DE3508608C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für ein magnetisch betätigtes Stellglied eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine.

Das genannte Stellglied kann ein Ventil betätigen, das die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs be­ stimmt oder kann das Setzen eines Steuerglieds steuern, das seinerseits die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs bestimmt. Zu Sicherheitszwecken ist es so ange­ ordnet, daß wenn der Strom durch den Elektromagneten unter­ halb einer sogenannten Haltestromstärke bleibt, der vom Stell­ glied betätigte Teil eine Stellung einnimmt, bei der die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge entweder Null oder klein ist, so daß die Maschine und die von ihr betriebene Einrichtung nicht beschädigt werden können.

Das Steuersystem kann einen Halbleiterschalter in Reihe mit dem Elektromagneten der an eine Versorgungsquelle angeschlos­ sen ist, aufweisen und der Schalter wird herkömmlicherweise zur Steuerung der durch den Elektromagneten fließenden Strom­ stärke ein- und ausgeschaltet. Ein solches System kann eine im Stromkreis des Elektromagneten angeordnete Sicherung oder ein stromunterbrechendes Element enthalten, dessen Nennwert so eingestellt ist, daß, falls beispielsweise die Halbleiter­ schalteinrichtung fälschlich nicht ausschaltet, die Sicherung anspricht und der Elektromagnet entregt wird. Obwohl die Siche­ rung die ihr zugeteilte Aufgabe sehr gut durchführen kann, ist ihr Ansprechen immer,wenn im Steuersystem ein Fehler auftritt, unerwünscht, wobei im Steuersystem immer auch Fehler auftreten können, die sich nicht notwendigerweise im andauernden Durch­ schalten der Halbleiterschalteinrichtung auswirken.

Aus der DE-OS 31 35 123 ist eine Spritzdüsen-Steuerschaltung bekannt. Um bei einer anzusteuernden Magnetspule beim Anschal­ ten des Steuerstroms eine möglichst steile Flanke zu erhalten, wird anfänglich zusätzlich zur Versorgungsspannung ein gelade­ ner Kondensator an die Spulenklemmen geschaltet. Während der weiteren Dauer der Ansteuerung wird der Kondensator dann wie­ der abgeschaltet und für einen neuen Steuervorgang geladen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Steuer­ system zu ermöglichen, das die obigen Anforderungen erfüllt und nicht notwendigerweise immer, sobald ein Fehler auftritt, die Sicherung ansprechen läßt.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben die eine einzige Figur aufweist die ein Block­ schaltbild darstellt.

In der Figur ist ein elektromagnetisch betätigtes Stellglied 10 dargestellt, dessen Ausgangsglied in einem Beispiel mit einem Überströmventil einer Kraftstoffpumpe einer Brennkraft­ maschine verbunden ist.

Wenn der Elektromagnet des Stellglieds erregt ist, schließt das Ventil so daß der Brennkraftmaschine Kraftstoff zuge­ führt wird. Das Ventil wird in zeitlicher Beziehung mit der angeschlossenen Brennkraftmaschine betätigt.

Der Elektromagnet ist zwischen zwei Gleichstromspeiseleitungen 11 und 12 in Reihe mit einem Stromunterbrechungselement, wie einer Sicherung 13, einer Halbleitereinrichtung 14, die ein Feldeffekttransistor sein kann, und einer Stromfühlereinrich­ tung 15 eingeschaltet. Letztere kann einen Widerstand, durch den Strom zum Elektromagneten fließt und einen Verstärker enthalten, der ein erstes Rückkoppelsignal 16 erzeugt, dessen Größe von der Größe eines Betriebsparameters, das heißt des in den Elektromagneten fließenden Stroms abhängt. Zusätzlich weist das Stellglied einen Wandler 17 auf, der ein zweites Rückkoppelsignal 18 erzeugt, dessen Größe einen weiteren Betriebsparameter, das heißt die Stellung des Ausgangsglieds des Stellglieds angibt.

Die Halbleitereinrichtung 14 wird von einer Treiberschaltung 19 angesteuert, die eine Impulsfolge abgibt, die die Halbleiter­ einrichtung ein- und ausschaltet. Die Impulsfolge wird einem Eingang einer Schaltung 20 zugeführt, die als UND-Glied darge­ stellt ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang der Halbleiter­ einrichtung verbunden ist. Der andere Eingang der Schaltung 20 ist mit dem Ausgang einer Freigabesignalerzeugungseinrichtung 21 verbunden, die eine herkömmliche monostabile Schaltung sein kann, deren Ausgangssignal eine vorgegebene Zeitdauer hat.

Die Treiberschaltung 19 erzeugt die obengenannte Impulsfolge an ihrem Ausgang auf den Empfang eines Steuersignals 22 an ihrem Eingang. Dieses Steuersignal 22 und ein impulsförmiges Triggersignal 23, das die monostabile Schaltung 21 an ihrem Eingang empfängt, werden von einer Steuereinheit 24 erzeugt. Die Steuereinheit 21 empfängt die obengenannten Rückkoppel­ signale 16 und 18 und weitere Eingangssignale an Anschluß 25, die der Brennkraftmaschine von der Bedienperson zugeführte Führungsgrößen, die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine und ein Signal oder Signale, die die Position der rotierenden Teile der Brennkraftmaschine angeben.Weitere Signale können ebenfalls zugeführt werden. Aufgrund der den Anschlüssen 25 zugeführten Eingangssignale gibt die Steuereinheit 24, die vorteilhafterweise eine Mikroprozessoreinheit sein kann, die Steuersignale 22 zum richtigen Zeitpunkt zur Freigabe der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ab. Ferner werden die Triggersignale 23 von der Steuereinheit 24 abgegeben und wenn die Signale 22 und 23 vorhanden sind, wird die Halbleiter­ einrichtung 14 gesteuert von der Treiberschaltung 19 ein- und ausgeschaltet.

Die Triggersignale 23 bestehen aus einer Signalfolge und es können während der Dauer des Steuersignals 22 mehrere Trigger­ signale 23 auftreten.

Die Steuereinheit 24 prüft die Rückkoppelsignale 16 und 18 und unterbricht, falls die Rückkoppelsignale außerhalb vorge­ gebener Grenzwerte liegen, die Zufuhr des Triggersignals 23. Die monostabile Schaltung 21 beendet nach dem Ablauf ihrer Zeit­ dauer ihr Freigabesignal, so daß die Halbleitereinrichtung 14 abschaltet. Falls die Steuereinheit 24 selbst fehlerhaft funktioniert, gibt sie wahrscheinlich nicht mehr beide Steuer­ signale 22 und 23 aus, so daß die Halbleitereinrichtung 14 im nicht leitenden Zustand gehalten wird.

Unter Umständen kann ein Fehler auftreten, daß wegen des Aus­ falls der monostabilen Schaltung 21 das Freigabesignal der Schaltung 20 anliegt. Um auszuschließen, daß ein solcher Fehler unentdeckt bleibt, wird zu passenden Zeiten beispielsweise beim Start der Maschine das System von der Steuereinheit 24 geprüft. Zum Beispiel kann das Steuersignal 22, jedoch das Triggersignal 23 nicht ausgegeben werden. Durch Prüfung des Rückkoppelsignals 16, kann festgestellt werden, ob durch den Elektromagneten kein Strom fließt. Falls dann ein Triggersignal ausgegeben wird, sollte das Rückkoppelsignal 16 das Fließen des Stroms angeben und der Stromfluß sollte aufhören, wenn die Zeitdauer der Schaltung 21 abgelaufen ist. Falls diese Prüfsequenz einen Fehler ergibt, kann die Steuereinheit 24 die Ausgabe des Steuersignals 22 an die Schaltung 19 verhindern.

Die Prüfung kann in umgekehrter Weise ausgeführt werden, das heißt wenn das Triggersignal 23 ohne das Steuersignal 22 ausgegeben wird und darauf geprüft wird, ob kein Strom durch den Elektromagneten fließt. Falls dennoch Strom fließt, wird ein weiterer Betrieb des Systems verhindert. Wenn kein Strom durch den Elektromagneten fließt, wird das Steuersignal 22 der Treiberschaltung 19 zugeführt, woraufhin Strom durch den Elektromagneten fließen sollte. Falls dann kein Strom durch den Elektromagneten fließt, wird ein weiterer Betrieb des Systems verhindert. Falls der Stromfluß jedoch einsetzt, wird in einem letzten Schritt geprüft, ob die Stromstärke auf Null geht, wenn die Zeitdauer der monostabilen Schaltung 21 vergangen ist. Falls der Strom nicht auf Null zurückgeht, ist es vorzuziehen, daß der weitere Betrieb des Systems unterbrochen wird.

Die Nennwerte der Sicherung 13 sind darauf abgestimmt,daß sie nach einer vorgegebenen Zeit anspricht, falls die Halb­ leitereinrichtung 14 im Kurzschlußfall ausfällt. Falls die Treiberschaltung 19 fehlerhaft arbeitet und die Halbleiter­ einrichtung dauernd eingeschaltet ist, sollte dies die Steuer­ einheit 24, während sie das Rückkoppelsignal 16 prüft, erfassen. Die Steuereinheit 24 wird die Zufuhr des Triggersignals 23 zur monostabilen Schaltung 21 beenden, falls sie erfaßt, daß das Rückkoppelsignal außerhalb vorgegebener Werte liegt. Die monostabile Schaltung 21 wird jedoch das Freigabesignal weiterhin erzeugen, bis ihre Zeitdauer abgelaufen ist. Dann kann die Sicherung 13 vor dem Ablaufen dieser Zeitdauer an­ sprechen.

Claims (7)

1. Elektronisches Steuersystem eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine, mit

• - einem elektromagnetisch betriebenen Stellglied (10),
• - einer Halbleiterschalteinrichtung (14), die in Reihe mit den Elektromagneten des Stellglieds (10) zwischen den Polen (11, 12) einer elektrischen Quelle liegt, und
• - einer Rückkoppeleinrichtung (15-18), die ein oder mehrere Rückkoppelsignale (16, 18) erzeugt, wobei die Rückkoppel­ signale eine oder mehrere Betriebsgrößen des Stellglieds angeben, gekennzeichnet durch
• - eine Treiberschaltung (19), die nach Maßgabe eines an einem Steuersignaleingang anliegenden Steuersignals (22) eine Im­ pulsfolge an ihrem Ausgang erzeugt,
• - eine Freigabesignal-Erzeugungseinrichtung (21), die nach Maßgang eines an einem Eingang anliegenden Triggersignals (23) ein Freigabesignal mit vorgegebener Zeitdauer erzeugt,
• - eine Verknüpfungsschaltung (20), die die Impulsfolge der Treiberschaltung (19) an einem ihrer Eingänge empfängt und diese als Ansteuersignal für die Halbleiterschalteinrichtung (14) dann weiterführt, wenn an einem weiteren Eingang das Freigabesignal der Freigabesignal-Erzeugungseinrichtung (21) anliegt, und
• - eine elektronische Steuereinheit (24), die das oder die Rückkoppelsignale (16, 18) empfängt, die außerdem weitere Signale (25) empfängt, und die das Steuersignal (23) für die Treiberschaltung (19) sowie das Triggersignal (23) für die Freigabesignal-Erzeugungseinrichtung (21) erzeugt, wobei das Steuersignal nach Maßgabe der empfangenen weiteren Signale (25) so erzeugt wird, daß damit die Menge des der Maschine zugeführten Kraftstoffs bestimmt und gesteuert wird, und wobei das Triggersignal so erzeugt wird, daß im Falle eines inneren Fehlers oder im Falle, daß das oder die Rück­ koppelsignale (16, 18) außerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen, die Erzeugung des Triggersignals (23) gestoppt wird, wodurch die Zufuhr der Impulsfolge zur Halbleitereinrichtung (14) verhindert wird.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabesignal-Erzeugungseinrichtung (21) eine monostabile Schaltung aufweist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verknüpfungsschaltung (20) ein UND-Glied auf­ weist.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit (24) einen Mikroprozessor ent­ hält.

5. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückkoppeleinrichtung einen Stromfühlwider­ stand enthält, durch den der durch den Elektromagneten des Stellglieds (10) fließende Strom fließt.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkoppeleinrichtung weiterhin einen Wandler (17) auf­ weist, der von der Bewegung eines Teils des Stellglieds (10) abhängig ist.

7. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Sicherung (13) in Serie zum Stellglied (10) geschaltet ist, die den Stromfluß unterbricht, sobald der mittlere, sie durchfließende Strom für eine bestimmte Zeit­ dauer einen bestimmten Wert überschreitet.