DE19530317C1 - Verfahren zur Lasteinstellung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lasteinstellung ei­ ner Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die Beherrschung des Lastzustandes des Leerlaufs ist bei Lastverstelleinrichtungen für Brennkraftmaschinen von beson­ derer Bedeutung. In diesem Lastzustand wird von den Brenn­ kraftmaschinen nur eine geringe Leistung abgegeben, der aber unter Umständen Verbraucher gegenüberstehen, die eine große Leistung fordern, wie z. B. Klimaanlage oder Heckscheibenhei­ zung. Um diesen Leistungsanforderungen Rechnung tragen zu können, ist eine Regelung der Lastverstelleinrichtung zwi­ schen einer minimalen und einer maximalen Einstellung notwen­ dig. Aus Gründen der Betriebssicherheit ist bei Ausfall der Regelung eine Leerlaufnotstellung des Stellglieds sicherzu­ stellen.

Bei einer bekannten Lastverstelleinrichtung (DE 40 34 575 A1) erfolgt eine Leerlaufregelung über den Eingriff eines Leerlaufreglers auf die Drosselklappe. Eine Kupplungsein­ richtung, die mit einem Gaspedal verbunden ist, wirkt über einen Mitnehmer auf die Drosselklappe ein. Die Drosselklappe ist im Leerlauf über einen Stellantrieb eines Leerlaufreglers steuerbar. Ein Signalgeber, der als Leerlaufkontakt ausge­ bildet ist, erzeugt in der Ruhestellung des Gaspedals ein er­ stes Kontrollsignal.

Liefert der Signalgeber bei der oben genannten Anordnung in der Ruhestellung des Gaspedals kein Kontrollsignal, weil bei­ spielsweise der Kontakt beschädigt wurde oder die Kupplungs­ einrichtung nicht richtig eingestellt wurde, so hat dies zur Folge, daß eine Steuerfunktion, die von diesem Kontrollsignal abhängt, nicht ausgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das sicherstellt, daß eine Steuerfunktion, die von einem Signalgeber abhängig ist, wie z. B. eine Kraftstoffab­ schaltung im Schubbetrieb des Motors, auch ausgeführt wird, wenn der Signalgeber als fehlerhaft nicht schließend erkannt wurde.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch eine geschickte Aus­ wertung von Signalen, die von einer Lastverstelleinrichtung für Brennkraftmaschinen ohnehin zur Verfügung gestellt wer­ den, ein nicht funktionierender Signalgeber einfach erkannt wird und ein Ersatzsignal erzeugt wird.

In einer Ausführung des Verfahrens bewirkt die genannte Steuerfunktion eine Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb des Motors, wodurch eine thermische Schädigung des Katalysators durch eine Entzündung von unverbranntem Luft-Kraftstoff Gemisch verhindert wird.

In einer weiteren Ausführung des Verfahrens bewirkt die Steu­ erfunktion die Aktivierung des Leerlaufreglers und ermöglicht so eine Anpassung der Leistung der Brennkraftmaschine an Ver­ braucher.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Funktion einer bei dem Verfahren nach Fig. 2 benutzten Lastverstelleinrichtung,

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.

Die von einem Rahmen 1 umschlossenen Teile von Fig. 1 bilden eine Lastverstelleinrichtung 2, die in einer Baueinheit zu­ sammengefaßt sind. Zu der Lastverstelleinrichtung 2 gehören eine Drosselklappe 3, die drehfest mit einer Welle 4 verbun­ den ist, und ein Antrieb 5 für die Verstellung der Drossel­ klappe 3 im Leerlauf, der mit einem ersten Positionsgeber 7 versehen ist. Der Antrieb 5 wirkt über einen ersten Mitnehmer 6 auf die Welle 4 ein und wird von einem Leerlaufregler ge­ steuert, der in einer Motorsteuerung 14 untergebracht ist. Der erste Positionsgeber 7 gibt ein Antriebssignal aus, das die Lage des Antriebs 5 angibt. Mit der Welle 4 ist ein zwei­ ter Positionsgeber 8 verbunden, der ein Drosselklappensignal ausgibt, das der Lage der Drosselklappe 3 entspricht.

Die Drosselklappe 3 kann über ein Gaspedal 9, das über einen zweiten Mitnehmer 11 einer Kupplungseinrichtung 10 mit der Welle 4 verbunden ist, zwischen einem Leerlaufanschlag LL und einem Vollastanschlag VL verstellt werden. Die Kupplungsein­ richtung 10 wird mit einer Feder 12 in Richtung auf den Leer­ laufanschlag LL vorgespannt. Befindet sich die Kupplungsein­ richtung 10 am Leerlaufanschlag LL, so wird ein Leerlauf­ kontakt 13 geschlossen und erzeugt in seiner Schließstellung ein erstes Kontrollsignal KS1 (vgl. Fig. 2).

Der zweite Mitnehmer 11 ermöglicht in der Leerlaufstellung eine Verstellung der Drosselklappe 3 durch den Antrieb 5. In dieser Leerlaufstellung liegt der erste Mitnehmer 6 an der Welle 4 an. Fällt der Antrieb 5 aus, so wird der Antrieb 5 über eine Notlauffeder 15 in eine Notlaufposition LLN ge­ bracht, in der ein sicherer Leerlaufbetrieb möglich ist.

Bei bekannten Lastverstelleinrichtungen wird das erste Kon­ trollsignal KS1 zur Leerlauferkennung benutzt. Das Drossel­ klappensignal stellt die Istposition der Drosselklappe dar. Das Antriebssignal stellt einen Istwert für den Leerlaufregler dar.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Lasteinstellung (Fig. 2) werden folgende Schritte ausgeführt:

In einem ersten Schritt S1 wird die Brennkraftmaschine ge­ startet. In einem sich daran anschließenden Schritt S2 werden Initialisierungen vorgenommen. Dabei werden die für das Ver­ fahren benötigten Zähler vorbelegt.

In einem nachfolgenden Schritt S3 wird überprüft, ob ein zweites Kontrollsignal KS2 auf den Wert 1 gewechselt ist. Das zweite Kontrollsignal KS2 wird auf 1 gesetzt, wenn der Betrag der Differenz aus dem Drosselklappensignal und dem An­ triebssignal einen Grenzwert unterschreitet, sonst wird es auf 0 gesetzt. Der Grenzwert wird so klein gewählt, daß gerade noch die Fertigungstoleranzen der Positionsgeber 7, 8 und der Quantisierungsfehler, der bei der Analog-Digital Wandlung für eine Weiterverarbeitung in der Motorsteuerung 14 auftreten, toleriert werden. Dazu wird das zweite Kontrollsignal KS2 mit einem aus dem letzten Berechnungszeitpunkt bekannten Wert des zweiten Kontrollsignals KS2 verglichen. Bei der ersten Ausführung des Schrittes S3 wird der bekannte Wert von KS2 auf 0 gesetzt. Liegt kein Wechsel des zweiten Kontrollsignals KS2 vor, so wird nach einer nicht dargestellten Verzögerungs­ zeit wieder auf den Schritt S3 verzweigt.

Sonst wird in einen Schritt S4 verzweigt und dort überprüft, ob das erste Kontrollsignal KS1 den Wert 1 besitzt. Der Wert 1 des ersten Kontrollsignals KS1 bedeutet, daß der Leerlauf­ kontakt 13 geschlossen ist und somit kein Fehler vorliegt. Ist dies der Fall, so wird in einen Schritt S5 verzweigt, in dem ein Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD mit dem Wert 0 belegt wird. Der Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD wird als Maß für die Dauer des fehlerhaft nicht geschlossenen Leerlaufkontaktes 13 benutzt.

Befindet sich im Schritt S4 das erste Kontrollsignal KS1 nicht auf dem Wert 1, so wird in einen Schritt S6 verzweigt, wo der Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD um 1 erhöht wird.

In einem Schritt S7 wird überprüft, ob das erste Kontrollsi­ gnal KS1 auf den Wert 0 gewechselt ist. Dazu wird analog zu Schritt S3 der Wert des zweiten Kontrollsignals KS2 bei dem letzten Berechnungsschritt mit dem aktuellen Wert vergli­ chen. Fand kein Wechsel auf 0 statt, was bedeutet, daß auf­ grund des Drosselklappensignals und des Antriebssignals wei­ terhin auf Leerlauf geschlossen wird, so wird in einen Schritt S8 verzweigt.

In dem Schritt S8 wird überprüft, ob ein Fehlersignal FS mit dem Wert 1 belegt ist, der ein Anzeichen dafür ist, daß der Leerlaufkontakt 13 zu einem früheren Zeitpunkt sicher als fehlerhaft erkannt wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird in den Schritt S4 verzweigt. Ist dies doch der Fall, so wird in einen Schritt S9 verzweigt, in dem ein Ersatzsignal ES mit dem Wert 1 belegt wird.

Die Steuerfunktion hängt von dem Ersatzsignal ES oder dem er­ sten Kontrollsignal KS1 ab. Dadurch kann ein fehlerhafter Wert des ersten Kontrollsignals KS1 kompensiert werden. Dies ermöglicht die Erkennung des Schubbetriebs auch ohne einen korrekt funktionierenden Leerlaufkontakt 13. Im Betriebszu­ stand des Schubbetriebs kann eine Steuerfunktion zur Kraft­ stoffabschaltung ausgelöst werden, die verhindert, daß ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Abgastrakt der Brennkraftma­ schine gelangt und sich in einem dort angeordneten heißen Ka­ talysator entzündet. Derartige Verbrennungen können langfri­ stig zu einer thermischen Zerstörung des Katalysators führen. Vom Schritt S9 wird ebenfalls in den Schritt S4 verzweigt.

Die Schritte 54 bis S9 bilden eine Schleife, die innerhalb einer Leerlaufphase nicht verlassen wird. Über den Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD wird erfaßt, bei wievielen auf­ einanderfolgenden Schleifendurchläufen der Leerlaufkontakt 13 nicht geschlossen war. Die Schleife wird erst verlassen, wenn im Schritt S7 ein Wechsel des zweiten Kontrollsignals KS2 auf den Wert 0 erkannt wird.

In einem Schritt S10 wird überprüft, ob das Fehlersignal FS den Wert 1 aufweist. Ist-dies der Fall, so wird in einen Schritt S11 verzweigt und dort dem Ersatzsignal ES der Wert 0 zugewiesen und somit angezeigt, daß der Leerlaufbereich ver­ lassen wurde.

In einem Schritt S12 wird überprüft, ob der Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD einen Wert größer als ein Schwellwert SW3 besitzt. Ist dies der Fall, so ist gewährleistet, daß die Abweichung für eine Anzahl von Schleifendurchläufen, die durch den Schwellwert SW3 bestimmt wird, durchgehend vorgele­ gen hat, und es wird in einen Schritt S13 verzweigt. Da je der Schleifendurchlauf Rechenzeit benötigt, ist durch den Schwellwert SW3 sichergestellt, daß die Abweichung mindestens für eine vorgegebene Zeitdauer, beispielsweise 1 Sekunde, vorliegt und somit sicher ist. Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, daß ein prellender Leerlaufkontakt 13 nicht fälschlich als fehlerhaft erkannt wird.

In dem Schritt S13 wird ein erster Zähler Z1 um den Wert 1 erhöht.

Lag der Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD im Schritt S12 unter dem Schwellwert SW3, so wird in einen Schritt S14 verzweigt, in dem ein erster Zähler Z1 um den Wert 1 verrin­ gert wird. Der erste Zähler Z1 ist ein Maß für die Häufigkeit der sicheren Abweichung, bei der der Wert des Zählers für die Kontrollsignaldauer KSD über dem Schwellwert lag.

In einem Schritt 15 wird festgestellt, ob der Motor abge­ schaltet wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Schritt S16 der Zähler für die Kontrollsignaldauer KSD auf den Wert 0 gesetzt und zum Schritt S3 verzweigt. Ist dies der Fall, so wird in einen Schritt S17 verzweigt, in dem über­ prüft wird, ob der erste Zähler Z1 einen Wert besitzt, der über einem ersten Schwellwert SW1 liegt. Ist dies doch der Fall, so wird in einen Schritt S18 verzweigt, in dem ein zweiter Zähler Z2 um den Wert 1 erhöht wird. Ist dies nicht der Fall, so wird in einen Schritt S19 verzweigt, in dem der zweite Zähler Z2 um den Wert 1 erniedrigt wird. Ein Schritt S20 folgt sowohl auf den Schritt S18 als auch auf den Schritt S19.

Im Schritt S20 wird überprüft, ob der zweite Zähler Z2 einen zweiten Schwellwert SW2 überschreitet. Ist dies der Fall, so wird in einen Schritt S21 verzweigt. Hier wird das Fehlersi­ gnal FS mit dem Wert 1 belegt. Hatte der zweite Zähler Z2 in Schritt S20 einen Wert, der unter dem des zweiten Schwellwer­ tes SW2 lag, so wird im Schritt S22 das Fehlersignal FS mit dem Wert 0 belegt.

Im Schritt S23 wird der Wert des zweiten Zählers und des Feh­ lersignals nicht flüchtig gespeichert bevor das Verfahren beendet wird.

Das Fehlersignal FS steht dann beim nächsten Verfahrensstart wieder zur Verfügung, so daß das Ersatzsignal ES dann bei dem Anliegen des ersten Kontrollsignals K51 erzeugt wird, wenn das Fehlersignal FS den Wert 1 besitzt.

Das Fehlersignal FS kann über eine nicht dargestellte Diagno­ seschnittstelle abgefragt werden und von dort in seinem Wert verändert werden. So kann beispielsweise in der Werkstatt erkannt werden, daß der Leerlaufkontakt 13 nicht die rich­ tigen Signale liefert, und Fehlerbehebungsmaßnahmen eingelei­ tet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Lasteinstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Anordnung, die aufweist:

• - eine Drosselklappe (3),
• - die über einen ersten Mitnehmer (6) mit einem Antrieb (5) eines Leerlaufreglers verbunden ist,
• - die über einen zweiten Mitnehmer (11) einer Kupplungs­ einrichtung (10) mit einem Gaspedal (9) verbunden ist,
• - sowie einen Signalgeber, der ein erstes Kontrollsignal (KS1) in der Leerlaufstellung des ersten Mitnehmers (11) erzeugt,
• - einen ersten Positionsgeber (7), der ein Antriebssignal ausgibt, das der Lage des Antriebs (5) entspricht, und
• - einen zweiten Positionsgeber (8), der ein Drosselklappensi­ gnal ausgibt, das der Lage der Drosselklappe (3) ent­ spricht,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß ein zweites Kontrollsignal (KS2) erzeugt wird, wenn die Abweichung zwischen dem Drosselklappensignal und dem Antriebssignal einen Grenzwert unterschreitet,
• - daß ein Fehlersignal (FS) erzeugt wird, wenn abhängig von dem ersten und dem zweiten Kontrollsignal (KS1, KS2) ein Fehlverhalten des Signalgebers erkannt wird,
• - daß ein Ersatzsignal (ES) in Abhängigkeit von dem Fehlersignal (FS) und dem zweiten Kontrollsignal (KS2) abgeleitet wird, und
• - daß die Steuerfunktion bei Anliegen des Fehlersignals (PS) von dem Ersatzsignal (ES) und sonst von dem ersten Kontrollsignal (KS1) abhängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überprüft wird, ob das erste Kontrollsignal (KS1) minde­ stens für eine vorgegebenen Zeitdauer während des Anliegens des zweiten Kontrollsignals (KS2) durchgehend von diesem abweicht, und erst dann eine sichere Abweichung erkannt wird,
daß ein erster Zähler (Z1) inkrementiert wird, wenn die si­ chere Abweichung erkannt wurde, oder dekrementiert wird, wenn die sichere Abweichung nicht erkannt wurde,
daß nach der Überschreitung eines festgelegten Intervalls ein zweiter Zähler (Z2) inkrementiert wird, wenn der erste Zähler (Z1) einen ersten Schwellwert (SW1) überschreitet, oder dekrementiert wird, wenn der erste Zähler (Z1) den er­ sten Schwellwert (SW1) nicht überschreitet,
daß bei einer Überschreitung eines zweiten Schwellwertes (SW2) des zweiten Zählers (Z2) das Fehlersignal (FS) ange­ legt wird, und
daß bei Anliegen des Fehlersignals (FS) und bei gleichzei­ tigem Anliegen des zweiten Kontrollsignals (KS2) das Er­ satzsignal (ES) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall durch die Zeitspanne zwischen dem Start und dem Stop der Brennkraftmaschine vorgegeben ist, und daß der Wert des Fehlersignals (FS) und der Wert des zweiten Zählers (Z2) am Ende des Intervalls nichtflüchtig gespeichert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal (FS) über eine Diagnoseschnittstelle abgefragt und auch von dieser in seinem Wert verändert werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber als Leerlaufkontakt (13) ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfunktion die Kraftstoffabschaltung im Schubzustand des Motors auslöst oder den Leerlaufregler aktiviert.