DE3301742A1 - Sicherheitseinrichtung fuer eine brennkraftmaschine mit selbstzuendung - Google Patents

Sicherheitseinrichtung fuer eine brennkraftmaschine mit selbstzuendung

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Description

R. 18328 Mü
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20.12.1982
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1
Sicherheitseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitseinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, zur elektronischen Regelung des Betriebs von selbstzündenden Brennkraftmaschinen (Dieselmotoren) mit elektrischen Signalen angesteuerte, elektrische Stellwerke einzusetzen, wobei anstelle von mechanischen Kraftstoff zumeß- und Regelsystemen ein zentrales Steuergerät die erforderlichen Stellsignale erzeugt. Mechanische Kraftstoffzumeßsysteme bei Dieselmotoren sind zwar bezüglich ihrer Fehlersicherheit als zuverlässig anzusehen, sie sind jedoch zunehmend weniger in der Lage, der Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Umwelteinflüssen Rechnung zu tragen.
Der Einsatz elektronischer Komponenten in Verbindung mit der elektronischen Dieselregelung (EDC) macht auch dann umfassende Sicherheits- und Überwachungsmaßnahmen wünschenswert, wenn die
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einzelnen Baugruppen für sich gesehen schon Möglichkeiten zur Fehlererkennung aufweisen. Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, bei EDC-Anlagen für Dieselmotoren eine Sicherheitskonzeption für die gesamte Überwachung im Betrieb zu schaffen, die mit Hilfe geeigneter Signale zulässige und unzulässige Betriebsbereiche erfaßt, je nach Art des ermittelten Fehlers die Dieselmaschine abschaltet oder in wünschenswerter Weise eine Notfahrmöglichkeit zuläßt.
Vorteile der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs wird eine übergeordnete Systemüberwachung für eine EDC-Anlage geschaffen, die sicherstellt, daß bei Ausfall von einzelnen Komponenten weder für den Motor, das Fahrzeug noch für den Fahrer Gefahren entstehen können. Auf auftretende Fehler im betriebsbereiten Zustand des Dieselmotors wird bei bestimmten Komponentenausfällen entweder mit einer automatischen Abschaltung des Motors reagiert; bei anderen Ausfällen, die nicht zur Betriebsunfähigkeit des Fahrzeugs führen und zugelassen werden können, wird auf Notfahreinrichtungen umgeschaltet.
Neben der Überprüfung auf Überschreiten einer maximalen Grenzdrehzahl Nmax (Überdrehzahlschutz) wird auch das Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl Ngr festgestellt, die beispielsweise um 40 % über der Leerlauf drehzahl liegen kann. Es erfolgt dann eine Signalverknüpfung alternativ mit der Bremsbetätigung oder der Leerlaufposition des Fahrpedals in der Weise, daß für Drehzahlen größer
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als die Grenzdrehzahl stets ein minimaler Regelweg (der die Menge Null garantiert) eingestellt wird, unabhängig davon, welchen Wert von RWsoll der Rechner für diesen Betriebsfall gerade liefert. Hierdurch bleibt der Normalbetrieb unbeeinträchtigt; im Störungsfall ist es aber dem Fahrer möglich, über gewohnte Bedienungselemente die Null-Menge einzustellen.
Die vorliegende Erfindung nutzt in vorteilhafter Weise ohnehin vorhandene und zu erzeugende Signale aus (Bremse, Fahrpedal-Nullstellung) und stellt sicher, daß der Motor bei den beiden Fahrzuständen Bremsen bzw. Leerlauf oberhalb einer bestimmten Drehzahl keine Kraftstoffmenge mehr erhält.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich.
Zeichnung
AusführungsbeispieIe der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden genauer erläutert. Es zeigen Fig. 1 in Form einer vereinfachten Schemadarstellung die Brennkraftmaschine mit ihren wesentlichen Istwertgebern, wie sie zur Realisierung vorliegender Erfindung als übergeordnete Systemüberwachung ausgewertet werden, Fig. 2 den Verlauf einer Istwertgeber-Kennlinie für den Regelweg in Form eines Diagramms Geberspannung über Regelweg, Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Verknüpfungsschaltung, in welcher die Entscheidungen über Abschalten oder Not-
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fahrbetrieb getroffen wird, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Entseheidungsschaltung und Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer der Entscheidungsschaltung der Fig. 3 oder 4 vorgeschalteten Signal ve rar beitun gs schaltung.
Beschreibung der AusführungsbeispieIe
Die Grundkonzeption vorliegender Erfindung besteht darin, aufgrund bestimmter Betriebs zustande signale einen minimalen Regelweg (entsprechend der Brennkraftmaschine zugeführter (eingespritzter) Kraftstoffmenge) vorzugeben im Falle einer Störung und mit diesem als neuem korrigiertem Regelwegsollwert in einer Entscheidungsschaltung weiterzuarbeiten, die ergänzende Randbedingungen berücksichtigt und die Entscheidung darüber trifft, ob eine automatische (reversible) Abschaltung des Motors veranlaßt oder ob auf Notfahreinrichtungen umgeschaltet werden kann.
In Fig. 1 ist die Brennkraftmaschine (Dieselmotor) mit 10 bezeichnet; sie hat ein Ansaugrohr 11 und ein Abgasrohr 12. Eine Kraftstoffpumpe 13 steht mit einem Einspritzventil 14 über eine Druckleitung 15 in Verbindung. Das Einspritzventil 14 kann einen Spritzbeginngeber 16 umfassen, der über eine gestrichelt angegebene Verbindungsleitung 16a ein redundantes Drehzahlsignal einem Drehzahl-Signalerfassungs- und Verarbeitungsblock 17 zuführt.
Zur Drehzahlsignalgewinnung ist ein Drehzahlgeber 18 vorgesehen, der die Drehzahl der Brennkraftmaschine über einen von deren Kurbelwelle angetriebenen Zahnkranz 19 erfaßt und dessen Ausgang mit
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dem Drehzahl-Signalerfassungsblock 17 verbunden ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Art der Gewinnung der für die erfindungsgemäße Sicherheits-Systemüberwachung verwendeten Signale in Fig. 1 lediglich beispielhaft dargestellt ist; die jeweils verwendeten Signale können auch auf andere Art und Weise aus den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abgeleitet werden. Wichtig ist ferner darauf hinzuweisen, daß auch die im folgenden im einzelnen noch zu erläuternde Signalverarbeitung in unterschiedlicher Weise und unter Verwendung anderer Schaltungen als die durchgeführt werden kann, die im folgenden als diskrete Bauelemente erläutert werden. Die Signalverarbeitung kann insgesamt mit Hilfe von zentralen Steuerlogikschaltungen oder auch von Mikroprozessoren aufweisenden Mikrorechnern u. dgl. durchgeführt werden.
Ergänzend zu dem Drehzahlistwertsignal, welches sich am Ausgang des Drehzahlerfassungsblocks 17 ergibt, sind zur Realisierung der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung noch die folgenden Signale von Bedeutung: Ein Istwertsignal des Regelwegs RWist, welches aus der Position der Regelstange 13a der Kraftstoffpumpe 13 beispielsweise über einen Istwertgeber oder Wandler 20 für den Regelweg erzeugt wird, ein Fahrpedalstellungssignal, welchens bei dem speziellen Anwendungsfall ein Leerlauf-Fahrpedalstellungssignal LL-FP ist und beispielsweise aus der Position des Abgriffs eines über eine mechanische Verbindung vom Fahr- oder Gaspedal 21 mitgeführten Potentiometer 22 abgeleitet sein kann, aber auch aus einem Leerlauf-Kontaktschalter am Gaspedal gewonnen werden kann. Schließlich ist noch die Erzeugung und Auswertung eines Bremssignals BS vorge-
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sehen, welches vom Bremspedal 23 über einen geeigneten Kontaktgeber 24 erzeugt werden kann, der auch die Bremslichter 25 bedienen lassen oder separat ist; es versteht sich, daß im üblichen Fall der Brei
kontaktgeber auch Teil eines im Bremszylinder angeordneten Druckschi ters sein kann.
Zur elektronischen Steuerung und Führung der Einspritzpumpe 13 ist ein zentrales Steuergerät 26 einschließlich Rechner vorgesehen, dem, wie bei 27 angedeutet, eine Vielzahl äußerer Betriebs signale, Umwelt signale und Sollgrößen zugeführt sein können und der aus diesen Eingangsgrößen einschließlich hier nicht zu erwähnender rückgeführter Istwertsignale einen Sollwert für den Regelweg RWsollre erzeugt und der Kraftstoffeinspritzpumpe 13 zuführt. Es handelt sich hier um den rechnerisch von dem Steuergerät erstellten Regelwegsollwert.
In Fig. 1 ist schließlich noch ein Vergleichsschaltungsblock 28 dargestellt, dem an seinem Eingang 28a der Istwert der Brennkraftmaschinendrehzahl N und an weiteren Eingängen 28b und 28c Vergleichswerte für die maximal zulässige Drehzahl der Brennkraftmaschine Nma: und bezüglich einer Mindestdrehzahl oder Grenzdrehzahl Ngr zugeführt sind, wobei letztere sich nach der Leerlaufdrehzahl richtet. An den Ausgängen 29a und 29b erzeugt der Vergleichsblo.ck 28 dann Vergleichsschaltsignale N> Ngr, falls die Istdrehzahl die vorgegebene Mindestdrehzahl Ngr überschritten hat, sowie N^ Nmax im Fall,daß die Istdrehzahl die maximal zulässige Drehzahl für diese Brennkraftmaschine überschritten hat. Schließlich ist in Fig. 1 noch eine Signalvor verarbeitungs- oder Verknüpfungsschaltung 30 gezeigt, die die Betrieb s zustand s signale Fahrpedal Leerlauf stellung LL-FP, Bremssig-
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nal BS mit dem rechnerisch erstellten Sollwert des Regelwegs RWsollre und dem Vergleichs signal N> Ngr verknüpft.
Auf den weiteren Aufbau auch der in den anderen Figuren dargestellten Schaltungen wird im folgenden in Verbindung mit einer Erläuterung der Wirkungsweise eingegangen.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist im wesentlichen darauf gerichtet, bei einer EDC-geführten Einspritzanlage für Dieselmotoren dann einzugreifen, wenn diese unkontrolliert und vom Fahrer ungewollt "Gas" gibt, d.h. die Einspritzmenge erhöht.
Ein solches ungewolltes Gasgeben könnte bei folgenden Zuständen auftreten:
a) bei defektem Fahrpedal 21, d.h. obwohl der Fahrer kein Gas gibt, signalisiert das Fahrpedal (beispielsweise das von diesem angetriebene Potentiometer 22) den Befehl für hohe Einspritzmenge an das EDC-Steuergerät 26 (eine solche Verbindungsleitung ist in Fig. 1 nicht eingezeichnet),
b) bei defekter Signalverarbeitung im Steuergerät, insbesondere im Rechner des Steuergeräts, der dann einen falschen Sollwe rt RWsollre für den Einspritzpumpen-Regelweg vorgibt.
Es kann davon ausgegangen werden, daß in dem zunächst betrachteten Fall b) einer unerwünscht großen eingespritzten Kraftstoffmenge aus irgendeinem Fehlergrund im Bereich des Steuergeräts selbst (bzw. dessen Ein-Ausgabe-Peripherie) die erste Reaktion des Fahrers darin
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besteht, den Fuß am Fahrpedal zurückzunehmen, so daß dieses in Leerlaufstellung gelangt. Es ist dann sicherzustellen, daß oberhalb einer Mindestdrehzahl oder Grenzdrehzahl Ngr, die sich nach der jeweiligen Leerlaufdrehzahl richtet und oberhalb derselben liegt, in dem hierdurch dokumentierten Schiebebetrieb keine Einspritzungen mehr auftreten.
Für diesen Zustand wird daher entsprechend der Verknüpfungsschaltung 30 (Fahrpedal in Nullstellung entsprechend LL-FP-Signal und vorliegendem Drehzahl signal N> Ngr) ein minimaler Regelweg-Sollwert RWmin am Ausgang hier eines UND-Gatters 30a in der Verknüpfungsschaltung gebildet und einer Minimalwert-Auswahlschaltung 31 zugeführt. Dieser minimale Regelweg-Sollwert ist so gebildet, daß bei jeder Drehzahl oberhalb Ngr die Einspritzmenge Null gewährleiste t ist.
Die Minimalwert-Auswerte schaltung 31 vergleicht die so gebildete Regelweggröße RWmin mit dem vom Rechner ausgegebenen -Sollwert RWsollre und leitet den kleinerenWert von beiden an einen in Fig. 1 mit 32 bezeichneten Stellregler der Einspritzpumpe 13 als korrigierten Sollwert RWsollkor weiter.
Unterhalb der Grenzdrehzahl Ngr muß eine Einspritzmenge zugelassen werden, da sonst die Leerlaufregelung für den Motor (durch den Rechner) im Normalbetrieb nicht arbeiten kann.
Durch diese Art der Minimalwert-Aus wahl läßt sich der Fehlerfall "falscher Regelwertsollwert durch den Rechner" abdecken.
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Für den weiter vorn genannten Fall a) (defektes Fahrpedal) gilt die Überlegung, daß der Fahrer unter allen Umständen auf die Bremse treten wird, wenn trotz Leerlaufstellung des von ihm betätigten Fahrpedals noch ungewollt Einspritzmenge auftritt (verursacht durch das fehlerhafte Fahrpedal-Signal). Daher bewirkt ein Betätigen der Bremse ebenfalls entsprechend dem mit dem LL-FP-Signal geoderten Bremssignal BS und zusammen mit der UND-Verknüpfung mit N> Ngr stets die Ausgabe von RWmin an die Minimalwert-Auswahlschaltung 31.
In diesem Teilbereich wird also die Brems be tätigung sowie die Nullstellung des Fahrpedals entsprechend den Signalen LL-FP und BS - deren Gewinnung über Komparatoren ist, falls erforderlich, problemlos möglich - durch Oderung im ODER-Gatter 30b der Verknüpfungsschaltung 30 gleichwertig behandelt.
Übergeordnet muß jedoch sichergestellt sein, ob es zu einem Abschalten der Einspritzpumpe oder zu einem Notfahr be trieb kommt.
Hierbei gelten die folgenden Bedingungen: Abgeschaltet werden muß, wenn
a) die Überdrehzahl Nmax erreicht ist,
b) -die Regelstange bzw. der elektrische Steller in der Einspritzpumpe nicht mehr auf die Sollbefehle aus dem Steuergerät reagiert (Grund: z.B. Regelstange klemmt, Endstufentransistor hat Durchgang, Kabel zum Steller abgefallen etc.),
c) nicht abgeschaltet werden soll dagegen (hier soll ein Notfahrbetrieb über Stellersteuerung versucht werden), wenn lediglich der Regelweg-Rückmelder defekt ist (vergl. Istwertblock 20 in Fig. 1) oder beispielsweise dessen Kabel abgefallen ist.
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Um die Bedingung c) vorab zu klären, ob nämlich ein Notfahr be trieb möglich ist, ist zunächst eine Abfrage erforderlich, ob der Regelweg-Rückmelder im erlaubten Bereich ist; eine entsprechende Definition ergibt sich aus der Darstellung der Fig. 2, der entnommen werden kann, welche Spannungen als obere und untere Gebergrenzwerte für den Regelweg RWo, RWu den erlaubten vom unerlaubten Bereich der Geberkennlinie trennen. Liegt die Geberausgangsspannung für den Istwert des Regelwegs ober- oder unterhalb der Grenzwerte RWo bzw. RWu, dann befindet sich der Regelweg RW nicht im erlaubten Bereich.
Es ist wesentlich, daß für alle Fehlerfälle, bei denen der Regelweg innerhalb des erlaubten Bereiches liegt (also RWu <RW< RWo), ein Notfahrbetrieb nicht erlaubt werden darf, sondern auf Abstellen erkannt werden muß. Der Grund hierfür liegt darin, daß in diesem Fall nicht lediglich etwa der Regelweg-Rückmelder defekt ist, sondern ein einen Notfahr be trieb ausschließender Fehler vorliegt. Umgekehrt gilt dann, daß ein Notfahr be trieb versucht werden kann, wenn der rückgemeldete Regelweg nicht im erlaubten Bereich ist.
Die in Fig, 3 gezeigte Entscheidungsschaltung zeigt, was gemeint ist; diese E nt sehe idungs schaltung umfaßt einen ersten Vergleichsblock 40 und einen zweiten Vergleichsblock 41, denen beiden das (rückgemeldete) Istwertsignal RWist des Regelwegs zugeführt ist. Der Vergleichsblock 40 stellt fest, ob der Regelweg oberhalb oder unterhalb des vorgegebenen Regelweg-Sollwerts, der mit Vorzug der korrigierte Regelweg-Sollwert aus der Minimalwert-Auswahlschaltung 31 der Fig. 1 ist, befindet. Bei Abweichung nach oben oder unten ergeben sich jeweils
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Ausgangsvergleichssignale RW < RWsoll bzw. RW > RWsoll, die an einem Regelweg-Abweichungs-ODER-Gatter 42 geodert und einem nachgeschalteten UND-Gatter 43 zugeführt sind. Das UND-Gatter stellt fest, ob die Regelabweichung (RW < RWsoll oder RW> RWsoll) oberhalb der Grenzdrehzahl Ngr auftritt, da dem UND-Gatter an seinem anderen Eingang dieses Vergleichssignal, etwa vom Vergleichsblock 28, zugeführt ist.
Dem UND-Gatter 43 ist eine Zeitschaltung 44 nachgeschaltet, die eine vorgegebene Wartezeit erzeugt und deren Ausgang mit dem einen Eingang eines weiteren UND-Gatters 45 verbunden ist, dem der Ausgang des UND-Gatters 43 auch direkt sowie ein weiteres Signal von einem UND-Gatter 46 zugeführt ist, welches angibt, ob der Regelweg sich im "erlaubten RW-Bereich" ( vergl. Fig. 2) befindet. Am Ausgang des UND-Gatters 45 ergibt sich also dann ein Signal, wenn gleichzeitig eine Regelwegabweichung festgestellt worden ist, wenn diese oberhalb der Grenzdrehzahl Ngr aufgetreten ist, wenn diese beiden Bedingungen auch noch nach einer vorgegebenen Wartezeit gelten und wenn der rückgemeldete Regelweg sich innerhalb des erlaubten Regelwegbereichs befindet; in diesem Fall wird über ein nach geschaltetes ODER-Gatter 47 sowohl die Endstufe für die Ansteuerung der Einspritzpumpe (des Stellreglers) abgeschaltet (stromlos gemacht) als auch die Einspritzanlage mittels einer elektrischen Abstellvorrichtungan der Pumpe (ELAB) abgeschaltet. Hierzu dient ein weiterer Funktionsblock 48, der vom ODER-Gatter 47 angesteuert ist. Es wird an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen und ergibt sich auch aus den bisher besprochenen Bedingungen, daß sich solche Bedingungsschaltungen insbesondere auch für die Verarbeitung durch
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Mikroprozessoren oder ähnliche Rechner eignet, daher sind die hier zum besseren Verständnis und zur Klarstellung der Erfindung erläuterten Funktionsblöcke (UND- oder ODER-Gatter, Auswahlschaltung u.dgl.) lediglich beispielhaft zu verstehen.
Die Einbeziehung der Grenzdrehzahl Ngr ist bei dem Funktionsablauf der Fig. 3 deshalb vorteilhaft mit vorgesehen, um bei einem Kaltstart (gegebenenfalls kommt bei Kälte die Regelstange dem Sollwert des Regelwegs nur langsam nach) die Wartezeit unwirksam zu machen, bis eine für den Start notwendige Drehzahl Ngr erreicht ist.
Über das ODER-Gatter 47 erfolgt im übrigen das Abschalten der beiden GrößenBEndstufe stromlos'und'ELAB abstellen'auch unmittelbar dann, wenn das Vergleichssignal N^ Nmax vorliegt, also eine Überdrehzahl festgestellt wurde.
Der Funktionsablauf der Fig. 3 bewirkt ein nichtreversibles Abstellen, d.h. es wird auch dann nicht wieder eingeschaltet, wenn der Störfall wieder beseitigt ist, beispielsweise also ein Überdrehzahl-Zustand nicht mehr vorhanden ist. Dieser Effekt, der für manche Anwendungsfälle wünschenswert ist, ergibt sich aus der Rückkopplung über die Regelabweichung wie folgt:
Überdrehzahl—» Endstufe stromlos -^ Regelabweichung -> Endstufe wird stromlos gehalten.
Mit anderen Worten, durch die Stromlos schaltung der Endstufe ergibt sich eine Regelabweichung, die dann automatisch dazu führt,
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daß diese Endstufe auch stromlos bleibt.
Soll diese Rückkopplung vermieden werden, dann ist ein separater Endblock 49 vorgesehen, der ausschließlich der Stromlos schaltung der Endstufe dient und entsprechend der gestrichelten Verbindungslinie nur dann angesteuert wird, wenn Überdrehzahl N> Nmax vorliegt. Nach wie vor wird aber die elektrische Abstellvorrichtung an der Pumpe (ELAB) sowohl bei Auftreten einer Überdrehzahl als auch von der Regelwegabweichung entsprechend den weiter vorn erläuterten Bedingungen betätigt; der Endfunktionsblock 48 verfügt in diesem Fall aber nicht mehr über die Möglichkeit, auch die Endstufe des Stellreglers stromlos zu schalten.
Elektrische Abstellvorrichtungen an der Pumpe (ELAB) können unterschiedlich ausgebildet sein; so sind ELAB-Systeme verwendbar, die von ihren technischen Daten her in der Lage sind, auch bei hoher Drehzahl (bei Einspritzpumpen meistens verbunden mit hohem Kraftstoffdruck im Saugraum der Pumpe, wo der ELAB angeordnet ist) wieder einschalten zu können, wenn sie vom Endfunktionsblock 48 abgeschaltet wurden, damit beispielsweise nach Erreichen der Normaldrehzahl der E inspritz be trieb wieder aufgenommen werden kann. Demnach eignet sich der ergänzende Funktionsablauf der Fig. 3 für solche ELAB-Ausführungen, die auch bei hoher Drehzahl wieder einschalten können.
Werden E LAB-Ausführungen verwendet, die dies nicht können, dann wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 vorgegangen, bei welchem auftretende Überdrehzahlen N > Nmax lediglich die End-
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stufe über einen Block 49J stromlos schalten, jedoch nicht auf die ELAB-Abstellung einwirken. Hierauf wird gleich noch eingegangen.
Mit Bezug auf die Entscheidungskriterien, ob sich der Regelweg RW innerhalb des durch RWo und RWu begrenzten Bereichs befindetest für einen Notfahr be trieb entsprechend Fig. 3 noch eine Entscheidungszweigleitung 50 vorgesehen, die über eine Invertierung des Signals bei 51 einen Notfahrblock 52 ansteuert, der für alle Fehlerfälle, bei denen der Regelweg schon außerhalb des erlaubten Bereichs ist, der also einen Fehler schon aufgrund der fehlerhaften Rückmeldung des Regelwegistwertes feststellt, notfahren gestattet, und zwar mit Vorrangfunktion gegenüber dem Endfunk tion s block 48, der ja in diesem Falle mindestens den ELAB auch abstellen würde. Vorrang hat aber grundsätzlich die Endstufen-Abschaltung des Stellreglers über das N> Nmax-Signal, um Schädigungen am Motor zu vermeiden.
Da entsprechend der in Fig. 4 dargestellten, modifizierten Entscheidungsschaltung lediglich Überdrehzahl die Endstufe des Stellreglers stromlos schaltet, muß vermieden werden, daß infolge der abgeschalteten Endstufe auf Regelabweichung erkannt wird, die dann auf den ELAB abschalten würde. Das ledigliche Abschalten der Endstufe ist bei Rückkehr in Normaldrehzahlen über den Endblock 49' aufhebbar.
Wird daher entsprechend Fig. 4 die Endstufe abgeschaltet, dann wird gleichzeitig der eine Regelabweichungszweig RW< RWsoll bei Überdrehzahl verboten, und zwar durch Zuführung des Überdrehzahl-
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Vergleichssignals N>Nmax zu einem invertierenden Gatterelement 53, welches dann an seinem Ausgang das umgekehrte Signal N< Nmax (wegen der Invertierung) an einem UND-Gatter 54 mit dieser Regelabweichung RW< RWsoll verknüpft; vom Ausgang des UND-Gatters läuft dann die Signalverarbeitung so weiter, wie schon anhand der Darstellung der Fig. 3 erläutert, so daß für die vorgesehenen Schaltungskomponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es findet aber nach wie vor eine Überprüfung auf positive Regelabweichung statt (RW > RWsoll), so daß auch bei Überdrehzahl beispielsweise auf eine klemmende Regelstange erkannt wird.
Eine Verfeinerung der Überprüfung auf Fehlerfunktion zeigt noch die Vorverarbeitungs- oder Verknüpfungsschaltung 30J der Fig. 5, in welcher gleiche Teile mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 gleiche Bezugszeichen aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird zusätzlich durch Erfassung und Zuführung des Überdrehzahlsignals N> Nmax über ein zusätzliches ODER-Gatter 55 der korrigierte Regelwegsollwert auf RWmin gesetzt. Es wird also mit der , Schaltung der Fig. 5 auf jeden Fall ein korrigierter Regelwegsollwert RWsollko als RWmin bei Überdrehzahl vorgegeben, der Einspritzmenge Null bedeutet, so daß dann entsprechend der Fig. 4 die Überprüfung auf die positive Regelabweichung RW> RWsoll ausreicht, um gegen eventuelle unkontrollierte Einspritzungen abgesichert zu sein.
Bei vorliegender Erfindung sind also die folgenden Gesichtspunkte und Vorteile von besonderer Bedeutung:
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1. Durch gezielte Vorgabe eines minimalen Regelwegs RWmin für die Menge Null ergibt sich eine Absicherung gegen unkontrollierte Einspritzung; dabei hat RWmin als korrigierter Regelwegsollwert gegenüber einem totalen Abschalten der Endstufe des Stellreglers den Vorteil, daß der Regelkreis im Normalbetrieb geschlossen bleibt und der Stellregler (der beispielsweise einen I-Anteil aufweisen kann) nicht übersteuert wird, was beim Gasgeben unangenehme Einregelvorgänge ergäbe.
2. Die Minimalwertauswahl erfolgt aus dem vom Rechner selbst vorgegebenen Sollwert für den Regelweg RWsollre und der Kombination Bremsbetätigung oder Fahrpedall-Nullstellung; zusätzlich mit der Kombination einer Mindestdrehzahl Ngr zur Gewährleistung von Leerlaufregelung im Normalbetrieb.
3. Es erfolgt eine Unterscheidung in die Bereiche Notfahrbetrieb und Abstellen, hier gegebenenfalls in einer revisiblen Form.
4. Als Kriterium für den Abstellbefehl wird die Regelabweichung verwendet, und zwar in der Kombination Regelabweichung mit Überschreitung einer Grenzdrehzahl Ngr und einer Wartezeit zur Gewährleistung eines guten Start verhalte ns.
5. Es ist eine Einrichtung für nichtreversibles Abstellen durch Rückkopplung über die Regelabweichung möglich.
6. Wird eine auch bei hoher Drehzahl wieder einschaltende ELAB-Ausführung verwendet, dann ergibt sich eine Einrichtung für reversibles Abstellen.
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7. Ein reversibles Abstellen ist aber auch möglich durch entsprechende Schaltungsausbildung (Verknüpfungsschaltung der Fig. 4) selbst dann, wenn eine ELAB-Ausführung verwendet wird, die bei hoher Drehzahl nicht wieder einschalten kann.
8. Es ist eine RW min -Vorgabe bei Überdrehzahl möglich, um auch bei nicht wieder einschaltbarem ELAB (hohe Drehzahl) eine sichere Überprüfung auf Re gelwegabweichung zu gewährleisten.
Es versteht sich, daß der in der Beschreibung und in den Ansprüchen überwiegend verwendete Begriff des Regelwegs hier stellvertretend steht als Kurzfassung für Begriffe wie Kraftstoffzumessung oder Last oder zugeführte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine o. dgl., die alle dasselbe bedeuten, nämlich die von der Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt aufgenommene Kraftstoffmenge. Der Begriff Regelweg entspricht daher einem spezifischen Kraftstoffmengen-Signal und kann durch andere geeignete Kraftstoffmengensignale ersetzt werden; er ist daher weder in der Beschreibung noch in den Ansprüchen als einschränkend anzusehen.

Claims (8)

  1. R. 18328 Mü
    1670/ot/mü
    20.12.1982
    ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1
    Patentansprüche
    fl./Sicherheitseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, dadurch gekennzeichnet, daß im Sinne einer übergeordneten Systemüberwachung fortlaufend den betriebsmäßigen Zustand betreffende Signale der Brennkraftmaschine (Fahrpedalstellung LL-FP, errechneter Sollwert des Regelwegs RWsollre, Drehzahl N, Bremspedalstellung oder Bremslichtsignal BS) erfaßt und nach logischer Verknüpfung einer Minimalwertauswahl zur Erstellung eines korrigierten Regelwegsollwerts (RWsollko) zugeführt werden zur Weiterleitung als neuen Sollwert für den Stellregler,
  2. 2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend das rückgemeldete Last- oder Kraftstoffmengensignal (rückgemeldeter Regelweg RWist) mit oberen und unteren Lastgrenzwerten (RWo, RWu) aus den Geberwerten sowie mit dem Lastsollwert (RWsoll), vorzugsweise nach Minimalwertauswahl, verglichen und unter Einbeziehung einer unteren Grenzdrehzahlüberschreitung (N > Ngr) bei entsprechenden Lastabweichungen (Regelwegabweichungen) eine Entscheidung über Abschalten (Endstufe des Stellreglers und/oder elektrische Abstellvorrichtung an der Pumpe ELAB) bzw. Notfahr be trieb getroffen wird, mit einem
    /2
    1670/ot/mü J 8 3 9 R
    20. 12. 1982 - 2 - .4- %J
    Endblock (49, 49'), der bei Erreichen einer Überdrehzahl (N>Nmax) die Endstufe des Stellreglers stromlos schaltet.
  3. 3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Verknüpfungsschaltung (30) vorgesehen ist, die die Fehlersignale Leerlauf-Fahrpedalstellung (LL-FP) und Bremsbetätigungssignal (BS) bei gleichwertiger Behandlung mit einem die Überschreitung einer unteren Grenzdrehzahl angebenden Signals (N> Ngr) verknüpft und zusammen mit dem errechneten Sollwert (RWsollre) einer Minimal we rtaus wahl unterwirft und den ausgewählten Regelwegsollwert dem Stellregler zuführt, wobei dieser korrigierte Regelwegsollwert (RWsollkor) gleichzeitig durch Vergleich nach oben oder unten mit dem rückgemeldeten Regelweg (RWist) ein gleichbehandeltes Regelweg-Abweichungssignal ergibt, welches mit dem die Überschreitung einer unteren Grenzdrehzahl angebenden Signal (N-> Ngr) dann, unter Einbeziehung einer vorgegebenen Wartezeit, zur Abschaltung der Einspritzpumpe durch eine elektrische Abstellvorrichtung (ELAB) und/oder dem Abschalten der S te lire gier-End stufe führt, wenn gleichzeitig festgestellt wird, daß sich der rückgemeldete Regelweg (RWist) innerhalb der durch die Regelweg-Geber Charakteristiken vorgegebenen unteren und oberen Anschlaggrenzen (RWo, RWu) befindet.
  4. 4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Vorrang bei Auftreten der Fehlersignale dann auf Notfahrbetrieb geschaltet wird, wenn der rückgemeldete Regelweg (RWist) sich außerhalb der Geberanschlaggrenzen (RWo, RWu) befindet.
    /3
    1670/ot/mü
    20.12.1982 - 3 -
    S3 2
  5. 5. Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtreversibles Abstellen bei Auftreten von Überdrehzahlen (N> Nmax) dadurch bewirkt wird, daß infolge der Stromlos schaltung der Stellregler-End stufe in diesem Fall die entstehende Regelabweichung über den aufgrund der Regelabweichung die Endstufe stromlos schaltenden Zweig aufrechterhalten wird.
  6. 6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelabweichungen für reversibles Abstellen ausschließlich die ELAB-Ausführung abgeschaltet wird.
  7. 7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur reversiblen Abstellung unter Verwendung von E LAB-Ausführungen, die bei hoher Drehzahl wieder einschalten können, die Fehlerbedingung der Überdrehzahl (N> Nmax) ausschließlich die Endstufe des Stellreglers stromlos schaltet und gleichzeitig eine sich hierdurch ergebende negative Regelabweichung (RW< RWsoll) durch das (invertierte) Überdrehzahlsignal unwirksam geschaltet wird.
  8. 8. Sicherheitseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich bei der Minimalwertauswahl eines korrigierten Regelwegsollwerts die Fehlerbedingung der Überschreitung einer maximalen Drehzahl (N > Nmax) als unbedingtes Kriterium einbezogen wird bei Beibehaltung einer Überprüfung auf positive Regelabweichung (RW> RWsoll) als Maß für die ELAB-Abstellung.
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