DE3803078C2 - Verfahren und Einrichtung zur Positionsüberwachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Ist-Positions­ gebers gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8. Eine solche Sicherheitseinrichtung ist aus der DE 33 01 742 A1 bekannt. Dort wird ein Positions-Ist-Signal mit einem oberen und unteren Grenzwert verglichen, so dass, wenn das Ist- Signal einen der Grenzwerte überschreitet bzw. unterschrei­ tet, auf einen Notfahrbetrieb umgestellt wird. Dagegen wer­ den Defekte, wie z. B. Lockern der mechanischen Verbindung zwischen dem Stellglied und dem Ist-Positionsgeber nicht er­ faßt. Eine Kompensation von alterungsbedingten mechanischen Abnutzungserscheinungen wird in der DE 30 11 595 A1 be­ schrieben. Hier ist jedoch keine Fehlererkennung vorgesehen. In der DE 31 03 212 A1 wird eine Vorrichtung zum Erfassen der am weitesten geschlossenen Stellung des Drosselventils einer Brennkraftmaschine beschrieben. Dieser adaptierte Wert wird jedoch auch nicht zur Erkennung von mechanischen Defek­ ten benutzt.

Aus der DE 33 27 157 A1 ist eine Einrichtung bekannt, die über überprüft, ob eine Regelstange frei beweglich ist und ob eine Sicherheitsabstelleinrichtung zum Abschalten einer Brennkraftmaschine korrekt arbeitet. Diese Sicherheitsab­ stelleinrichtung wird vorzugsweise zum Abschalten von Die­ selbrennkraftmaschinen im Notfall verwendet. Hierzu ist vor­ gesehen, daß zwischen dem Kraftstoffvorratsbehälter und der Kraftstoffpumpe eine elektrische Absaugpumpe angeordnet ist. In bestimmten Betriebszuständen wird die Absaugvorrichtung kurzzeitig eingeschaltet, um die Einrichtung auf ihre kor­ rekte Funktionsweise zu überprüfen.

Aus der EP 0 170 018 A2 ist Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose von Stellgliedern bekannt. Bei diesem Verfahren wird im Schubbetrieb der Steller weiter geöffnet und über­ prüft, ob sich ein Signal einer hiervon abhängigen Größe, (z. B.: Ansaugdruck) ändert.

Die bisher genannten Lösungsansätze können zum einen nicht alle Fehler erkennen (DE 33 27 157 A1) oder stören den Ab­ lauf zusätzlicher Funktionen, wie beispielsweise eine Ruc­ keldämpfung oder eine Schleppmomentenbegrenzung (EP 0 170 018 A2)

Der Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine ein­ fache und sicher Funktionsüberwachung eines Ist- Positionsgebers zu schaffen, die ohne Einfluß auf das Fahr­ verhalten und die zusätzlichen Funktionen erfolgt.

Die Erfindung wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Die Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild die erfindungsgemäße Ausführung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine. Fig. 2 zeigt die Poten­ tiometerbahn mit der korrekten Zuordnung von Regelweg zu Re­ gelspannung, Fig. 3 zeigt dieselbe Potentiometerbahn mit einem schematisch angedeuteten Nebenschluß und den sich da­ durch ergebenden Spannungswerten.

In Fig. 1 ist eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit 100 bezeichnet. Der eigentliche Stellgliedfolgeregelkreis besteht aus den vier Blöcken 110 bis 140, wobei mit 110 ein Stellglied für die Brennkraftmaschine, mit 120 ein Ist- Positionsgeber, mit 130 der Regler und mit 140 ein Stell­ gliedantrieb 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 vom Ist-Positionsgeber 120 subtraktiv zugeführt wird. Das Ergebnis der Differenzbildung wird der Regelung in Regler 130 zugeführt. Das Ausgangssignal des Reglers 130 wird über den Schalter S1 dem Stellgliedantrieb 140 zugeführt. Der Stellgliedantrieb 140 wirkt dann auf das Stellglied 110 ein. Als weiterer Regelkreis ist eine Dreh­ zahlregelung vorhanden. Hierzu wird aus der Brennkraftma­ schine 100 in einem Drehzahl-Istwertgeber 170 ein Drehzahl­ signal gewonnen. Dieses Drehzahl-Istsignal wird einem Summa­ tionspunkt 161 subtraktiv zugeführt. Das Summenergebnis des Punktes 161 wird der Drehzahlregelung 160 zugeführt, von da aus weiter über einen Schalter S2 an den Stellgliedantrieb 140. Weiterhin ist im Summationspunkt 161 die Führungsgröße vom Fahrpedal 150 zugeführt. Vervollständigt wird die Schal­ tung durch eine Kontrolleinrichtung 190 mit einer Störungs­ meldeeinrichtung 191 sowie einer Schuberkennung 180, der die Führungsgröße und das Drehzahl-Istsignal zugeführt sind. Der Kontrolleinrichtung 190 ist das Ausgangssignal der Schuber­ kennung 180 und das Ist-Signal des Ist-Positionsgebers 120 zugeführt. Von der Kontrolleinrichtung 190 wird die Stö­ rungsmeldung 191 angesteuert sowie die beiden Schalter S1, S2 und der Stellgliedantrieb 140.

Im normalen Fahrbetrieb ist der Schalter S1 geschlossen, während der Schalter S2 geöffnet ist. Wenn der Fahrbetrieb in einen Schubbetrieb übergeht, was durch die Schuberkennung 180 erkannt wird, so wird nach einer gewissen Zeit T1 auch der Schalter S1 geöffnet und dafür der Stellgliedantrieb so kurzzeitig (einige Millisekunden) gegen die Minimuman­ schlagsbegrenzung gefahren, dass weitere Spezialbetriebspro­ gramme 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 Ist-Positionsgebers 120 beobachtet. Nimmt dieses Signal bei diesen Tests, die in re­ lativ großen Zeitabschnitten (Sekundenbereich) mehrfach auf­ gerufen 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 S2 geschlossen wird, während der Schalter S1 geöffnet wird, und die Fahrt mit dem überlagerten Dreh­ zahlregelkreis fortgesetzt werden kann. Weiterhin kann eine Signalmeldung an den Fahrer erfolgen.

Fig. 2 zeigt die korrekte Zuordnung Regelweg/Spannung, wo­ bei eine Potentiometerbahn mit 300, der Regelweggeberweg mit 301 und die zugehörige Spannungsskala mit 302 bezeichnet ist. Der untere bzw. obere mechanische Anschlag ist mit 310 bzw. 320 bezeichnet.

Die Fig. 3 zeigt einen Fehler durch Nebenschluß. Die Be­ zeichnung der verschiedenen Skalen ist aus der Beschreibung zur Fig. 3 übernommen. Hierbei wird deutlich, dass bei An­ fahren des unteren Anschlages 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 Potentiometerbahn aus einer elektronischen Konstantstromquelle gespeist wird.

Damit könnten dann auch Nebenschlüsse innerhalb der Poten­ tiometerbahn sicher erkannt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers (120), der ein Signal liefert, das der Stellung eines leistungsbestimmenden Stellgliedes (110) ei­ ner Brennkraftmaschine (100) eines Kraftfahrzeuges ent­ spricht, dadurch gekennzeichnet, dass im Schubbetrieb mit­ tels eines Stellgliedantriebs das Stellglied (110) in eine mechanische Anschlagposition bewegt wird, wobei gleichzeitig überprüft wird, ob der Ist-Positionsgeber (120) in seiner Stellung entsprechendes Signal abgibt, und wobei die Bewe­ gung des Stellgliedes (110) so kurzzeitig erfolgt, dass der Ablauf weiterer Spezialbetriebsprogramme beim Schubbetrieb wenigstens so ermöglicht wird, dass der Fahrer des Kraft­ fahrzeuges von der Funktionsüberwachung nichts bemerkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Testfunktion im Schubbetrieb in relativ großen Zeitabschnitten mehrfach aufgerufen werden kann.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den weiteren Spezialbe­ triebsprogrammen um eine Ruckeldämpfung oder eine Schleppmo­ mentenbegrenzung handelt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfahrfunktion eingeleitet wird, wenn ein Fehler erkannt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erst wenn mehrfach in Folge ein Fehler erkannt wird, eine Notfahrfunktion eingeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Notfahrfunktion eine gesteuerte Fahrt mit überlagertem Drehzahlregelkreis oder dass eine de­ finierte Abschaltung der Einspritzung im Schubbetrieb er­ folgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines erkannten Fehlers ein Signal an den Fahrer gegeben werden kann.

8. Einrichtung zur Funktionsüberwachung eines elektri­ schen Ist-Positionsgebers (120), der ein Signal liefert, das der Stellung eines leistungsbestimmenden Stellgliedes (110) einer Brennkraftmaschine (100) eines Kraftfahrzeuges ent­ spricht, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die im Schubbetrieb mittels eines Stellgliedantriebs das Stellglied (110) in eine mechanische Anschlagposition bewe­ gen, und gleichzeitig überprüfen, ob der Ist-Positionsgeber (120) ein seiner Stellung entsprechendes Signal abgibt, und wobei die Bewegung des Stellgliedes (110) so kurzzeitig er­ folgt, dass der Ablauf weiterer Spezialbetriebsprogramme beim Schubbetrieb wenigstens so ermöglicht wird, dass der Fahrer des Kraftfahrzeuges von der Funktionsüberwachung nichts bemerkt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für einen Drehzahlregelkreis vorhanden sind, mit dem ein Notfahrbetrieb realisiert werden kann.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, dass ein Potentiometer des Ist- Positionsgebers (120) aus einer Konstantstrom- oder Kon­ stantspannungsquelle versorgt wird.