WO1990002258A1 - Vorrichtung zur steuerung einer betriebskenngrösse einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung einer betriebskenngrösse einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO1990002258A1
WO1990002258A1 PCT/DE1989/000532 DE8900532W WO9002258A1 WO 1990002258 A1 WO1990002258 A1 WO 1990002258A1 DE 8900532 W DE8900532 W DE 8900532W WO 9002258 A1 WO9002258 A1 WO 9002258A1
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speed
state
combustion engine
internal combustion
throttle valve
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PCT/DE1989/000532
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Inventor
Alfred Kratt
Eberhard Lang
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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 Pat. No. 4,635,607.
  • a fuel metering system is presented, with an actuator for influencing the air supply to the internal combustion engine, means being available which detect 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 are any of a safety-critical driving condition, modify the condition for the fuel cut-off in such a way that it increases linearly as a function of the speed and is still valid for throttle valve openings of up to 5 °.
  • DE-OS 28 01790 it is known from DE-OS 28 01790 to control the amount of fuel after a selectable time function after the overrun operation has ended by opening the idling contact. This enables a smooth transition to normal driving. Furthermore, it is known from DE-OS 28 39 467 to determine a defect in the actuator for guide control by checking the position of the actuator and the accelerator pedal position. It becomes active when the accelerator pedal is in the idle position and the actuator, in particular the throttle valve, is outside of its idle position. If such a defect is present, the fuel supply is switched off to reduce the speed. If the driver deflects the accelerator pedal from its idle position, the fuel supply is switched off in order to avoid safety-critical driving conditions. As a result, the speed of the internal combustion engine can be increased again.
  • the invention is based on the object of improving the driving behavior during the transition from idle mode to driving mode and preventing 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.
  • idling state is understood to mean all the operating states in which the accelerator pedal or throttle valve are in their idling 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 fuel cut-off after a pre ⁇ given time function. A safety-critical torque jump that can occur under certain operating conditions is effectively prevented.
  • the device according to the invention is able, in the case of the above-mentioned fault, to master safety-critical driving conditions and to maintain safe operation of the internal combustion engine.
  • 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.
  • 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
  • FIG. 2 shows possible speed curves when the above-described errors occur and effective fuel cut-off above a speed threshold.
  • FIGS. 3a and b show 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 controlling the throttle valve 13, 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 idling 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 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 cut-off and a calculation unit 44 for the actuation of the actuating device 14, which are assigned to individual areas of the control device.
  • the input signals of the device 40 for recognizing a safety-critical driving state are speed and a speed threshold value specified via the feed line 50. Furthermore, the device 40 is connected to a timing element 51. The output of this device 40 is linked via an AND gate 52 to the device 43 to form 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 gate 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 which are required for the calculation of the fuel metering signal. This means in particular temperature and exhaust gas composition.
  • 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 the second input variable, the device 43 for determining the speed limit value is displayed in the device 40 depending on the result of the check of the speed curve chooses.
  • 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 control element 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 speed can be constantly below the speed threshold value 50 during the time segment specified by the timing element 51.
  • the known error does not have a serious effect on the rotational 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 therefore switched off outside the idle state.
  • the speed is always greater than the speed threshold. Overrun mode is inferred 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 above the speed threshold due to the fuel cut-off when 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 the idling state.
  • the device 43 therefore outputs a speed limit value when the idle switch is opened if 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 the idling state when the latter case occurs.
  • the idle switch at time t If the accelerator pedal is opened or the accelerator pedal is deflected, the device 43 slightly increases the speed limit value and drives it up following a time function.
  • a limit value determines the maximum speed limit value.
  • 3b shows a ram function as a time function.
  • the comparison device 55 constantly compares the speed limit value with the speed and switches off the fuel supply via the link 56 if the speed is greater than the speed limit value and switches on the fuel when 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 threshold values with an intermediate speed band for fuel cut-off and cut-in instead of a speed threshold value.
  • a speed swing is detected when speed values occur above and below this speed range.
  • 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. In particular, 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 also reacts to driver requests outside the idling state in the event of a fault.
  • the checking of the speed curve is independent of the position of the idle switch 14a.
  • 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 embodiment even after overrun.
  • the idle signal can also be taken directly from the throttle valve position sensor 13a.
  • the device described first detects the fault, then activates the speed limit value n 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 during the transition from idle state or overrun mode to driving mode.

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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

-i-
Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer
Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße ei¬ ner 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 Ansteuersignais des luftbeeinflussenden Stellglieds auf Grenzwerte und ferner ein Sägen der Leerlaufdrehzahl durch Über¬ prüfung des Drehzahlverlaufs erkennen und bei Vorliegen eines si¬ cherheitskritischen Fahrzustandes die Bedingung für die Kraftstoff¬ abschaltung derart modifizieren, daß sie linear drehzahlabhängig an¬ steigend noch für Drosselklappenöffnungen bis zu 5° gültig ist.
Ferner ist aus der DE-OS 28 01790 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 Stell¬ gliedes zur Führungssteuerung durch Überprüfung von Stellerposition und Gaspedalposition festzustellen. Er wird dann ageno men, wenn sich das Fahrpedal in Leerlaufstellung und das Stellglied, insbeson¬ dere 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 Kraft¬ stoffzufuhr aufgegeben, um sicherheitskritische Fahrzustände zu ver¬ meiden. Dadurch kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine wieder er¬ höht werden.
Nachteilig ist jedoch, daß es beim Gasgeben durch den plötzlichen Drehmomentensprung zu einer ungewollten Fahrzeugbeschleunigung kom¬ men 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 ein¬ gangs genannten Art das Fahrverhalten beim Übergang vom Leerlaufbe¬ trieb in den Fahrbetrieb zu verbessern und sicherheitskritische Fahrzustände zu verhindern.
Ferner ist aus der DE-OS 31 34 991 ein Verfahren zur Steuerung des Kraftstoffzu eßsystems einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb be¬ kannt. Dort wird die Ist-Drehzahl mit einem vorgegebenen Drehzahl¬ schwellwert verglichen, der von einem hohen Ausgangswert nach einer Zeitfunktion auf einen niedrigen Endwert zurückgenommen wird. Befin¬ det sich die Ist-Drehzahl oberhalb dieser Drehzahlschwelle, wird die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet. Im umgekehrten Fall, wenn die Dreh¬ zahl kleiner als dieser Drehzahlschwellwert ist, setzt die Kraft¬ stoffzufuhr wieder ein. Der Übergang von Schubbetrieb in den norma¬ len Betriebszustand wird in diesem Stand der Technik nicht beschrie¬ ben. Im folgenden werden unter dem Begriff Leerlaufzustand alle die Be- triebszustände 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 Luftdurch¬ satz steuernden Stellgliedes, seiner Ansteuereinrichtungen und -lei- tungen und seiner Rückmeldungseinrichtungen und -leitungen beim Übergang vom Leerlaufzustand in normalen Fahrbetrieb durch Steuerung einer Drehzahlbegrenzung durch Kraftstoff bschaltung nach einer vor¬ gegebenen Zeitfunktion. Ein sicherheitskritischer Momentensprung, der unter bestimmten Betriebsbedingungen auftreten kann, wird wirk¬ sam verhindert.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lage bei obengenanntem Fehlerfall, sicherheitskritische Fahrzustände zu be¬ herrschen und einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine auf¬ rechtzuerhalten. 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 Ausfüh¬ rungsbeispieles. Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen darge¬ stellten Ausführungsform erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung der erfindungsgemäßen Ein¬ richtung und Fig. 2 mögliche Drehzahlverläufe beim Auftreten der oben beschriebenen Fehler und wirksamer Kraftstoffabschaltung ober¬ halb einer Drehzahlschwelle. Die Figuren 3a und b stellen einen mög¬ lichen 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 Kraft- stoffeinspritzventil 11, ein Ansaugrohr 12, in dem sich eine Dros¬ selklappe 13 mit einem Drosselklappenpositionsgeber 13a, eine die Drosselklappe anstellende Stelleinrichtung 14 und ein Leerlaufschal¬ ter 14a befindet. Die dargestelle Vorrichtung weist außerdem einen Drehzahlsensor 17 und einen Positionsgeber 18 eines die Drossel¬ klappe 13 steuernden Fahrpedals 19 auf, dem ein Schalter für die Nullstellung des Fahrpedals zugeordnet ist. Ein Steuergerät 20 emp¬ fängt über seine Eingänge 31 die Ist-Drehzahl vom Drehzahlsensor 17 über 33 das Leer1aufsignal und über 34 die Drosselklappenposition vom Drosselklappenpositionsgeber 13a. Das Leerlaufsignal kann alter¬ nativ 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 Kraft¬ stoffmenge über eine entsprechende Ansteuerung für wenigstens ein Einspritzventil 11 und des Leerlauf-Luftdurchsatzes über die Stell¬ einrichtung 14 der Drosselklappe 13 gesteuert. Das Steuergerät 20 besteht im wesentlichen aus einer Einrichtung 40 zur Erkennung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes, einer Feh¬ lererkennungsschaltung 41, einer Berechnungseinheit für die Kraft¬ stoffmenge 42, einer Einrichtung 43 zur Bestimmung des Drehzahl¬ schwellwertes für die Kraftstoffabschaltung und einer Berechungsein- heit 44 für die Betätigung der Stelleinrichtung 14, die einzelnen Bereichen des Steuergeräts zugeordnet sind.
Die Eingangssignale der Einrichtung 40 zur Erkennung eines sicher¬ heitskritischen Fahrzustandes sind Drehzahl und ein ein über die Zu¬ leitung 50 vorgegebener Drehzahlschwellwert. Ferner ist die Einrich¬ tung 40 mit einem Zeitglied 51 verbunden. Der Ausgang dieser Ein¬ richtung 40 wird über ein UND-Verknüpfungsglied 52 mit der Einrich¬ tung 43 zur Bildung des Drehzahlbegrenzungswert verknüpft. Der zwei¬ te 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-Ver- knüpfung 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 Aus¬ gang 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 zwei¬ ten Eingang des UND-Verknüpfungsgliedes 56 verbunden ist. Die Zulei¬ tung 57 der Berechnungseinheit 42 stellt weitere Betriebskenngrößen dar, die zur Berechnung des Kraftstoffzumeßsignals benötigt werden. Darunter wird insbesondere Temperatur und Abgaszusammensetzung ver¬ standen. Die Berechnungseinheit 44 bildet aus Leerlaufsignal und Drehzahl das Ansteuersignal für die Stelleinrichtung 14. Über eine Zuleitung 58 werden der Berechnungseinheit 44 weitere Betriebskenn¬ größen, wie aus Leerlaufregelungen bekannt, zugeführt. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 56 ist mit dem Ausgang 36 des Steuerge¬ rätes 20 und damit mit dem Kraftstoffventil 11 der Brennkraftma¬ schine, 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 Schwell¬ wert den Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine. Die Einrichtung 40 erkennt während vorgegebenen Zeitabschnitten, die von dem Zeitglied 51 bestimmt werden, aus den Vergleichsergebnissen, ob Drehzahlen größer und kleiner als der Drehzahlschwellwert vorkommen. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand, der durch das Ver- knüpfungsglied 52 berücksichtigt wird, das als zweite Eingangsgröße das Leerlaufsignal verwertet, so wird in Abhängigkeit des Ergebnis¬ ses der Überprüfung des Drehzahlverlaufes in der Einrichtung 40 die Einrichtung 43 zur Bestimmung des Drehzahlbegrenzungswertes ange¬ wählt.
Die Fehlererkennungsschaltung 41 stellt abnormale Betriebszustände abhängig von Drosselklappenposition, Größe des Ansteuersignais 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 ak¬ tiviert die Fehlererkennungsschaltung 41 die Einrichtung 43 zur Bil¬ dung 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 n 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 Zeitabschnit¬ tes ständig unterhalb des Drehzahlschwellwertes 50 liegen. Der er¬ kannte 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 elektri¬ sche Verbraucher stark belastet. Beim Übergang aus dem Leerlaufzu- stand in einen anderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist also kein sicherheitskritisches Verhalten zu erwarten. Die Einrich¬ tung 43 wird also in diesem Fall außerhalb des Leerlaufzustandes ab¬ geschaltet. In Fig. 2b ist die Drehzahl ständig größer als der Dreh¬ zahlschwellwert. Aus diesem Drehzahlverlauf bei Kraftstoffabschal- tung wird auf Schubbetrieb geschlossen. Die erfindungsgemäße Ein¬ richtung 43 ist auch hier außerhalb des Leerlaufzustandes nicht ak¬ tiv, da ein sofortiges Anbinden ohne Momenteneinbruch erwünscht ist. Somit liegt nur dann ein sicherheitskritischer Fahrzustand vor auf¬ grund der Kraftstof abschaltung 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 lie¬ fern. 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 au¬ ßerhalb des Leerlaufzustandes, wenn der letztgenannte Fall auftritt. Wird also, wie in Fig. 3a, zum Zeitpunkt t 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 Ram¬ penfunktion dargestellt.
Die Vergleichseinrichtung 55 vergleicht ständig den Drehzahlbegren¬ zungswert mit der Drehzahl und schaltet über das Verknüpfungsglied 56 die Kraftstoffzufuhr ab, wenn die Drehzahl größer als der Dreh¬ zahlbegrenzungswert 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- Ubersichtlichkeitsgründen gewählt wurde, kann die beschriebene Vor¬ gehensweise auch in einem Rechner realisiert sein.
Zur Erweiterung der Fehlererkennung kann in der erfindungsgemäßen Einrichtung zusätzlich ein Luftmassenmesser 60, der ein Luftmassen¬ signal 61 an die Fehlererkennungsschaltung 41 und an die Berech¬ nungseinheit 42 der Kraftstoffzumeßung abgibt, verwendet werden. Au¬ ßerdem kann noch das Drehzahlsignal zur Fehlererkennung verarbeitet werden.
Ferner ist es möglich, statt eines Drehzahlschwellwertes zwei ge¬ trennte Drehzahlschwellwerte mit dazwischenliegendem Drehzahlband für Kraftstoffabschaltung und -zuschaltung vorzugeben. Ein Drehzahl¬ pendeln wird dann erkannt, wenn Drehzahlwerte oberhalb und unterhalb dieses Drehzahlbandes auftreten. Außerdem kann Drehzahlpendeln dadurch erkannt werden, daß alternie¬ rend positive und negative Drehzahlgradienten in Abhängigkeit eines vorgegebenen Grenzwertes und einer vorgegebenen Drehzahl festge¬ stellt werden.
Selbstverständlich ist die Zeitfunktion zur Hochsteuerung des Dreh¬ zahlgrenzwertes nicht auf die im Ausführungsbeispiel beschriebene Rampenfunktion begrenzt. So kann abhängig von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine jede beliebige Zeitfunktion realisiert wer¬ den. 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 Dreh¬ zahlbegrenzungswertes berücksichtigt. Eine Abhängigkeit dieses Dreh¬ zahlbegrenzungswertes von der Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpe¬ dals bedeutet, daß die Brennkraftmaschine auch im Fehlerfall außer¬ halb 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 Wiederein- spritzdrehzahl und einer maximalen Abschneidedrehzahl ein Begrenzen des Notlaufbetriebes auf ein dadurch vorgegebenes Drehzahlband er¬ reicht 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 Drosselklappenposi¬ tionsgeber 13a abgenommen werden.
Zusammenfassend wird festgestellt, daß die beschriebene Vorrichtung zuerst den Fehlerfall erkennt, dann den Drehzahlbegrenzungswert n im Leerlaufzustand aktiviert und danach auf einen sicherheitskriti¬ schen Fahrzustand prüft. Ist diese Prüfung positiv, wird die Dreh¬ zahlbegrenzung beim Übergang von Leerlaufzustand bzw. Schubbetrieb auf Fahrbetrieb erfindungsgemäß hochgesteuert.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebskenngröße einer Brenn¬ kraftmaschine, mit Mitteln zur Erkennung eines Leerlaufzustands ei¬ ner 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 Fahr¬ zustandes eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung aktivierbar ist, die in- und außerhalb des Leerlaufzustandes wirksam ist und die außer¬ halb des Leerlaufzustandes mit dessen Verlassen eine zeitabhängig ansteigende Drehzahlbegrenzung vorgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit¬ tel 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 Leer¬ laufzustand vorhanden sind und daß abhängig von diesem Fehler 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 gekennzeich¬ net, 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 Dreh¬ zahlverlaufs unabhängig vom Leerlaufzustand erfolgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlerfall durch Überprüfung der Drosselklappenposition im Leerlauf¬ zustand 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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