DE19821561A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils zur Steuerung der Kraftstoffmessung in eine Brennkraftmaschine, beschrieben. Die in einem energiespeichernden Element gespeicherte Ladung dient zum beschleunigten Einschalten des Verbrauchers. Zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn einer nächsten Einspritzung wird die Spannung, die an dem energiespeichernden Element anliegt, erfaßt und ausgewertet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers sind beispielsweise aus der DE-OS 44 13 240 bekannt. Dort wird die beim Abschalten des Verbrauchers frei werdende Energie in einem Kondensator gespeichert und beim nächsten Einschaltvorgang zum beschleunigten Einschalten des Verbrauchers verwendet. Solche Verbraucher werden häufig als Komponenten bei Einspritzsystemen bei Brennkraftmaschinen eingesetzt. Zur Erkennung von Ausfällen einzelner Komponenten eines solchen Einspritzsystems ist eine Überwachung von diversen Größen erforderlich.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers eine Überwachung des gesamten Systems bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergibt sich eine einfache und sichere Überwachung des den elektromagnetischen Verbraucher umfassenden Systems. Insbesondere ist in allen Betriebsbereichen eine genaue Unterscheidung zwischen einem Fehler und dem Normalbetrieb möglich.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand den in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 ein Blockdiagramm der Überwachung, Fig. 3 ein Blockdiagramm der Spannungsauswertung und Fig. 4 bis 6 verschiedene über der Zeit aufgetragene Signale.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird bevorzugt bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, eingesetzt. Dort wird die Kraftstoffzumessung mittels elektromagnetischer Ventile gesteuert. Diese elektromagnetischen Ventile werden im folgenden als Verbraucher bezeichnet. Die Erfindung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt, sie kann überall dort eingesetzt werden, wo schnell schaltende elektromagnetische Verbraucher benötigt werden.

Bei der Anwendung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, legen der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Magnetventils den Einspritzbeginn bzw. das Einspritzende des Kraftstoffs in den Zylinder fest.

In Fig. 1 sind die wesentlichsten Elemente der erfindungs­ gemäßen Einrichtung dargestellt. Bei der dargestellten Aus­ führungsform handelt es sich um eine Vierzylinderbrennkraft­ maschine. Hierbei ist jedem Verbraucher ein Einspritzventil und jedem Einspritzventil ein Zylinder der Brennkraftmaschi­ ne zugeordnet. Bei höheren Zylinderzahlen der Brennkraftma­ schine sind entsprechend mehr Ventile, Schaltmittel und Dioden vorzusehen.

Mit 100, 101, 102 und 103 sind vier Verbraucher dargestellt. Jeweils ein erster Anschluß aller Verbraucher 100 bis 103 steht über ein Schaltmittel 115, der auch als High-Side-Schalter bezeichnet wird, und eine Diode 110 mit einer Spannungsversorgung 105 in Verbindung.

Die Diode 110 ist so angeordnet, daß sie mit ihrer Anode mit dem Pluspol und mit ihrer Kathode mit dem Schaltmittel 115 in Verbindung stehen. Bei dem Schaltmittel 115 handelt es sich vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor.

Jeweils der zweite Anschluß der Verbraucher 100 bis 103 stehen über jeweils ein zweites Schaltmittel 120, 121, 122 und 123 mit einem Widerstandsmittel 125 in Verbindung. Bei dem Schaltmittel 120 bis 123 handelt es sich ebenfalls vor­ zugsweise um Feldeffekttransistoren. Die Schaltmittel 120 bis 123 werden als Low-Side-Schalter und das Schaltmittel 115 als Highside-Schalter bezeichnet. Der zweite Anschluß des Widerstandsmittels 125 steht mit dem zweiten Anschluß der Spannungsversorgung in Verbindung.

Jedem Verbraucher 100 bis 103 ist eine Diode 130, 131, 132 und 133 zugeordnet. Der Anodenanschluß der Dioden steht je­ weils mit dem Verbindungspunkt zwischen Verbraucher und Low-Side-Schalter in Kontakt. Der Kathodenanschluß steht mit einem Kondensator 145 sowie einem weiteren Schaltmittel 140 in Verbindung. Der zweite Anschluß des Schaltmittels 140 steht mit den ersten Anschlüssen der Verbraucher 100 bis 103 in Kontakt. Bei dem Schaltmittel 140 handelt es sich eben­ falls vorzugsweise um einen Feldeffekttransistor. Dieses Schaltmittel 140 wird auch als Booster-Schalter bezeichnet. Der zweite Anschluß des Kondensators 145 steht ebenfalls mit dem zweiten Anschluß der Versorgungsspannung 105 in Verbin­ dung.

Der Highside-Schalter 115 wird von einer Steuereinheit 160 mit einem Ansteuersignal AH beaufschlagt. Das Schaltmittel 120 wird von der Steuereinheit 160 mit einem Ansteuersignal AL1, das Schaltmittel 121 mit einem Ansteuersignal AL2, das Schaltmittel 122 mit einem Ansteuersignal AL3, das Schalt­ mittel 123 mit einem Ansteuersignal AL4 und das Schaltmittel 140 mit einem Ansteuersignal AC beaufschlagt.

Zwischen dem zweiten Anschluß der Spannungsversorgung 105 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Schaltmittel 115 und den ersten Anschlüssen der Verbraucher 100 bis 103 ist eine Diode 150 geschaltet. Hierbei ist die Anode der Diode mit dem zweiten Anschluß der Spannungsversorgung 105 verbunden.

Mittels des Widerstandes 125 kann der durch den Verbraucher fließende Strom ermittelt werden.

Mit der dargestellten Anordnung ist eine Strommessung über den Strommeßwiderstand 125 nur möglich, wenn eines der Schaltmittel 120 bis 123 geschlossen ist. Um den Strom auch bei geöffneten Low-Side-Schaltern erfassen zu können, kann der Strommeßwiderstand auch an anderer Stelle angeordnet werden. Beispielsweise kann der zweite Anschluß des Konden­ sators 145 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Strommeß­ mittel 125 und dem Schaltmittel 120 bis 123 verbunden wer­ den. In diesem Fall ist auch eine Strommessung bei gesperr­ tem Low-Side-Schalter möglich. Ferner kann das Strommeßmittel zwischen der Spannungsversorgung und dem Highside-Schalter bzw. zwischen dem Highside-Schalter und den Verbrauchern angeordnet sein.

Die Anordnung der Schaltelemente, Verbraucher, Dioden und Kondensatoren ist nur beispielhaft gewählt. Die im Folgenden beschriebene Vorgehensweise kann auch bei anderen Anordnungen der Elemente eingesetzt werden.

Ferner steht die Steuereinheit 160 mit einem Sensor 170 in Verbindung, der ein Inkrementrad 175 abtastet, das vorzugsweise an der Nocken- und/oder an der Kurbelwelle angeordnet ist.

Des weiteren ist eine Überwachung 165 vorgesehen, die mit den beiden Anschlüssen der Spannungsversorgung 105 in Verbindung steht. Ferner tauscht die Überwachung 165 mit der Steuereinheit 160 Signale aus. Die am Kondensator anliegende Spannung 145 wird der Überwachung 165 ebenfalls zugeführt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit 160 und die Überwachung 165 eine bauliche Einheit bilden.

Bei der Ansteuerung der Verbraucher werden verschiedene Phasen unterschieden. In einer ersten Phase, die auch als Booster-Betrieb bezeichnet wird, wird durch Schließen der Schaltmittel 140 und einer der Schalter 120-123 der entsprechende Verbraucher 101-103 über den Kondensator 145 bestromt. Der Strom, der durch den Verbraucher fließt, steigt dabei sinusförmig an und der Kondensator 145 entlädt sich. Die Phase 1 ist beendet, wenn die gemessene Booster- Spannung am Kondensator 145 eine bestimmte Schwelle unterschreitet.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, daß die Phase 1 endet, wenn der Strom, der durch den Verbraucher fließt, einen bestimmten Wert überschreitet.

In einer zweiten Phase, die auch als Anzugstromregelung bezeichnet wird, wird der Strom durch den Verbraucher von der Spannungsversorgung 105 durch Öffnen des Schaltmittels 140 und Schließen des High-Side-Schalters 115 übernommen. Die Low-Side-Schalter 120-123 verbleiben in ihrer geschlossenen Position. Beim Erreichen des Anzugsollstroms wird das Schaltmittel 115 gesperrt und bei Unterschreiten einer Hystereseschwelle wieder geschlossen. Dadurch wird während der Phase 2 die Anzugstromregelung realisiert. Diese wird über eine bestimmte Zeitdauer eingestellt, bis der Verbraucher sicher geöffnet hat.

Eine dritte Phase, wird auch als erste Schnell-Löschung bezeichnet. Hat der Verbraucher seine neue Endstellung erreicht, so kann auf einen niedrigeren Haltestrom umgeschaltet werden. Die dabei in der Induktivität des Verbrauchers freiwerdende Energie wird zur Wiederaufladung des Kondensators 145 verwendet. Hierfür wird der entsprechende Low-Side-Schalter 120-123 in seinen geöffneten Zustand gebracht. Der High-Side-Schalter 115 bleibt in seinem geschlossenen Zustand. Unterschreitet der Strom, der durch den Verbraucher fließt, den Haltestrom abzüglich einer Hysterese, so ist die Phase 3 beendet.

Die sich anschließende vierte Phase wird als Haltestromregelung bezeichnet. In dieser Phase wird der High-Side-Schalter 115 und einer der Low-Side-Schalter 120-123 aktiviert, bis der Haltestrom erreicht ist. Danach wird der High-Side-Schalter 115 solange gesperrt, bis der Strom durch den Verbraucher den Haltestrom abzüglich einer Hysterese unterschritten hat, wonach der High-Side-Schalter 115 wieder zugeschaltet wird. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt. Diese Phase ist beendet, wenn der Einspritzvorgang abgeschlossen ist.

In einer fünften Phase, die als zweite Schnell-Löschung bezeichnet wird, wird die noch durch den Haltestrom im Verbraucher verbleibende Energie ebenfalls zum Wiederaufladen des Booster-Kondensators 145 verwendet. Daher wird zunächst nur der entsprechende Low-Side-Schalter 120-123 abgeschaltet, wobei der High-Side-Schalter 115 zunächst geschlossen bleibt. Ist der Strom durch den Verbraucher nahezu auf den Wert Null abgeklungen, so wird auch diese Phase beendet.

In einer sechsten Phase ist die Endstufe inaktiv. In dieser Phase ist auch der High-Side-Schalter 115 abgeschaltet.

Eine sich anschließende siebte Phase wird als Nachtaktung bezeichnet. Durch Verluste in den Verbrauchern ist die Booster-Spannung, die am Kondensator 145 anliegt, trotz der Rückspeisung während und nach dem Einspritzvorgang nicht auf den ursprünglichen Wert zurückgekehrt. Daher ist ein sogenanntes Rechargen des Booster-Kondensators erforderlich. Hierbei wird das bekannte Verfahren eines Hochsetzstellers angewandt, wobei die Induktivität des Verbrauchers für den Ladevorgang verwendet wird.

Zunächst wird durch Schließen des High-Side-Schalters 115 und wenigstens eines Low-Side-Schalters ein Strom in wenigstens einen Verbraucher eingeprägt. Beim Erreichen des Rechargestroms wird durch Öffnen des Low-Side-Schalters der Strom über eine der Dioden 131 bis 133 in den Booster- Kondensator 145 geleitet, welcher sich dadurch weiter auflädt. Ist der Strom abgeklungen, erfolgt die Freigabe der Wiederaufladung. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der Wert der Spannung am Booster-Kondensator seinen Ausgangsspannung erreicht hat.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß durch eine ständige Messung und Auswertung der Booster-Spannung am Kondensator 145 im Betrieb der Steuereinheit ein sogenannter weicher Kurzschluß an den Verbrauchern, verschiedene Ausfälle von Bauelementen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sowie die Einspritzfunktion der Vorrichtung, insbesondere die Booster- und die Schnell-Löschphase überwacht werden können.

In Fig. 4 sind verschiedene Signale über der t Zeit aufgetragen. Diese Signale sind beispielhaft für eine Vierzylinderbrennkraftmaschine dargestellt. In Teilfigur 4a sind die verschiedenen im Steuergerät generierten Kurbelwellwen-Segmente angegeben. Diese Kurbelwellensegmente können beispielsweise mittels eines auf der Kurbelwelle angeordneten Segmentrades, das eine der Zylinderanzahl entsprechenden Zähneanzahl aufweist, ausgelöst werden. An den Flanken der Segmente wird jeweils ein Drehzahl-Interrupt (DZI) ausgelöst.

In Teilfigur 4b ist das vom Sensor 170 bereitgestellte Drehzahlsignal NI aufgetragen. Hierbei wird vorzugsweise alle 3° Kurbelwellenwinkel ein Impuls ausgelöst. Das Signal weist ferner eine Lücke pro Motorumdrehung auf. In Teilfigur 4c sind die Zeitabschnitte EB dargestellt, in denen die Ansteuersignale für die Einspritzung berechnet werden. In Fig. 4d sind die Zeiträume E für die möglichen Beginne der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung jeweils mit VE bzw. HE bezeichnet.

In Teilfigur 4e sind verschiedene Interrupts IR dargestellt. Dies ist zum einen der Drehzahl-Interrupt DZI sowie ein BOB-Interrupt. Des weiteren ist der obere Totpunkt eines jeden Zylinders mit OT bezeichnet. In Teilfigur 4f ist der Pegel eines Signals A, das in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wird, aufgezeigt. In Teilfigur 4g ist das Signal ADC aufgetragen, währenddessen die Spannung, die am Kondensator 145 anliegt, in ein digitales Signal umgewandelt wird. In Teilfigur 4h ist das Signal UB mit einem dicken schwarzen Pfeil eingetragen, dieses gibt den Zeitraum an, innerhalb dem die Überprüfung der Spannung erfolgt.

Die Berechnung der Vor- und der Haupteinspritzung, die in Fig. 4c dargestellt ist, wird durch den winkelsynchronen Drehzahlinterrupt DZI ausgelöst. Die Programmierung der berechneten Einspritzbeginne und der Einspritzdauern erfolgt in einem weiteren Interrupt, dem sogenannten BOB Interrupt, der ebenfalls winkelsynchron ausgelöst wird. Dieser BOB wird vor dem frühesten möglichen Einspritzbeginn der Voreinspritzung ausgelöst.

Zu diesem Zeitpunkt sollte die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Einspritzung bereit sein. Dies bedeutet der Booster-Kondensator 145 sollte zu diesem Zeitpunkt auf seine vorgegebene Spannung aufgeladen sein. Daher erscheint dieser BOB-Interrupt geeignet, um die Spannung UC am Booster- Kondensator 145 zu messen.

Verschiedene Bedingungen können aber dazu führen, daß das Ende der vorhergehenden Einspritzung einschließlich der Nachtaktung (Rechargephase) über den BOB-Interrupt hinausreicht. So hat z. B. ein niederer Kraftstoffdruck bei einem sogenannten Common-Rail-System eine längere Einspritzzeit zur Folge. Eine niedere Spannung Ubat der Versorgungsspannung hat eine längere Rechargephase zur Folge. Hohe Drehzahlen der Brennkraftmaschine bewirken kleine Zeitabstände zwischen den Einspritzungen. Ferner bewirken hohe Einspritzmengen längere Einspritzzeiten.

Diese Bedingungen einzeln oder in Kombination können dazu führen, daß die Spannung UC am Booster-Kondensator 145 zu einem Zeitpunkt gemessen wird, wenn der Rechargevorgang noch nicht abgeschlossen ist. Es wird also fälschlicherweise eine zu niedere Booster-Spannung eingelesen. Um zu verhindern, daß dies zu einer Fehldiagnose führt, muß die Überwachung der Booster-Spannung auf den ungünstigsten Fall ausgelegt werden. Dies kann dazu führen, daß die gesamte Überwachung wirkungslos wird, da ein zu kleiner Schwellwert vorgegeben werden muß.

Die Überwachung wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß ein günstiger Meßzeitpunkt für die Messung der Spannung UC gewählt wird. Des weiteren ist eine besondere Vorgabe des Schwellwerts für die Spannung vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die verschiedenen Maßnahmen einzeln und/oder in Kombination miteinander durchgeführt werden.

In Fig. 2 ist die Überwachung 165 detaillierter dargestellt. Ein erster Vergleicher 200 gibt ein Signal, das einen Fehlerzustand oder den ordnungsgemäßen Betrieb der Endstufe anzeigt an die Steuereinheit 160. Am Eingang a des Vergleichers 200 liegt das Signal UCMIN3, am Eingang b des Vergleichers 200 liegt das Signal UC, das von einer Spannungsermittlung 210 bereitgestellt wird. Die Spannungsermittlung ist in Fig. 3 detaillierter dargestellt.

Das Signal UCMIN3 stammt von einer ersten Minimalauswahl 220. Die Minimalauswahl 220 vergleicht das Ausgangssignal UCMIN1 einer Sollwertvorgabe 230 mit dem Ausgangssignal eines Schaltelementes 240. Das Schaltelement 240 verbindet wahlweise das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe 230 oder das Ausgangssignal UCMIN2 eines Verknüpfungspunktes 250 mit der ersten Minimalauswahl 220. Der Verknüpfungspunkt 250 verknüpft das Ausgangssignal eines ersten Kennfeldes 260 mit dem Ausgangssignal eines zweiten Kennfeldes 270. Das erste Kennfeld 260 verarbeitet Ausgangssignale einer Spannungserfassung 284, die ein Signal bezüglich der Batteriespannung Ubat liefert, sowie das Ausgangssignal einer Zeitvorgabe 282, die ein Signal TRE liefert, das die Rechargedauer kennzeichnet. Das zweite Kennfeld 270 verarbeitet ein Signal IRE einer Stromvorgabe 280, die ein Signal liefert, das dem Rechargestrom IRE entspricht.

Ferner werden die beiden Eingangssignale der Minimalauswahl 220 einem zweiten Vergleicher 290 an die Eingänge a und b geliefert. Der zweite Vergleicher 290 beaufschlagt ebenfalls die Steuereinheit 160 mit einem Signal, das den Rechargevorgang charakterisiert.

Ziel der Überwachung ist es, eine defekte Endstufe oder einen defekten Verbraucher zu erkennen. Normalerweise erreicht die Booster-Spannung nach dem Rechargevorgang ihren Normalwert UCMIN1. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen erreicht die Booster-Spannung trotz fehlerfreiem System beim Beginn der Einspritzung noch nicht ihren Sollwert UCMIN1. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn sich bei hoher Drehzahl der Abstand zwischen den Einspritzungen verkleinert und nicht mehr genügend Zeit für einen vollständigen Rechargevorgang verbleibt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Unterscheidungskriterium zwischen einer niederen Booster-Spannung aufgrund von Systemdefekten und einer niederen Booster-Spannung aufgrund von fehlender Rechargezeit zu finden.

Bei einer niederen Booster-Spannung aufgrund von Systemdefekten liegt ein schwerwiegender Fehler im System vor, was zu entsprechenden Fehlerreaktionen führen muß, damit keine kritischen Situationen für die Brennkraftmaschine oder das Fahrzeug samt Insassen entstehen kann. Eine niedere Booster-Spannung aufgrund fehlender Rechargezeiten ist weniger kritisch, da dies allenfalls zu einer niederen Einspritzmenge führen wird.

Die gewünschte Unterscheidung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die erreichbare Booster-Spannung unter Berücksichtigung möglichst aller Rechargebedingungen ermittelt wird. Wird die erreichte Booster-Spannung mit diesem Schwellwert verglichen, so kann auf eine verkürzte Rechargezeit geschlossen werden.

Die erreichbare Booster-Spannung wird vorteilhafter Weise ausgehen von den aktuellen Betriebsbedingungen, die in der Steuereinheit 160 vorliegen und zur Steuerung der Brennkraftmaschine benötigt werden, bestimmt.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß die erreichbare Recharge- Spannung sich im wesentlichen aus zwei Faktoren zusammensetzt. Der erste Faktor ist eine Funktion des Stromes IRE, der dem maximalen Stromn während des Nachladevorganges durch den Verbraucher entspricht. Alternativ können auch ein Mittelwert des Stroms verwendet werden. Der zweite Faktor ist im wesentlichen eine Funktion der Versorgungsspannung Ubat und der Dauer TRE des Nachladevorganges. Die Zeit TRE entspricht der Dauer der Nachtaktung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der erste Faktor in dem zweiten Kennfeld 270 abhängig von dem Strom IRE abgelegt ist und der zweite Faktor mit dem ersten Kennfeld 260 abhängig von der Batteriespannung Ubat und der Zeitdauer TRE des Nachladevorganges abgelegt wird. Anschließend werden die beiden Ergebnisse im Verknüpfungspunkt 250 vorzugsweise multiplikativ verknüpft um den Wert UCMIN2 zu bilden.

Die Batteriespannung Ubt wird durch Auswerten der Spannung an der Versorgungsspannung 105 durch die Überwachung 165 und/oder die Steuereinheit 160 bestimmt. Der Strom IRE wird in der Steuereinheit in Abhängigkeit von anderen Betriebskenngrößen bestimmt. Die Dauer TRE des Rechargevorgangs kann aus verschiedenen Einspritzparametern vor dem Beginn und dem Ende der Vor- oder der Haupteinspritzung bestimmt werden.

In der Sollwertvorgabe 230 ist der Normalwert UCMIN1 der Booster-Spannung abgelegt. Im Normalbetrieb wird der vom Verknüpfungspunkt 250 ermittelte Wert UCMIN2 für die betriebspunktabhängige Booster-Spannung der Minimalwertauswahl 220 zugeführt. Diese wählt den kleineren der beiden Werte UCMIN1 oder UCMIN2 aus und leitet ihn als Sollwert dem Vergleicher 200 zu. Erkennt der Vergleicher 200, daß die aktuell gemessene Spannung UC am Booster- Kondensator kleiner als der Schwellwert UCMIN3 ist, gibt der Vergleicher ein Signal an die Steuereinheit 160, das anzeigt, daß ein Fehler vorliegt.

Die Minimalauswahl 220 berücksichtigt, wenn die erreichbare Booster-Spannung UC aufgrund fehlender Rechargezeit abnimmt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die üblicherweise erreichte Booster-Spannung UCMIN1 und der betriebspunktabhängige Schwellwert UCMIN2 für die Booster-Spannung dem Vergleicher 290 zugeführt werden. Dieser erkennt dann den Zustand, daß die Rechargedauer über einen längeren Zeitraum zu kurz ist und gibt ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 160.

Die Bildung des Wertes UCMIN2 ist nur beispielhaft gewählt. Es können auch andere Betriebskenngrößen berücksichtigt werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der Wert UCMIN2 beispielsweise abhängig von der Drehzahl vorgegeben wird.

Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß der Schwellwert UCMIN3 ausgehend von wenigstens einer der obigen Größen mittels eines Kennfeldes und/oder einer Berechnung vorgebbar ist.

In Fig. 3 ist die Ermittlung der aktuellen Booster-Spannung beispielhaft dargestellt.

Der Kondensator 145 steht üblicherweise über einen Widerstand R1 mit Masse in Verbindung. Der zweite Anschluß des Kondensators, der i. d. R. über dem Schaltmittel 140 mit den Verbrauchern verbunden werden kann steht über einem Spannungsteiler, bestehend aus den beiden Widerständen R2 und R3 mit Masse in Verbindung. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände R2 und R3 steht über einem Impedanzwandler 300 mit einem Schaltmittel 310 in Kontakt. Über dieses Schaltmittel steht der Impedanzwandler mit einem Speichermittel 320 in Kontakt. Das Speichermittel 320 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgebildet, der mit seinem einen Anschluß mit dem Schaltmittel 310, mit dem anderen Anschluß mit Masse verbunden ist. Der eine Anschluß des Kondensators 320 steht ferner mit einem AD-Wandler ADC 330 in Kontakt. Der AD-Wandler 330 beaufschlagt dann den Vergleicher 200 der Fig. 2 mit dem Signal UC. Das Schaltmittel 310 wird von einem Flip- Flop 340 mit einem Ansteuersignal A beaufschlagt. Hierzu verarbeitet das Flip-Flop 340 ein Signal E und ein Signal BOB der Steuereinheit 160. Das Signal E zeigt an ob eine Einspritzung, d. h. eine Voreinspritzung VE oder eine Haupteinspritzung HE vorliegt. Bei dem Signal BOB handelt es sich um den BOB-Interrupt, der üblicherweise die Bestimmung der Einspritzsignale auslöst.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellte die Hardwarebeschaltung im wesentlichen ein Sample-AND-Hold-Glied, bestehend aus einem Impedanzwandler 300, einem Flip-Flop 340, einem Schaltmittel 310 und einem Kondensator 320 dar.

Die Funktionsweise dieser Schaltung wird anhand der Fig. 4 beschrieben. Das Flip-Flop 340 gibt ein Ansteuersignal A aus, sobald ein BOB-Interrupt auftritt. Dies bedeutet, daß das Signal A auf seinen hohen Pegel übergeht und damit nimmt das Schaltmittel 310 seinen geschlossenen Zustand ein. Dies wiederum bedeutet, die am Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen R2 und R3 anliegende Spannung lädt den Kondensator 320 auf. D. h. die am Kondensator 320 anliegende Spannung charakterisiert die Booster-Spannung am Kondensator 145. D. h. die Spannung UC, die am AD-Wandler 330 anliegt entspricht der Booster-Spannung.

Sobald eine Einspritzung beginnt, wird dies durch das Signal E angezeigt und das Signal A geht auf seinen niederen Pegel über. Dies bedeutet, das Schaltmittel 310 geht in seinen geöffneten Zustand über. Ab diesem Zeitpunkt ist die Verbindung zwischen dem Speicherkondensator 320 und dem Booster-Kondensator 145 unterbrochen.

Dies bedeutet, der Wert der Booster-Spannung wird zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor der Einspritzung im Kondensator 320 gespeichert und kann zu einem späteren Zeitpunkt über den AD-Wandler in die Überwachung 200 eingelesen werden.

Der AD-Wandler bildet ausgehend von der Spannung, die am Kondensator 320 anliegt ein digitales Signal, das von der Überwachung 165 verarbeitbar ist. Die AD-Wandlung erfolgt in den in Fig. 4g mit ADC bezeichneten Zeiträumen. Die AD-Wandlung wird vorzugsweise durch den DZI-Interrupt ausgelöst. Eine weitere Auswertung erfolgt nach dem vorliegen von Rohwerten durch den AD-Wandler während des DZI-Interrupts in dem in Fig. 4h mit UB angedeuteten Bereich UB.

Dies bedeutet, die Messung der Spannung erfolgt zwischen dem Beginn der Berechnung der Einspritzung und dem Beginn dieser Einspritzung. Dies bedeutet, die Erfassung der Spannung erfolgt zwischen einem Zeitpunkt, der kurz vor dem frühest möglichen Beginn der Einspritzung liegt, und dem tatsächlichen Beginn der Einspritzung. Die Erfassung der Spannung erfolgt unmittelbar vor der Einspritzung. Der Wert der Spannung, der unmittelbar vor der Einspritzung erfaßt wurde, wird zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet.

Bei anderen Ausgestaltungen kann der Beginn und das Ende der Messung der Spannung durch andere Signale gesteuert werden. Hierzu wird das Flip-Flop mit den entsprechend Signalen anstelle der Größen E und BOB beaufschlagt.

In den Fig. 5 und 6 sind weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen anhand von Signalverläufen dargestellt. Die in Fig. 5 und 6 aufgetragenen Signale entsprechen den in der Fig. 4 beschriebenen Signale.

Die Ausführungsform der Fig. 5 unterscheidet sich im wesentlichen darin von der Fig. 4, daß die Messung der Spannung UC am Booster-Kondensator mit dem Drehzahlinterrupt DZI beginnt und mit dem BOB-Interrupt endet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bedeutet dies, daß der Schalter 310 zum Zeitpunkt DZI geschlossen und zum Zeitpunkt BOB geöffnet wird. Die Plausibilitätsprüfung UB erfolgt mit dem nächsten Drehzahlinterrupt DZI.

Dies bedeutet, daß die Messung der Spannung zwischen dem Beginn der Berechnung der Einspritzung und vor dem frühest möglichen Einspritzbeginn der Voreinspritzung erfolgt.

Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß die Erfassung der Spannung UC wesentlich vereinfacht werden kann. Es ist lediglich der ADC-Wandler 330 und/oder der Spannungsteiler R2, R3 erforderlich. Am dem Auftreten des Drehzahl-Inter­ rupts ist der AD-Wandler 330 aktiv.

Zum Zeitpunkt BOB wird der zuletzt gemessene Wert für die Booster-Spannung ausgewählt und der Überwachung 165 übergeben.

Da es unter den ungünstigen Bedingungen vorkommen kann, daß das Rechargen durch eine neue Einspritzung abgebrochen wird, wird der Schwellwert entsprechend, wie in Fig. 2 dargestellt, aus einem Kennfeld ausgelesen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der gemessene Wert und die Booster-Spannung UC lediglich mit einem Schwellwert UCMIN verglichen, der aus einem Kennfeld als Funktion der Batteriespannung Ubat und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine ausgelesen wird.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der lediglich eine Haupteinspritzung erfolgt. In der Fig. 6 sind die entsprechenden Signale wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung wird der Wert UC während des Drehzahl-Interrupts DZI gemessen und während des nächsten Drehzahl-Interrupts DZI ausgewertet. Diese Vorgehensweise wird gewählt, wenn die Drehzahl oberhalb eines Schwellwertes liegt.

Dieser Schwellwert entspricht dem Drehzahlwert oberhalb dem keine Voreinspritzung mehr erfolgt. Die Vorteile der Voreinspritzung ergeben sich in der Regel nur bei kleinen Drehzahlen. Bei großen Drehzahlen wird die Voreinspritzung deaktiviert. Bei dieser Umschaltung auf den Betriebszustand ohne Voreinspritzung wird besonders vorteilhaft-auf die in Fig. 6 dargestellte Vorgehensweise der Spannungserfassung umgeschaltet. Diese Vorgehensweise wird gewählt, wenn keine Voreinspritzung erfolgt.

Erfindungsgemäß erfolgt die Auswertung der Spannung am Booster-Kondensator zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn einer nächsten Einspritzung. Zur Überwachung wird die innerhalb dieses Zeitraums erfaßte Spannung mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Ausgehend von diesem Vergleich erkennt die Vorrichtung einen Fehler im System.

Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß sich die Erfassung der Spannung UC wesentlich vereinfacht. Es ist lediglich der AD-Wandler 330 und/oder der Spannungsteiler R2, R3 erforderlich. Bei vorliegen des Drehzahl-Interrupts wird der Inhalt des AD-Wandlers 330 von der Überwachung 165 ausgelesen und ausgewertet.

Erfindungsgemäß erfolgt die Erfassung der Spannung UC am Boosterkondensator im Bereich zwischen dem Ende der Einspritzung und dem Beginn der nächsten Einspritzung. Als besonders vorteilhaft haben sich die Zeiträume zwischen dem DZI und dem BOB-Interrupt und/oder zwischen dem BOB-Interrupt und dem Beginn der Einspritzung erwiesen. Die Erfassung vereinfacht sich sehr stark, wenn die Erfassung durch den DZI-Interrupt ausgelöst wird.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die verschiedenen Vorgehensweisen kombiniert werden. Dies bedeutet beispielsweise, daß abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zwischen den verschiedenen Vorgehensweisen umgeschaltet wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß zwischen den Vorgehensweisen, die in Fig. 5 und Fig. 6 abhängig davon umgeschaltet wird, ob eine Voreinspritzung vorliegt oder nicht, bzw. Abhängig davon, ob Betriebszustände vorliegen, in denen eine Voreinspritzung vorliegt oder nicht.

Claims (9)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine, mit einem energiespeichernden Element, dessen Ladung zum beschleunigten Einschalten des Verbrauchers verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn einer nächsten Einspritzung die Spannung, die an dem energiespeichernden Element anliegt, erfaßt und ausgewertet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung die Spannung, die an dem energiespeichernden Element anliegt, mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert abhängig von Betriebsgrößen, insbesondere der Brennkraftmaschine, vorgebbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert abhängig von wenigstens der Versorgungsspannung des Verbrauchers und/oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgebbar ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Spannung zwischen dem Ende der Einspritzung und dem Beginn der Berechnung der nächsten Einspritzung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Spannung zwischen dem Beginn der Berechnung der Einspritzung und dem Beginn der Einspritzung erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Spannung zwischen einem Drehzahlinterrupt und dem Beginn der Berechnung der Einspritzung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Spannung zwischen einem Zeitpunkt, der kurz vor dem frühest möglichen Beginn der Einspritzung liegt, und dem tatsächlichen Beginn der Einspritzung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb eines Drehzahlwerts die Erfassung der Spannung mit einem Drehzahlinterrupt erfolgt.

10. Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine, mit einem energiespeichernden Element, dessen Ladung zum beschleunigten Einschalten des Verbrauchers verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn einer nächsten Einspritzung die Spannung, die an dem energiespeichernden Element anliegt, erfassen und auswerten.