DE10034871C1

DE10034871C1 - Verfahren zur Überwachung einer Steuergröße

Info

Publication number: DE10034871C1
Application number: DE2000134871
Authority: DE
Inventors: Oliver Hild
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: FR2812033A1; FR2812033B1

Abstract

Bei der Überwachung einer Brennkraftmaschine werden zur Erkennung von Fehlern in dem Steuergerät die Abweichungen zwischen dem geschätzten Ist-Wert und einem plausiblen Zulässigkeitswert überprüft. Bei der Überprüfung wird sowohl die momentane Abweichung als auch die in einem Zeitintervall akkumulierte Abweichung zwischen den Meßwerten verwendet, um ein Fehlersignal zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Ein stellung einer Steuergröße bei einer Brennkraftmaschine.

Die Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine übersetzt die Stellung eines Fahrpedals in einen Sollwert des Motormoments und bestimmt dann unter Berücksichtigung der verfügbaren ak tuellen Betriebsdaten die für das Motormoment bestimmenden Größen. Insbesondere bei Systemen mit E-Gas (elektronische Motorführungssteuerung) errechnet ein Steuergerät die erfor derliche Öffnung der Drosselklappe unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und steu ert den Drosselklappenantrieb. Ein Drosselklappenwinkelsensor überwacht das exakte Einhalten der gewünschten Drosselklap penposition.

Aus der DE 42 32 974 A1 ist ein Verfahren zum Einstellen des Drehmoments eines Ottomotors bekannt. Bei dem bekannten Ver fahren wird die Abhängigkeit des Drehmoments bei einer vorge gebenen Drehzahl vom Luftmassefluß und vom Zündwinkel berück sichtigt. Hierzu wird in aufeinanderfolgenden Schritten eine Drehmomentabweichung und eine Zündwinkelabweichung bestimmt. Abhängig von diesen Größen erfolgt ein Ansteuern der Luftzu meßeinrichtung.

Eine solche Steuerung der grundlegenden Fahrzeugfunktion macht eine ständige Überwachung des Steuergeräts erforder lich. Für die ständige Überwachung ist es bekannt, daß das Steuergerät sich selbst überprüft, indem beispielsweise die Signale von Sensoren innerhalb von Grenzwerten auf ihre Plau sibilität geprüft werden. Diese Grenzwerte, die auch von Be triebszuständen abhängen können, werden auch als Zulässig keitswerte bezeichnet.

Aus DE 195 36 038 ist ein Verfahren zur Steuerung der An triebseinheit eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem das maxi mal zulässige Moment bzw. die maximal zulässige Leistung er mittelt und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn der ermittelte Wert durch einen berechneten Ist-Wert überschrit ten wird.

Aus DE 197 50 191 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Lasterfassung einer Brennkraftmaschine bekannt. Zur Fehler überwachung wird die Differenz zwischen dem Luftmassensignal des Luftmassensensors und dem aus der Stellung der Drossel klappe abgeleiteten Luftmassensignal berechnet. Die Diffe renzwerte werden aufintegriert und auf eine Schwell wertüberschreitung hin überwacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Steuergerätes bereitzustellen, das mit ein fachen Mitteln zuverlässig eine Überwachung und ein Erkennen von Fehlern, insbesondere bei geringen Abweichungen von Ist- Wert und Zulässigkeitswert gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für die einzustel lende Steuergröße der Brennkraftmaschine ein Ist-Wert be stimmt. Zusätzlich wird für die Steuergröße abhängig von Zu standsbedingungen der Brennkraftmaschine ein Zulässigkeits wert berechnet. Der Zulässigkeitswert gibt dabei den Wert der Steuergröße an, der noch als plausibel anzusehen ist. Für den Fall, daß Ist-Wert und Zulässigkeitswert um mehr als einen ersten Schwellwert voneinander abweichen, wird ein Fehlersig nal ausgelöst. Je nach Art der Steuergröße gibt der Zulässigkeitswert einen minimalen oder maximalen Wert für die Steuergröße vor. Weicht also der Ist-Wert der Brennkraftma schine um mehr als einen ersten Schwellwert von dem Zulässig keitswert ab, so wird ein Fehler bei der Einstellung der Steuergröße erkannt. Zusätzlich zu dieser Situation wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls ein Fehlersignal ausgelöst, wenn eine über ein Zeitintervall aufakkumulierte Abweichung zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert einen be stimmten zweiten Schwellwert überschreitet. Der zweite Fall umfaßt die Situation, daß der Ist-Wert über längere Zeit hin weg von dem Zulässigkeitswert abweicht, dabei jedoch zu kei nem Zeitpunkt den ersten Schwellwert übersteigt. Mit dem er findungsgemäßen Verfahren kann bei der Überwachung der Steu ergröße die zeitliche Entwicklung dieser berücksichtigt wer den. Überaus vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit, daß Fehler erkannt werden können, deren Auswirkung auf die Stellgröße zu jedem Zeitpunkt zu klein ist, um ein Fehlersignal durch Überschreiten des ersten Schwellwerts aus zulösen, aber groß genug ist, um zu dauernden Abweichungen zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert zu führen. Erfin dungsgemäß wird der akkumulierte Differenzwert zwischen Ist- Wert und Zulässigkeitswert zu Null gesetzt, wenn die Abwei chung zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert unterhalb einer Detektionsschwelle liegt. Mit dieser Bedingung für das Zu rücksetzen des akkumulierten Differenzwertes wird erreicht, daß diejenigen Fehler im Steuergerät erkannt werden, die zu geringen, aber dauerhaft oberhalb der Detektionsschwelle lie genden Abweichungen zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert führen.

In einer vorteilhaften Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Steuergröße das Drehmoment der Brenn kraftmaschine verwendet. Allgemein ist es üblich, die Mo torsteuerung über das Drehmoment der Brennkraftmaschine zu führen. Auf diese Weise lassen sich besonders gut die vom Fahrer über das Gaspedal gegebenen Anforderungen mit den Be triebsbedingungen der Brennkraftmaschine verbinden.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird der Differenzwert zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert ober halb der Detektionsschwelle akkumuliert. Die Detekti onsschwelle gibt eine Größe für die Mindestabweichung zwi schen Ist-Wert und Zulässigkeitswert vor, die überschritten werden muß, damit ein Differenzwert aufakkumuliert wird. Hierdurch wird vermieden, daß über lange Zeitintervalle sich kleinste Differenzen aufakkumulieren und zum Auslösen eines Fehlersignals führen.

Bevorzugt wird die zweite Überwachungsschwelle abhängig von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine berechnet. Bei der Bestimmung des Ist-Wertes für die Steuergröße der Brenn kraftmaschine wird abhängig von deren Zustandsbedingungen der Wert geschätzt. Die Schätzung erfolgt hierbei bevorzugt unabhängig von einem Schätzwert, der für die Steuerung vorgenom men wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm für die erfindungsgemäße Überwachung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht für eine erste Auslösebedin gung des Fehlersignals und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der zweiten Auslösebe dingung für das Fehlersignal.

Fig. 1 zeigt den Ablauf des Verfahrens zur Überwachung einer Steuer- oder Stellgröße. Der aktuelle Wert der Steuergröße M geht in 10 in das Verfahren ein. Die Größe M ist hierbei ein bevorzugt un abhängig von der sonstigen Motorsteuerung geschätzter Wert z. B. eines Drehmomentes. In 12 wird das zulässige Moment M_ZUL angelegt. Das zulässige Moment wird abhängig von Betriebsgrößen berechnet. In 14 wird die Differenz zwischen M und M_ZUL gebildet.

In 16 und 18 gehen zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine in das Verfahren ein. Die Anzahl 2 von Betriebsgrößen ist hier lediglich zur Erläuterung gewählt. So bietet es sich beispielsweise an, die Luftmasse, die Kraftstoffmasse und den Zündwinkel zu berücksichtigen. Abhängig von den Betriebsgrö ßen 16 und 18 wird mit Hilfe des Kennfeldes KF1 20 die abso lute Überwachungsschwelle S_ABS bestimmt. Die absolute Über wachungsschwelle liegt mit der absoluten Differenz 14 an dem Komparator 22 an. Der Komparator 22 vergleicht, ob die anlie gende absolute Differenz ΔM größer als der anliegende absolu te Überwachungsschwellwert ist. Ist dies der Fall, so wird ein Signal an ein Oder-Element 24 weitergeleitet.

Die absolute Differenz 14 liegt ebenfalls an einer Detekti onsschwelle 26 an. Die Detektionsschwelle 26 ermittelt, ob die Differenz ΔM größer als ein Minimalwert ist. Wenn die Differenz ΔM größer als der Minimalwert ist, dann wird der Wert weiter an einen Integrator 28 geleitet, der die aufin tegrierte Abweichung zwischen dem aktuellen Moment und dem zulässigen Moment bestimmt. Zurückgesetzt wird der Integrator 28 mit Hilfe der Leitung 30, ander ein Signal anliegt, wenn die Rücksetzbedingung 32 erfüllt ist. Die Rücksetzbedingung 32 spricht dann an, wenn die Differenz kleiner als die Detek tionsschwelle 26 ist. In diesem Fall erzeugt die Rücksetzbe dingung 32 ein Resetsignal für den Integrator 28. Mit 34 und 36 liegen zwei weitere Betriebsgrößen an einem Kennfeld KF2 38 an. Die Betriebsgrößen 34 und 36 können mit den Betriebs größen 16 und 18 übereinstimmen. Auch können zusätzliche Be triebsgrößen an dem Kennfeld 38 anliegen. Das Kennfeld 38 liefert einen zweiten Überwachungsschwellwert 40, der gemein sam mit dem integrierten Wert 28 an dem Komparator 42 an liegt. Der Komparator 42 erzeugt ein Signal, wenn der aufin tegrierte Wert des Integrators 28 größer als der zweite Über wachungsschwellwert 40 ist.

Die Ausgangssignale des Komparators 42 und des Komparators 22 liegen an der Oder-Verknüpfung 24 an, von der sie über Zwi schenschritte 44 (Entprellmechanismus) zur Bestimmung eines Fehlersignals 46 weitergeleitet werden.

Fig. 2 zeigt in idealisierter Form die zeitliche Entwicklung des Schätzwerts 48. Eingezeichnet ist ebenfalls der aus dem Kennfeld 20 ermittelte erste Schwellwert 50, bei dessen Über schreiten ein Fehlersignal ausgelöst wird. Der Zeitpunkt zur Auslösung des Fehlersignals ist mit t₀ gekennzeichnet. Der Ü bersicht halber ist auch der zulässige Wert M_ZUL 52 einge zeichnet. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß, wenn der geschätz te Wert für das Drehmoment den zulässigen Wert 52 um mehr als die Differenz ΔM übersteigt, ein Fehlersignal ausgelöst wird.

In Fig. 3 ist mit 54 die aufintegrierte Differenz zwischen Ist-Wert 56 und Detektionsschwellwert 58 dargestellt. Der Zulässigkeitswert 52 wird bei der Aufintegration um den Detekti onsschwellwert 58 erhöht. Im Zeitpunkt t₁ überschreitet der Flä cheninhalt 54 einen Überwachungsschwellwert 40, so daß im Zeitpunkt t₁ ein Fehlersignal ausgelöst wird, ohne daß der Schätzwert die erste Überwachungsschwelle 50 je überschritten hat.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung der Einstellung einer Steuergröße bei einer Brennkraftmaschine mit den folgenden Überwachungsschritten:
für die Steuergröße wird ein Ist-Wert bestimmt (10),
für die Steuergröße wird abhängig von Zustandsbedingungen der Brennkraftmaschine ein Zulässigkeitswert berechnet (12), der einen maximal oder minimal zulässigen Wert für die Steuergröße angibt,
für den Fall, daß Ist-Wert und Zulässigkeitswert um mehr als einen ersten Schwellwert voneinander abweichen (22), wird ein Fehlersignal ausgelöst (46),
zusätzlich wird für den Fall, daß die in einem Zeitintervall akkumulierte Differenz zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert einen zweiten Schwellwert übersteigt (42), das Fehlersignal ausgelöst (46),
wobei der akkumulierte Differenzwert zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert zu Null gesetzt wird, wenn die Abweichung zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert unterhalb eines Detektionsschwellwertes (58) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergröße das Drehmoment dient.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzwert zwischen Ist-Wert und Zulässigkeitswert oberhalb des Detektionsschwellwertes (58) akkumuliert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Überwachungsschwelle (40) abhängig von den Betriebsgrößen (34, 36) berechnet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert für die Steuergröße abhängig von Zustandsbedingungen der Brennkraftmaschine geschätzt wird.