соединение характеристики 20 со вторым компаратором 15, пока детектор 65 фронтов снова не обнаружит на выходе первого звена 70 задержки положительный фронт. В этом случае управление первым управляемым коммутатором 85 осуществляется таким образом, чтобы он снова подавал постоянное значение FW постоянной памяти 60 на второй компаратор 15.

Поскольку выходной сигнал S характеристики 20 при обнаружении отрицательного фронта детектором 65 фронтов и одновременной остановке счетчика времени 80 больше не изменяется, на второй компаратор 15 из характеристики 20 через первый управляемый коммутатор 85 подается постоянное во времени значение. Ниже рассматриваются две следующих одна за другой операции диагностики. При этом выданное характеристикой 20 во время первой операции диагностики постоянное значение получает обозначение S1, а выданное характеристикой 20 во время следующей операции диагностики постоянное значение - обозначение S2. Выходной сигнал первого управляемого коммутатора 85 имеет на фиг.1 общее обозначение Е, причем выходной сигнал Е в зависимости от положения первого управляемого коммутатора 85 соответствует постоянному значению FW или выданному характеристикой 20 постоянному значению, т.е. в первой операции диагностики постоянному значению S1, а в следующей за ней операции диагностики - постоянному значению S2. Выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 может вторым управляемым коммутатором 95 вводиться в память 35 пороговых значений и, кроме того, подается непосредственно на третий компаратор 55. Второй компаратор 15 проверяет, превышает ли разностный температурный сигнал ΔТ выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85. Если это так, то на первом выходе второго компаратора 15 устанавливается сигнал F ошибки, а на втором выходе компаратора 15 обнуляется сигнал R сброса. Если же разностный температурный сигнал ΔТ не превышает выходного сигнала Е, то сигнал F ошибки на первом выходе второго компаратора 15 обнуляется, а сигнал сброса устанавливается на втором выходе второго компаратора 15. Сигнал F ошибки вводится в память 50 ошибок. В память 50 ошибок записывается код ошибки, если память 50 принимает установленный сигнал F ошибки. Такой код ошибки можно не показанным на фиг.1 способом использовать для оптического и/или звукового воспроизведения сообщения об ошибке. При хранящемся в памяти 50 ошибок коде ошибки память 50 подает команду на замыкание второго управляемого коммутатора 95, поэтому выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 вводится в память 35 пороговых значений. Таким образом, содержимое памяти 35 пороговых значений переписывается выходным сигналом Е.

Память 50 ошибок имеет также вход обнуления, через который в нее третьим управляемым коммутатором 25 можно вводить сигнал R сброса. Альтернативно на вход обнуления памяти 50 ошибок, который на фиг.1 имеет обозначение 105, третьим управляемым коммутатором 25 подается установленное значение памяти 100 установленных значений. Если на вход 105 обнуления памяти 50 ошибок поступает установленное значение памяти 100 установленных значений, то восстановление памяти 50 ошибок невозможно и хранящийся в памяти ошибок код ошибки неизменно хранится в памяти 50 ошибок. Только если на вход 105 обнуления памяти 50 ошибок третьим управляемым коммутатором 25 подается установленный сигнал R сброса со второго выхода второго компаратора 15, хранящийся в памяти 50 ошибок код ошибки переписывается нейтральным значением, например, значением нуль, отличным от кода ошибки и указывающим на отсутствие ошибок. В этом случае сообщение об ошибке не воспроизводится, и второй управляемый коммутатор 95 размыкается, поэтому выходной сигнал Е уже не может переписывать содержимого памяти 35 пороговых значений и последнее сохраненное значение остается неизменным в памяти 35 пороговых значений. В соответствии с первым альтернативным вариантом осуществления изобретения пороговое значение, хранящееся в памяти 35 пороговых значений, также направляется в третий компаратор 55 и там сравнивается с выходным сигналом Е.

Если же сигнал R сброса на втором выходе второго компаратора 15 обнулен, то он не может переписывать код ошибки в памяти 50 ошибок.

Третий компаратор 55 проверяет, не превышает ли выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 выходного сигнала памяти 35 пороговых значений. Если этот так, то третий компаратор посредством схемы И 110, принцип работы которой поясняется ниже, побуждает третий управляемый коммутатор 25 к соединению второго выхода второго компаратора 15 с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок, поэтому на вход 105 обнуления памяти 50 ошибок подается сигнал R сброса. Если сигнал R сброса при этом установлен, то хранящийся в памяти 50 ошибок код ошибки переписывается нейтральным значением, в противном случае код ошибки в памяти 50 ошибок, как описано выше, остается неизменным. Если же третий компаратор 55 обнаружит, что выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 превышает выходной сигнал памяти 35 пороговых значений, то третий компаратор 55 побуждает третий управляемый коммутатор 25 к соединению памяти 100 установленных значений с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок, поэтому хранящийся в памяти 50 ошибок код ошибки удалить нельзя, он продолжает сохраняться.

В связи с описанным выбором постоянного значения FW возможность того, что это пороговое значение S диагностики по величине превысит разностный температурный сигнал ΔТ и, следовательно, сигнал F ошибки будет установлен, существует только в том случае, если первый управляемый коммутатор 85 подаст пороговое значение S диагностики в виде постоянного значения на второй компаратор 15. Только в этом случае существует возможность того, что код ошибки будет сохранен в памяти 50 ошибок и второй управляемый коммутатор 95 будет замкнут для соединения выхода первого управляемого коммутатора 85 с памятью 35 пороговых значений. Рассмотрим теперь на конкретном примере с помощью фиг.2 принцип работы описанной функциональной схемы, представленной на фиг.1.

Предположим, что при выполнении первой операции диагностики описанным способом посредством счетчика времени 80 определяется первый период после выключения t₁, который согласно характеристике 20, показанной на фиг.2, ведет к выдаче первого порогового значения S1 как постоянного значения. Это первое пороговое значение S1 подается на второй компаратор 15. Теперь в качестве примера предположим, что разностный температурный сигнал ΔТ поступивших к моменту времени t₁ температурных сигналов T1, Т2 по величине превышает первое пороговое значение S1, поэтому устанавливается сигнал F ошибки, код ошибки сохраняется в памяти 50 ошибок и второй управляемый коммутатор 95 замыкается. Таким путем первое пороговое значение S1 поступает в память 35 пороговых значений и с ее выхода - на третий компаратор 55. Одновременно первое пороговое значение S1 поступает также на другой вход третьего компаратора 55. Таким образом, третий компаратор 55 устанавливает, что выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85, равный первому пороговому значению S1, не превышает выходного сигнала памяти 35 пороговых значений, который также соответствует первому пороговому значению S1, поэтому третий управляемый коммутатор 25 получает команду на соединение второго выхода второго компаратора 15 с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок. В связи с тем, что разностный температурный сигнал ΔT превышает по величине первое пороговое значение S1, сигнал R сброса обнулен, поэтому код ошибки в памяти 50 ошибок продолжает сохраняться. Только при следующем отключении двигателя внутреннего сгорания ключом 75 зажигания детектор 65 фронтов снова побуждает первый управляемый коммутатор 85 к соединению памяти 60 постоянных значений со вторым компаратором 15, поэтому только при следующем выключении двигателя внутреннего сгорания сигнал F ошибки обнуляется, а сигнал R сброса устанавливается.

Выходной сигнал детектора 65 фронтов при этом обнуляется, если детектор 65 фронтов обнаружит на выходе первого звена 70 задержки или альтернативно при наличии второго звена задержки 90 - на выходе второго звена задержки 90 отрицательный фронт. Выходной сигнал детектора 65 фронтов подается на схему И 110, кроме того, на схему И 110 подается выходной сигнал третьего компаратора 55. При этом выходной сигнал третьего компаратора 55 установлен, если выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 не превышает выходного сигнала памяти 35 пороговых значений, а в противном случае обнуляется. Таким образом, выходной сигнал схемы И 110 установлен только в том случае, если установлены оба его входных сигнала. В этом случае выходной сигнал схемы И 110 используется для управления третьим управляемым коммутатором 25. При этом третий управляемый коммутатор 25 получает команду на соединение памяти 100 установленных значений с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок до тех пор, пока выходной сигнал схемы И 110 не будет обнулен, в противном же случае - команду на соединение второго выхода второго компаратора 15 с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок. Это означает, что обнуление памяти 50 ошибок переписыванием хранящегося в ней кода ошибки нейтральным значением возможно только после обнаружения детектором 65 фронтов повторного включения двигателя внутреннего сгорания и до обнаружения детектором 65 фронтов следующего выключения двигателя, т.е. не во время соединения памяти 60 постоянных значений со вторым компаратором 15 первым управляемым коммутатором 85.

Однако, пока память 60 постоянных значений первым управляемым коммутатором 85 соединена со вторым компаратором 15, выходной сигнал детектора 65 фронтов обнулен, поэтому третий управляемый коммутатор 25 получает команду на соединение памяти 100 установленных значений с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок. Таким образом, во время соединения памяти 60 постоянных значений первым управляемым коммутатором 85 со вторым компаратором 15 содержимое памяти 50 ошибок не может быть сброшено, т.е. сохраненный при выполнении первой операции диагностики код ошибки нельзя переписать нейтральным значением, он продолжает сохраняться в памяти 50 ошибок. Предположим теперь, что от последнего выключения двигателя внутреннего сгорания до его следующего повторного включения счетчиком времени 80 был определен второй период после выключения t₂, превышающий первый период после выключения t₁. Это ведет к выдаче второго порогового значения S2 в соответствии с характеристикой 20, которое меньше первого порогового значения S1.

Кроме того, выходной сигнал детектора 65 фронтов поступает на первый компаратор 45. Первый компаратор 45 описанным способом формирует разностный температурный сигнал ΔT из температурных сигналов T1, Т2 к моменту времени, когда выходной сигнала детектора 65 фронтов имеет положительный фронт, т.е. переходит из обнуленного в установленное состояние и, следовательно к моменту времени, когда счетчик времени 80 останавливается. Для обнаружения этого положительного фронта компаратор 45 может также иметь не представленный здесь детектор фронтов. Этим обеспечивается синхронность между разностным температурным сигналом ΔТ и определенным пороговым значением S диагностики, т.е. поданное на второй компаратор 15 первым управляемым коммутатором 85 пороговое значение S диагностики соотнесено с тем же моментом времени, что и разностный температурный сигнал ΔТ на выходе первого компаратора 45. Таким образом, поданное на второй компаратор 15 первым управляемым коммутатором 85 пороговое значение S диагностики соотнесено с периодом выключения, определенным счетчиком времени 80, для которого компаратор 45 определяет разностный температурный сигнал ΔТ.

Определенный в рамках первой операции диагностики вторым компаратором 45 в первый период после выключения t₁ разностный температурный сигнал представляет собой первый разностный температурный сигнал ΔТ₁. Его сравнивают с первым пороговым значением S1. Если первый разностный температурный сигнал ΔТ₁ превышает по величине первое пороговое значение S1, то устанавливается сигнал F ошибки и обнуляется сигнал R сброса, в противном случае обнуляется сигнал F ошибки и устанавливается сигнал R сброса. Определенный в рамках следующей второй операции диагностики во второй период после выключения t₂ разностный температурный сигнал ΔТ представляет собой второй разностный температурный сигнал ΔТ2 и вторым компаратором 15 сравнивается со вторым пороговым значением S2. Теперь в качестве примера предположим, что второй разностный температурный сигнал ΔТ2 по величине не превосходит второго порогового значения S2. Поэтому сигнал F ошибки обнуляется, а сигнал R сброса устанавливается. Однако по причине установленного сигнала R сброса код ошибки в памяти 50 ошибок может быть переписан нейтральным значением только в том случае, если третий управляемый коммутатор 25 соединит второй выход второго компаратора 15 с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок.

Вторым управляемым коммутатором 95 управляет четвертый компаратор 115. При этом на четвертый компаратор 115 подается выходной сигнал памяти 50 ошибок, а сигнал F ошибки - на второй компаратор 15. Компаратор 115 управляет вторым управляемым коммутатором 95 для соединения выходного сигнала Е первого управляемого коммутатора 85 с памятью 35 пороговых значений, если установлен сигнал F ошибки и в памяти 50 ошибок хранится код ошибки. Во всех других случаях четвертый компаратор 115 управляет вторым управляемым коммутатором 95 таким образом, чтобы выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 не мог попасть в память 35 пороговых значений. Следовательно, содержимое памяти 35 пороговых значений можно переписать только в том случае, если будет обнаружено ошибочное состояние вследствие превышения по величине введенного первым управляемым коммутатором 85 во второй компаратор 15 порогового значения S диагностики разностным температурным сигналом ΔТ, если будет установлен сигнал F ошибки и, вследствие этого в памяти 50 ошибок будет сохранен код ошибки. Если же, несмотря на сохраненный в памяти 50 ошибок код ошибки, сигнал F ошибки обнулен, то второй управляемый коммутатор 95 разомкнут и содержимое памяти 35 пороговых значений не может быть переписано выходным сигналом Е.

Во время первой операции диагностики установлен сигнал F ошибки, и код ошибки сохранен в памяти 50 ошибок, поэтому второй управляемый коммутатор 95 замыкается и можно сохранить первое пороговое значение S1 в памяти 35 пороговых значений. Во время следующей второй операции диагностики сигнал F ошибки обнулен, однако в памяти 50 ошибок еще хранится код ошибки. Поэтому второй управляемый коммутатор 95 разомкнут, и второе пороговое значение S2 не может попасть в память 35 пороговых значений. Следовательно, третий компаратор 55 сравнивает первое пороговое значение S1 на выходе памяти 35 пороговых значений со вторым пороговым значением S2 на выходе первого управляемого коммутатора 85. Поскольку второе пороговое значение S2 меньше первого порогового значения S1, третий компаратор 55 на своем выходе выдает сигнал установки. Поскольку с подачей первому управляемому коммутатору 85 команды на соединение выхода характеристики 20 со вторым компаратором 15 устанавливается также выходной сигнал детектора 65 фронтов, на выход схемы И 110 поступает установленный выходной сигнал, поэтому третий управляемый коммутатор 25 управляется таким образом, чтобы второй выход второго компаратора 15 был соединен с входом 105 обнуления памяти 50 ошибок и, следовательно, код ошибки в памяти 50 ошибок заменялся бы нейтральным значением в связи с установленным сигналом R сброса. Таким образом, обнаруженная во время первой операции диагностики ошибка исправляется во время второй операции диагностики, и воспроизведение сообщения об ошибке заканчивается.

Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения предусмотрена вторая характеристика 40, входным сигналом которой является выходной сигнал памяти 35 пороговых значений, а выходным сигналом - значение смещения О. Далее предусмотрен элемент вычитания 30, в котором из выхода памяти 35 пороговых значений вычитается значение смещения О на выходе второй характеристики 40. Затем сформированная разность вводится в компаратор 55 вместо выхода памяти 35 пороговых значений. Тем самым компаратор 55 проверяет, не превышает ли выходной сигнал Е первого управляемого коммутатора 85 выход памяти 35 пороговых значений за вычетом значения смещения О и выдает в этом случае на своем выходе сигнал установки, а в противном случае - сигнал обнуления. Значение смещения О учитывает, в частности, допускаемые погрешности измерений датчиков 1, 5 температуры, но также и определяет область около первого порогового значения S1, в которой допускается исправление ошибки.

Поскольку первое пороговое значение S1 первой операции диагностики, в рамках которой была обнаружена ошибка, описанным образом определяет требование для второго порогового значения S2 ближайшей или последующей операции диагностики, чтобы исправить обнаруженную в первой операции диагностики ошибку, возникает также зависимость смещения О от этого первого порогового значения S1. При этом, как видно из фиг.1, смещение О при возрастании первого порогового значения S1 можно выбирать большим. И наоборот, при уменьшающемся первом пороговом значении S1 допустимые погрешности и, следовательно, смещение О становятся все меньше.

При этом характеристику 40 можно соответствующим образом использовать, например, на испытательном стенде, чтобы для различных возможных первых пороговых значений S1 c помощью относящегося к ним значения смещения О исключить нежелательное исправление ошибок за счет допускаемых погрешностей измерения. При этом использование второй характеристики 40 позволяет учитывать, что допустимое для исправления ошибки второе пороговое значение S2 должно быть, насколько возможно, примерно в одинаковом отношении, меньше первого порогового значения S1 операции диагностики, в рамках которой была обнаружена исправляемая ошибка. Отсюда также следует, что значение смещения О при уменьшающемся первом пороговом значении S1 также должно уменьшаться.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения может быть предусмотрено также исправление ошибки, если выходной сигнал Е или второе пороговое значение S2 больше, чем первое пороговое значение S1. В этом случае вместо однопараметровой характеристики 40 предусмотрена многопараметровая характеристика, в которую наряду с первым пороговым значением S1 вводится также выходной сигнал Е. Это показано штрихпунктирной линией на фиг.1, причем в данном случае соответствующая многопараметровая характеристика имеет условное обозначение 40. Для Е<S1 значение смещения О на выходе многопараметровой характеристики 40 ведет себя как выход характеристики 40 в ранее описанном примере осуществления изобретения только в зависимости от первого порогового значения S1. Однако для Е>S1 значение смещения О на выходе многопараметровой характеристики 40 становится отрицательным и по величине нарастает до максимального значения, которое используется, например, на испытательном стенде, таким образом, чтобы исправление ошибки было возможным только до второго порогового значения S2, которое незначительно, т.е. не более чем на 10% превышает первое пороговое значение S1. Для Е=S1 значение смещения О на выходе многопараметровой характеристики 40 в этом альтернативном варианте осуществления изобретения равно нулю.

Таким образом, в вариантах осуществления со значением смещения О второе пороговое значение S2 сравнивается в компараторе 55 не с первым пороговым значением S1, а с разностью S1-О. Только если S2 меньше или равно S1-О, возможно исправление ошибки. Это также показано на фиг.2. Здесь значение О нанесено как разность между первым пороговым значением S1 и вторым пороговым значением S2. Это означает, что для всех моментов времени, когда t больше или равно t₂, допускается исправление ошибки, так как второе пороговое значение S2 только для моментов времени, когда t больше или равно t₂, может быть меньше или равно S1-О.

Альтернативно и для более простой реализации, которая, однако, не учитывает изложенного выше, значение смещения О может использоваться также как постоянное значение независимо от выхода памяти 35 пороговых значений. При этом значение смещения О может использоваться на испытательном стенде как постоянное значение, например, таким образом, чтобы оно, как правило, достаточно учитывало допускаемые погрешности измерения для первого периода после выключения t₁ первой операции диагностики, в рамках которой обнаруживается ошибка, для исправления ошибки при выполнении последующей второй операции диагностики.

Температурами, измеряемыми датчиками 1, 5 температуры, могут быть, например, температура масла, температура охлаждающей воды, окружающая температура; температура во впускном газопроводе или температура отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, причем, как уже говорилось, оба датчика 1, 5 температуры могут измерять одни и те же или различные из названных температур. В случае измерения окружающей температуры ее можно использовать только для сравнения с температурой, отличной от окружающей, так как она не зависит от выключения двигателя внутреннего сгорания. Альтернативно можно также предусмотреть, чтобы один из двух температурных сигналов T1, Т2 известным специалисту способом моделировался по другим рабочим параметрам двигателя внутреннего сгорания. Поскольку такое моделирование осуществляется к моменту окончания периода отключения t₁, t₂ и, следовательно, после повторного включения двигателя, необходимые для моделирования рабочие параметры имеются в распоряжении. Этими другими рабочими параметрами могут быть величины массового потока свежего воздуха, давление во впускном газопроводе и т.д. Для случая, когда первый и второй температурные сигналы Т1 и Т2 регистрируют одну и ту же температуру двигателя внутреннего сгорания, например, температуру во впускном газопроводе, для моделирования обоих температурных сигналов Т1, Т2 необходимо, чтобы они моделировались по различным рабочим параметрам, так как в противном случае нельзя получить отличный от нуля разностный температурный сигнал ΔT.

Предлагаемые в изобретении способ и устройство позволяют выполнять диагностику определения температурных сигналов T1, Т2. При этом установленный сигнал F ошибки указывает на ошибку первого 1 или второго 2 датчика температуры. Если по меньшей мере один из температурных сигналов T1, Т2 определяют путем моделирования на основании по меньшей мере одного рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания, отличающегося от первого Т1 и второго Т2 температурных сигналов, то сигнал F ошибки можно устанавливать даже при ошибочном моделировании или при использовании дающих погрешность датчиков для измерения по меньшей мере одного необходимого для моделирования рабочего параметра.

Описанные выше способ и устройство поясняются на примере определения температурных сигналов T1, Т2. Соответствующим образом можно выполнять также диагностику рабочих параметров, отличающихся от температуры двигателя внутреннего сгорания. При этом предлагаемую в изобретении диагностику можно применять ко всем рабочим параметрам двигателя, подобно температуре имеющим затухающую характеристику после выключения двигателя внутреннего сгорания. Это может относиться, например, к давлению во впускном газопроводе, противодавлению отработавших газов или давлению наддува двигателя, для определения которых выполняют диагностику с помощью описанных выше способа и устройства.

Первая операция диагностики не обязательно должна быть первой операцией диагностики с момента пуска двигателя внутреннего сгорания, а в отношении второй операции диагностики характеризует операцию диагностики, при которой была обнаружена ошибка. Второй операцией диагностики в этом случае может быть ближайшая после первой или любая последующая операция диагностики, в рамках которой обнаруженная при выполнении первой операции диагностики ошибка может быть исправлена только при условии, что второе пороговое значение S2 меньше или равно предельному значению, сформированному в зависимости от первого порогового значения S1, причем в описании приведены два примера формирования предельного значения, а именно формирование предельного значения, равного первому пороговому значению S1, и формирование предельного значения, равного первому пороговому значению S1 за вычетом значения смещения О.

Изобретение относится к способу и устройству для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностики определения рабочего параметра ДВС, при осуществлении которого проводят первую, а затем вторую операции. При первой операции в первый момент времени (t₁) после выключения двигателя определяют первое значение (Т1), характеризующее первый рабочий параметр ДВС, и сравнивают с заданным значением (Т2). Если первое расхождение (ΔТ1) между первым значением (Т1) и заданным значением (Т2) по величине превышает первое пороговое значение (S1), распознают ошибку (F). Заданное первое пороговое значение (S1) выбирают меньшим с увеличением времени, прошедшего после выключения ДВС. При выполнении последующей второй операции диагностики, если для второго расхождения (ΔТ2) между (Т1) и (Т2) для второго момента времени (t₂) в рамках последующей второй операции диагностики установлено, что второе расхождение (ΔТ2) по величине не превышает второго порогового значения (S2), исправляют выявленную ошибку (F). Выявленную в рамках первой операции диагностики ошибку (F) исправляют в рамках последующей второй операции только в том случае, если заданное второе пороговое значение (S2) не превышает заданного предельного значения (S1; S1-O), причем заданное предельное значение (S1; S1-O) формируют в зависимости от заданного первого порогового значения (S1). Также в изобретении представлено устройство для реализации указанного способа. Технический результат заключается в повышении достоверности диагностики. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания, при осуществлении которого в рамках первой операции диагностики первое значение (Т1), характеризующее первый рабочий параметр двигателя внутреннего сгорания и определенное в первый момент времени (t₁) после выключения двигателя, сравнивают с заданным значением (Т2), причем ошибку (F) распознают, если при сравнении установлено, что первое расхождение (ΔТ1) между первым значением (Т1) и заданным значением (Т2) по величине превышает первое пороговое значение (S1), заданное для первого момента времени, причем заданное первое пороговое значение (S1) выбирают меньшим с увеличением времени, прошедшего после выключения двигателя внутреннего сгорания, и исправляют выявленную ошибку (F) при выполнении последующей второй операции диагностики, если для второго расхождения (ΔТ2) между первым значением (Т1) и заданным значением (Т2) для второго момента времени (t₂) в рамках последующей второй операции диагностики установлено, что второе расхождение (ΔТ2) по величине не превышает второго порогового значения (S2), заданного для второго момента времени (t₂), отличающийся тем, что выявленную в рамках первой операции диагностики ошибку (F) исправляют в рамках последующей второй операции диагностики только в том случае, если заданное второе пороговое значение (S2) не превышает заданного предельного значения (S1; S1-O), причем заданное предельное значение (S1; S1-O) формируют в зависимости от заданного первого порогового значения (S1).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первое значение (Т1) определяют путем измерения посредством первого датчика (1) или путем моделирования на основании по меньшей мере одного другого рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого рабочего параметра выбирают первую температуру (Т1) двигателя внутреннего сгорания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное значение (Т2) определяют путем измерения посредством второго датчика (5) или путем моделирования на основании по меньшей мере одного рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное значение (Т2) является характеризующим второй рабочий параметр, предпочтительно вторую температуру, двигателя внутреннего сгорания.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что первый рабочий параметр выбирают одинаковым второму рабочему параметру.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заданного предельного значения (S1; S1-O) выбирают значение, меньшее или равное заданному первому пороговому значению (S1).

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что заданное предельное значение (S1; S1-O) выбирают меньшим заданного первого порогового значения (S1) на значение смещения (О), предпочтительно выбираемое в зависимости от заданного первого порогового значения (S1).

9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый момент времени (t₁) и второй момент времени (t₂) приходятся на рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания после его выключения, характеризующееся уменьшением первого рабочего параметра с увеличением времени, предпочтительно на следующий за выключением период его работы.

10. Устройство (10) для диагностики определения рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания, содержащее
- средства (15) сравнения, выполненные с возможностью проводимого в рамках первой операции диагностики сравнения первого значения (Т1), характеристического для первого рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания и определенного в первый момент времени (t₁) после выключения двигателя, с заданным значением (Т2), причем ошибка распознается, если при сравнении установлено, что первое расхождение между первым значением (Т1) и заданным значением (Т2) по величине превышает первое пороговое значение (S1), заданное для первого момента времени,
- задающие средства (20), выполненные с возможностью задания первого порогового значения (S1) меньшим с увеличением времени, прошедшего после выключения двигателя внутреннего сгорания, и
- средства (15, 25) исправления ошибок, выполненные с возможностью исправления выявленной ошибки при выполнении последующей второй операции диагностики, если для второго расхождения (ΔТ2) между первым значением (Т1) и заданным значением (Т2) для второго момента времени (t₂) в рамках последующей второй операции диагностики установлено, что второе расхождение (ΔТ2) по величине не превышает второго порогового значения (S2), заданного для второго момента времени (t₂),
отличающееся тем, что средства (15, 25) исправления ошибок выполнены таким образом, чтобы ошибку, выявленную в рамках первой операции диагностики, исправлять в рамках последующей второй операции диагностики только в том случае, если заданное второе пороговое значение (S2) не превышает заданного предельного значения (S1; S1-O), и предусмотрены формирующие средства (30, 35, 40), которые формируют заданное предельное значение (S1; S1-O) в зависимости от заданного первого порогового значения (S1).