EP0383882B1 - Vorrichtung zur steuerung einer betriebskenngrösse einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung einer betriebskenngrösse einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP0383882B1
EP0383882B1 EP19890909150 EP89909150A EP0383882B1 EP 0383882 B1 EP0383882 B1 EP 0383882B1 EP 19890909150 EP19890909150 EP 19890909150 EP 89909150 A EP89909150 A EP 89909150A EP 0383882 B1 EP0383882 B1 EP 0383882B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
idling state
function
fault
combustion engine
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19890909150
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English (en)
French (fr)
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EP0383882A1 (de
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Alfred Kratt
Eberhard Lang
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0383882B1 publication Critical patent/EP0383882B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling an operating parameter of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a device for controlling an operating parameter of an internal combustion engine is known from US-PS 46 35 607.
  • a fuel metering system is presented, with an actuator for influencing the air supply to the internal combustion engine, means being available which recognize a safety-critical driving state by checking the control signal of the air-influencing actuator for limit values and also sawing the idle speed by checking the speed curve and if there is a safety-critical one Modify driving condition the condition for the fuel cut-off in such a way that it increases linearly depending on the speed and still applies to throttle valve openings up to 5 °.
  • DE-OS 28 01 790 it is known from DE-OS 28 01 790 to control the fuel quantity after a selectable time function after the overrun operation has ended by opening the idling contact. This enables a smooth transition to normal driving.
  • the object of the invention is to improve the driving behavior during the transition from idle mode to driving mode and to prevent safety-critical driving conditions in a device for controlling an operating parameter of an internal combustion engine of the type mentioned at the outset.
  • DE-OS 31 34 991 discloses a method for controlling the fuel metering system of an internal combustion engine in overrun mode. There, the actual speed is compared with a predetermined speed threshold value, which is reduced from a high output value to a low end value after a time function. If the actual speed is above this speed threshold, the fuel supply is switched off. In the opposite case, when the speed is less than this speed threshold, the fuel supply starts again. The transition from overrun to the normal operating state is not described in this prior art.
  • idle state is understood to mean all the operating states in which the accelerator pedal or throttle valve are in their idle position, in particular the overrun mode.
  • the device according to the invention improves the driving behavior in an internal combustion engine in the event of a fault in the actuator controlling the air throughput, its control devices and lines and its feedback devices and lines during the transition from the idle state to normal driving by controlling a speed limitation by switching off the fuel after a predetermined time function. A safety-critical torque jump that can occur under certain operating conditions is effectively prevented.
  • the device according to the invention is capable of mastering safety-critical driving conditions and maintaining safe operation of the internal combustion engine in the event of the above-mentioned fault.
  • the invention is based on the fact that, in the event of a fault, a safety-critical driving state is only to be expected if, in the idling state, the speed fluctuates around the predetermined speed threshold for the fuel cut-off.
  • the device according to the invention can also be used outside of a fault, in particular after overrun operation.
  • fuel cut-off is also understood to mean the suppression of individual injection pulses.
  • Fig. 1 shows an overview of the device according to the invention and Fig. 2 possible speed curves when the above-described errors occur and effective fuel shutdown above a speed threshold.
  • Figures 3a and b represent a possible course of the speed limitation depending on the position of the throttle valve or the accelerator pedal.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 10 with at least one fuel injection valve 11, an intake pipe 12, in which there is a throttle valve 13 with a throttle valve position sensor 13a, an actuating device 14 actuating the throttle valve and an idle switch 14a.
  • the device shown also has a speed sensor 17 and a position sensor 18 of an accelerator pedal 19 which controls the throttle valve 13 and to which a switch for the zero position of the accelerator pedal is assigned.
  • a control unit 20 receives via its inputs 31 the actual speed from the speed sensor 17 via 33 the idle signal and via 34 the throttle valve position from the throttle valve position sensor 13a.
  • the idle signal can alternatively be taken from the idle switch 14a or from the accelerator pedal position transmitter 18, as is symbolically represented in FIG. 1 by the switching unit 53, via which the input 33 of the control unit 20 is linked to these transmitters 14a and 18.
  • the operating parameters fuel quantity are controlled via its outputs 36 and 37 via a corresponding control for at least one injection valve 11 and the idle air flow rate via the adjusting device 14 of the throttle valve 13.
  • the control unit 20 essentially consists of a device 40 for detecting a safety-critical driving state, an error detection circuit 41, a calculation unit for the fuel quantity 42, a device 43 for determining the speed threshold value for the fuel shutdown and a calculation unit 44 for actuating the actuating device 14, the individual Areas of the control unit are assigned.
  • the input signals of the device 40 for recognizing a safety-critical driving state are the speed and a speed threshold value specified via the feed line 50.
  • the device 40 is also connected to a timing element 51.
  • the output of this device 40 is linked via an AND gate 52 to the device 43 for forming the speed limit value.
  • the second input of the AND gate 52 receives the idle signal via the input 33.
  • the error detection circuit 41 processes, as input signals, the idle signal, the output signal of the calculation unit 44 and the throttle valve position. Its only output is connected to the device 43 for forming the speed limit value and via an AND link 51a to the idle signal with the timing element 51.
  • the device 43 has a further input signal via a feed line 54, which takes into account various operating conditions of the internal combustion engine.
  • the output of the device 43 is connected to an AND gate 56 via a comparison device 55.
  • the second input of the comparison device 55 retains the speed signal from the input 31.
  • the speed and throttle valve position are fed to the calculation unit 42 for the fuel metering signal, the output of which is connected to the second input of the AND logic element 56.
  • the feed line 57 of the calculation unit 42 represents further operating parameters that are required for the calculation of the fuel metering signal.
  • the calculation unit 44 forms the control signal for the actuating device 14 from the idle signal and the speed.
  • a further line 58 is fed to the calculation unit 44 via a feed line 58, as is known from idle control systems.
  • the output of the AND gate 56 is connected to the output 36 of the control unit 20 and thus to the fuel valve 11 of the internal combustion engine, and the output of the calculation unit 44 is connected to the actuating device 14 via the output 37 of the control unit 20.
  • the device 40 is activated by the error detection circuit 41 and by the idle signal from the input 33 and checks the speed curve of the internal combustion engine by comparing the speed with a predetermined threshold value.
  • the device 40 recognizes during predetermined periods of time, which are determined by the timer 51, from the comparison results whether speeds greater than and less than the speed threshold occur. If the internal combustion engine is in the idle state, which is taken into account by the link 52, which uses the idle signal as a second input variable, the device 43 for determining the speed limit value is selected in the device 40 depending on the result of the check of the speed curve.
  • the error detection circuit 41 determines abnormal operating states depending on the throttle valve position, the size of the control signal for the actuating device 14 and the idle signal. The throttle valve position is compared with a calculated setpoint. So all the errors can be taken into account, in which the opening of the air flow actuator 13 can no longer be withdrawn, and thus remains inadmissibly large. If a fault is detected, the fault detection circuit 41 activates the device 43 for forming the speed limit value and the device 40 via the AND link 51a and the timing element 51.
  • Fig. 2 shows the conceivable speed curves in the idle state of the internal combustion engine in the event of a fault.
  • the predetermined speed value denoted in Fig. 2 with n o , which is fed to the device 40 via the feed line 50, is chosen so large that it is above the normal speed lies.
  • the rotational speed can be constantly below the rotational speed threshold value 50 during the time period specified by the timing element 51.
  • the detected error does not have a serious effect on the speed, ie the opening of the actuator 13 is not inadmissibly wide, for example, or the motor is heavily loaded by mechanical or electrical consumers.
  • the device 43 is switched off outside the idle state.
  • the speed is always greater than the speed threshold. Overrun mode is concluded from this speed curve when the fuel is switched off.
  • the device 43 according to the invention is also not active outside of the idle state, since an immediate connection without a drop in torque is desired. A safety-critical driving state is therefore only present due to the fuel cut-off above the speed threshold if the speed, as shown in FIG. 2c, oscillates around the speed threshold.
  • the device 43 according to the invention must also deliver a speed limit value outside of the idling state. The device 43 therefore outputs a speed limit value when the idle switch is opened when there is an error detection signal from the circuit 41 in the idle state and the device 40 has additionally detected an oscillation of the speed around the speed threshold value 50.
  • 3b shows the course of the speed limit value in and outside of the idle state when the latter case occurs.
  • the idle switch becomes at time t o
  • the device 43 raises the speed limit value slightly and controls it according to a time function.
  • a limit value determines the maximum speed limit value.
  • 3b shows a ramp function as a time function.
  • the comparator 55 continuously compares the speed limit value with the speed and switches off the fuel supply via the logic element 56 if the speed is greater than the speed limit value and switches on the fuel if the speed drops below the speed limit value.
  • an air mass meter 60 which emits an air mass signal 61 to the error detection circuit 41 and to the calculation unit 42 of the fuel metering, can additionally be used in the device according to the invention.
  • the speed signal can also be processed for error detection.
  • speed fluctuations can be recognized in that alternating positive and negative speed gradients are determined as a function of a predetermined limit value and a predetermined speed.
  • the time function for increasing the speed limit value is not limited to the ramp function described in the exemplary embodiment.
  • any time function can be implemented depending on the operating states of the internal combustion engine.
  • this time function can be dependent on parameters such as the operating speed of the accelerator pedal or the throttle valve or on the driving speed. In Fig. 1 this is taken into account by the additional input 54 of the device 43 for determining the speed limit value.
  • a dependency of this speed limit value on the actuation speed of the accelerator pedal means that the internal combustion engine reacts to driver requests even in the event of a fault outside of the idling state.
  • the checking of the speed curve is independent of the position of the idle switch 14a.
  • the limp-home mode can be limited to a speed band specified thereby.
  • the device according to the invention also includes the control of an operating parameter of an internal combustion engine with a bypass channel and an adjusting device controlling the air throughput in this bypass channel.
  • the device according to the invention can be used analogously in accordance with the above exemplary embodiment even after overrun operation.
  • the idle signal can also be obtained directly from the throttle valve position sensor 13a.
  • the device described first detects the fault, then activates the speed limit value n o in the idling state and then checks for a safety-critical driving state. If this test is positive, the speed limit is increased according to the invention when changing from idling or coasting to driving.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, wobei beim Übergang aus dem Leerlaufzustand in den Fahrbetrieb eine Drehzahlbegrenzung einer vorgegebenen Zeitfunktion folgend durch Beeinflußung der Kraftstoffzumessung wirksam ist. Insbesondere bei einem Fehler der Stelleinrichtung, ihrer Ansteuerung und Rückmeldung und bei einem sicherheitskritischen Drehzahlverlauf im Leerlaufzustand wird diese Drehzahlbegrenzung aktiviert.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff desPatentanspruchs 1.
  • Eine derartige Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine ist aus der US-PS 46 35 607 bekannt. Dort wird ein Kraftstoffzumeßsystem vorgestellt, mit einem Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine, wobei Mittel vorhanden sind, die einen sicherheitskritischen Fahrzustand durch Überprüfen des Ansteuersignals des luftbeeinflussenden Stellglieds auf Grenzwerte und ferner ein Sägen der Leerlaufdrehzahl durch Überprüfung des Drehzahlverlaufs erkennen und bei Vorliegen eines sicherheitskritischen Fahrzustandes die Bedingung für die Kraftstoffabschaltung derart modifizieren, daß sie linear drehzahlabhängig ansteigend noch für Drosselklappenöffnungen bis zu 5° gültig ist.
  • Ferner ist aus der DE-OS 28 01 790 bekannt, nach Beendigung des Schubbetriebs durch Öffnen des Leerlaufkontakts die Kraftstoffmenge nach einer wählbaren Zeitfunktion hochzusteuern. Dies ermöglicht einen weichen Übergang in den normalen Fahrbetrieb.
  • Ferner ist aus der DE-OS 28 39 467 bekannt, einen Defekt des Stellgliedes zur Führungssteuerung durch Überprüfung von Stellerposition und Gaspedalposition festzustellen. Er wird dann agenommen, wenn sich das Fahrpedal in Leerlaufstellung und das Stellglied, insbesondere die Drosselklappe, außerhalb ihrer Leerlaufposition befindet. Liegt ein solcher Defekt vor, so wird zur Drehzahlerniedrigung die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet. Lenkt der Fahrer das Fahrpedal wieder aus seiner Leerlaufposition aus, wird die Abschaltung der Kraftstoffzufuhr aufgegeben, um sicherheitskritische Fahrzustände zu vermeiden. Dadurch kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine wieder erhöht werden.
  • Nachteilig ist jedoch, daß es beim Gasgeben durch den plötzlichen Drehmomentensprung zu einer ungewollten Fahrzeugbeschleunigung kommen kann, so daß der Fahrer der Situation möglicherweise nicht mehr gewachsen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art das Fahrverhalten beim Übergang vom Leerlaufbetrieb in den Fahrbetrieb zu verbessern und sicherheitskritische Fahrzustände zu verhindern.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmolen ausdem Anspruch 1. Ferner ist aus der DE-OS 31 34 991 ein Verfahren zur Steuerung des Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb bekannt. Dort wird die Ist-Drehzahl mit einem vorgegebenen Drehzahlschwellwert verglichen, der von einem hohen Ausgangswert nach einer Zeitfunktion auf einen niedrigen Endwert zurückgenommen wird. Befindet sich die Ist-Drehzahl oberhalb dieser Drehzahlschwelle, wird die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet. Im umgekehrten Fall, wenn die Drehzahl kleiner als dieser Drehzahlschwellwert ist, setzt die Kraftstoffzufuhr wieder ein. Der Übergang von Schubbetrieb in den normalen Betriebszustand wird in diesem Stand der Technik nicht beschrieben.
  • Im folgenden werden unter dem Begriff Leerlaufzustand alle die Betriebszustände verstanden, bei denen Fahrpedal oder Drosselklappe in ihrer Leerlaufstellung sind, insbesondere der Schubbetrieb.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung verbessert das Fahrverhalten bei einer Brennkraftmaschine bei einem Fehlerzustand des den Luftdurchsatz steuernden Stellgliedes, seiner Ansteuereinrichtungen und -leitungen und seiner Rückmeldungseinrichtungen und -leitungen beim Übergang vom Leerlaufzustand in normalen Fahrbetrieb durch Steuerung einer Drehzahlbegrenzung durch Kraftstoffabschaltung nach einer vorgegebenen Zeitfunktion. Ein sicherheitskritischer Momentensprung, der unter bestimmten Betriebsbedingungen auftreten kann, wird wirksam verhindert.
  • Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lage bei obengenanntem Fehlerfall, sicherheitskritische Fahrzustände zu beherrschen und einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten. Die Erfindung geht davon aus, daß im Fehlerfall nur dann ein sicherheitskritischer Fahrzustand zu erwarten ist, wenn im Leerlaufzustand die Drehzahl um den vorgegebenen Drehzahlschwellwert für die Kraftstoffabschaltunmg pendelt.
  • Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch außerhalb eines Fehlerfalls, insbesondere nach dem Schubbetrieb, angewendet werden. Dabei wird unter Kraftstoffabschaltung auch das Ausblenden einzelner Einspritzimpulse verstanden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig. 2 mögliche Drehzahlverläufe beim Auftreten der oben beschriebenen Fehler und wirksamer Kraftstoffabschaltung oberhalb einer Drehzahlschwelle. Die Figuren 3a und b stellen einen möglichen Verlauf der Drehzahlbegrenzung in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe bzw. des Fahrpedals dar.
    • Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
  • Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, mit wenigstens einem Kraftstoffeinspritzventil 11, ein Ansaugrohr 12, in dem sich eine Drosselklappe 13 mit einem Drosselklappenpositionsgeber 13a, eine die Drosselklappe anstellende Stelleinrichtung 14 und ein Leerlaufschalter 14a befindet. Die dargestelle Vorrichtung weist außerdem einen Drehzahlsensor 17 und einen Positionsgeber 18 eines die Drosselklappe 13 steuernden Fahrpedals 19 auf, dem ein Schalter für die Nullstellung des Fahrpedals zugeordnet ist. Ein Steuergerät 20 empfängt über seine Eingänge 31 die Ist-Drehzahl vom Drehzahlsensor 17 über 33 das Leerlaufsignal und über 34 die Drosselklappenposition vom Drosselklappenpositionsgeber 13a. Das Leerlaufsignal kann alternativ vom Leerlaufschalter 14a oder vom Fahrpedalpositionsgeber 18 abgenommen werden, wie in Fig. 1 symbolisch durch die Schalteinheit 53 dargestellt ist, über die der Eingang 33 des Steuergeräts 20 mit diesen Gebern 14a und 18 verknüpft ist.
  • Über seine Ausgänge 36 und 37 werden die Betriebskenngrößen Kraftstoffmenge über eine entsprechende Ansteuerung für wenigstens ein Einspritzventil 11 und des Leerlauf-Luftdurchsatzes über die Stelleinrichtung 14 der Drosselklappe 13 gesteuert.
  • Das Steuergerät 20 besteht im wesentlichen aus einer Einrichtung 40 zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes, einer Fehlererkennungsschaltung 41, einer Berechnungseinheit für die Kraftstoffmenge 42, einer Einrichtung 43 zur Bestimmung des Drehzahlschwellwertes für die Kraftstoffabschaltung und einer Berechungseinheit 44 für die Betätigung der Stelleinrichtung 14, die einzelnen Bereichen des Steuergeräts zugeordnet sind.
  • Die Eingangssignale der Einrichtung 40 zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes sind Drehzahl und ein ein über die Zuleitung 50 vorgegebener Drehzahlschwellwert. Ferner ist die Einrichtung 40 mit einem Zeitglied 51 verbunden. Der Ausgang dieser Einrichtung 40 wird über ein UND-Verknüpfungsglied 52 mit der Einrichtung 43 zur Bildung des Drehzahlbegrenzungswert verknüpft. Der zweite Eingang des UND-Verknüpfungsgliedes 52 empfängt über den Eingang 33 das Leerlaufsignal.
  • Die Fehlererkennungsschaltung 41 verarbeitet als Eingangssignale Leerlaufsignal, das Ausgangssignal der Berechnungseinheit 44 und Drosselklappenposition. Ihr einziger Ausgang ist mit der Einrichtung 43 zur Bildung des Drehzahlbegrenzungswertes und über eine UND-Verknüpfung 51a mit dem Leerlaufsignal mit dem Zeitglied 51 verbunden. Die Einrichtung 43 hat neben den oben beschriebenen Eingangssignalen über eine Zuleitung 54 ein weiteres Eingangssignal, das verschiedene Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine berücksichtigt. Der Ausgang der Einrichtung 43 ist über eine Vergleichseinrichtung 55 mit einem UND-Verknüpfungsglied 56 verbunden. Der zweite Eingang der Vergleichseinrichtung 55 behält das Drehzahlsignal vom Eingang 31. Drehzahl und Drosselklappenposition werden der Berechnungseinheit 42 für das Kraftstoffzumeßsignal zugeführt, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des UND-Verknüpfungsgliedes 56 verbunden ist. Die Zuleitung 57 der Berechnungseinheit 42 stellt weitere Betriebskenngrößen dar, die zur Berechnung des Kraftstoffzumeßsignals benötigt werden.
  • Darunter wird insbesondere Temperatur und Abgaszusammensetzung verstanden. Die Berechnungseinheit 44 bildet aus Leerlaufsignal und Drehzahl das Ansteuersignal für die Stelleinrichtung 14. Über eine Zuleitung 58 werden der Berechnungseinheit 44 weitere Betriebskenngrößen, wie aus Leerlaufregelungen bekannt, zugeführt. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 56 ist mit dem Ausgang 36 des Steuergerätes 20 und damit mit dem Kraftstoffventil 11 der Brennkraftmaschine, der Ausgang der Berechnungseinheit 44 über den Ausgang 37 des Steuergerätes 20 mit der Stelleinrichtung 14 verbunden.
  • Die Einrichtung 40 wird durch die Fehlererkennungsschaltung 41 und durch das Leerlaufsignal vom Eingang 33 aktiviert und überprüft durch einen Vergleich der Drehzahl mit einem vorgegebenen Schwellwert den Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine. Die Einrichtung 40 erkennt während vorgegebenen Zeitabschnitten, die von dem Zeitglied 51 bestimmt werden, aus den Vergleichsergebrissen, ob Drehzahlen größer und kleiner als der Drehzahlschwellwert vorkommen. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand, der durch das Verknüpfungsglied 52 berücksichtigt wird, das als zweite Eingangsgröße das Leerlaufsignal verwertet, so wird in Abhängigkeit des Ergebnisses der Überprüfung des Drehzahlverlaufes in der Einrichtung 40 die Einrichtung 43 zur Bestimmung des Drehzahlbegrenzungswertes angewählt.
  • Die Fehlererkennungsschaltung 41 stellt abnormale Betriebszustände abhängig von Drosselklappenposition, Größe des Ansteuersignals für die Stelleinrichtung 14 und Leerlaufsignal fest. Dabei wird die Drosselklappenposition mit einem berechneten Sollwert verglichen. So können alle die Fehler berücksichtigt werden, bei denen sich die Öffnung des Luftdurchsatzstellgliedes 13 nicht mehr zurücknehmen läßt, und somit unzulässig groß bleibt. Bei erkanntem Fehlerfall aktiviert die Fehlererkennungsschaltung 41 die Einrichtung 43 zur Bildung des Drehzahlbegrenzungswertes und über die UND-Verknüpfung 51a und das Zeitglied 51 die Einrichtung 40.
  • Fig. 2 stellt die denkbaren Drehzahlverläufe im Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine im Fehlerfall dar. Der vorgegebene Drehzahlwert, in Fig. 2 mit no bezeichnet, welcher der Einrichtung 40 über die Zuleitung 50 zugeführt wird, wird so groß gewählt, daß er oberhalb der normalen Drehzahl liegt. Wie in Fig. 2a dargestellt, kann die Drehzahl während des von dem Zeitglied 51 vorgegebenen Zeitabschnittes ständig unterhalb des Drehzahlschwellwertes 50 liegen. Der erkannte Fehler wirkt sich in diesem Fall nicht gravierend auf die Drehzahl aus, d.h. die Öffnung des Stellgliedes 13 ist z.B. nicht unzulässig weit, oder der Motor ist durch mechanische oder elektrische Verbraucher stark belastet. Beim Übergang aus dem Leerlaufzustand in einen anderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist also kein sicherheitskritisches Verhalten zu erwarten. Die Einrichtung 43 wird also in diesem Fall außerhalb des Leerlaufzustandes abgeschaltet. In Fig. 2b ist die Drehzahl ständig größer als der Drehzahlschwellwert. Aus diesem Drehzahlverlauf bei Kraftstoffabschaltung wird auf Schubbetrieb geschlossen. Die erfindungsgemäße Einrichtung 43 ist auch hier außerhalb des Leerlaufzustandes nicht aktiv, da ein sofortiges Anbinden ohne Momenteneinbruch erwünscht ist. Somit liegt nur dann ein sicherheitskritischer Fahrzustand vor aufgrund der Kraftstoffabschaltung oberhalb der Drehzahlschwelle, wenn die Drehzahl, wie in Fig. 2c dargestellt, um den Drehzahlschwellwert pendelt. In diesem Fall muß die erfindungsgemäße Einrichtung 43 auch außerhalb des Leerlaufzustandes einen Drehzahlbegrenzungswert liefern. Die Einrichtung 43 gibt also einen Drehzahlbegrenzungswert bei Öffnen des Leerlaufschalters dann ab, wenn im Leerlaufzustand ein Fehlererkennungssignal der Schaltung 41 vorliegt und die Einrichtung 40 zusätzlich ein Pendeln der Drehzahl um den Drehzahlschwellwert 50 erkannt hat.
  • Fig. 3b zeigt den Verlauf des Drehzahlbegrenzungswertes in und außerhalb des Leerlaufzustandes, wenn der letztgenannte Fall auftritt. Wird also, wie in Fig. 3a, zum Zeitpunkt to der Leerlaufschalter geöffnet oder das Fahrpedal ausgelenkt, so hebt die Einrichtung 43 den Drehzahlbegrenzungswert geringfügig an und steuert ihn einer Zeitfunktion folgend hoch. Ein Grenzwert bestimmt den maximalen Drehzahlbegrenzungswert. In Fig. 3b ist als Zeitfunktion eine Rampenfunktion dargestellt.
  • Die Vergleichseinrichtung 55 vergleicht ständig den Drehzahlbegrenzungswert mit der Drehzahl und schaltet über das Verknüpfungsglied 56 die Kraftstoffzufuhr ab, wenn die Drehzahl größer als der Drehzahlbegrenzungswert ist, und schaltet den Kraftstoff zu, wenn die Drehzahl unter den Drehzahlbegrenzungswert absinkt.
  • Im folgenden werden vorteilhafte Ergänzungen und Erweiterungen der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben.
  • Neben der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, die lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen gewählt wurde, kann die beschriebene Vorgehensweise auch in einem Rechner realisiert sein.
  • Zur Erweiterung der Fehlererkennung kann in der erfindungsgemäßen Einrichtung zusätzlich ein Luftmassenmesser 60, der ein Luftmassensignal 61 an die Fehlererkennungsschaltung 41 und an die Berechnungseinheit 42 der Kraftstoffzumeßung abgibt, verwendet werden. Außerdem kann noch das Drehzahlsignal zur Fehlererkennung verarbeitet werden.
  • Ferner ist es möglich, statt eines Drehzahlschwellwertes zwei getrennte Drehzahlschwellwerte mit dazwischenliegendem Drehzahlband für Kraftstoffabschaltung und -zuschaltung vorzugeben. Ein Drehzahlpendeln wird dann erkannt, wenn Drehzahlwerte oberhalb und unterhalb dieses Drehzahlbandes auftreten.
  • Außerdem kann Drehzahlpendeln dadurch erkannt werden, daß alternierend positive und negative Drehzahlgradienten in Abhängigkeit eines vorgegebenen Grenzwertes und einer vorgegebenen Drehzahl festgestellt werden.
  • Selbstverständlich ist die Zeitfunktion zur Hochsteuerung des Drehzahlgrenzwertes nicht auf die im Ausfürungsbeispiel beschriebene Rampenfunktion begrenzt. So kann abhängig von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jede beliebige Zeitfunktion realisiert werden. Insbesondere kann diese Zeitfunktion abhängig von Parametern wie Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals bzw. der Drosselklappe oder von der Fahrgeschwindigkeit sein. In Fig. 1 ist dies durch den zusätzlichen Eingang 54 der Einrichtung 43 zur Bestimmung des Drehzahlbegrenzungswertes berücksichtigt. Eine Abhängigkeit dieses Drehzahlbegrenzungswertes von der Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals bedeutet, daß die Brennkraftmaschine auch im Fehlerfall außerhalb des Leerlaufzustandes auf Fahrerwünsche reagiert.
  • In einer Erweiterung des Ausführungsbeispieles ist im Fehlerfall die Überprüfung des Drehzahlverlaufes unabhängig von der Stellung des Leerlaufschalters 14a.
  • Außerdem kann durch generelle Vorgabe einer minimalen Wiedereinspritzdrehzahl und einer maximalen Abschneidedrehzahl ein Begrenzen des Notlaufbetriebes auf ein dadurch vorgegebenes Drehzahlband erreicht werden.
  • Selbstverständlich umfaßt die erfindungsgemäße Einrichtung auch die Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine mit Bypasskanal und eine den Luftdurchsatz in diesem Bypasskanal steuernde Stelleinrichtung.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sinngemäß entsprechend des obigen Ausführungsbeispieles auch nach Schubbetrieb angewandt werden.
  • Ferner kann das Leerlaufsignal auch direkt vom Drosselklappenpositionsgeber 13a abgenommen werden.
  • Zusammenfassend wird festgestellt, daß die beschriebene Vorrichtung zuerst den Fehlerfall erkennt, dann den Drehzahlbegrenzungswert no im Leerlaufzustand aktiviert und danach auf einen sicherheitskritischen Fahrzustand prüft. Ist diese Prüfung positiv, wird die Drehzahlbegrenzung beim Übergang von Leerlaufzustand bzw. Schubbetrieb auf Fahrbetrieb erfindungsgemäß hochgesteuert.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zur Erkennung eines Leerlaufzustands einer den Luftdurchsatz beeinflussenden Stelleinrichtung, mit Mitteln zur Steuerung der Kraftstoffzumessung sowie Mitteln zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mittel zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung aktivierbar ist, die in- und außerhalb des Leerlaufzustandes wirksam ist und die außerhalb des Leerlaufzustandes mit dessen Verlassen eine zeitabhängig ansteigende Drehzahlbegrenzung vorgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes den zeitlichen Drehzahlverlauf im Leerlaufzustand überprüfen und bei Pendeln der Drehzahl die Drehzahlbegrenzung in- und außerhalb des Leerlaufzustandes aktivieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erkennung eines Fehlers einer den Luftdurchsatz beeinflussenden Stelleinrichtung, ihrer Ansteuerung oder ihrer Rückmeldung im Leerlaufzustand vorhanden sind und daß abhängig von diesem hehler die Drehzahlbegrenzung wirksam ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die durch aufeinanderfolgende Vergleiche der Ist-Drehzahl mit einem vorgegebenen Schwellwert (n.) ein Pendeln der Drehzahl erkennen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel den Drehzahlverlauf während vorgegebenen Zeitdauerabschnitten überprüfen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendeln der Drehzahl durch alternierende Drehzahlgradienten abhängig von einem Grenzwert und einer vorgegebenen Drehzahl erkannt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlschwellwert als ein Drehzahlband mit höherer Abschneide- und niedrigerer Wiedereinsetzdrehzahl ausgestaltet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlbegrenzung bei Betätigung des Fahrpedals oder der Drosselklappe einer vorgegebenen Zeitfunktion folgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zeitfunktion eine Rampenfunktion ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals, der Drosselklappe oder der Fahrgeschwindigkeit die zeitabhängig veränderbare Drehzahlbegrenzung unterschiedliche zeitliche Verläufe annimmt.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an eine Fehlererkennung die Überprüfung des Drehzahlverlaufs unabhängig vom Leerlaufzustand erfolgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlerfall durch Überprüfung der Drosselklappenposition im Leerlaufzustand erkannt wird, wobei ein Plausibilitätsvergleich zwischen Ist- und Ansteuerwert durchgeführt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlererkennung zusätzlich ein Luftmassenmeßsignal oder die Drehzahl verarbeitet wird, in die Plausiblitätsüberprüfung einbezogen wird.
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