DE3344821C2

DE3344821C2 - Elektronische Steuer- und/oder Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3344821C2
Application number: DE3344821A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Bonitz; Heinz Dipl Ing Decker; Robert Ing Grad Entenmann; Ulrich Dipl Phys Dr Mayer; Bernard Miller; Siegfried Dr Ing Rohde; Richard Dipl Ing Schleupen; Stephan Dipl Ing Unland; Walter Dipl Ing Vies
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-07-16
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2003-12-13
Also published as: DE3344821A1; DE3478484D1; JPS6036753A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuer- und/oder Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 6. Zur Steuerung beispielsweise der Zünd- oder Kraftstoffeinspritzvorgänge durch eine solche Steuervorrichtung wird neben einer Drehzahl information auch eine Lastinformation benötigt, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 21 05 353 bekannt ist. Zur Erfassung der Last werden dabei vorzugsweise Unterdrucksensoren oder Luftmengenmesser im Ansaug rohr der Brennkraftmaschine verwendet. Die gleichen Informationen werden auch beispielsweise für eine (Turbo-) Ladedrucksteuerung oder -regelung zur Erzeugung des Sollwerts benötigt. Tritt am Lastgeber ein Defekt auf, so besteht die Gefahr, daß unerwünschte Betriebszu stände, wie z. B. klopfende Verbrennung, Überhitzung, hoher Kraftstoffverbrauch usw. auftreten. Um dies zu verhindern, muß ein Defekt des Lastsensors eindeutig erkannt werden.

Möglichkeiten zur Erkennung von Lastsensordefekten zeigen die Schriften EP-A-0 065 221 oder die JP-A-58 101 244. In diesen Schriften werden elektronische Steuer- und/oder Regelvorrichtungen für Brennkraftma schinen beschrieben, bei denen wenigstens ein Lastsignal und ein Dreh zahlsignal erfaßt und zu wenigstens einem Steuersignal verarbeitet werden. Zuätzlich zum Lastsignal wird noch ein weiteres Signal erfaßt und mit dem Lastsignal verglichen. Ab einer gewissen Differenz der Signale wird ein Sensordefekt erkannt und eine Sicherheitseinrichtung aktiviert, durch die das Steuersignal so verändert wird, daß die Brenn kraftmaschine in einem unschädlichen Betriebszustand betrieben wird.

Da beim Start der Brennkraftmaschine zunächst der Lastzustand nicht präzise festgelegt werden kann, kann die Brennkraftmaschine bei Steu er- und/oder Regelvorrichtungen gemäß den obengenannten Schriften in einen unzulässigen Betriebszustand gelangen, der so lange andauert, bis die ersten zuverlässigen Lastsignale ermittelt werden oder bis ein Fehler erkannt wird.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu erhalten, bei der ein Lastsensordefekt zuverlässig erkannt wird und die unabhangig von der Defekterkennung stets in einem ungefährlichen Betriebszustand betrieben wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 6 haben den Vorteil, daß durch eine Plausibilitätsbetrachtung des Lastsignals beim Ver gleich mit einem weiteren unabhängigen Signal oder mit einem festen Lastwert bei vorgegebenen Betriebsbedingun gen (nach Einschalten der Zündung) ein sicheres und ein faches Erkennen von Lastsensordefekten möglich ist. Durch Veränderung des Steuersignals, z. B. Einstellen eines Vol lastzündwinkels, Einschalten einer Klopfregelung oder Vol lastanreicherung kann der Betrieb der Brennkraftmaschine bis zum nächsten Werkstattaufenthalt ungefährdet weiter vonstatten gehen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Kontrolle des Lastsensors das Steuersignal nach Einschalten der Zündung zunächst auf für die Brennkraft maschine unschädliche Werte festgelegt ist. Somit wird ohne Drehzahlerfassung ein defekter Sensor rechtzeitig und ohne Gefährdung der Brennkraftmaschine entdeckt. Daß ab eines bestimmten vorgegebenen Druckes im Ansaugrohr das Steuersignal freigegeben wird, hat den Vorteil, daß eine irrtümliche Erkennung von Lastsensordefekten wieder rückgängig gemacht wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Eine besonders einfache Lösung ergibt sich durch Erfassung des zweiten Signals durch einen Drosselklappenendschal ter in Verbindung mit der ohnehin vorhandenen Drehzahl information. Wird das Lastsignal durch einen Drucksen sor geliefert, so läßt sich ein besonders einfacher Ver gleich mit einem Signal bilden, das eine Funktion des Atmosphärendruckes ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungs beispiel mit zwei Lastsensoren im Blockschaltbild und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Last sensor.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 steuert eine elektronische Steuervorrichtung 10, die vorzugsweise als Mikrorechner realisiert sein kann, we nigstens eine Zündungsendstufe 11 sowie Einspritzendstufen 12. Eingangsseitig sind der Steuervorrichtung 10 eine durch einen Drehzahlgeber 13 erzeugte Drehzahlinformation n sowie ein Lastsignal p zugeführt, das durch einen Unter drucksensor 14 im Ansaugrohr 15 der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Eine Drosselklappe 16 im Ansaugrohr erzeugt ein Drosselklappenwinkelsignal DK. Dies kann in einfachster Ausführung in bekannter Weise durch einen oder zwei Endschalter in den beiden Endstellungen der Drosselklappe oder auf exaktere Weise über ein Poten tiometer erzeugt werden.

Das Drosselklappensignal DK sowie das Drehzahlsignal n sind einer Last-Sollwertstufe 17 zur Bildung eines Last- Sollwerts p_soll zugeführt. Diese Last-Sollwertstufe 17 kann z. B. als ein in einem Speicher abgelegtes Kenn feld ausgebildet sein, wobei der jeweilige Speicher wert p_soll durch die beiden Eingangsparameter DK und n angewählt werden kann. Wird die Stellung der Drossel klappe über ein Potentiometer erfaßt, so kann der Soll wert ständig gebildet werden, während bei einer Erfas sung durch Endschalter eine Bildung und ein nachfolgender Vergleich jeweils nur in der Leerlauf- bzw. Vollast stellung möglich ist. In einer Vergleichsstufe 18 wird dieser Sollwert p_soll mit dem erfaßten Lastwert p verglichen und eine eventuell auftretende Differenz einer nachgeschalteten Schwellwertstufe 19 zugeführt. Übersteigt die Differenz den eingestellten Schwellwert der Schwellwertstufe 19, so wird ein Defekt des Last sensors 14 erkannt und ein entsprechendes Steuersignal an die Steuervorrichtung 10 abgegeben. Durch dieses Steuersignal werden geeignete Sicherheitsmaßnahmen durch eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Brennkraft maschine eingeleitet, wie z. B. Erzeugung eines Vollast zündwinkels, die Einschaltung einer Klopfregelung und/ oder eine Vollastanreicherung über die Kraftstoffein spritzsignale. Gleichzeitig wird eine z. B. als Warn leuchte ausgebildete Kontrolleinrichtung 20 eingeschal tet, die dem Fahrer den Defekt der Lasterfassung anzeigt.

Im Startfall ist das Steuersignal so eingestellt, daß ein geschützter Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf jeden Fall gewährleistet ist. Erst ab eines bestimm ten Druckes im Ansaugrohr bzw. Lastwertes p wird das Steuersignal freigegeben. Im Betriebsfall wird ab ei nes weiteren bestimmten Druckes die Sicherheitseinrich tung ausgeschaltet und so eine irrtümliche Defektmel dung des Unterdrucksensors 14 verhindert.

Es sei noch festgehalten, daß zur Lasterfassung natür lich alternativ zum Unterdrucksensor 14 auch andere bekannte lastabhängige Größen herangezogen werden können, wie z. B. ein Drosselklappenpotentiometer, ein Vollast- und/oder Leerlaufschalter, ein Luftmengenmesser oder Kraftstoffeinspritzimpulse. Diese verschiedenen Mög lichkeiten zur Lasterfassung können auch natürlich zur Erzeugung des zweiten Referenzlastsignals heran gezogen werden. Die einfachste Realisierung besteht jedoch in der Verbindung eines Unterdrucksensors 14 zur primären Lasterfassung und einem Drosselklappenend schalter zur Referenzlasterfassung (in Verbindung mit dem Drehzahlsignal), da diese Geber gewöhnlich ohnehin vorhanden sind.

Es sei weiterhin noch festgehalten, daß die Einhaltung der Sicherheitsmaßnahmen bei Erkennung eines Defekts auch graduell gestuft eingesetzt werden können, so z. B. die Verstellung des Zündwinkels nicht auf den Vollast wert, sondern die Verstellung um einen bestimmten Zünd winkel in Richtung spät.

In dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbei spiel wird der Referenz-Sollwert für die Last nicht durch einen zweiten Lastgeber erzeugt, sondern liegt als fester Wert p_soll vor. Dieser Sollwert entspricht im Falle der Lasterfassung über den Saugrohrdruck dem Atmosphären druck, der kurz nach Einschalten der Zündung, d. h. vor dem Start der Brennkraftmaschine im Saugrohr 15 vor liegt. Die Prüfung des Lastsensors 14 erfolgt daher jeweils nur in einem kurzen Intervall nach Einschalten der Zündung. Die Bauteile 10 bis 15 werden für das zweite Ausführungsbeispiel ebenfalls verwendet, sie wurden je doch zur Vereinfachung der Darstellung nicht nochmals gezeigt.

Zur Vereinfachung der Darstellung ist in beiden Figuren nicht gezeigt, daß der Steuervorrichtung 10 eine Überwa chungseinrichtung (Watch-Dog) zur Bildung von Rücksetz impulsen im Fehlerfalle zugeordnet ist. Die Überwachungs einrichtung ist so ausgelegt, daß ein zu geringer Saug rohrdruck nur dann als Fehler erkannt wird, wenn die Drehzahl in der Nähe der Startdrehzahl liegt. Hierdurch wird verhindert, daß eine Störung, die zu einem Rück setzimpuls bei hoher Drehzahl führt, eine Defektanzeige der Lasterfassung auslöst.

Claims

1. Elektronische Steuer- und/oder Regelvorrichtung fuhr eine Brennkraft maschine, bei der wenigstens ein erstes Lastsignal und ein Drehzahl signal erfaßt und zu wenigstens einem Steuersignal, insbesondere Zünd steuer- oder Einspritzsignal, verarbeitet werden, und bei der das erste Lastsignal mit einem Referenz-Lastsignal in einer Vergleichsstufe ver glichen wird, wobei ab einer vorgegebenen Abweichung voneinander eine Sicherheitseinrichtung eingeschaltet wird, durch die das Steuersignal auf Werte verändert wird, die im wesentlichen für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine unschädlich sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenz-Lastsignal aus einem vom ersten Lastsignal (p) unabhängig erfaßten zweiten Lastsignal (DK) gebildet wird und daß das Steuersignal un abhängig vom Einschalten der Sicherheitseinrichtung auf im wesentlichen für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine unschädliche Werte festgelegt wird, solange beim Anlassen der Brennkraftmaschine das erste Lastsignal (p) unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lastsignal (p) von einem Drucksensor (14) im Ansaugrohr (15) der Brenn kraftmaschine und das zweite Lastsignal (DK) von einem Drosselklappenwinkel sensor (16) oder einem Lastschalter oder aus Einspritzsteuersignalen erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lastsignal (p) von einem Luftmengenmesser im Ansaugrohr (15) der Brenn kraftmaschine und das zweite Lastsignal (DK) von einem Drosselklappenwinkel sensor (16) oder einem Lastschalter oder aus Einspritzsteuersignalen erzeugt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Drosselklappenwinkelsensor (16) erzeugte zweite Lastsignal (DK) von dem Drehzahlsignal (n) beeinflußt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappenwinkelsensor (16) aus wenigstens einem Endschalter be steht.

6. Elektronische Steuer- und /oder Regelvorrichtung für eine Brennkraftma schine, bei der wenigstens ein erstes Lastsignal und ein Drehzahlsignal erfaßt und zu wenigstens einem Steuersignal, insbesondere Zündsteu er- oder Einspritzsignal, verarbeitet werden, und bei der das erste Lastsignal, welches von einem Drucksensor im Ansaugrohr der Brennkraft maschine erzeugt wird, mit einem dem Atmosphärendruck entsprechenden Referenz-Lastsignal in einer Vergleichsstufe verglichen wird, wobei ab einer vorgegebenen Abweichung voneinander eine Sicherheitseinrichtung eingeschaltet wird, durch die das Steuersignal auf Werte verändert wird, die im wesentlichen für alle Betriebszustände der Brennkraftma schine unschädlich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des ersten Lastsignals (p) mit dem Referenz-Lastsignal (p_soll) nur in dem Intervall zwischen dem Einschalten der Steuervorrichtung und dem Anlas sen der Brennkraftmaschine vorgenommen wird und daß das Steuersignal unmittelbar nach Einschalten der Steuervorrichtung unabhängig vom Ein schalten der Sicherheitseinrichtung auf im wesentlichen für alle Be triebszustände der Brennkraftmaschine unschädliche Werte festgelegt wird, solange beim Anlassen der Brennkraftmaschine das erste Lastsignal (p) unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ab einem vorgegebenen Wert des ersten Lastsignals (p) die Sicherheitsein richtung nicht mehr einschaltbar ist oder ausgeschaltet wird und daß das Steuersignal freigegeben wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Werte des Steuersignals durch die Sicherheitseinrich tung in Richtung der Vollastwerte verändert werden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Veränderung der Werte des Steuersignals auf unschäd liche Werte eine Klopfregelung eingeschaltet wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Erkennung eines Defekts des das erste Lastsignal (p) erzeugenden Sensors eine Warneinrichtung (20) eingeschaltet wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung zur Bildung von Rück setzimpulsen im Fehlerfall für die Vorrichtung vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Rücksetzimpuls das Drehzahlsignal erfaßt wird und daß oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl die Warneinrichtung abgeschaltet ist.