DE3704586A1 - Verfahren zur abnormitaetsdetektierung bei einem elektromagnetventil-stromregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormität in einem Stromregler eines elektromagnetischen Ventils. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormität in dem Stromregler eines elektromagnetischen Ventils, das zum Regeln der einer Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzluftmenge verwendet wird, um den Leerlaufbetrieb zu regeln.

Elektromagnetische Ventile mit einer Leistungsverhältnis- Regelung werden allgemein als Ventile zum Regeln der einer Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzluftmenge verwendet, um dem Leerlaufbetrieb derselben zu regeln. Heutzutage jedoch kommt ein elektromagnetisches Ventil der Proportionalregelbauart (nachstehend bezeichnet als "proportionales elektromagnetisches Ventil") hierzu zum Einsatz, das eine zuverlässigere Regelung ermöglicht. Ein proportionales elektromagnetisches Ventil ist üblicherweise ein im Grundzustand geschlossenes Ventil und enthält einen Ventilkörper, der kontinuierlich seine Öffnungsfläche für den Durchlaßdurchgang ändern kann, in dem das Ventil angeordnet ist. Eine Feder zur Vorbelastung des Ventilkörpers in seine Schließstellung und ein Elektromagnet sind vorgesehen, der bei Erregung den Ventilkörper in Öffnungsrichtung entgegen der Vorbelastungskraft der Feder bewegt. Die dem Magneten zur Erregung zugeführte Stromstärke wird mit Hilfe eines Stromreglers geregelt und der durch den Ventilkörper freigegebene Öffnungsbereich oder der Ventilöffnungsbereich nimmt einen Wert proportional zu der zugeführten Erregerstromstärke an.

Es kann passieren, daß der Stromregler für das elektromagnetische Ventil und das Magnet getrennt werden oder voneinander gelöst werden, oder kurzgeschlossen werden. Wenn die beiden getrennt sind, kann der Magnet nicht länger erregt werden und der Ventilkörper wird in die Schließstellung des Ventils infolge der Vorbelastungskraft der Feder gedrückt. Wenn andererseits ein Kurzschluß auftritt, fließt die maximale Erregerstromstärke durch den Magneten, so daß der Ventilkörper eine Position einnimmt, in der der Ventilöffnungsbereich maximal ist. Fehlfunktionen dieser Art führen zu sehr schädlichen Auswirkungen auf den Brennkraftmaschinenleerlaufbetrieb. Insbesondere führt der vorstehend genannte Kurzschluß zu einer übergroßen Menge an Zusatzluft zur Regelung des Leerlaufbetriebs, wodurch verursacht wird, daß die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine in abnormer Weise ansteigt.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormität beim Stromregler eines elektromagnetischen Ventils anzugeben, bei dem eine Trennung und ein Kurzschluß zwischen dem Stromregler und dem proportionalen elektromagnetischen Ventil separat detektiert werden, so daß Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, die für die Unterbrechung und den Kurzschluß jeweils zweckmäßig sind.

Nach der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormität in einem Stromregler eines elektromagnetischen Ventils, bei dem eine Energieversorgung, ein proportional regelbares elektromagnetisches Ventil, ein Stromregelelement zum Regeln des in dem elektromagnetischen Ventil fließenden Stromes in Abhängigkeit von einem Regelsignal, das dem Stromregelelement über eine Regeleinrichtung zugeführt wird, um hierdurch die Öffnung des elektromagnetischen Ventils zu regulieren und ein Stromfühlelement vorgesehen sind, dadurch aus, daß das Stromfühlelement einen momentanen Wert des in dem elektromagnetischen Ventil fließenden Stromes abtastet und dieses zu Masse in Serie geschaltet ist, und daß das Regelsignal, das dem Stromregelelement zugeführt wird, mit einer Rückführung in Abhängigkeit von dem momentanen Wert des Stromes geregelt wird, der mit Hilfe des Stromfühlelements erfaßt wird, und zwar in einer solchen Weise, daß der momentane Wert des Stromes sich einem Sollwert des Stromes annähert, der in dem elektromagnetischen Ventil fließt.

Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:

• (a) Bestimmen, ob das Regelsignal und der momentane Wert des Stromes eine vorbestimmte Korrelation haben,
• (b) Vergleichen des momentanen Werts des Stromes mit einem vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß das Regelsignal und der momentane Wert des Stromes nicht eine vorbestimmte Korrelation haben, und
• (c) Bestimmen, ob der Stromregler offen oder kurzgeschlossen ist, basierend darauf, ob der momentane Wert des Stromes größer als der vorbestimmte Wert ist.

Die vorbestimmte Korrelation zwischen dem Regelsignal und dem momentanen Wert des Stromes ist erfüllt, wenn der Stromregler des elektromagnetischen Ventiles normal arbeitet.

Zusammenfassend gibt die Erfindung ein Verfahren an, bei dem ein elektromagnetisches Ventil zum Regeln der einer Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzluftmenge verwendet wird, um den Leerlaufbetrieb derselben zu regeln, wobei dieses Ventil mit Hilfe eines Stromreglers geregelt wird. Der tatsächliche Wert des durch das elektromagnetische Ventil fließenden Stromes wird mit einem vorbestimmten Wert verglichen, wenn ein Regelsignal, das an dem Regler anliegt, um die Öffnung des elektromagnetischen Ventiles zu regulieren und der momentane Wert des Stromes keine vorbestimmte Korrelation haben. Es wird bestimmt, ob eine Abnormität im Stromregler eine Unterbrechung oder ein Kurzschluß ist, und zwar basierend darauf, ob der momentane Wert des Stromes größer als der vorbestimmte Wert ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Auslegung einer Gesamtkonstruktion eines Kraftstoffversorgungsregelsystems einer Brennkraftmaschine, das einen Stromregler für ein elektromagnetisches Ventil hat, an dem das Abnormitätsdetektionsverfahren nach der Erfindung verwirklicht wird,

Fig. 2 eine Schaltung des Stromreglers des elektromagnetischen Ventils,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitscharakteristika des Stromreglers des elektromagnetischen Ventils,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines Verarbeitungsablaufes für die Detektion der Abnormität unter Verwendung einer elektronischen Steuereinheit (ECU) in Fig. 1,

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Arbeitscharakteristika eines proportionalen elektromagnetischen Ventils zur Regelung einer Luftzufuhr,

Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen dem Leistungsverhältnis (Tastverhältnis) DOUTA und der erforderlichen Öffnung oder des Erregerstroms (ICMD) des proportionalen elektromagnetischen Ventils, und

Fig. 7 eine an sicht zur Verdeutlichung einer Tabelle des Leistungsverhältnisses DOUTA und des vorausgesagten Reglerstroms IACTCAL.

Eine bevorzugte Ausbildungsform eines Verfahrens nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtauslegung eines Kraftstoffversorgungsregelsystems für eine Brennkraftmaschine, bei dem das Verfahren nach der Erfindung zur Anwendung kommt. Die Brennkraftmaschine, die mit 1 bezeichnet ist, ist beispielsweise eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine und hat eine Einlaßleitung 2, die mit dieser verbunden ist. Die Einlaßleitung 2 ist an einer Stelle längs ihrer Länge mit einem Drosselkörper 3 versehen, in dem eine Drosselklappe 3′ untergebracht ist. Ein Drosselklappenöffnungs (RTH)-Sensor 4 ist mit der Drosselklappe 3′ verbunden, um die ermittelte Öffnung der Drosselklappe 3′ in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das von dem Sensor einer elektronischen Steuereinheit (nachstehend als "ECU" bezeichnet) 5 angelegt wird.

Ein Kraftstoffeinspritzventil 6 für jeden Brennkraftmaschinenzylinder ist in der Einlaßleitung 2 zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Drosselkörper 3 an einer Stelle etwas stromauf des Einlaßventils (nicht gezeigt) jedes Zylinders vorgesehen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 ist mit einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) verbunden und elektrisch mit ECU 5 verbunden. Die Zeitdauer, während der jedes Ventil 6 geöffnet wird, um Kraftstoff einzuspritzen, wird mit Hilfe eines Signals von ECU 5 geregelt.

Mit der Einlaßleitung 2 ist zwischen dem Einspritzventil 6 und dem Drosselkörper 3 ein Ende eines Luftkanals 11 verbunden, welcher das Innere der Einlaßleitung 2 in Verbindung mit der Umgebung bringt. Das andere Ende des Luftkanals 11 ist zur Atmosphäre hin offen und hat einen Luftfilter 12, der an dieser angebracht ist. In dem Luftkanal 11 ist an einer Stelle längs seiner Länge ein proportionales elektromagnetisches Ventil 3 angeordnet, das zur Regelung der der Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzluft bestimmt ist. Das proportionale elektromagnetische Ventil 13 ist im Grundzustand geschlossen und umfaßt einen Ventilkörper 13 a, der kontinuierlich den Öffnungsbereich des Luftkanals 11 ändern kann, ferner eine Feder 13 B, die den Ventilkörper 13 a in Schließrichtung vorbelastet, und einen Elektromagneten 13 c, der im Erregungszustand den Ventilkörper 13 a in Öffnungsrichtung entgegen der Vorbelastungskraft bewegt, die durch die Feder 13 b erzeugt wird. Die dem Magneten 13 c des proportionalen elektromagnetischen Ventils 3 zugeführte Erregerstromstärke wird durch ECU 5 derart geregelt, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine eine gewünschte Leerlaufdrehzahl einnimmt, die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand und der Belastung der Brennkraftmaschine vorgegeben ist. Ein Stromregler 15 für das elektromagnetische Ventil ist elektrisch mit dem Magneten 13 c verbunden, um den Magneten 13 c mit einem Strom zu erregen, der dem Leistungsverhältnis eines Leistungsverhältnisregelsignals entspricht, das von ECU 5 kommt.

Ein Absolutdruck (PBA)-Sensor 8 ist mit der Einlaßleitung 2 über eine Leitung 7 an einer Stelle stromab der Drosselklappe 3′ des Drosselkörpers 3 verbunden. Ein elektrisches Signal, das den Absolutdruck in der Einlaßleitung 2 stromab des Drosselventils 3 angibt, wird von dem Absolutdrucksensor 8 erzeugt und an ECU 5 abgegeben.

Die Brennkraftmaschine 1 hat einen Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor (nachstehend bezeichnet als "Tw-Sensor) 9, die am Motorblock vorgesehen ist. Der Tw-Sensor 9, der als eine Komponente einen Thermistor aufweist, ist an der Umfangswand eines Zylinders angebracht, die mit Brennkraftmaschinenkühlmittel gefüllt ist und liefert ECU 5 ein elektrisches Signal, das die ermittelte Kühlmitteltemperatur angibt. Ein Brennkraftmaschinendrehlzahlsensor (nachstehend bezeichnet als Ne-Sensor) 10 ist der Brennkraftmaschinennockenwelle oder der Kurbelwelle zugewandt angeordnet, wobei dies nicht gezeigt ist. Der Ne-Sensor 10 gibt ein Kurbelwinkelpositionssignal (nachstehend bezeichnet als "TDC") Signal bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition jedesmal dann ab, wenn die Kurbelwelle sich um 180°C gedreht hat. Insbesondere wird dieses Signal an einer Kurbelwinkelposition abgegeben, an der ein vorbestimmter Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt (TDC) zu Beginn des Saughubes jedes Zylinders erreicht wird. Das TDC-Signal wird an ECU 5 abgegeben. Auch sind mit ECU 5 weitere Parametersensoren 14, wie ein Atmosphärendrucksensor, verbunden. Diese Parametersensoren 14 liefern ECU 5 mit ihren Ausgabesignalen Größen, die die jeweils erfaßten speziellen physikalischen Größen darstellen.

ECU 5 weist eine Eingangsschaltung 5 a auf, die arbeitet, um die Wellenformen der Eingangssignale der verschiedenen Sensoren zu formen, die Spannungspegel der Eingangssignale von anderen Sensoren auf einen vorbestimmten Pegel zu verschieben und die Werte der Analogsignale von den anderen Sensoren in digitale Signalwerte umzuwandeln. Ferner weist ECU 5 eine zentrale Verarbeitungsschaltung (nachstehend als "CPU") 5 b, eine Speichereinrichtung 5 c zum Speichern der verschiedenen artithmetischen Programme, die mittels CPU ausgeführt werden, sowie einen Speicher zum Speichern der Ergebnisse der Ermittlungen und eine Abgabeschaltung 5 d auf, die den Kraftstoffeinspritzventilen 6 Treibersignale liefert.

Jedesmal, wenn das TDC-Signal anliegt, ermittelt CPU 5 b die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT der Kraftstoffeinspritzventile 6 unter Verwendung der folgenden Gleichung, basierend auf den Brennkraftmaschinenparametersignalen, die von den verschiedenen Sensoren abgegeben und zu CPU 5 b über die Eingangsschaltung 5 a übertragen werden:

TOUT = Ti × K ₁ + K ₂ (1)

wobei Ti einen Basiswert der Kraftstoffeinspritzperiode darstellt, während der das Kraftstoffeinspritzventil 6 Kraftstoff einspritzt. Der Wert von Ti wird in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinenzahl Ne und dem Absolutdruck PBA in der Brennkraftmaschineneinlaßleitung bestimmt. K ₁ und K ₂ stellen Korrekturkoeffizienten und Korrekturvariable dar, die auf der Basis der vorbestimmten Gleichungen basierend auf den Brennkraftmaschinenparametersignalen der vorstehend genannten Sensoren ermittelt werden, so daß diese Charakteristika der Brennkraftmaschine, wie die Startbarkeit, die Emissionscharakteristika, der Kraftstoffverbrauch und das Beschleunigungsverhalten optimiert werden, die einen Beitrag zu den Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen leisten.

CPU 5 b liefert jedem Kraftstoffeinspritzventil 6 ein Treibersignal über die Ausgangsschaltung 5 d, um das Ventil 6 während der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT zu öffnen, die man auf die vorstehend beschriebene Weise erhält.

Wenn die Brennkraftmaschine 1 im Leerlauf ist, sowie wenn der Drosselklappenöffnungssensor 4 ermittelt, daß das Drosselventil vollständig geschlossen ist, liefert CPU 5 b dem Elektromagneten 13 c des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 einen Strom von einer Batterie 16 in Fig. 1, der nach Maßgabe des Stromreglers 15 auf der Basis der Brennkraftmaschinenparametersignale der verschiedenen Sensoren geregelt wird, die über die Eingangsschaltung 5 a anliegen, und zwar jedesmal dann, wenn ein Unterbrechungssignal von dem Zeitgeber zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgegeben wird.

Fig. 2 ist ein Schaltplan zur Verdeutlichung der Schaltungsauslegung des Stromreglers 15 für das elektromagnetische Ventil 13. Das Arbeiten dieser Schaltung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme in Fig. 3 erläutert.

Der Stromregler 15 weist einen Komparator 21, einen Verstärker 22 und Darlington-geschaltete Transistoren Tr 1, Tr 2 auf, die als Stromregelelemente dienen. Ein Leistungsverhältnis bzw. Tastverhältnisregelsignal DOUTA, das von ECU 5 an dem Stromregler 15 anliegt, ist ein gepulster Strom von der Form, die bei (a) in Fig. 3 gezeigt ist. Der gepulste Strom wird dem Kompensator 21 eingegeben, der derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er eine Hochpegelbasisspannung an den Transistor Tr 1 über einen Basiswiderstand rb anlegt, wenn der gepulste Strom einen hohen Wert hat und daß an den Transistor Tr 1 ein Niedrigpegelbasissignal über den Basiswiderstand rb angelegt wird, wenn der gepulste Strom einen niedrigen Wert hat. Wenn daher der gepulste Strom von ECU 5 einen hohlen Pegel (z. B. während der Zeitdauer t 1 bis t 2 in (a) von Fig. 3) hat, werden beide Transistoren Tr 1, Tr 2 eingeschaltet, so daß ein Strom vom positiven Pol der Batterie 16 in den Magneten 13 c des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 als ein momentaner Strom IACT fließt. Dieser Strom fließt über den Transistor Tr 2 und den Emitterwiderstand re zur Masse, der als ein Stromfühlelement wirkt. Der momentane Strom IACT steigt allmählich mit einer vorbestimmten Zeitkonstante beispielsweise in dem Zeitraum von t 1 zu t 2 an, wie das mit (b) in Fig. 3 gezeigt ist, und zwar infolge der Selbstinduktivität des Magneten 13 c. Wenn dann der gepulste Strom von ECU 4 den niedrigen Pegel (beispielsweise zur Zeit t 2 in (a) in Fig. 3) anliegt, fällt die Basisspannung des Transistors Tr 1 auf den niedrigen Pegel. Wenn jedoch der momentane Strom IACT, der im Magneten 13 c fließt, eine große Stärke hat, wie bei t 2 in (b) in Fig. 3 gezeigt, benötigt die Spannung an einer den Transistor schützenden Zehnerdiode D Zeit, um unter eine Sperrspannung zu fallen. Daher nimmt der momentane Strom IACT allmählich vom Zeitpunkt t 2 zum Zeitpunkt t 3 ab, wie dies in (b) von Fig. 3 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß der momentane Strom IACT, der im Magneten 13 c fließt, eine dreieckige Wellenform von der Form hat, die in (b) in Fig. 3 gezeigt ist, die von dem Impulsstrom abhängig ist, der eine Rechteckwellenform hat, wie dies in (a) in Fig. 3 gezeigt ist. Dieser Strom wird von ECU 5 an den Stromregler 15 angelegt. Die Periode des gepulsten Stromes von ECU 5 ist jedoch auf einen solchen Wert gesetzt, daß der momentane Wert IACT eine Periode hat, die kürzer als die Ansprechzeitverzögerung des Ventilkörpers 13 a ist, der in Fließrichtung durch die Feder 13 b vorbelastet ist. Als Folge hiervon erfäht der Hub des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 eine ruckfreie äußerst kleiner Änderung ohne eine stärkere Fluktuation, wie dies in (d) von Fig. 3) gezeigt ist. Ferner dient eine Spannung ve, die am Emitterwiderstand re erzeugt wird, als das Stromfühlelement und diese Spannung wird durch einen Kondensator C geglättet und dann mit Hilfe des Verstärkers 22 verstärkt, bevor der Wert ECU 5 als eine Spannung VA/D angelegt wird, wie dies in (c) von Fig. 3 gezeigt ist. ECU 5 setzt einen Sollwert des Stromes, der dem Magneten 13 c zugeführt wird, und zwar entsprechend der gewünschten Leerlaufzahl, die in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und der Brennkraftmaschinenbelastung vorgegeben wird, wie z. B. ein elektrischer Verbraucher hierfür. ECU 5 variiert auch in Abhängigkeit des Spannungswertes VA/D das Leistungsverhältnis DOUTA des dem Komparator 21 zugeführten Stroms, so daß man eine Rückführungsregelung auf eine solche Weise erhält, daß der dem Magneten 13 c zugeführte Stromwert gleich dem Sollstromwert wird.

Das proportionale elektromagnetische Ventil 13 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß der Hub (Lift) des Ventilkörpers 13 a annäherungsweise proportional zu dem Stromwert mit der Zeit ansteigt, so daß der momentane Strom IACT, der den Magneten 13 c erregt, einen Übergang von einem vorbestimmten Wert IACT 1 (z. B. 200 mA) zu einem vorbestimmten Wert IACT 2 (z. B. 700 mA) macht. Da jedoch der Ventilkörper 13 a mittels der Feder 13 b mit einer Druckkraft beaufschlagt ist, wenn sich das elektromagnetische Ventil 13 im Schließzustand befindet, bleibt das Ventil im Schließzustand, bis der momentane Strom IACT, der den Magneten 13 c erregt, den vorbestimmten Wert IACT 1 überschreitet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn daher die Brennkraftmaschine sich in einem solchen Betriebszustand befindet, daß eine Regelung des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 erforderlich ist, gibt ECU 4 konstant einen gepulsten Strom mit einem Tastverhältnis aus, bei dem der Strom, der momentan in dem Magneten 13 c fließt, einen minimalen Wert Do hat, der IACT 1 entspricht, und zwar selbst dann, wenn die erforderliche Öffnung des elektromagnetischen Ventils Null ist, d. h. daß sich das Ventil im vollständig geschlossenen Zustand befindet. ECU 5 führt dies aus, indem die Umwandlungstabelle nach Fig. 6 angewandt wird, so daß die Regelung sofort ausgeführt werden kann. Selbstverständlich ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, der Hub des Ventilkörpers 13 a eine Hysterese bezüglich des momentanen Stroms IACT zwischen dem ansteigenden Hub und dem fallenden Hub des Ventilkörpers 13 a unterworfen. Der Grund für diese magnetische Hysterese des Kerns ist der Magnet 13 c sowie die magnetische Reibung darin.

Der elektrische Widerstand des Magneten 13 c des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 steigt an, wenn die Magnettemperatur infolge seiner eigenen elektrischen Erwärmung und der von der Brennkraftmaschine aufgenommenen Erwärmung ansteigt. Die Temperatur des Magneten 13 c wird im wesentlichen konstant und somit auch ihr elektrischer Widerstand, wenn ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, bei dem die von den Wärmequellen, wie der Brennkraftmaschine, aufgenommene Wärmemenge gleich der abgegebenen Wärmemenge wird. Da jedoch die Magnettemperatur und somit sein elektrischer Widerstand ansteigt, bis dieser Gleichgewichtszustand erreicht ist, schwankt der momentane Strom IACT und bewirkt eine Veränderung der Hubhöhe, so daß der momentane Strom nicht mit dem erforderlichen Stromwert ICMD übereinstimmt, der der erforderlichen Öffnung des elektromagnetischen Ventils 13 13 entspricht. ECU 5 erfaßt daher den momentanen Strom IACT aus der vorstehend genannten Spannung VA/D und um eine Versetzung zwischen dem erfaßten momentanen Wert des Stroms IACT und dem erforderlichen Stromwert ICMD zum Eliminieren erfolgt eine Ermittlung des Wertes des Stromes, der am Magneten 13 c anliegt, zum Modifizieren des Tastverhältnisses DOUTA des ausgegebenen gepulsten Stromes mittels einer Rückführung entsprechend der Versetzung. ECU 5 kann somit die Hubgröße des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 regeln.

Wenn eine Unterbrechung zwischen dem Stromregler 15 und dem Magneten 13 c an einem Punkt A in der Schaltung nach Fig. 2 auftreten sollte, werden ein durch die Zehnerdiode D fließender Strom iD und der Kollektorstrom ic des Transistors Tr 2 beide Null (iD = 0, ic = 0). Der Basisstrom ib der jeweiligen Transistoren Tr 1, Tr 2 wird daher etwa gleich einem Wert, den man erhält, wenn man einen Spannungswert dividiert, den man als Ergebnis einer zweimaligen Subtraktion des Basisemitterspannungsabfalles vbe der Transistoren Tr 1, Tr 2 von der Abgabespannung vo des Komparators 21 (d. h. der Abgabespannung der Batterie 16) erhält durch die Summe der Widerstandswerte des Basiswiderstands rb und des Emitterwiderstands re dividiert wird, wie dies in der folgenden Gleichung (1) angegeben ist: Da der im Emitterwiderstand re fließende Strom gleich dem Basisstrom ib wird, erhält man die am Emitterwiderstand re erzeugte Spannung ve nach Maßgabe der folgenden Gleichung (2):

ve = ib · re (2)

Somit kann man die Spannung VA/D, die an ECU 5 anliegt aus den Gleichungen (1) und (2) erhalten, indem man folgende Gleichung (3) anwendet, vorausgesetzt, daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers 22 auf die folgende Weise ausgedrückt ist:

Wenn daher eine Unterbrechung an der Stelle A in Fig. 2 auftritt, kann ECU 5 den momentanen Strom IACT ermitteln, indem die Eingangsspannung V/AD detektiert wird, die mit der Gleichung (3) ausgedrückt ist. Nachstehend wird der momentane Strom, der bei der Unterbrechung vorherrscht, als IACTOP bezeichnet. Zusätzlich sind die Werte des Basiswiderstands rb und des Emitterwiderstands re derart gesetzt, daß der Wert von IACTOP einen Wert (z. B. 40 mA) erreicht, der kleiner als der vorbestimmte Wert IACT 1 ist. Wie vorstehend angegeben ist, ist die Auslegung auch derart getroffen, daß ein Strom eines Wertes (z. B. IACT 1 = 200 mA) größer als der Wert von IACTOP ist, und dieser immer im Magneten 13 c fließt, wenn das proportionale elektromagnetische Ventil 13 normal arbeitet. Wenn daher ECU 5 ermittelt, daß der momentane Strom IACT etwa gleich dem Wert von IACTOP wird, detektiert ECU in Wirklichkeit das Auftreten einer Unterbrechung.

Wenn andererseits die Stelle A zwischen dem Stromregler 15 und dem Magneten 13 c mit Masse kurzgeschlossen ist, wird der Basisstrom ib jedes Transistors Tr 1 und Tr 2 Null (ib = 0), da der zweimalige Basisemitterspannungsabfall vbe der Transistoren Tr 1, Tr 2 größer als der Spannungsabfall vD an der Zehnerdiode D ist. In anderen Worten bedeutet dies, daß der gesamte Strom von dem Komparator 21 an der Stelle A über die Zehnerdiode D nach Masse abfließt. Selbstverständlich ist der Strom iD gleich einem Wert, den man durch Division eines Spannungswertes erhält, der das Ergebnis der Subtraktion des Spannungsabfalles an der Zehnerdiode D von der Abgabespannung vo des Komparators 21 ist und dieser durch den Wert des Basiswiderstandes rb dividiert wird d. h. iD = (vo-vD)/rb. Ferner wird der Kollektorstrom ic des Transistors Tr 2 gleich Null (ic = 0). Folglich erhält man die an ECU 5 angelegte Spannung V/AD nach Maßgabe der folgenden Gleichung (4), wobei der Wert gleich Null ist, da ib = 0:

AV/D = G · ib · re = 0 (4)

Wenn daher an der Stelle A in Fig. 2 ein Kurzschluß (mit Masse) auftritt, wird ECU 5 den momentanen Wert IACT (= 0) dadurch ermitteln, daß die Eingangsspannung VA/D gemäß der Gleichung (4) detektiert wird. Da ein Strom (IACT 1) immer durch den Magneten 13 c in gewissem Masse fließen wird, wenn das proportionale elektromagnetische Ventil 13 normal arbeitet, wie dies vorstehend angegeben ist, ermittelt ECU 5 in Wirklichkeit den Kurzschluß (mit Masse), wenn es ermittelt, daß der momentane Strom IACT etwa gleich Null geworden ist.

Nachstehend wird die Art und Weise beschrieben, mit der ECU 5 eine Verarbeitung zur Abnormitätsdetektion ausführt, und zwar unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 4.

Zuerst geht im Schritt 1 gemäß dem Flußdiagramm ECU 4 in die DOUTA-IACTCAL-Tabelle nach Fig. 7 um einen Wert des Stromes IACTCAL auszulesen, der für den Magneten 13 c vorbestimmt ist. Die Werte des Stromes IACTCAL in der Tabelle sind in einem Bereich gesetzt, der eingenommen wird, wenn der Stromregler 15 des elektromagnetischen Ventiles normal arbeitet. In einem Schritt 2 des Flußdiagrammes bestimmt dann ECU 5, ob der detektierte momentane Stromwert IACT etwa gleich dem vorausgesagten Stromwert IACTCAL ist, insbesondere ob der Wert IACT in den Bereich zwischen den gebrochenen Linien in Fig. 7 fällt. Wenn die im Schritt 2 durchgeführte Entscheidung JA ergibt, d. h. wenn der Stromregler 15 des elektromagnetischen Ventils normal arbeitet, dann wird der Verarbeitungsablauf mit einem Schritt 3 fortgesetzt, an dem ein vorbestimmter Zeitwert (TFS, z. B. 10 Sekunden) in einen tFS Zeitgeber gesetzt wird, dessen Zustand im nachstehenden Schritt 4 abgefragt wird. Der vorliegende Ablauf endet mit der Ausführung des Schritts 3.

Wenn man im Schritt 2 die Antwort NEIN hält, dann wird im Schritt 4 bestimmt, ob der Status des tFS Zeitgebers Null ist. Wenn die Antwort NEIN ist, dann ist der Verarbeitungsablauf ECU 5 beendet. Als Folge wird die Entscheidung über die Tatsache, daß ein abnormer Zustand aufgetreten ist, aufgeschoben, bis die vorbestimmte Zeit TFS von der JA-Entscheidung abgelaufen ist, die im Schritt 2 durchgeführt wurde, um abzuschätzen, daß der Stromregler 15 des elektromagnetischen Ventils normal arbeitet.

Wenn die im Schritt 4 erhaltene Antwort JA ist, wird der Verarbeitungsablauf mit einem Schritt 5 fortgesetzt, indem eine Anzeige dahingehend erfolgt, daß ein Fehler in der Treiberschaltung des proportionalen elektromagnetischen Ventils 13 aufgetreten ist. Hieran schließt sich ein Schritt 6 an, in dem ECU 5 bestimmt, ob der detektierte momentane Stromwert IACT größer als ein vorbestimmter Stromwert IACTFS (z. B. 30 mA) ist, der kleiner als der vorbestimmte Stromwert IACTOP ist, der zum Zeitpunkt eines Kurzschlusses vorherrscht. Wenn das Ergebnis der Entscheidung im Schritt 6 JA wird, dann ist der detektierte Stromwert IACTOP. Dies bedeutet, daß eine Unterbrechung (die in Fig. 4 mit OFFEN bezeichnet ist ) z. B. an der Stelle A in Fig. 2 aufgetreten ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das proportionale elektromagnetische Ventil 13 durch die Feder 13 b geschlossen, so daß die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine abgesenkt wird, wenn eine Unterbrechung auftritt. Da jedoch der Fahrer hierauf reagieren kann, indem das Gaspedal durchgedrückt wird, erfolgt keine Verarbeitung, die sich mit dieser Abnormität befaßt. Folglich wird von ECU 5 der Verarbeitungsablauf beendet, sobald man im Schritt 6 die Anwort JA erhält.

Wenn man im Schritt 6 andererseits die Anwort NEIN erhält, dann ist der detektierte momentane Strom Null, was bedeutet, daß ein Kurzschluß mit Masse, z. B. an der Stelle A in Fig. 2, ermittelt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform fließt ein Strom in den Magneten 13 c direkt (d. h. ohne Anwendung einer Regelung) von der Batterie 16, wenn ein Kurzschluß an der Stelle A auftritt, so daß das proportionale elektromagnetische Ventil 13 seinen vollständig offenen Zustand einnimmt, um die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 1 zu erhöhen. Für den Fahrer gibt es keine Möglichkeit, auf diese Fehlfunktion zu reagieren. Daher befaßt sich die Verarbeitung mit diesem abnormen Zustand, ausgehend von dem Schritt 7 aufwärts. Bei diesem Verarbeitungsablauf wird in einem Schritt 7 bestimmt, ob die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur Tw als ein vorbestimmter Temperaturwert TWFS ist. In einem Schritt 8 wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne höher als ein vorbestimmter Drehzahlwert NEFS ist. Ferner wird in einem Schritt 9 bestimmt, ob die Drosselklappenöffnung R TH gleich Null (vollständig geschlossen) ist. In einem Schritt 10 wird die Absperrung des Kraftstoffs an dem Kraftstoffeinspritzventil 6 ermittelt, wenn die in den Schritten 7, 8 und 9 erhaltenen Antworten JA sind, d. h. wenn keine Gefahr mehr besteht, daß die Brennkraftmaschine durchläuft, um die Kraftstoffabsperrung zu bewirken und der Fahrer die Absicht hat, die Brennkraftmaschine zu verlangsamen oder daß diese im Leerlauf fährt und im Anschluß daran ist der Verarbeitungsablauf beendet. Wenn in irgendeinem der Schritte 7, 8 und 9 eine Antwort NEIN erhalten wird, bedeutet dies, daß die Kraftstoffabsperrung ungeeignet ist. ECU 5 beendet daher unmittelbar den gegenwärtigen Verarbeitungsablauf, ohne den Schritt 10 auszuführen.

Wie vorstehend angegeben ist, wird bei der Erfindung der momentane Wert IACT des Stromes mit dem vorbestimmten Wert IACTFS verglichen, wenn ermittelt wird, daß das Regelsignal IACT keine vorbestimmte Korrelation hat. Es wird bestimmt, daß der Stromregler 15 offen ist, wenn IACT größer als IACTFS ist und daß ein Kurzschluß aufgetreten ist, wenn IACT gleich oder kleiner als IACTFS ist. Hierdurch wird es möglich zu bestimmen, ob eine Abnormität im Stromregler 15 des elektromagnetischen Ventils 13 infolge einer Unterbrechung oder eines Kurzschlusses zwischen dem Regler und dem Ventil aufgetreten ist, so daß der Unterbrechung oder dem Kurzschluß in entsprechender Weise mit Gegenmaßnahmen entgegengewirkt werden kann, wenn die Abnormität auftritt.

Da selbstverständlich viele verschiedene Ausbildungsformen im Rahmen der Erfindung möglich sind, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die speziellen dargestellten Ausbildungsformen beschränkt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Detektieren einer Abnormität in einem Stromregler eines elektromagnetischen Ventils der Bauart, bei der eine Stromversorgung, eine elektromagnetisches Ventil der Proportionalregelbauart, ein Stromregelelement zum Regeln des in dem elektromagnetischen Ventil fließenden Stromes in Abhängigkeit von einem Regelsignal, das dem Stromregelelement über eine Regeleinrichtung zugeführt wird, um hierdurch die Öffnung des elektromagnetischen Ventils zu regulieren, und ein Stromfühlelement vorgesehen sind, um einen momentanen Wert des in dem elektromagnetischen Ventil fließenden Stromes zu ermitteln, wenn es hier zu Masse geschaltet ist, wobei das an dem Stromregelelement angelegte Regelsignal in Durchführung ansprechend auf den momentanen Wert des Stromes geregelt ist, der von dem Stromfühlelement erfaßt wird, und zwar in einer solchen Weise, daß der momentane Wert des Stromes sich einem Sollwert des Stromes annähert, der in dem elektromagnetischen Ventil fließt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• (a) Bestimmen, ob das Regelsignal und der momentane Wert des Stromes eine vorbestimmte Korrelation haben,
• (b) Vergleichen des momentanen Wertes des Stromes mit einem vorbestimmten Wert, wenn ermittelt wird, daß das Regelsignal und der momentane Wert des Stromes nicht eine vorbestimmte Korrelation haben, und
• (c) Bestimmen, ob der Stromregler offen oder kurzgeschlossen ist, und zwar basierend darauf, ob der momentane Wert des Stromes größer als der vorbestimmte Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Korrelation zwischen dem Regelsignal und dem momentanen Wert des Stromes erfüllt ist, wenn der Stromregler des elektromagnetischen Ventiles normal arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) die Schritte umfaßt:

• Bestimmem, daß der Stromregler offen ist, wenn der momentane Wert des Stromes größer als der vorbestimmte Wert ist, und
• Bestimmen, daß der Stromregler kurzgeschlossen ist, wenn der momentane Wert des Stromes gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des tatsächlichen Wertes des Stromes auf einen Wert gesetzt ist, der kleiner als ein Wert des momentanen Wertes des Stromes ist, der vorherrscht, wenn der Stromregler des elektromagnetischen Ventiles offen ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Ventil der Proportionalregelbauart einen Magneten enthält, der zwischen der Energieversorgung und dem Stromregelelement geschaltet ist, daß bestimmt wird, daß der Stromregler des elektromagnetischen Ventils offen ist, wenn eine Unterbrechung zwischen dem Magneten und dem Stromregelelement auftritt, und daß bestimmt wird, daß ein Kurzschluß aufgetreten ist, wenn eine Verbindung des Magneten mit dem Stromregelelement mit Masse kurzgeschlossen ist.