DE3803078A1

DE3803078A1 - Verfahren und einrichtung zur positionsueberwachung eines elektrischen ist-positionsgebers

Info

Publication number: DE3803078A1
Application number: DE3803078A
Authority: DE
Inventors: Hermann Prof Dr Ing Kull; Joachim Dipl Ing Berger; Ulrich Dipl Ing Gerstung
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-17
Anticipated expiration: 2008-02-04
Also published as: GB8900586D0; JPH01224440A; DE3803078C2; GB2215487A; GB2215487B; JP2813189B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Posi tionsüberwachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Sicherheitseinrichtung ist aus der DE-OS 33 01 742 bekannt. Dort wird das Positions-Ist-Signal mit einem oberen und unteren Grenzwert verglichen, so daß, wenn das Ist-Signal einen der Grenzwerte überschreitet bzw. unterschreitet, auf einen Notfahrbetrieb umgestellt wird. Dagegen werden Defekte, wie z. B. Lockern der mechanischen Verbindung zwischen dem Stell glied und dem Ist-Positionsgeber nicht erfaßt. Eine Kompensation von alterungsbedingten mechanischen Abnutzungserscheinungen wird in der DE-OS 30 11 595 beschrieben. Hier ist jedoch keine Fehlererkennung vorgesehen. In der DE-OS 31 03 212 wird eine Vorrichtung zum Erfas sen der am weitesten geschlossenen Stellung des Drosselventils einer Brennkraftmaschine beschrieben. Dieser adaptierte Wert wird jedoch auch nicht zur Erkennung von mechanischen Defekten benutzt. In der DE-OS 31 30 094 wird ein Notsteuersystem für eine Dieselbrennkraft maschine beschrieben, bei der im Fehlerfall in der Signalverarbei tungseinheit das Positionssignal des Fahrpedals mehr oder weniger unmittelbar auf den Regler zur Ansteuerung des Stellwerks für das mengenbestimmende Glied geschaltet wird. Diese OS beschreibt eine Möglichkeit, einen Notfahrbetrieb bei Defekten in der Stellgliedan steuerung durchzuführen. Des weiteren wird in der DE-OS 31 49 361 ein Adaptionsverfahren für den oberen und unteren Endanschlag eines Ist-Positionsgebers beschrieben. In der DE-OS 33 01 743 wird eine Sicherheitseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung beschrieben, die darauf gestützt ist, daß bei Überschreiten eines oberen oder unteren Grenzwertes von Ist-Signalen auf einen Notfahr betrieb umgeschaltet wird. Weiterhin wird in der DE-OS 19 62 570 ein Sicherheitssystem für Unterbrechungen im Regelkreis und Zuleitungen beschrieben, durch welches das Stellglied im Fehlerfall selbständig in seine Nullage zurückgestellt wird. Schließlich wird in der DE-OS 33 43 481 eine Korrektureinrichtung für ein Kraftstoffzumeß system einer Brennkraftmaschine beschrieben, die über die Nadelbe wegung der Düsennadel eine Korrektur der Kraftstoffzumessung vor nimmt.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Positionsüberwachung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ist es nunmehr erstmals möglich, alle möglicherweise auftretenden Fehler zu erkennen und gleichzeitig einen Funktionstest durchzuführen. Durch eine entsprechende Umsetzung des Erfindungsge dankens läßt sich die Erfindung sowohl für selbstzündende als auch fremdgezündete Brennkraftmaschinen verwenden. Dadurch, daß durch die Erfindung Fehler verschiedenster Art in der Stellgliedansteuerung sicher erkannt werden können, wird in Verbindung mit einer Notfahr einrichtung die Verfügbarkeit des Kraftfahrzeuges weiter erhöht.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge stellten Ausführungsform erläutert. Die Fig. 1 zeigt im Block schaltbild die erfindungsgemäße Ausführung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Fig. 3 zeigt die Poten tiometerbahn mit der korrekten Zuordnung von Regelweg zu Regelspan nung, Fig. 4 zeigt dieselbe Potentiometerbahn mit einem schematisch angedeuteten Nebenschluß und den sich dadurch ergebenden Spannungs werten.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit 100 be zeichnet. Der eigentliche Stellgliedfolgeregelkreis besteht aus den vier Blöcken 110 bis 140, wobei mit 110 ein Stellglied für die Brennkraftmaschine, mit 120 ein Istwertgeber, mit 130 der Regler und mit 140 ein Stellgliedantrieb bezeichnet ist. Die Führungsgröße wird durch ein Fahrpedal 150, eventuell durch andere Größen (z.B. Dreh zahl) korrigiert, dem Summationspunkt 131 zugeführt, dem auch das Istwertsignal von Istwertgeber 120 subtraktiv zugeführt wird. Das Ergebnis der Differenzbildung wird der Regelung in Regler 130 zu geführt. Das Ausgangssignal des Reglers 130 wird über den Schalter S 1 dem Stellgliedantrieb 140 zugeführt. Der Stellgliedantrieb 140 wirkt dann auf das Stellglied 110 ein. Als weiterer Regelkreis ist eine Drehzahlregelung vorhanden. Hierzu wird aus der Brennkraftma schine 100 in einem Drehzahl-Istwertgeber 170 ein Drehzahlsignal gewonnen. Dieses Drehzahl-Istsignal wird einem Summationspunkt 161 subtraktiv zugeführt. Das Summenergebnis des Punktes 161 wird der Drehzahlregelung 160 zugeführt, von da aus weiter über einen Schal ter S 2 an den Stellgliedantrieb 140. Weiterhin ist im Summations punkt 161 die Führungsgröße vom Fahrpedal 150 zugeführt. Vervoll ständigt wird die Schaltung durch eine Kontrolleinrichtung 190 mit einer Störungsmeldeeinrichtung 191 sowie einer Schuberkennung 180, der die Führungsgröße und das Drehzahl-Ist-Signal zugeführt sind. Der Kontrolleinrichtung 190 ist das Ausgangssignal der Schuberken nung 180 und das Ist-Signal des Stellgliedgebers 120 zugeführt. Von der Kontrolleinrichtung 190 wird die Störungsmeldung 191 angesteuert sowie die beiden Schalter S 1, S 2 und der Stellgliedantrieb 140.

Im normalen Fahrbetrieb ist der Schalter S 1 geschlossen, während der Schalter S 2 geöffnet ist. Wenn der Fahrbetrieb in einen Schubbetrieb übergeht, was durch die Schuberkennung 180 erkannt wird, so wird nach einer gewissen Zeit T 1 auch der Schalter S 1 geöffnet und dafür der Stellgliedantrieb so kurzzeitig (einige Millisekunden) gegen die Minimumanschlagsbegrenzung gefahren, daß weitere Spezialbetriebs programme beim Schubbetrieb, insbesondere eine Ruckeldämpfung oder eine Schleppmomentbegrenzung wenigstens so ermöglicht werden, daß der Fahrer vom Ablauf der Testfunktion nichts bemerkt. Dabei wird das Signal des Stellglied-Ist-Positionsgebers 120 beobachtet. Nimmt dieses Signal bei diesen Tests, die in relativ großen Zeitab schnitten (Sekundenbereich) mehrfach aufgerufen werden können, ein oder mehrfach einen unplausiblen Wert an, so wird ein Fehler erkannt und auf Notfahrbetrieb umgestellt. Der Notfahrbetrieb wird dadurch gewährleistet, daß der Schalter S 2 geschlossen wird, während der Schalter S 1 geöffnet wird, und die Fahrt mit dem überlagerten Dreh zahlregelkreis fortgesetzt werden kann. Weiterhin kann eine Signal meldung an den Fahrer erfolgen.

Fig. 3 zeigt die korrekte Zuordnung Regelweg/Spannung, wobei eine Potentiometerbahn mit 300, der Regelweggeberweg mit 301 und die zu gehörige Spannungsskala mit 302 bezeichnet ist. Der untere bzw. obere mechanische Anschlag ist mit 310 bzw. 320 bezeichnet.

Die Fig. 4 zeigt einen Fehler durch Nebenschluß. Die Bezeichnung der verschiedenen Skalen ist aus der Beschreibung zur Fig. 3 über nommen. Hierbei wird deutlich, daß bei Anfahren des unteren An schlages die Spannung exakt zu Null wird, was als Fehler erkannt und entsprechend behandelt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dadurch vorgenommen werden, daß die Potentio meterbahn aus einer elektronischen Konstantstromquelle gespeist wird. Damit könnten dann auch Nebenschlüsse innerhalb der Potentio meterbahn sicher erkannt werden.

Fig. 2 zeigt die Erfindung in einer Ausführung für eine selbst zündende Brennkraftmaschine. Die Bezeichnung der Komponenten ist weitgehend aus Fig. 1 übernommen worden. Lediglich die selbstzün dende Brennkraftmaschine 200 hat eine neue Bezeichnung erhalten. Außerdem ist die Einspritzpumpe 210 hinzugetreten. Eine weitere Änderung ist, daß nun der Kontrolleinrichtung 190 anstelle des Po sitions-Ist-Signales aus Block 120 nunmehr als redundantes Schub signal das Ausgangssignal eines Nadelbewegungsfühlers oder in Ver bindung mit wenigstens einem Einspritzventil auch ein Förderbeginn sensorsignal benutzt wird. Prinzipiell ist auch der Einsatz eines Verbrennungsbeginnsensors im Zylinder des Motors denkbar. Steht keines dieser Signale zur Verfügung, so kann exakt der Funktions ablauf wie in Fig. 1 beschrieben stattfinden.

Claims

1. Verfahren zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Ist-Posi tionsgebers (120) beim Stellglied (110) zur Leistungsvorgabe einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmten Fahr situationen, insbesondere dem Schubbetrieb extreme Positionen, ins besondere der mechanische Endanschlag kurzzeitig angefahren werden und die Stellungsrückmeldung auf Plausibilität untersucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stel lungsrückmeldung das Ausgangssignal des Stellglied-Ist-Positions gebers benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stel lungsrückmeldung bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen das Signal eines Nadelbewegungsfühlers und/oder eines Förderbeginnsensors und/oder eines Verbrennungsbeginnsensors benutzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Testfunktion im Schubbetrieb in relativ großen Zeitab schnitten (Sekundenbereich) mehrfach aufgerufen werden kann.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß für die Testfunktion der Stellglied-Sollwert jeweils nur für wenige Millisekunden sehr stark zurückgenommen wird, so daß weitere Spezialbetriebsprogramme beim Schubbetrieb, insbesondere eine Ruckeldämpfung oder eine Schleppmomentbegrenzung wenigstens so ermöglicht werden, daß der Fahrer vom Ablauf der Testfunktion nichts bemerkt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß, wenn durch die Testfunktion ein Fehler erkannt wird, eine Notfahrfunktion eingeleitet wird, insbesondere eine gesteuerte Fahrt mit überlagertem Drehzahlregelkreis oder eine definierte Schubab schaltung.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß erst wenn durch die Testfunktion mehrfach in Folge ein Fehler erkannt wird, eine Notfahrfunktion eingeleitet wird, insbe sondere eine gesteuerte Fahrt mit überlagertem Drehzahlregelkreis oder eine definierte Abschaltung der Einspritzung im Schubbetrieb.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeich net, daß mit der Fehlerfeststellung eine Signalmeldung an den Fahrer ergeht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeich net, daß das Potentiometer des Ist-Stellungsmelders aus einer Kon stantstrom oder Konstantspannungsquelle versorgt wird.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (180) vorhanden sind, die eine Schubbetriebserkennung ermöglichen sowie in den Re gelkreis so eingreifen können, daß das Stellglied in eine extreme Position gefahren werden kann, sowie das dann ausgegebene Ist-Stell gliedsignal auf Plausibilität untersucht werden kann.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für einen Drehzahlregelkreis vorhanden sind, mit dem eine Notfahr einrichtung realisiert werden kann.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß im Falle eines erkannten Fehlers ein Signal (191) an den Fahrer gegeben werden kann.