DE3921329A1

DE3921329A1 - Error function calculation for speed control of combustion engine - comparing actual value with reference value to compute control signals

Info

Publication number: DE3921329A1
Application number: DE19893921329
Authority: DE
Inventors: Joachim Meicher
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-01-03

Abstract

The off load speed regulator (1) has outputs (2, 3, 4, 7, 8, 30) inputs (5), output stage (6), coil (9), operational amplifier (12, 16) and resistors (10, 11, 13, 14, 18, 20, 22, 24, 26-29, 32, 33) saw tooth voltage generator (17), capacitor (19, 34), transistor (21, 23, 25), current resistor (31). The circuit regulator compares the actual value with a reference value after a predetermined period of time, and switches the output accordingly. Preferably, the period of time is greater or equal to the time constant of the regulator. Also the circuit ,ay operate a bypass coil in the air intake. ADVANTAGE - Superior control.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fest stellung einer Fehlfunktion einer einen Stromregelkreis aufweisenden Endstufe in einer Leerlaufdrehzahlregel anordnung einer Brennkraftmaschine und auf eine Vorrich tung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for solid malfunction of a current control loop having output stage in an idle speed rule arrangement of an internal combustion engine and on a Vorrich tion to carry out the procedure.

Für die Leerlaufdrehzahlregelung von Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung werden Stellventile verwen det, die von elektrischen Schaltungen gesteuert werden und jeweils parallel zu den Drosselklappen als Bypass angeordnet sind. Bei Fehlern oder Fehlersimulationen der Bauteile der elektrischen Schaltungen durch Kurzschlüsse und/oder Unterbrechungen von Stromwegen können unkon trollierte Verhaltensweisen der Brennkraftmaschine auftreten. Fehlfunktionen können durch zu hohe Motor drehzahlen, die außerhalb des Leerlaufdrehzahlbereichs liegen, oder durch Stehenbleiben des Motors auftreten. Solche Fehlfunktionen stellen ein Sicherheitsproblem dar.For idle speed control of internal combustion engines control valves are used with fuel injection det, which are controlled by electrical circuits and each parallel to the throttle valve as a bypass are arranged. With errors or error simulations of the Components of the electrical circuits due to short circuits and / or interruptions in power paths can be inconsistent controlled behaviors of the internal combustion engine occur. Malfunctions can be caused by the motor being too high speeds outside the idle speed range lying, or occur due to the engine stopping. Such malfunctions pose a security problem represents.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion einer in einem Regelkreis angeordneten Endstufe zu entwickeln, die einen geregelten Strom in ein Stellglied für die Leerlaufdrehzahlregelung der Brennkraftmaschine ein speist.The invention is based on the object Procedure for determining a malfunction in one developing a control circuit arranged in a control loop, which a regulated current in an actuator for the Idle speed control of the engine feeds.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein den Stromregelkreis beaufschlagender Sollwert mit einem Istwert der Stellgröße des Ausgangs der Endstufe ver glichen wird, daß bei Abweichungen zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Vergleich nach Ablauf einer vorgege benen Zeit wiederholt wird und daß bei nach Ablauf der Zeit noch vorhandener, einen vorgebbaren Mindestwert übersteigender Abweichung eine Meldung erzeugt und/oder der Ausgang der Endstufe stromlos geschaltet wird. Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, das elektrische Element am Ende einer Schaltungsanordnung auf einwand freie Funktion zu überwachen, um so die Fehler der in der Schaltungsanordnung vor der Endstufe liegenden Teile mit zu erfassen, sofern sich diese Fehler in einem unkontrollierten Zustand des Ausgangs der Endstufe auswirken. Mit dieser Art der Überwachung können beson dere Überwachungen von Bauteilen der Schaltung einge spart werden. Die vorstehend beschriebene Überwachung ist daher besonders wirtschaftlich.The object is achieved in that a the current control circuit with a setpoint Actual value of the manipulated variable of the output of the output stage ver It is compared that if there are deviations between the setpoint and the actual value of the comparison after a given one benen time is repeated and that at the end of Time still available, a predeterminable minimum value if the deviation exceeds this, a message is generated and / or the output of the output stage is switched off. The Invention is based on the principle of electrical Element at the end of a circuit arrangement on single free function to monitor so the errors of in the circuitry before the power amplifier parts to record if these errors are in one uncontrolled state of the output of the output stage impact. With this type of surveillance you can monitoring of components of the circuit be saved. The monitoring described above is therefore particularly economical.

Vorzugsweise ist die vorgegebene Zeit gleich oder größer als die Übergangszeit des Regelkreises. Unter Übergangs zeit ist hierbei eine Zeitspanne zu verstehen, die vergeht, bis nach einem Sollwertsprung die Regelgröße nach einem periodischen oder aperiodischen Verlauf endgültig den Endwert erreicht hat bzw. in eine den Endwert umgebende Toleranzzone von z. B. 5% des End werts eingetreten ist. Die Zeitspanne wird also auf das Übergangsverhalten des Regelkreises abgestimmt. Falls dem Regelkreis für den Strom ein anderer Regelkreis überlagert wird, richtet sich die Zeitspanne z. B. nach der Übergangszeit der gesamten Regelanordnung.The predetermined time is preferably the same or greater than the transition period of the control loop. Under transition time is a period of time to understand the passes until the controlled variable changes after a setpoint jump after a periodic or aperiodic course has finally reached the final value or in a End value surrounding tolerance zone of z. B. 5% of the end value has occurred. So the time span will be on that Transition behavior of the control loop coordinated. If the control loop for the current another control loop is superimposed, the time period z. B. after the transition period of the entire regulation.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Spule eines Stellglieds für die Leerlaufdrehzahlregelung in Reihe mit einem ersten und einem zweiten Transistor sowie einem Strommeßwiderstand an eine Betriebsspan nungsquelle gelegt ist, daß der erste Transistor Stell glied eines Stromregelkreises einer Endstufe ist und von impulsdauermodulierten Impulsen beaufschlagt ist, deren Impulsdauern von der Differenz zwischen einem Sollwert und einem Istwert des Stroms abhängen, daß die Differenz einem Vergleichwert zuführbar ist, durch den bei einer einem Mindestwert übersteigende Differenz ein Zeitglied anstoßbar ist, nach dessen Verzögerungszeit bei über dem Mindestwert liegender Differenz der zweite Transistor nichtleitend steuerbar ist. Ein Transistor ist in Verbindung mit Mitteln zur Impulsdauermodulation der Ansteuersignale des ersten Transistors sowie dem Strom meßwiderstand und einem Soll-, Istwertvergleicher des Regelkreises notwendig, um den Strom in der Spule des Stellglieds zu regeln. Für die Überwachung, bzw. die Herstellung eines unkritischen Zustandes ist bei der oben beschriebenen Vorrichtung nur ein zusätzlicher Vergleicher und, falls erforderlich das Anstoßen eines Zeitglieds notwendig. Der Aufwand für die Überwachung ist somit gering. An apparatus for performing the above The method according to the invention is that a coil of an actuator for idle speed control in Series with a first and a second transistor and a current measuring resistor to an operating chip voltage source is placed that the first transistor Stell member of a current control loop of an output stage and of impulse duration modulated pulses, the Pulse durations from the difference between a setpoint and an actual value of the current depend that the difference a comparison value can be supplied, by which at a a difference that exceeds a minimum value is triggerable, after its delay time at over The minimum difference is the second transistor is not controllable. A transistor is in Connection with means for pulse duration modulation of the Control signals of the first transistor and the current measuring resistor and a setpoint, actual value comparator of Control circuit necessary to the current in the coil of the To regulate actuator. For monitoring, or the Production of an uncritical state is in the device described above just an additional Comparator and, if necessary, toasting one Timer necessary. The effort for monitoring is therefore low.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dem ersten Transistor ein erster Operationsverstärker vorgeschal tet, dessen einer Eingang von einer periodischen Säge zahnspannung beaufschlagt und dessen anderer Eingang mit einem als Integrator geschalteten zweiten Operations verstärker verbunden ist, der an einem Eingang von einer Referenzspannung und am anderen Eingang von einem der Differenz zwischen Soll- und Istwert entsprechenden Signal beaufschlagt ist, das auch an den Vergleicher geführt ist. Es genügt also, die Regelabweichung zu überwachen und bei Änderungen, die sowohl von Sollwert- als auch von Istwertänderungen verursacht sein können, das Zeitglied anzustoßen und die Prüfung der Abweichung nach Ablauf der Zeitverzögerung durchzuführen.In a preferred embodiment, the first Transistor a first operational amplifier tet, the one input of a periodic saw tooth voltage applied and its other input with a second operation connected as an integrator connected to an input of one Reference voltage and at the other input from one of the Difference between setpoint and actual value Signal is applied to the comparator is led. It is therefore sufficient to close the rule deviation monitor and in the event of changes that are as well as caused by actual value changes initiate the timing element and check the deviation after the time delay has elapsed.

Es ist günstig, wenn die Leerlaufdrehzahlregelanordnung einen Leerlaufdrehzahlregler mit einem Mikrorechner enthält, wobei der Leerlaufdrehzahlregler mindestens einen analogen Ausgang, der mit einer Summierstelle der stromgeregelten Endstufe verbunden ist, einen digitalen Ausgang, der mit dem zweiten Transistor verbunden ist, einen an die Summierstelle angeschlossenen Eingang für eine Analog/Digital-Umsetzung und einen Ausgang für ein Tastsignal aufweist, das über einen Sägezahnspannungs generator mit dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers verbunden ist. Der Mikro rechner, der für die Leerlaufdrehzahlregelung ohnedies besonders zweckmäßig ist, muß bei der vorstehend be schriebenen Ausführungsform z. B. die Analog/Digital- Umsetzung steuern und zugleich die Überwachungsfunk tionen ausüben. Der Soll-, Istwert-Vergleich erfolgt im Mikrorechner, der ohnedies den Sollwert bestimmt und damit über einen entsprechenden gespeicherten Wert verfügt. Das Zeitglied ist ein Software-Zeitglied. It is beneficial if the idle speed control arrangement an idle speed controller with a microcomputer contains, with the idle speed controller at least an analog output with a summing point of the current-controlled output stage is connected to a digital Output connected to the second transistor an input connected to the summing point for an analog / digital conversion and an output for one Touch signal that has a sawtooth voltage generator with the non-inverting input of the first operational amplifier is connected. The mic calculator that for idle speed control anyway is particularly useful, must be in the above written embodiment z. B. the analog / digital Control implementation and at the same time control radio exercise. The setpoint / actual value comparison takes place in Microcomputer that determines the setpoint anyway and with a corresponding stored value disposes. The timer is a software timer.

Hieraus ist zu ersehen, daß die Überwachung, die eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit bewirkt, nur wenig zusätzlichen Aufwand verlangt.From this it can be seen that the surveillance, the one brings about a significant improvement in operational safety, requires little additional effort.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform enthält der Leerlaufdrehzahlregler zwei Ausgänge jeweils für den gleichen analogen Sollwert, wobei beide Ausgänge je über einen Spannungsteiler und mit zwei Widerständen an den Strommeßwiderstand angeschlossen sind und wobei der Abgriff des an den einen Ausgang angeschlossenen Span nungsteilers mit dem nicht invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers und der Abgriff des an den anderen Ausgang angeschlossenen Spannungsteilers an einen Kondensator und den Eingang für die Analog/ Digital-Umsetzung angeschlossen sind. Durch den weiteren Ausgang für den Sollwert wird ein redundantes Signal zur Verfügung gestellt.In an expedient embodiment, the Idle speed controller two outputs each for the same analog setpoint, with both outputs each over a voltage divider and with two resistors to the Current measuring resistor are connected and the Tapping the span connected to the one output divider with the non-inverting input of the second operational amplifier and the tap of the to other output of connected voltage divider a capacitor and the input for the analog / Digital implementation are connected. By the further Output for the setpoint becomes a redundant signal Provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 7 bis 8 beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in claims 7 to 8.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.The invention is based on one in one Drawing shown embodiment closer described, from which further details, characteristics and give advantages.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Schaltbild einer Leerlaufdrehzahlregelungs anordnung mit einer stromgeregelten Endstufe sowie mit einer Anordnung zur Feststellung einer Fehlfunktion; Figure 1 is a circuit diagram of an idle speed control arrangement with a current-controlled output stage and with an arrangement for determining a malfunction.

Fig. 2 ein Diagramm des Ablaufs der Überwachung der in Fig. 1 dargestellten stromgeregelten Endstufe. Fig. 2 is a diagram of the process of monitoring the current-controlled output stage shown in Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Leerlaufdrehzahlregelungsanordnung für eine Brennkraftmaschine dargestellt, die einen Leerlaufdrehzahlregler (1) enthält, der insbesondere als Anwender spezifischer integrierter Schaltkreise ausge bildet ist und einen Mikrorechner sowie einen Analog/ Digital-Umsetzer enthält. Der Leerlaufdrehzahlregler (1) ist in Fig. 1 nur als Schaltungsblock mit Ein- und Ausgängen dargestellt. An einem Ausgang (2) des Leer laufdrehzahlreglers (1) wird ein Sollwert für die Leerlaufdrehzahl in Form eines analogen Signals ausge geben. Der Leerlaufdrehzahlregler (1) hat einen weiteren Ausgang (3) für den gleichen Sollwert, der als analoges Signal verfügbar ist. Durch zwei Sollwertsignale wird eine Redundanz erreicht. Der Leerlaufdrehzahlregler (1) hat einen Ausgang (4) für ein Taktsignal, das als Rechtecksignalfolge mit gleichbleibender Frequenz ausgegeben wird. Ferner ist am Leerlaufdrehzahlregler (1) ein Eingang (5) vorgesehen, dem ein Analog/Digital-Umsetzer nachgeschaltet ist.In Fig. 1, an idle speed control arrangement for an internal combustion engine is shown, which contains an idle speed controller ( 1 ), which is formed in particular as a user of specific integrated circuits and contains a microcomputer and an analog / digital converter. The idle speed controller ( 1 ) is shown in Fig. 1 only as a circuit block with inputs and outputs. At an output ( 2 ) of the idle speed controller ( 1 ) is a setpoint for the idle speed in the form of an analog signal. The idle speed controller ( 1 ) has another output ( 3 ) for the same setpoint, which is available as an analog signal. Redundancy is achieved by two setpoint signals. The idle speed controller ( 1 ) has an output ( 4 ) for a clock signal which is output as a square wave sequence with a constant frequency. Furthermore, an input ( 5 ) is provided on the idle speed controller ( 1 ), which is followed by an analog / digital converter.

An den Leerlaufdrehzahlregler (1) ist eine stromgeregel te Endstufe (6) angeschlossen, die zwei Ausgänge (7, 8) hat, mit denen eine Spule (9) eines Stellventils verbun den ist, das nicht im einzelnen dargestellt ist. Das Stellventil ist in einem Bypassweg parallel zur Drossel klappe der Brennkraftmaschine angeordnet. Bei stromloser Spule (9) hat das Stellventil eine definierte Öffnungs stellung. At the idle speed controller ( 1 ) a current-regulated output stage ( 6 ) is connected, which has two outputs ( 7 , 8 ) with which a coil ( 9 ) of a control valve is connected, which is not shown in detail. The control valve is arranged in a bypass path parallel to the throttle valve of the internal combustion engine. When the coil ( 9 ) is de-energized, the control valve has a defined opening position.

Dem Ausgang (2) ist ein Spannungsteiler aus zwei Wider ständen (10, 11) nachgeschaltet. Der Abgriff zwischen den Widerständen (10, 11) steht mit dem nicht invertie renden Eingang des ersten Operationsverstärkers (12) in Verbindung, dessen invertierender Eingang an den Abgriff eines, zwei Widerstände (13, 14) enthaltenden Spannungs teilers angeschlossen ist, der an eine Referenzspan nungsquelle gelegt ist. Der Operationsverstärker (12) ist als Integrator geschaltet, d. h. er enthält einen Kondensator (15) im Rückkopplungszweig. Dem Operations verstärker (12) ist ein weiterer Operationsverstärker (16) mit seinem invertierenden Eingang nachgeschaltet. Der Operationsverstärker (16) wird im folgenden als erster Operationsverstärker bezeichnet, während der Operationsverstärker (12) als zweiter Operationsverstär ker bezeichnet wird. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers (16) ist mit einem Sägezahnspan nungsgenerator (17) verbunden der einen Widerstand (18) und einen Kondensator (19) enthält und an seinem Eingang mit dem Ausgang (4) verbunden ist.The output ( 2 ) is followed by a voltage divider consisting of two opponents ( 10 , 11 ). The tap between the resistors ( 10 , 11 ) is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier ( 12 ), whose inverting input is connected to the tap of a voltage divider containing two resistors ( 13 , 14 ) which is connected to a Reference voltage source is laid. The operational amplifier ( 12 ) is connected as an integrator, ie it contains a capacitor ( 15 ) in the feedback branch. The operational amplifier ( 12 ) is followed by a further operational amplifier ( 16 ) with its inverting input. The operational amplifier ( 16 ) is referred to below as the first operational amplifier, while the operational amplifier ( 12 ) is referred to as the second operational amplifier. The non-inverting input of the operational amplifier ( 16 ) is connected to a sawtooth voltage generator ( 17 ) which contains a resistor ( 18 ) and a capacitor ( 19 ) and is connected at its input to the output ( 4 ).

An den ersten Operationsverstärker (16) ist ein Wider stand (20) angeschlossen, mit dem die Basis eines Transistors (21) in Verbindung steht, dessen Emitter an Masse gelegt ist und dessen Kollektor über einen Wider stand (22) mit der Basis am ersten Transistor (23) verbunden ist. Die Basis des Transistors (23) ist weiterhin über einen Widerstand (24) an Betriebsspannung gelegt. Der Transistor (23) ist mit dem Emitter eben falls an Betriebsspannung gelegt. Der Kollektor des Transistors (23) ist mit dem Emitter eines zweiten Transistors (25) verbunden, dessen Kollektor an den Ausgang (7) angeschlossen ist. Die Basis des Transistors (25) ist über einen Widerstand (26) an die Betriebs spannung gelegt. Weiterhin steht die Basis des Tran sistors (25) über einen Widerstand (27) mit dem Kollek tor eines Transistors (28) in Verbindung, dessen Emitter ebenso wie der Emitter des Transistors (21) an Masse gelegt ist. Die Basis des Transistors (28) ist über einen Widerstand (29) mit einem Ausgang (30) des Leer laufdrehzahlreglers (1) verbunden.At the first operational amplifier ( 16 ) an opposing ( 20 ) is connected, with which the base of a transistor ( 21 ) is connected, the emitter of which is connected to ground and the collector of which was opposed ( 22 ) to the base at the first Transistor ( 23 ) is connected. The base of the transistor ( 23 ) is also connected to the operating voltage via a resistor ( 24 ). The transistor ( 23 ) is also connected to the emitter if at operating voltage. The collector of the transistor ( 23 ) is connected to the emitter of a second transistor ( 25 ), the collector of which is connected to the output ( 7 ). The base of the transistor ( 25 ) is connected to the operating voltage via a resistor ( 26 ). Furthermore, the base of the transistor ( 25 ) is connected via a resistor ( 27 ) to the collector of a transistor ( 28 ), the emitter of which, like the emitter of the transistor ( 21 ), is connected to ground. The base of the transistor ( 28 ) is connected via a resistor ( 29 ) to an output ( 30 ) of the idle speed controller ( 1 ).

Zwischen dem Ausgang (8) und Masse ist ein Strommeß widerstand (31) angeordnet. Mit dem Ausgang (8) sind ferner der Widerstand (11) und ein Widerstand (32) verbunden, der in Reihe mit einem Widerstand (33) an den Ausgang (3) gelegt ist. Der Abgriff der beiden Wider stände (32, 33) ist mit einem Kondensator (34) mit dem Eingang (5) verbunden. Der zweite Anschluß des Konden sators (34) ist an Masse gelegt.Between the output ( 8 ) and ground, a current measuring resistor ( 31 ) is arranged. The output ( 8 ) also connects the resistor ( 11 ) and a resistor ( 32 ) which is connected in series with a resistor ( 33 ) to the output ( 3 ). The tap of the two resistors ( 32 , 33 ) is connected to a capacitor ( 34 ) with the input ( 5 ). The second connection of the capacitor ( 34 ) is connected to ground.

Bei einem Fehler bzw. einer Fehlersimulation der elek trischen Bauteile eines Leerlaufdrehzahlreglers mit nachgeschalteter stromgeregelter Endstufe, die durch Kurzschlüsse oder Unterbrechungen untersucht werden, können unkontrollierte Verhaltensweisen der Brennkraft maschine auftreten. Diese Fehlfunktionen können sich durch eine zu hohe Motordrehzahl, die außerhalb des Leerlaufdrehzahlbereichs liegt, und durch Stehenbleiben des Motors äußern.In the event of an error or an error simulation of the elec electrical components of an idle speed controller downstream current-controlled output stage, which by Short circuits or interruptions are investigated, can cause uncontrolled behaviors of internal combustion machine occur. These malfunctions can occur due to a too high engine speed outside the Idle speed range, and by stopping of the engine.

Die Fehlfunktionen stellen ein Sicherheitsproblem dar und werden durch die im folgenden beschriebene Überwa chungsfunktion in einen Notlauf geschaltet. Dabei wird die Endstufe stromlos und das Stellventil geht auf eine definierte Öffnungsstellung. The malfunctions pose a security problem and are determined by the monitoring described below function switched to an emergency operation. Doing so the output stage is de-energized and the control valve goes to one defined opening position.

Beispielsweise können folgende Fehlfunktionen durch Bauteilefehler ausgelöst werden:For example, the following malfunctions can occur Component errors are triggered:

1. Actuator open
first operational amplifier ( 16 ) has duration plus at the output
Output 2 has a short to ground
Interruption to resistor 11
2. Actuator closed
Duty cycle of the signal at the output ( 2 ) always 100%

Die stromgeregelte Endstufe (6) erzeugt an dem am Ausgang (2) verfügbaren Sollwert, der im folgenden mit UR1 bezeichnet ist, einen invertierten proportionalen Strom für die Spule (9) des Stellventils. Die Wider stände (10, 11 und 31) bilden eine Summierstelle, durch die der Sollwert der Regelgröße und der Istwert von einander subtrahiert werden. Die Regelabweichung beauf schlagt den Stromregler aus den Widerständen (13, 14), dem zweiten Operationsverstärker (12) und dem Konden sator (15). Der Stromregler hat ein proportionales und integrales Übertragungsverhalten. Am Abgriff der Wider stände (13, 14) steht ein Potential U₀ zur Verfügung. Im ausgeregelten Zustand sind die Potentiale U₀ und U₁ am Abgriff der Widerstände (10, 11) einander gleich. Der Ausgang des Stromreglers beaufschlagt den ersten Opera tionsverstärker (16) , der aufgrund der Sägezahnspannung impulsdauermodulierte Signale erzeugt, deren Impuls dauern vom Ausgangssignal des zweiten Operationsverstär kers (12) abhängen. Der Transistor (21) und der Tran sistor (23) werden durch die impulsdauermodulierten Signale leitend gesteuert. Beim leitenden Transistor (23) fließt ein entsprechender Strom über die Spule (9). The current-controlled output stage ( 6 ) generates an inverted proportional current for the coil ( 9 ) of the control valve at the setpoint available at the output ( 2 ), which is referred to below as UR 1 . The resistors ( 10 , 11 and 31 ) form a summing point through which the setpoint of the controlled variable and the actual value are subtracted from each other. The control deviation affects the current regulator from the resistors ( 13 , 14 ), the second operational amplifier ( 12 ) and the capacitor ( 15 ). The current controller has a proportional and integral transmission behavior. At the tap of the resistors ( 13 , 14 ) a potential U₀ is available. In the regulated state, the potentials U₀ and U ₁ at the tap of the resistors ( 10 , 11 ) are equal to one another. The output of the current regulator acts on the first operational amplifier ( 16 ), which generates pulse-duration-modulated signals due to the sawtooth voltage, the pulse duration of which depend on the output signal of the second operational amplifier ( 12 ). The transistor ( 21 ) and the Tran sistor ( 23 ) are controlled by the pulse width modulated signals. In the case of the conductive transistor ( 23 ), a corresponding current flows through the coil ( 9 ).

Dabei entsteht am Strommeßwiderstand (31) eine Spannung, die zum Sollwert UR1 umgekehrt proportional ist. Die Rechtecksignale am Ausgang (4) werden durch den Wider stand (18) und den Kondensator (19) in sägezahnförmige Signale verwandelt.This creates a voltage across the current measuring resistor ( 31 ) which is inversely proportional to the setpoint UR 1 . The square wave signals at the output ( 4 ) are converted by the opposing ( 18 ) and the capacitor ( 19 ) into sawtooth-shaped signals.

Der Leerlaufdrehzahlregler (1), der den Sollwert be stimmt hat, stellt ihn an den Ausgängen (2, 3) als Signale UR1 und UR2 jeweils in einem Schritt (35 und 36) zur Verfügung. Anschließend wird in einem Schritt (37) geprüft, ob ein Binärspeicher gesetzt ist oder nicht. Ein gesetzter Speicher wird im folgenden mit FLAG1 bezeichnet. Ist der Speicher nicht gesetzt, d. h. FLAG1 nicht vorhanden, dann wird in einem Schritt (38) über ein positives Signal am Ausgang (30) der Transistor (28) leitend gesteuert, der wiederum den Tansistor (25) leitend steuert. Danach wird in einem Schritt (39) geprüft, ob die Spannung U2 größer als die Spannung U₀ ist. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt (40) geprüft, ob die Spannung U2 kleiner als U₀ ist. Ist dies nicht der Fall, dann ist die Spannung U2 gleich U₀, was zu einem Schritt (41) führt, in dem ein zweiter Binärspeicher zurückgesetzt wird, was in Fig. 2 mit "Rest Flag2" bezeichnet ist. Hierauf folgt wiederum der Schritt (35).The idle speed controller ( 1 ), which has determined the target value, provides it at the outputs ( 2 , 3 ) as signals UR 1 and UR 2 in one step ( 35 and 36 ). It is then checked in a step ( 37 ) whether a binary memory is set or not. A set memory is referred to below as FLAG 1 . If the memory is not set, ie FLAG 1 is not present, then in a step ( 38 ) the transistor ( 28 ) is turned on via a positive signal at the output ( 30 ), which in turn controls the transistor ( 25 ). It is then checked in a step ( 39 ) whether the voltage U 2 is greater than the voltage U₀. If this is not the case, a step ( 40 ) checks whether the voltage U 2 is less than U₀. If this is not the case, then the voltage U 2 is equal to U₀, which leads to a step ( 41 ) in which a second binary memory is reset, which is denoted in FIG. 2 by "Rest Flag 2 ". This is followed in turn by step ( 35 ).

Wenn die Spannung U2 größer als die Spannung U₀ ist, dann wird in einem Schritt (42) der Binärspeicher geprüft, ob "Flag2" gesetzt ist Das gleiche gilt, wenn im Schritt (40) festgestellt wird, daß die Spannung U2 kleiner als U₀ ist.If the voltage U 2 is greater than the voltage U₀, then in a step ( 42 ) the binary memory is checked whether "flag 2 " is set. The same applies if it is determined in step ( 40 ) that the voltage U 2 is lower than U₀.

Ist der Binärspeicher nicht gesetzt, d. h. "Flag2" nicht vorhanden, dann wird in einem nachfolgenden Schritt (43) der Binärspeicher gesetzt. Hierauf wird im nächsten Schritt (44) ein Zeitglied in Gang gesetzt, das eine vorgegebene Verzögerungszeit hat. Es wird in einem Schritt (45) geprüft, ob das Zeitglied abgelaufen ist. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt (46) der eine Binärspeicher, d. h. Flag1 gesetzt, worauf sich der Schritt (35) anschließt. Ist die Verzögerungszeit nicht abgelaufen, dann folgt der Schritt (35). Wenn innerhalb der Verzögerungszeit U2=U₀ festgestellt wird, dann wird die mit dem Schritt (42) beginnende Schleife nicht mehr durchlaufen. Ansonsten wird mit "Flag2" zum Schritt (45) übergegangen, bis im Schritt (46) der Ablauf der Verzögerungszeit festgestellt wird, wodurch "Flag1" gesetzt wird. Ist "Flag1" gesetzt, dann folgt auf den Schritt (37) ein Schritt (47) in dem der Tran sistor (25) nichtleitend gesteuert wird, sodaß das Stellventil mechanisch eine Notlauföffnung realisiert, die im Leerlaufdrehzahlregelbereich liegt.If the binary memory is not set, ie "flag 2 " is not present, the binary memory is set in a subsequent step ( 43 ). In the next step ( 44 ), a timer is started which has a predetermined delay time. It is checked in a step ( 45 ) whether the timer has expired. If this is the case, the one binary memory, ie flag 1 , is set in a step ( 46 ), followed by step ( 35 ). If the delay time has not expired, step ( 35 ) follows. If U 2 = U₀ is determined within the delay time, then the loop beginning with step ( 42 ) is no longer run through. Otherwise, "Flag 2 " proceeds to step ( 45 ) until the expiry of the delay time is determined in step ( 46 ), whereby "Flag 1 " is set. If "Flag 1 " is set, then step ( 37 ) is followed by a step ( 47 ) in which the transistor ( 25 ) is controlled in a non-conducting manner, so that the control valve mechanically realizes an emergency operation opening which lies in the idle speed control range.

Die Verzögerungszeit wird insbesondere auf die Ausregel zeit, d. h. die Übergangszeit, des Stromreglers einge stellt, da bei Änderungen des Sollwerts oder der Versor gungsspannung eine Abweichung zwischen U2 und U₀ auftritt. Für die Abfrage U2 < U₀ und U2 < U₀, wobei U₀ im Mikrorechner eine gespeicherte Konstante ist, kann auch ein Fenster zugelassen werden. Die Abfrage hat dann folgende Bedingung: U2 < U₀+X und U2 < U₀ - X.The delay time is set in particular to the settling time, ie the transition time, of the current controller, since a deviation between U 2 and U₀ occurs when the setpoint or the supply voltage changes. A window can also be permitted for the query U 2 <U₀ and U2 <U₀, where U₀ is a stored constant in the microcomputer. The query then has the following condition: U 2 <U₀ + X and U 2 <U₀ - X.

Durch den geringen Aufwand an Bauteilen für die Über wachungsfunktion wird ein hoher Sicherheitsgrad für die Spannungs-Strom-Wandlung erreicht. Ein Bauteilfehler der zu einer Fehlbestromung des Stellgliedes führt und eine Motordrehzahl hervorruft, die außerhalb des Leerlauf bereichs liegt, wird damit für einen sehr großen Anteil der beteiligten Bauteile ausgeschlossen.Due to the low cost of components for the over security function will provide a high level of security for the Voltage-current conversion achieved. A component failure of the leads to incorrect energization of the actuator and one Engine speed causes outside idle is a very large proportion of the components involved excluded.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Leerlaufdrehzahlregler
2 Ausgang
3 Ausgang
4 Ausgang
5 Eingang
6 Endstufe
7 Ausgang
8 Ausgang
9 Spule
10 Widerstand
11 Widerstand
12 Operationsverstärker
13 Widerstand
14 Widerstand
15 Kondensator
16 Operationsverstärker
17 Sägezahnspannungsgenerator
18 Widerstand
19 Kondensator
20 Widerstand
21 Transistor
22 Widerstand
23 Transistor
24 Widerstand
25 Transitor
26 Widerstand
27 Widerstand
28 Widerstand
29 Widerstand
30 Ausgang
31 Strommeßwiderstand
32 Widerstand
33 Widerstand
34 Kondensator
35-47 Schritt 1 idle speed controller
2 output
3 exit
4 output
5 entrance
6 power amplifier
7 exit
8 exit
9 coil
10 resistance
11 resistance
12 operational amplifiers
13 resistance
14 resistance
15 capacitor
16 operational amplifiers
17 sawtooth voltage generator
18 resistance
19 capacitor
20 resistance
21 transistor
22 resistance
23 transistor
24 resistance
25 transistor
26 resistance
27 resistance
28 resistance
29 resistance
30 exit
31 current measuring resistor
32 resistance
33 resistance
34 capacitor
35-47 step

Claims

1. A method for determining a malfunction of a current control circuit having an output stage in an idle speed control arrangement of an internal combustion engine, characterized in that a setpoint applied to the current control loop is compared with an actual value of the manipulated variable of the output of the output stage, that in the event of deviations between the setpoint and the actual value of the Comparison is repeated after a predetermined time and that if there is still a deviation that exceeds a predeterminable minimum value after the time has elapsed, a message is generated and / or the output of the output stage is switched off.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the predetermined time is equal to or greater than that Transition time of the control loop is.

3. A device for detecting a malfunction of a current control circuit output stage in an idle speed control arrangement of an internal combustion engine for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that a coil ( 9 ) of an actuator for the idle speed control in series with a first and a second transistor ( 23 , 25 ) and a current measuring resistor ( 31 ) is placed on an operating voltage source, that the first transistor ( 23 ) is an actuator of a current control loop of an output stage ( 6 ) and is acted upon by pulse duration modulated pulses, the pulse durations of which are the difference between one Setpoint and an actual value of the current depend on that the difference can be fed to a comparator, by means of which a timer can be triggered at a minimum value above increasing difference, after the delay time of which the second transistor ( 25 ) is non-conductive when the difference is above the minimum value is bargeable.

4. The device according to claim 3, characterized in that the first transistor ( 23 ) is connected upstream of a first operational amplifier ( 16 ), one input of which is subjected to a periodic sawtooth voltage and the other input of which is connected with an integrator-connected second operational amplifier ( 12 ) is connected, which is acted upon at one input by a reference voltage and at the other input by a signal corresponding to the difference between the setpoint and actual value, which is also led to the comparator.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the idle speed control arrangement contains an idle speed controller ( 1 ) with a microcomputer that the idle speed controller ( 1 ) has at least one analog output which is connected to a summing point of the current-controlled output stage ( 6 ) , A digital output ( 30 ), which is connected to the second transistor ( 25 ), an input ( 5 ) connected to the summing point for an analog / digital conversion and an output ( 4 ) for a clock signal, which has a saw tooth voltage generator ( 17 ) is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier ( 16 ).

6. The device according to one or more of claims 3 to 5, characterized in that the idle speed controller ( 1 ) contains two outputs each for the same analog setpoint that both outputs ( 2 , 3 ) each via a voltage divider with two resistors ( 10 , 11 ; 32 , 33 ) are connected to the current measuring resistor ( 31 ) and that the tap of the voltage divider connected to one output ( 2 ) with the non-inverting input of the second operational amplifier ( 12 ) and the tap of the other output ( 3 ) Connected voltage divider are connected to a capacitor ( 34 ) and the input ( 5 ) for the analog / digital conversion.

7. The device according to one or more of claims 3 to 6, characterized in that the actuator with de-energized coil ( 9 ) has a defined bypass opening in an air supply channel for the internal combustion engine.

8. The device according to one or more of claims 3 to 6, characterized in that the first and second transistor ( 23 , 25 ) each have a transistor ( 21 , 28 ) connected upstream for amplification.

9. The device according to one or more of claims 3 to 8, characterized in that the sawtooth voltage generator ( 17 ) consists of a resistor ( 18 ) and a capacitor ( 19 ).